4.1被动运输（学案）—高一上学期生物人教版必修1

第四章 第1节 被动运输（一）
渗透作用：
（1）定义：指水分子通过半透膜的扩散。
（2）发生条件：①具有半透膜；②半透膜两侧溶液具有浓度差。
（3）发生方向：水分子通过半透膜两侧双向渗透，但主要从水的相对含量高的一侧向水的相对含量低的一侧渗透，即：（低浓度溶液→高浓度溶液）
（水多→水少）
【补充】
渗透平衡：达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子扩散均衡，
但两侧溶液浓度不一定相同！
经典渗透装置：如图
（1）溶质不能通过半透膜的情况：
①若S1浓度＞S2浓度:
水分子由S2→S1渗透，造成S1液面升高。
②若S1浓度＜S2浓度:
水分子由S1→S2渗透，造成S1液面降低。
③在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1浓度＞S2浓度（浓度无法相等）。
（2）溶质能通过半透膜的情况：
①若S1浓度＞S2浓度:
最初水分子由S2→S1渗透（S1液面逐渐升高），而后随着溶质分子的扩散，S1和S2浓度逐渐相等（S1液面逐渐下降），所以总体上S1的液面先升后降且最终可持平于S2。
②若S1浓度＜S2浓度:
最初水分子由S1→S2渗透（S1液面逐渐降低），而后随着溶质分子的扩散，S1和S2浓度逐渐相等（S1液面逐渐上升），所以总体上S1的液面先降后升且最终可持平于S2。
动物细胞的吸水和失水：动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜
① 外界溶液浓度＞细胞质浓度：动物细胞失水皱缩
② 外界溶液浓度＜细胞质浓度：动物细胞吸水膨胀
4. 原生质层：
（1）组成：植物细胞的原生质层由细胞膜、细胞质和液泡膜组成。
（“两膜夹一质”）
（2）功能：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
【实验】探究植物细胞的吸水和失水
1. 实验原理：
① 外界溶液浓度＞细胞液浓度：植物细胞失水，发生质壁分离
② 外界溶液浓度＜细胞液浓度：植物细胞吸水，发生质壁分离复原
2. 实验材料：① 洋葱鳞片叶外表皮（具有液泡，且液泡有颜色，便于观察）
② 0.3% 蔗糖溶液
③ 清水
【补充】
滴加蔗糖溶液和清水的方法：引流法（重复几次，确保细胞充分浸润）
3. 实验操作：
采用“自身对照”，全程在低倍镜下观察，前后观察三次：
第①次观察：未加任何溶液前 （如下图1）
第②次观察：滴加蔗糖溶液后 （如下图2）
第③次观察：滴加清水后 （如下图3）
4. 实验现象：
【补充】
发生质壁分离时，在细胞壁和原生质层之间的空隙中充满了外界溶液（如蔗糖溶液），原因是细胞壁具有全透性。
5. 结果记录：
【总结】
（1）发生质壁分离（或质壁分离复原）的内因：
① 成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
② 原生质层的伸缩性比细胞壁大。
（2）发生质壁分离（或质壁分离复原）的外因：
① 外界溶液浓度＞细胞液浓度：植物细胞失水，发生质壁分离
② 外界溶液浓度＜细胞液浓度：植物细胞吸水，发生质壁分离复原
【注意】
“质壁分离”中的“质”指原生质层，“壁”指细胞壁。
6. 质壁分离实验的选材：①活细胞；②具有液泡；③液泡中具有色素
ps：洋葱鳞片叶内表皮细胞有液泡但无色，虽能发生质壁分离，但不便于观察
【补充】 质壁分离的复原与自动复原：
（1）曲线A：外界溶液中的溶质不能穿过原生质层，如蔗糖溶液
分析：外界溶液浓度一直大于细胞液浓度，植物细胞一直失水，发生质壁分离，最终可能死亡。
（2）曲线B：外界溶液中的溶质能够穿过原生质层，如葡萄糖、KNO3等
分析：
oa段：外界溶液浓度大于细胞液浓度，植物细胞失水，发生质壁分离；
ab段：随着溶质的进入，细胞液浓度升高，植物细胞吸水，发生质壁分离的自动复原。
【补充】
若将已经发生质壁分离的植物细胞置于清水中，但一直不发生质壁分离复原，可能的原因是：由于之前的外界溶液浓度过高，细胞已大量失水死亡。
【识图】
① 细胞壁
② 细胞膜
④ 液泡膜 原生质层
⑤ 细胞质
③ 细胞核
⑥ 空隙 （充满外界溶液）
⑦ 细胞液
【强调】 仅有一张图，无法确定此细胞处于质壁分离还是质壁分离复原！
第四章 第1节 被动运输（二）
1. 被动运输：
（1）定义：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗能量。
（2）分类：①自由扩散 ②协助扩散
2. 自由扩散：
（1）方向：顺浓度梯度（高浓度→低浓度）
（2）特点： ① 顺浓度梯度
② 不需要转运蛋白
③ 不消耗能量
（3）实例：
① 气体小分子（O2、CO2等）
② 脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯、性激素等）
③ 水分子 （少数）
3. 协助扩散：
（1）方向：顺浓度梯度（高浓度→低浓度）
（2）特点： ① 顺浓度梯度
② 需要转运蛋白 （包括载体蛋白、通道蛋白）
③ 不消耗能量
（3）实例：
① 红细胞吸收葡萄糖
② 水分子（主要）
【补充】 自由扩散 VS 协助扩散 （被动运输两种类型的比较）
转运蛋白：
（1）通道蛋白：
容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；具有特异性，不与转运的分子相结合。
（2）载体蛋白：
容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过；
具有特异性，与转运的分子相结合并改变自身构象。
【补充1】 被动运输速率的影响因素分析：
（1）自由扩散的影响因素：如曲线甲
① 膜两侧物质浓度差
（2）协助扩散的影响因素：如曲线乙
① 膜两侧物质浓度差
② 转运蛋白的数目
【补充2】 物质运输方式分析： 先分析方向，再确定方式！
结构： A蛋白质 B磷脂双分子层 D糖蛋白
运输方式：
a 协助扩散，原因：①顺浓度梯度 ②需要转运蛋白 ③不消耗能量
b 自由扩散，原因：①顺浓度梯度 ②不需要转运蛋白 ③不消耗能量
c 自由扩散，原因：①顺浓度梯度 ②不需要转运蛋白 ③不消耗能量
d 不属于被动运输，原因：逆浓度梯度
【注意】
b、c均为自由扩散，但b是物质进入细胞，c是物质离开细胞！
（区分膜内、膜外两侧）