被動運輸 2024-2025學年高一生物同步備課課件（人教版2019必修1）

第1節(jié)

被動運輸（2）第2章細胞的物質輸入與輸出動物細胞植物細胞條件原理現(xiàn)象①___________相當于半透性膜②______________________具有濃度差①___________（由細胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細胞質組成）相當于半透膜②____________________具有濃度差滲透作用滲透作用當外界溶液濃度______細胞質濃度，細胞吸水膨脹當外界溶液濃度______細胞質濃度，細胞失水皺縮當外界溶液濃度_____細胞質濃度，細胞維持正常形態(tài)當外界溶液濃度______細胞液濃度，細胞發(fā)生質壁分離現(xiàn)象當外界溶液濃度______細胞液濃度，細胞吸水膨脹，由于存在細胞壁，細胞不會漲破當外界溶液濃度______細胞液濃度，細胞維持正常形態(tài)細胞膜細胞質與外界溶液小于小于大于大于等于等于原生質層細胞液與外界溶液任務一：探究氣體和甘油等分子進出細胞的方式資料1：人工合成的脂雙層對物質的通透性1、為什么O2、CO2能夠通過人工脂雙層？2、為什么甘油、苯、乙醇等脂溶性小分子能夠通過人工脂雙層？O2、CO2分子很小，能從磷脂分子的間隙穿過磷脂雙分子層是脂溶性物質，甘油、苯、乙醇等物質可以通過相似相溶原理進出脂雙層1自由擴散（簡單擴散）(1)概念：物質通過簡單的擴散作用進出細胞。①

梯度運輸②不需要轉運蛋白協(xié)助③不需要消耗能量(2)特點(3)實例：氣體、水；尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子(4)影響因素：濃度差濃度差擴散速度比喻：球往低處滾順濃度（高→低）此時綠色的物質能否通過自由擴散運輸?shù)郊毎?？資料1：人工合成的脂雙層對物質的通透性2、葡萄糖不能通過脂雙層，但是小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，對此該如何解釋？3、Na+、K+、Ca2+等能跨膜運輸，但圖示顯示了這些離子不能通過脂雙層，這是怎么一回事？人工合成脂雙層細胞膜示意圖葡萄糖、Na+、K+、Ca2+等通過細胞膜上的轉運蛋白運輸推測：(1)概念：借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散，叫做協(xié)助擴散(易化擴散)。(2)特點①

濃度梯度運輸②需要轉運蛋白協(xié)助③不需要消耗能量(3)實例：

紅細胞吸收葡萄糖、水通道蛋白、Na+通道等濃度差、轉運蛋白種類和數(shù)量濃度差擴散速度(4)影響因素：2協(xié)助擴散（易化擴散）受轉運蛋白數(shù)量限制比喻：板車載貨下坡順3轉運蛋白(1)定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質，能夠協(xié)助離子和一些小分子

有機物順濃度梯度跨膜運輸，這些蛋白質稱為轉運蛋白。(2)類型：分為

和

兩種類型。載體蛋白通道蛋白載體蛋白通道蛋白通道蛋白載體蛋白通道蛋白轉運特點轉運蛋白自身構象是否與轉運的分子結合是否有特異性實例圖示只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過只容許與自身通道的直徑和形狀相適配，大小和電荷相適宜的分子或離子通過改變不改變不結合結合具有具有葡萄糖通過載體蛋白進入紅細胞水通過水通道蛋白進出細胞(3)比較載體蛋白和通道蛋白的異同：1.自由擴散和協(xié)助擴散的動力是什么？

濃度差①順濃度梯度；②不消耗能量后者需要轉運蛋白因為都是順物質的濃度梯度進行的，不需要細胞消耗能量所以被統(tǒng)稱為被動運輸。同：異：2.自由擴散與協(xié)助擴散有什么異同？被動運輸自由擴散（簡單擴散）協(xié)助擴散（易化擴散）物質通過簡單的擴散作用進出細胞的方式物質借助膜上的轉運蛋白進出細胞的擴散方式任務二：探究水分子進出細胞的方式1.由“生物膜和人工膜對同種物質的通透性差異”的實驗結果，推測水分子是如何通過細胞膜的？水分子通過人工膜的速率：10-3cm/s水分子通過生物膜的速率：10-2cm/s推測：水分子不僅可以通過自由擴散運輸，還可以借助轉運蛋白通過協(xié)助擴散運輸。實驗結果：自由擴散資料2：科學家阿格雷在紅細胞膜上發(fā)現(xiàn)了一種疏水性跨膜蛋白AQP1。他將這種蛋白鑲嵌在人工合成的脂質體上，并將鑲嵌有AQP1的脂質體和普通脂質體同時放入蒸餾水中，每隔一段時間觀察，結果如圖所示。2.由上述實驗結果，你能得出什么推論？疏水性跨膜蛋白AQP1能夠加快水分子進入細胞的速率。單一變量：有無AQP1蛋白脂質體1988年，美國科學家阿格雷從紅細胞和腎小管細胞中分離出一種新的膜蛋白，后來經過實驗獲得了該蛋白的氨基酸序列結構，證實了水通道蛋白的存在。目前，人們已經從細菌、酵母菌、植物、動物的細胞中分離出多種水通道蛋白。水通道蛋白結構模式圖PeterAgre水的跨膜運輸方式：1、自由擴散2、協(xié)助擴散（水通道蛋白）1.判斷成熟植物細胞的死活2.測定細胞液濃度范圍待測成熟植物細胞一定濃度蔗糖溶液

鏡檢發(fā)生質壁分離無質壁分離活細胞死細胞待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細胞液濃度介于未發(fā)生質壁分離和剛發(fā)生質壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間質壁分離與復原實驗的拓展應用3.比較不同植物細胞的細胞液濃度不同植物細胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質壁分離所需時間越短，細胞液濃度越小，反之則細胞液濃度越大4.鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物細胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質壁分離質壁分離后自動復原溶質不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質能透過半透膜（如KNO3溶液）質壁分離與復原實驗的拓展應用一、概念檢測1.物質跨膜運輸?shù)姆绞脚c物質的特點和細胞膜的結構有關。判斷下列有關物質跨膜運輸?shù)谋硎鍪欠裾_。（1）細胞膜和液泡膜都相當于半透膜。（）（2）水分子進入細胞，是通過自由擴散方式進行的。（）（3）載體蛋白和通道蛋白在轉運分子和離子時，其作用機制是一樣的。（）2.基于對植物細胞質壁分離原理的理解判斷，下列各項無法通過質壁分離實驗證明的是（）A.成熟植物細胞的死活B.原生質層比細胞壁的伸縮性大C.成熟的植物細胞能進行滲透吸水D.水分子可以通過通道蛋白進入細胞√××D一、概念檢測3.假如將甲乙兩個植物細胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液的濃度均比細胞的濃度高，在顯微鏡下連續(xù)觀察，可以預測甲乙兩細胞的變化是（

）A.甲乙兩細胞發(fā)生質壁分離后，不發(fā)生質壁分離復原B.甲乙兩細胞都發(fā)生質壁分離，但乙細胞很快發(fā)生質壁分離復原C.只有乙細胞發(fā)生質壁分離，但不會發(fā)生質壁分離復原D.甲乙兩細胞發(fā)生質壁分離，隨后都很快發(fā)生質壁分離復原B【提示】可以配制出一系列濃度梯度的蔗糖溶液,將紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞置于配好的各種濃度的蔗糖溶液中，適當時間后用顯微鏡觀察細胞質壁分離情況。記錄剛好發(fā)生質壁分離的細胞所用的蔗糖溶液濃度，以及剛好尚未發(fā)生質壁分離的細胞所用的蔗糖溶液濃度，據此推算出細胞液溶質濃度應介于這兩個濃度之間。二、拓展應用1.細胞液中物質的濃度對于維持細胞的生命活動非常重要。現(xiàn)提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞，請設計實驗，測定該細胞的細胞液的濃度相當于多少質量分數(shù)的蔗糖溶液。寫出你的實驗思路，并分析其中的基本原理。二、拓展應用2.溫度變化會影響水分通過半透膜的擴散速率嗎？請你提出假設，并設計檢驗該假設的實驗方案?！敬鸢浮考僭O：溫度變化會影響水分通過半透膜的擴散速率。設計實驗提示：可以借用本節(jié)問題探討中的滲透裝置進行實驗。將該滲透裝置置于不同溫度的環(huán)境中，通過比較不同溫度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定溫度是否影響水分子的擴散速度，實驗中要注意排除各種無關變量的干擾，如置于不同溫度中的漏斗內的蔗糖溶液的量和濃度必須相等，以確保實驗的準確性。項目自由擴散協(xié)助擴散運輸方向轉運蛋白能量舉例不需要需要不消耗①氣體：O2、CO2等②甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有機物③少部分水①離子和一些小分子有機物，如葡萄糖進入紅細胞②大部分水順濃度梯度（高濃度→低濃度）被動運輸自由擴散（簡單擴散）協(xié)助擴散（易化擴散）順濃度梯