1、必修1 第4章 第1節被動運輸（第2課時）深圳中學 劉瑩一、被動運輸物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量的物質跨膜運輸方式。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：物質通過簡單的擴散作用進出細胞的方式材料一：曾經人們普遍認為，水分子都是通過自由擴散進出細胞的。但在之后的一些研究中發現，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胞在水溶液中很快吸水膨脹而溶血，而水生生物的卵母細胞在水溶液中卻不膨脹的現象。材料分析思考問題：1. 水分子僅以自由擴散的方式進出細胞？2.根據你對細胞膜的組成成分及其結構與功

2、能的了解，你認為細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（CHIP28蛋白），發現其在人紅細胞和腎臟中含量非常豐富，特別是在腎臟的腎小管細胞中。材料分析思考問題：1. 結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，你將如何設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生膨脹的非洲爪蟾卵母細胞來驗證他的猜測。阿格雷將CHIP28蛋白整合到非洲爪蟾卵母細胞的細胞膜上，發現該卵

3、母細胞在水溶液中出現了吸水膨脹的現象。材料分析思考問題：1. 阿格雷為什么選用非洲爪蟾卵母細胞作為實驗材料？2. 分析實驗結果，你能得出什么結論？為什么？3. 已知水通道蛋白的水通透性可被汞化合物抑制，你將如何設計實驗充分證明CHIP28蛋白是水通道蛋白？4. 若利用人工脂質體來證明CHIP28蛋白是水通道蛋白，實驗應如何設計？二、被動運輸的類型自由擴散（簡單擴散）協助擴散（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）。物質借助膜上的轉運蛋白進出細胞的擴散方式如：某些離子、葡萄糖、氨基酸等，水（多數）。轉運蛋白通

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合。只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過，而且每次轉運時都會發生自身構象的改變。鉀離子通道模式圖Roderick MacKinnon通道蛋白水通道蛋白模式圖Peter Agre載體蛋白細胞膜物質濃度高低交替開放模型通道蛋白與載體蛋白的區別觀察圖片，并結合課本P66-67內容完成右側表格。通道蛋白載體蛋白開口方向構象變化轉運速度特異性是否與轉運底物結合雙向單向門控自身快慢弱強否是與生活的聯系【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胞外鈣離子通過離子通道進入細胞內完成。氨氯地平可選擇性抑制鈣離子跨膜轉運。 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。物質跨膜運輸的方式濃度梯度是否需要轉運蛋白是否消耗能量被動運輸自由擴散協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的類型比較自由擴散和協助擴散，并完成下列表格。膜內外物質濃度梯度的大小轉運蛋白的數量（協助擴散）溫度運輸速率膜兩側的濃度差運輸速率膜兩側的濃度差自由擴散協助擴散三、被動運輸的影響因素探究 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，并設計檢驗該假設的試驗方案。 低溫高溫本節小結被動運輸動物細胞：植物細胞：滲透作用：半透膜；半透膜兩側要有濃度差吸水膨脹；失水皺縮原生質層，質壁分離及復原分類自由擴散協助擴散水進出細胞的原理轉運蛋白通道蛋白載體蛋白影響因素：膜內外物質濃度梯度的大小、轉運蛋白的數量、溫度1.物質跨膜運輸的方式與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的表述是否正確。（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

7、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練習與應用D3. 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液的濃度高，在顯微鏡下連續觀察，可以預測甲乙兩細胞的變化是（ ） A. 甲乙兩細胞發生質壁分離后，不發生質壁分離復原 B. 甲乙兩細胞都發生質壁分離，但乙細胞很快發生質壁分離復原 C. 只有乙細胞發生質壁分離，但不會發生質壁分離復原 D. 甲乙兩細胞發生質壁分離，隨后都很快發生質壁分離復原 4. 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。練習與應用B