高中生物 被動運輸（第2課時） 課件

1、必修1 第4章 第1節(jié)被動運輸（第2課時）深圳中學(xué) 劉瑩一、被動運輸物質(zhì)以擴散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量的物質(zhì)跨膜運輸方式。O2, CO2, N2等水，苯甘油，乙醇等人工合成的脂雙層氣體水和脂溶性小分子自由擴散：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式材料一：曾經(jīng)人們普遍認(rèn)為，水分子都是通過自由擴散進(jìn)出細(xì)胞的。但在之后的一些研究中發(fā)現(xiàn)，水分子以擴散作用穿過脂雙層的速率非常緩慢。僅憑擴散作用很難解釋紅細(xì)胞在水溶液中很快吸水膨脹而溶血，而水生生物的卵母細(xì)胞在水溶液中卻不膨脹的現(xiàn)象。材料分析思考問題：1. 水分子僅以自由擴散的方式進(jìn)出細(xì)胞？2.根據(jù)你對細(xì)胞膜的組成成分及其結(jié)構(gòu)與功

2、能的了解，你認(rèn)為細(xì)胞膜上的哪些成分可以幫助水分子快速跨膜運輸呢？材料二：1988年，美國科學(xué)家阿格雷在實驗中意外地收獲了一種分子量大小約為28kD的膜整合蛋白質(zhì)（CHIP28蛋白），發(fā)現(xiàn)其在人紅細(xì)胞和腎臟中含量非常豐富，特別是在腎臟的腎小管細(xì)胞中。材料分析思考問題：1. 結(jié)合初中知識和材料一，你猜測CHIP28蛋白可能具有什么功能？2. 假如CHIP28蛋白可能與水的跨膜運輸有關(guān)，你將如何設(shè)計實驗驗證你的猜測？材料三：阿格雷猜測CHIP28蛋白可能是一種水通道蛋白。于是他選用在水溶液中不發(fā)生膨脹的非洲爪蟾卵母細(xì)胞來驗證他的猜測。阿格雷將CHIP28蛋白整合到非洲爪蟾卵母細(xì)胞的細(xì)胞膜上，發(fā)現(xiàn)該卵

3、母細(xì)胞在水溶液中出現(xiàn)了吸水膨脹的現(xiàn)象。材料分析思考問題：1. 阿格雷為什么選用非洲爪蟾卵母細(xì)胞作為實驗材料？2. 分析實驗結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？為什么？3. 已知水通道蛋白的水通透性可被汞化合物抑制，你將如何設(shè)計實驗充分證明CHIP28蛋白是水通道蛋白？4. 若利用人工脂質(zhì)體來證明CHIP28蛋白是水通道蛋白，實驗應(yīng)如何設(shè)計？二、被動運輸?shù)念愋妥杂蓴U散（簡單擴散）協(xié)助擴散（易化擴散）物質(zhì)通過簡單的擴散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式如：O2, CO2, N2等氣體，甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有機物，水（少數(shù)）。物質(zhì)借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進(jìn)出細(xì)胞的擴散方式如：某些離子、葡萄糖、氨基酸等，水（多數(shù)）。轉(zhuǎn)運蛋白通

4、道蛋白鈉離子 鉀離子葡萄糖氨基酸載體蛋白只容許與自身通道直徑和形狀相匹配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過；不需要與分子或離子結(jié)合。只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過，而且每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變。鉀離子通道模式圖Roderick MacKinnon通道蛋白水通道蛋白模式圖Peter Agre載體蛋白細(xì)胞膜物質(zhì)濃度高低交替開放模型通道蛋白與載體蛋白的區(qū)別觀察圖片，并結(jié)合課本P66-67內(nèi)容完成右側(cè)表格。通道蛋白載體蛋白開口方向構(gòu)象變化轉(zhuǎn)運速度特異性是否與轉(zhuǎn)運底物結(jié)合雙向單向門控自身快慢弱強否是與生活的聯(lián)系【藥理毒理】藥理作用 氨氯地平是一種二氫吡啶鈣拮抗劑（亦稱鈣離子拮抗劑或慢

5、通道阻滯劑），能夠抑制鈣離子跨膜進(jìn)入血管平滑肌和心肌。心肌和血管平滑肌的收縮過程依賴于細(xì)胞外鈣離子通過離子通道進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)完成。氨氯地平可選擇性抑制鈣離子跨膜轉(zhuǎn)運。 氨氯地平是一個外周動脈血管擴張劑，直接作用于血管平滑肌，從而降低外周血管阻力和血壓。物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞綕舛忍荻仁欠裥枰D(zhuǎn)運蛋白是否消耗能量被動運輸自由擴散協(xié)助擴散順濃度梯度不需要需要不消耗不消耗順濃度梯度被動運輸?shù)念愋捅容^自由擴散和協(xié)助擴散，并完成下列表格。膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量（協(xié)助擴散）溫度運輸速率膜兩側(cè)的濃度差運輸速率膜兩側(cè)的濃度差自由擴散協(xié)助擴散三、被動運輸?shù)挠绊懸蛩靥骄?實踐溫度變化會影響水分通過半透膜的擴

6、散速率嗎？請你提出假設(shè)，并設(shè)計檢驗該假設(shè)的試驗方案。 低溫高溫本節(jié)小結(jié)被動運輸動物細(xì)胞：植物細(xì)胞：滲透作用：半透膜；半透膜兩側(cè)要有濃度差吸水膨脹；失水皺縮原生質(zhì)層，質(zhì)壁分離及復(fù)原分類自由擴散協(xié)助擴散水進(jìn)出細(xì)胞的原理轉(zhuǎn)運蛋白通道蛋白載體蛋白影響因素：膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小、轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量、溫度1.物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的特點和細(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，是通過自由擴散方式進(jìn)行的。（ ）（3）載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運分子和離子時，其作用機制是一樣的。（ ）2. 基于對植物細(xì)胞質(zhì)壁分離原理的理解判斷，下

7、列各項無法通過質(zhì)壁分離實驗證明的是（ ） 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. 水分子可以通過通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞練習(xí)與應(yīng)用D3. 假如將甲乙兩個植物細(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)胞液的濃度高，在顯微鏡下連續(xù)觀察，可以預(yù)測甲乙兩細(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 4. 細(xì)胞液中物質(zhì)的濃度對于維持細(xì)胞的生命活動非常重要?，F(xiàn)提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞，請設(shè)計實驗，測定該細(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。寫出你的實驗思路，并分析其中的基本原理。練習(xí)與應(yīng)用B