4.1被动运输学案-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

4.1被动运输学案 【学习目标】 1. 理解渗透作用的概念及发生的条件，理解动物细胞的细胞膜、植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜 1. 通过观察植物细胞质壁分离和复合实验，分析实验现象发生的条件、原因，阐明原生质层具有选择透过性 1. 理解自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，都不需要细胞提供能量，因此属于被动运输 【学习重难点】 1.水进出细胞的原理。 2.探究植物细胞的吸水和失水。 3.自由扩散和协助扩散。 【预习新知】 水进出细胞的原理 1.渗透作用 (1)含义：水分子(或其他溶剂分子)通过 的扩散。 (2)方向：从水相对含量高的一侧向相对含量 的一侧渗透。 2.水进出动物细胞(以哺乳动物红细胞为例) (1)动物细胞所形成的“渗透装置” ①半透膜： 。 ②浓度差： 与外界溶液之间的浓度差。 (2)现象 ①当外界溶液浓度 细胞质的浓度时，细胞失水。 ②当外界溶液浓度 细胞质的浓度时，水分子进出平衡。 ③当外界溶液浓度 细胞质的浓度时，细胞吸水。 3.水进出植物细胞(以成熟植物细胞为例) 植物细胞所形成的“渗透装置” (1)半透膜(原生质层)：细胞膜、 以及两层膜之间的细胞质。 (2)浓度差： 与外界溶液之间的浓度差。 ①外界溶液浓度 细胞液浓度时，发生质壁分离现象。 ②外界溶液浓度 细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。 4.植物细胞的质壁分离和复原 （1）实验原理 成熟的植物细胞的 相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。 （2）实验步骤及现象 制作装片：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片 ↓ 低倍镜观察：有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁 ↓ 滴加蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用 吸引 ↓ 低倍镜观察：观察液泡大小和原生质层的位置 ↓ 滴加清水：在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引 ↓ 低倍镜观察：观察液泡大小和原生质层的位置 （3）发生质壁分离的原因 ①外因：外界溶液浓度 细胞液浓度。 ②内因：原生质层比细胞壁的伸缩性 。 自由扩散和协助扩散 1．被动运输的概念：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 2．被动运输类型 方式 自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散) 特点 物质通过简单的扩散作用进出细胞 借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散 实例 O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯等 葡萄糖进入红细胞、水分子借助水通道蛋白进出细胞 3．转运蛋白的种类 名称 转运对象 特点 载体蛋白 与自身结合部位相适应的分子或离子 每次转运时都会发生自身构象的改变 通道蛋白 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 转运分子或离子不需要与通道蛋白结合 4．影响被动运输的因素（构建数学模型） (1)被动运输的速率直接受膜内外物质浓度梯度（浓度差）大小的影响。 (2)协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关。 (3)温度：温度影响生物膜的流动性，影响物质运输速率。 5.生物膜的结构特点是什么？ 生物膜的结构特点是具有一定的流动性。 6.生物膜的功能特点是什么？ 生物膜的功能特点是选择透过性。 【易错提示】 动植物细胞吸水和失水与渗透系统的关系 (1)植物根尖分生区细胞，无大液泡，不能发生质壁分离，但可看成是一个渗透系统，细胞膜相当于半透膜。 (2)动物细胞无细胞壁，不能发生质壁分离，但也可看成是一个渗透系统，细胞膜相当于半透膜。 (3)细胞壁具有全透性，所以在原生质层与细胞壁之间的液体与外界溶液相同。 【巩固训练】 1.下列各项无法通过质壁分离实验证明的是( ) A.成熟植物细胞的死活 B.原生质层的伸缩性比细胞壁大 C.成熟植物细胞能进行渗透吸水 D.水分子通过通道蛋白进入细胞 2.图表示物质进入细胞的方式是( ) A.自由扩散 B.协助扩散 C.主动运输 D.胞吞作用 3.将某种植物的成熟细胞放入2mol·L-1的乙二醇溶液中，其原生质体的体积变化趋势如图所示。下列说法正确的是( ) A.若换成2mol·L-1的蔗糖溶液，也会发生与图中类似的变化 B.B点时植物细胞液的渗透压与2mol·L-1的乙二醇溶液相等 C.AB段植物细胞原生质体的吸水能力持续增强 D.A、C两点所在时刻植物细胞液的渗透压相等 4.水孔蛋白（AQP）也称为水通道蛋白，是一类介导水分子跨膜运输的膜蛋白。有科学家在研究中发现：哺乳动物成熟的红细胞在清水中会很快膨胀破裂，而爪蟾的卵母细