【必背知识清单】高中生物(人教版2019)必修第一册 4.1 被动运输 同步必备知识清单

新人教版生物学必修1《分子与细胞》知识梳理第四章 细胞的物质输入和输出第1节 被动运输一、水进出细胞的原理1.渗透作用（1）定义：是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散（2）发生条件：①两溶液之间具有半透膜；②两溶液具有有浓度差（3）渗透的方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透（4）渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数，导致蔗糖溶液液面上升（5）渗透系统中水分子透过半透膜的移动是双向的（6）组成渗透系统的两种溶液，浓度差越大，最终形成的液面高度差越大2.动物细胞的吸水和失水（1）原理：细胞膜相当于半透膜；细胞质与外界溶液存在浓度差（2）现象分析： 外界溶液浓度＞细胞液(质)浓度：细胞失水； 外界溶液浓度＜细胞液(质)浓度：细胞吸水； 外界溶液浓度＝细胞液(质)浓度：水分进出平衡。3.水分子进出植物细胞（1）细胞壁是全透性的，伸缩性比较小。（2）原生质层是指细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。（3）水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。（4）植物细胞失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，发生了质壁分离。当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层会慢慢恢复成原来状态，发生质壁分离的复原。 二、探究植物细胞的吸水和失水（1）材料：活的成熟的植物细胞，液泡有颜色便于观察，如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体，也能观察到质壁分离及复原现象。 （2）条件：①原生质层(由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成)具有选择透过性，相当于半透膜； ②细胞液与外界溶液有浓度差。 （3）内因：原生质层伸缩性大于细胞壁；原生质层有 选择透过性，细胞壁为全透性。(4)实验现象(低倍镜观察，细胞须保持活性) ①初始状态：原生质层紧贴细胞壁。 ②0.3g/mL 蔗糖溶液处理：细胞失水，发生质壁分离现象，观察到原生质层与细胞壁逐渐分离形成球形小团，液泡体积逐渐变小、颜色变深。原生质层与细胞壁间的间隙中充满了蔗糖溶液。 ③清水处理：细胞吸水，发生质壁分离复原现象，观察到液泡体积逐渐变大、颜色变浅。（5）实验拓展 ①若使用 90%的蔗糖溶液(溶质不可跨膜)：细胞会发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象，原因是外界溶液浓度过高，导致细胞失水过多而死亡。②若使用 KNO3、葡萄糖、尿素等溶液(溶质可跨膜)： 细胞发生质壁分离后又自动复原。 三、被动运输1、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、分类(1)自由扩散①概念：物质通过简单的扩散 作用进出细胞的方式，也叫简单扩散。②特点：顺浓度梯度扩散；不消耗能量；不需要转运蛋白的协助。③实例：O2、CO2、甘油、乙醇、苯等通过自由扩散进出细胞。(2)协助扩散①概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化 扩散。②特点：顺 浓度梯度扩散；不消耗能量；需要转运蛋白的协助，物质运输速率与转运蛋白的数量有关。③实例：血液中葡萄糖进入红细胞；多数水分子进出细胞。④转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两类。载体蛋白每次转动时都会发生自身构象的改变。             通道蛋白只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。3、细胞膜上的转运蛋白具有特异（专一）性：不同物质的转运蛋白不同。不同细胞膜上转运蛋白的种类和数量 不同  。还具有 饱和  性：细胞膜上的转运蛋白数量是有限的，当转运蛋白都已承担相应的运输任务时，细胞吸收该物质的速率不再随膜两侧浓度差的增大而增大。4、同一种物质进出不同细胞的方式不一定（是否）相同。如少数水分子以自由扩散方式进出细胞，更多的水分子借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。   课后习题及答案一、概念检测1.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。（1）细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。（   ）（2）水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。 （   ）（3）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。 （   ）2.基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，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. 原生质层比细胞壁的伸缩性大C. 成熟的植物细胞能进行渗透吸水D. 水分子可以通过通道蛋白进入细胞3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是（   ）A. 甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原B. 甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原C. 只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原D. 甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原【答案】1.√××；2.D； 3.B 二、拓展应用1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。    2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗？请你提出假设，设计检验该假设的实验方案。  【答案】1. 可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液,将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。2. 假设：温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率。设计实验提示：可以借用本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定温度是否影响水分子的扩散速度，实验中要注意排除各种无关变量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等，以确保实验的准确性。