被動(dòng)運(yùn)輸 2024-2025學(xué)年高一生物同步備課課件（人教版2019必修1）

第1節(jié)

被動(dòng)運(yùn)輸（2）第2章細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞條件原理現(xiàn)象①___________相當(dāng)于半透性膜②______________________具有濃度差①___________（由細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成）相當(dāng)于半透膜②____________________具有濃度差滲透作用滲透作用當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞吸水膨脹當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞失水皺縮當(dāng)外界溶液濃度_____細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水膨脹，由于存在細(xì)胞壁，細(xì)胞不會(huì)漲破當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)與外界溶液小于小于大于大于等于等于原生質(zhì)層細(xì)胞液與外界溶液任務(wù)一：探究氣體和甘油等分子進(jìn)出細(xì)胞的方式資料1：人工合成的脂雙層對(duì)物質(zhì)的通透性1、為什么O2、CO2能夠通過(guò)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(guò)人工脂雙層？O2、CO2分子很小，能從磷脂分子的間隙穿過(guò)磷脂雙分子層是脂溶性物質(zhì)，甘油、苯、乙醇等物質(zhì)可以通過(guò)相似相溶原理進(jìn)出脂雙層1自由擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散）(1)概念：物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。①

梯度運(yùn)輸②不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助③不需要消耗能量(2)特點(diǎn)(3)實(shí)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(kuò)散速度比喻：球往低處滾順濃度（高→低）此時(shí)綠色的物質(zhì)能否通過(guò)自由擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外？資料1：人工合成的脂雙層對(duì)物質(zhì)的通透性2、葡萄糖不能通過(guò)脂雙層，但是小腸上皮細(xì)胞能大量吸收葡萄糖，對(duì)此該如何解釋？3、Na+、K+、Ca2+等能跨膜運(yùn)輸，但圖示顯示了這些離子不能通過(guò)脂雙層，這是怎么一回事？人工合成脂雙層細(xì)胞膜示意圖葡萄糖、Na+、K+、Ca2+等通過(guò)細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白運(yùn)輸推測(cè)：(1)概念：借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散，叫做協(xié)助擴(kuò)散(易化擴(kuò)散)。(2)特點(diǎn)①

濃度梯度運(yùn)輸②需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助③不需要消耗能量(3)實(shí)例：

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

有機(jī)物順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)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(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白自身構(gòu)象是否與轉(zhuǎn)運(yùn)的分子結(jié)合是否有特異性實(shí)例圖示只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過(guò)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(guò)改變不改變不結(jié)合結(jié)合具有具有葡萄糖通過(guò)載體蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞水通過(guò)水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞(3)比較載體蛋白和通道蛋白的異同：1.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的動(dòng)力是什么？

濃度差①順濃度梯度；②不消耗能量后者需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白因?yàn)槎际琼樜镔|(zhì)的濃度梯度進(jìn)行的，不需要細(xì)胞消耗能量所以被統(tǒng)稱為被動(dòng)運(yùn)輸。同：異：2.自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散有什么異同？被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散）協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式物質(zhì)借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的擴(kuò)散方式任務(wù)二：探究水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式1.由“生物膜和人工膜對(duì)同種物質(zhì)的通透性差異”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推測(cè)水分子是如何通過(guò)細(xì)胞膜的？水分子通過(guò)人工膜的速率：10-3cm/s水分子通過(guò)生物膜的速率：10-2cm/s推測(cè)：水分子不僅可以通過(guò)自由擴(kuò)散運(yùn)輸，還可以借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：自由擴(kuò)散資料2：科學(xué)家阿格雷在紅細(xì)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(zhì)體上，并將鑲嵌有AQP1的脂質(zhì)體和普通脂質(zhì)體同時(shí)放入蒸餾水中，每隔一段時(shí)間觀察，結(jié)果如圖所示。2.由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jìn)入細(xì)胞的速率。單一變量：有無(wú)AQP1蛋白脂質(zhì)體1988年，美國(guó)科學(xué)家阿格雷從紅細(xì)胞和腎小管細(xì)胞中分離出一種新的膜蛋白，后來(lái)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了該蛋白的氨基酸序列結(jié)構(gòu)，證實(shí)了水通道蛋白的存在。目前，人們已經(jīng)從細(xì)菌、酵母菌、植物、動(dòng)物的細(xì)胞中分離出多種水通道蛋白。水通道蛋白結(jié)構(gòu)模式圖PeterAgre水的跨膜運(yùn)輸方式：1、自由擴(kuò)散2、協(xié)助擴(kuò)散（水通道蛋白）1.判斷成熟植物細(xì)胞的死活2.測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)成熟植物細(xì)胞一定濃度蔗糖溶液

鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離無(wú)質(zhì)壁分離活細(xì)胞死細(xì)胞待測(cè)成熟植物細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用3.比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同植物細(xì)胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越小，反之則細(xì)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(xì)胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原溶質(zhì)不能透過(guò)半透膜（如蔗糖溶液）溶質(zhì)能透過(guò)半透膜（如KNO3溶液）質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用一、概念檢測(cè)1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的特點(diǎn)和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)谋硎鍪欠裾_。（1）細(xì)胞膜和液泡膜都相當(dāng)于半透膜。（）（2）水分子進(jìn)入細(xì)胞，是通過(guò)自由擴(kuò)散方式進(jìn)行的。（）（3）載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí)，其作用機(jī)制是一樣的。（）2.基于對(duì)植物細(xì)胞質(zhì)壁分離原理的理解判斷，下列各項(xiàng)無(wú)法通過(guò)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)證明的是（）A.成熟植物細(xì)胞的死活B.原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大C.成熟的植物細(xì)胞能進(jìn)行滲透吸水D.水分子可以通過(guò)通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞√××D一、概念檢測(cè)3.假如將甲乙兩個(gè)植物細(xì)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(xì)胞的濃度高，在顯微鏡下連續(xù)觀察，可以預(yù)測(cè)甲乙兩細(xì)胞的變化是（

）A.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原B.甲乙兩細(xì)胞都發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細(xì)胞很快發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原C.只有乙細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，隨后都很快發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)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(xì)胞置于配好的各種濃度的蔗糖溶液中，適當(dāng)時(shí)間后用顯微鏡觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離情況。記錄剛好發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液濃度，以及剛好尚未發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液濃度，據(jù)此推算出細(xì)胞液溶質(zhì)濃度應(yīng)介于這兩個(gè)濃度之間。二、拓展應(yīng)用1.細(xì)胞液中物質(zhì)的濃度對(duì)于維持細(xì)胞的生命活動(dòng)非常重要?，F(xiàn)提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定該細(xì)胞的細(xì)胞液的濃度相當(dāng)于多少質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖溶液。寫(xiě)出你的實(shí)驗(yàn)思路，并分析其中的基本原理。二、拓展應(yīng)用2.溫度變化會(huì)影響水分通過(guò)半透膜的擴(kuò)散速率嗎？請(qǐng)你提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)檢驗(yàn)該假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案?！敬鸢浮考僭O(shè)：溫度變化會(huì)影響水分通過(guò)半透膜的擴(kuò)散速率。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提示：可以借用本節(jié)問(wèn)題探討中的滲透裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將該滲透裝置置于不同溫度的環(huán)境中，通過(guò)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(kuò)散速度，實(shí)驗(yàn)中要注意排除各種無(wú)關(guān)變量的干擾，如置于不同溫度中的漏斗內(nèi)的蔗糖溶液的量和濃度必須相等，以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。項(xiàng)目自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向轉(zhuǎn)運(yùn)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(jī)物③少部分水①離子和一些小分子有機(jī)物，如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞②大部分水順濃度梯度（高濃度→低濃度）被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散）協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）順濃度梯