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(共24张PPT)
第1节 被动运输（第2课时）
第4章 细胞的输入和输出
建构被动运输的概念，比较自由扩散和协助扩散的异同点。
说出载体蛋白和通道蛋白的不同。
相对含量高
相对含量低
细胞膜
原生质层
水分子
像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
自由扩散
协助扩散
【任务①】 探究气体和甘油等分子进出细胞的方式
资料1：科研人员对同种物质在只含磷脂双分子层的人工膜和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。
人工膜和生物膜对这些物质透性相同，它们是通过简单的扩散作用进出细胞的。
脂溶性物质与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层进出细胞。
1.请据图分析气体和甘油是如何进出细胞的？
2.（P66旁栏思考）甘油、乙醇等分子为什么能以简单的扩散作用进出细胞？
自由扩散和协助扩散
细胞外
细胞内
概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
特点
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白协助
③不需要消耗能量
实例：
①气体小分子：氧气、二氧化碳
②少量水
③脂溶性小分子：乙醇、甘油、苯、性激素（相似相溶）
01/ 自由扩散
影响因素
浓度差、温度
扩散速度
浓度差
扩散速度
转运蛋白
扩散速度
能量
视频 / 自由扩散过程
与生活联系3
自由扩散对于人体细胞很重要
当肺泡内O2的浓度大于肺泡细胞内部O2的浓度时，O2便通过自由扩散进入肺泡细胞内部。同样的，细胞内由于呼吸作用使CO2浓度升高时， CO2便通过扩散作用排出细胞，进入肺泡腔中，随呼气排出。
毛细血管壁
红细胞
肺泡壁
空气
氧气 15.8
氧气 5.6
氧气 14.5
气管、支气管不断分支，最终形成肺泡
O2在肺泡中与血液的交换
　水分子通过生物膜时的速率明显高于自由扩散的速率，由此推断细胞膜上存在特殊的水的跨膜运输方式。
【任务②】 探究水分子进出细胞的方式
推测水分子是如何通过细胞膜的？
资料1：科研人员对同种物质在只含磷脂双分子层的人工膜和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。
资料2：科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一种疏水性跨膜蛋白AQP1。他将这种蛋白镶嵌在人工合成的脂质体上，并将镶嵌有AQP1的脂质体和普通脂质体同时放入蒸馏水中，每隔一段时间观察，结果如图所示。
由上述实验结果，你能得出什么推论？
跨膜蛋白AQP1能够加快水分子进入细胞的速率。
【任务②】 探究水分子进出细胞的方式
资料3：1988年美国科学家阿格雷从红细胞和肾小管细胞中分离出一种新的膜蛋白，后来经过实验获得了该蛋白的氨基酸序列结构，证实了水通道蛋白的存在。并由此赢得了2003年的诺贝尔化学奖。
目前，人们已经从细菌、酵母菌、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白。
水通道蛋白结构模式图
【任务②】 探究水分子进出细胞的方式
水分子尽管能够以自由扩散进出细胞，但更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以自由扩散方式进出细胞的。
水通道
细胞膜
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。
特点：
①顺浓度梯度运输
②需要载体蛋白参与
③不需要消耗能量
2.协助扩散：
水分子
通道蛋白
02/ 协助扩散
概念
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散，也叫易化扩散。
特点
① 顺浓度梯度运输
② 需要转运蛋白协助
③ 不需要消耗能量
实例
红细胞吸收葡萄糖、水通道蛋白等
影响因素：
①浓度差、②转运蛋白的数量
O
P
扩散速率 (V)
细胞内外浓度差
Q
P点后，运输速率受转运蛋白数量限制
影响因素：P点之前主要受到 浓度差 影响；
P点之后受到膜上 转运蛋白数量 限制
拐点前：看横坐标
拐点后：除横坐标外其他影响因素
P
扩散速率 (V)
细胞内外浓度差
P点后，运输速率受转运蛋白数量限制
载体蛋白、通道蛋白相同点：贯穿于磷脂双分子层之间
思考：这两种蛋白质有什么区别？
膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白
名称 载体蛋白 通道蛋白
图示
转运对象 与自身 的分子或离子 与自身通道的 相适配、
相适宜的分子或离子
特点 每次转运时都会发生自身 。 转运分子 与通道蛋白结合
构象的改变
不需要
【任务③】 根据课本P66-67，完成表格：
结合部位相适应
直径和形状
大小和电荷
载体蛋白和通道蛋白
载体蛋白
2.通道蛋白的特性：专一性（笔记）
1.载体蛋白的特性：
①专一性（运输一种或性质非常相似的一类物质）
②饱和性（所有载体蛋白都已承担相应运输任务时，运输的速度不再因其
他条件而加快）
被动运输 实例 运输方向、 是否耗能 转运 蛋白 影响 因素 坐标图分析
自由扩散
协助扩散
浓度差
扩散速率
0 浓度差
运输速度
气体分子、水
甘油、脂肪酸
尿素 、固醇
乙醇、苯……
葡萄糖进入红细胞、大部分水进入细胞、离子通过离子通道蛋白的运输……
顺浓度梯度
(高→低)
不需要能量
不需要
需要载体蛋白或通道蛋白
内外浓度差
、温度等
内外浓度差、转运蛋白、
温度等
转运蛋白的数量有限
概括总结
绝大部分保湿防冻产品中都有油脂类物质（如：甘油），想一想，这是为什么呢？
甘油可通过自由扩散的方式被细胞吸收，能吸收一部分空气的水分，同时它可以使一部分自由水转化为结合水，减少水分的散失，降低结冰点；从而可以防干燥，还能一定程度上防冻。
润肤霜
与生活联系4
护护肤吧！
自由扩散
特点：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量
协助扩散
特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量
例子：水分子进出细胞（水通道蛋白）、葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）、K+外流和Na+内流（离子通道蛋白）等
转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白
例子：水、尿素、气体（O2 、CO2、N2）、 脂溶性小分子（甘油、脂肪酸、乙醇、苯）、 脂质分子（胆固醇、性激素等）
被动运输
B
1.水是一种极性小分子，研究发现水分子通过细胞膜的方式有两种（如图所示），
下列相关叙述错误的是（　　）
A. 结构a分子的尾部有屏障细胞内外环境作用
B. 方式1是水进出细胞的主要方式
C. 方式2中，水分子不与通道蛋白结合
D. 水通道蛋白障碍的植物细胞在高渗溶液中仍能发生质壁分离
2.下图表示物质跨膜运输的一种方式,下列有关分析正确的是(　　)
A.这种转运方式可逆浓度梯度进行
B.乙醇分子是以这种方式进入细胞的
C.细胞产生的能量增加会提高该物质的运输速率
D.转运蛋白在物质转运过程中形状会发生改变
D
C
3.如图表示与自由扩散、协助扩散有关的图例或曲线。下列选项对应正确的是(　　)
A.肺泡上皮细胞吸收氧气——①④
B.人的成熟红细胞吸收葡萄糖——②③
C.甘油进出细胞——①③
D.肌肉细胞吸收水——②④

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