2021-2022学年高一上学期生物人教版（2019）必修一4.1被动运输学案

4.1　被动运输—第一课时
[学习目标]　1.掌握渗透作用的概念及原理。
2.掌握水进出动物细胞、植物细胞的原理
【知识探究】
一、渗透作用
1．概念：是指 分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散。
2．渗透作用发生的条件
3．渗透作用发生的原理
(1)以半透膜为界面，单位体积清水中的水分子数 蔗糖溶液中的水分子数，所以在单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数 由蔗糖溶液进入清水的水分子数。因此，一段时间后，漏斗管内的液面会 。
(2)水分子通过半透膜由 浓度溶液向 浓度溶液扩散。
例1　如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置的半透膜面积和蔗糖溶液的体积不同，如下表所示。
装置编号 甲 乙 丙
半透膜面积 S S/2 S
蔗糖溶液体积 T T 2T
图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系是(　　)
A．1—丙；2—甲；3—乙 B．1—乙；2—甲；3—丙
C．1—甲；2—乙；3—丙 D．1—丙；2—乙；3—甲
例2　如图，甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用时的初始状态，乙图是较长时间之后，漏斗内外的水分子达到动态平衡时的状态。判断下列有关叙述错误的是(　　)
A．图甲中③为半透膜，水分子能自由通过B．图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
C．图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等D．图甲中溶液①和②浓度差越大，图乙中的水柱越高
易错提醒　有关渗透作用的三个误区
(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。
(2)当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。
(3)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。
二、水进出细胞的原理
1．动物细胞的吸水和失水
半透膜 浓度差 细胞状态
相当于一层半透膜 外界溶液浓度 ＞ 的浓度
＜ 膨胀
＝
2.水进出植物细胞
(1)半透膜：植物细胞的细胞膜、 膜以及两层膜之间的 ，称为 ，具有选择透过性，相当于一层半透膜。
(2)浓度差：细胞内的液体环境主要是指植物液泡内部的 ，当它和外界溶液有浓度差时，发生吸水或失水。
(3)原理和现象
①外界溶液浓度 细胞液浓度时，细胞失水，发生 现象。
②外界溶液浓度 细胞液浓度时，细胞吸水，发生 现象。
例3　若如图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是(　　)
A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B．一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
C．当溶液浓度甲>乙时，细胞发生渗透失水，当溶液浓度乙>甲时，细胞发生渗透吸水
D．当溶液浓度甲＝乙时，细胞处于动态平衡状态，不发生渗透作用
【课堂巩固】
1．下列叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)发生渗透作用的两个条件是存在半透膜、膜两侧存在浓度差(　　)
(2)达到渗透平衡时，半透膜两侧的水分子进行的是双向运动(　　)
(3)成熟红细胞在低浓度溶液中一定会吸水涨破(　　)
(4)原生质层是指细胞膜和液泡膜(　　)
(5)外界溶液浓度大于细胞液浓度时，洋葱表皮细胞质壁分离，细胞液颜色变浅(　　)
(6)物质通过细胞膜的跨膜运输都必须是顺相对含量梯度进行的(　　)
(7)同一细胞对不同离子的吸收量不同，体现了细胞膜的选择透过性(　　)
(8)用培养液培养植物，一段时间后培养液中离子的浓度都比初始浓度低(　　)
(9)动植物细胞都能吸水涨破(　　)
(10)水分子、离子、小分子物质都能通过细胞膜(　　)
2．如图甲烧杯中是5%的淀粉液，图乙烧杯中是5%的葡萄糖液，将装有蒸馏水的透析袋分别放入图甲、乙烧杯中(水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜)放置一小时后(　　)
A．图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变
B．图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低
C．图甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色
D．图乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后呈砖红色
3．当你连续吃咸菜时，你的口腔黏膜会有干涩的感觉。其原因是(　　)
A．口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞失水
B．口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞失水
C．口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水
D．口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞吸水
4.1　被动运输—第二课时
[学习目标]　 1.掌握关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
2.尝试提出问题，作出假设，对探究活动进行设计。
3.举例说明被动运输的方式。
【知识探究】
三、探究植物细胞的吸水和失水
1．实验原理
(1)植物细胞的 相当于半透膜，细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性，原生质层的伸缩性 细胞壁的伸缩性。
(2)外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞 ，原生质层 →发生 。
(3)外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞 →已发生质壁分离的细胞发生 现象。
2．实验步骤
3．实验结论
(1)成熟植物细胞能与外界溶液进行渗透作用，当细胞外溶液浓度 细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离。
(2)当细胞外溶液浓度 发生质壁分离的细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。
4．注意事项
(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取 的植物组织进行实验，便于观察实验现象。
(2)滴加蔗糖溶液或清水时，应在 上操作，通过前后对比观察某个细胞的吸水和失水情况。
(3)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间 ；过高，可能造成植物细胞 而死亡，不能发生质壁分离复原现象。
(4)判断细胞能否发生质壁分离及复原
①具有 的成熟植物细胞才能发生质壁分离现象。
②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞) (填“能”或“不能”)发生质壁分离现象。
5．质壁分离实验的应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
＋
　　　↓镜检
(2)测定细胞液浓度范围
＋
　　　　↓镜检
细胞液浓度介于 的蔗糖溶液浓度之间
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
＋
　　　　↓镜检
发生质壁分离所需时间越 ，质壁分离程度越 ，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大。
例4　在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测(　　).
A．a>b，细胞渗透吸水
B．a＝b，渗透系统保持动态平衡
C．a例5　用0.5g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞10min，三组细胞体积变化如图所示。下列有关分析不正确的是(　　)
A．a曲线为0.5g/mL蔗糖溶液处理组
B．a、b、c三组洋葱细胞失水的方式相同
C．若将细胞转移到蒸馏水中，有两组能够发生质壁分离复原
D．若实验继续进行，只有一组细胞能够发生质壁分离复原
思维启迪　从溶液角度分析质壁分离及复原
(1)在一定浓度的溶液(溶质不能穿膜)中只发生质壁分离现象。
(2)在一定浓度的溶液(溶质可穿膜)中发生质壁分离后可自动复原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。
(3)在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。
(4)盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。
四、被动运输：
(
丙
) (
乙
) (
甲
)1.两种方式比较：
自由扩散也叫 扩散 协助扩散也叫 扩散
图示
条件 不需要 ，不消耗能量 需要 （ 蛋白），不消耗能量
运输方向 浓度一侧→ 浓度一侧
2.转运蛋白：分为 蛋白和 蛋白，载体蛋白只容许 的分子或离子通过，而且会发生 的改变，通道蛋白只容许 大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
例6．判断对错
(1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。(　　)
(2)葡萄糖进入红细胞的过程不需要载体蛋白的协助。(　　)
(3)组织细胞吸收氧的速率取决于细胞内外氧的浓度差。(　　)
（4）载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。（ ）
[思考交流]
1．试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
2．水分子进出细胞都是通过自由扩散方式进行的吗？
O2、CO2、苯等进入细胞、红细胞吸收葡萄糖的方式分别是？
3．甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？
[归纳总结] 影响自由扩散和协助扩散的因素：
方式 影响因素 影响趋势 曲线
自由 扩散 膜两侧物质的浓度差 与浓度差呈正相关
协助 扩散 膜两侧物质的浓度差；②膜上转运蛋白的种类和数量 当转运蛋白达到饱和时，物质浓度增加，物质的运输速率也不再增加
高一生物导学案
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