4.1被動運輸知識點總結(jié)高一上學期生物人教版必修一

4.1被動運輸一、水進出細胞的原理1.滲透作用（1）定義：是指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散（2）發(fā)生條件：①兩溶液之間具有半透膜；②兩溶液具有有濃度差（半透膜：具有一定孔徑的物理膜，可以讓小分子物質(zhì)通過（如水分子），大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜）物質(zhì)能否通過只與孔徑大小有關(guān)滲透的方向：水分子從水的相對含量高的一側(cè)向相對含量低的一側(cè)滲透滲透作用的實質(zhì)：單位時間內(nèi)由清水進入蔗糖溶液中的水分子數(shù)多于由蔗糖溶液進入清水中的水分子數(shù)，導致蔗糖溶液液面上升滲透系統(tǒng)中水分子透過半透膜的移動是雙向的組成滲透系統(tǒng)的兩種溶液，濃度差越大，最終形成的液面高度差越大擴散與滲透作用區(qū)別：滲透與擴散的不同在于滲透必須有半透膜聯(lián)系：滲透作用是擴散作用的一種特殊方式注意：.水分子的移動方向是雙向的.滲透系統(tǒng)中的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度(物質(zhì)的量濃度指單位體積里溶質(zhì)粒子數(shù)目的多少).如果漏斗管足夠長，液面高度差△H不會無限升高.平衡時水分子進出速率相等而溶液濃度不相等.半透膜兩側(cè)溶液濃度差增加，水分子移動速率增加，形成液面高度差增加（9）滲透作用的規(guī)律1）液面變化：高濃度側(cè)上升，低濃度側(cè)下降（水分子的移動方向是雙向的，總體由水多→水少）2）濃度差與液面變化的關(guān)系：濃度差越大，水分子速率越快，達到平衡所需的時間越短;濃度差越大，平衡時液面差越大3）平衡時狀態(tài)：液面高度差產(chǎn)生的靜水壓=半透膜兩側(cè)滲透壓差靜水壓：液體所產(chǎn)生的壓強滲透壓：溶質(zhì)微粒對水的吸引力高濃度側(cè)的濃度下降，但仍然大于低濃度側(cè)濃度；水分子進出速率相等（動態(tài)平衡）半透膜只允許水分子通過溶質(zhì)能通過半透膜的滲透裝置2.動物細胞的吸水和失水（1）原理：細胞膜相當于半透膜；細胞質(zhì)與外界溶液存在濃度差（2）現(xiàn)象分析：外界溶液濃度＞細胞液(質(zhì))濃度：細胞失水；外界溶液濃度＜細胞液(質(zhì))濃度：細胞吸水；外界溶液濃度＝細胞液(質(zhì))濃度：水分進出平衡。3.水分子進出植物細胞（1）細胞壁是全透性的，伸縮性比較小。（2）原生質(zhì)層是指細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)。（3）水進出細胞主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進出液泡。（4）植物細胞失水時，原生質(zhì)層就會與細胞壁逐漸分離開來，發(fā)生了質(zhì)壁分離。當細胞液濃度大于外界溶液的濃度時，外界溶液中的水透過原生質(zhì)層進入細胞液中，整個原生質(zhì)層會慢慢恢復成原來狀態(tài)，發(fā)生質(zhì)壁分離的復原。原生質(zhì)層僅存在于成熟的植物細胞（有中央大液泡）植物細胞吸水的方式吸脹吸水：未成熟植物細胞、干種子滲透吸水（主要的吸水方式）：成熟的植物細胞注意：1)半透膜無選擇透過性，無生物活性；原生質(zhì)層有選擇透過性，有生物活性2）原生質(zhì)層是半透膜的一種3）動物細胞，未成熟的植物細胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離4）質(zhì)壁分離不宜過長，以免細胞長期處于失水狀態(tài)而死亡二、探究植物細胞的吸水和失水（1）材料：活的成熟的植物細胞，液泡有顏色便于觀察，如紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞。黑藻是高等植物細胞，含有大液泡和大而清晰的葉綠體，也能觀察到質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象。（2）條件：①原生質(zhì)層(由細胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細胞質(zhì)組成)具有選擇透過性，相當于半透膜；②細胞液與外界溶液有濃度差。（3）內(nèi)因：原生質(zhì)層伸縮性大于細胞壁；原生質(zhì)層有選擇透過性，細胞壁為全透性。(4)實驗現(xiàn)象(低倍鏡觀察，細胞須保持活性)①初始狀態(tài)：原生質(zhì)層緊貼細胞壁。②0.3g/mL蔗糖溶液處理：細胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，觀察到原生質(zhì)層與細胞壁逐漸分離形成球形小團，液泡體積逐漸變小、顏色變深。原生質(zhì)層與細胞壁間的間隙中充滿了蔗糖溶液。③清水處理：細胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象，觀察到液泡體積逐漸變大、顏色變淺。注意：1）.蔗糖溶液要濃度適中濃度過低：不足以發(fā)生失水現(xiàn)象或失水速度太慢；濃度過高：造成植物細胞因失水過多、過快而快速死亡2）.質(zhì)壁分離不宜過長，以免細胞長期處于失水狀態(tài)而死亡3）.植物細胞質(zhì)壁分離及其復原的條件:①植物細胞必須是活細胞;②細胞液與外界溶液必須有濃度差;③必須有中央大液泡.原生質(zhì)層相當于半透膜；植物細胞通過滲透作用吸水和失水沒有細胞壁，不會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，只發(fā)生滲透作用的吸水或失水植物細胞不會吸水漲破，動物細胞會吸水漲破質(zhì)壁分離程度越大，細胞液濃度越大，吸水能力越強（5）例題：（6）質(zhì)壁分離與復原實驗的應(yīng)用（7）質(zhì)壁分離:現(xiàn)象：中央液泡逐漸變小，顏色變深,原生質(zhì)層與細胞壁逐漸分離;細胞大小基本不變；外因：外界溶液濃度＞細胞液濃度，植物細胞通過滲透作用失水內(nèi)因：①原生質(zhì)層相當于半透膜;②原生質(zhì)層伸縮性比細胞壁大質(zhì)壁復原：1.現(xiàn)象：中央液泡逐漸變大，顏色變淺,原生質(zhì)層逐漸貼近細胞壁;細胞大小基本不變。2.原因：外界溶液濃度＜細胞液濃度，植物細胞通過滲透作用吸水質(zhì)壁分離的自動復原所用溶液為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等（8）實驗拓展①若使用90%的蔗糖溶液(溶質(zhì)不可跨膜)：細胞會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象，原因是外界溶液濃度過高，導致細胞失水過多而死亡。②若使用KNO3、葡萄糖、尿素等溶液(溶質(zhì)可跨膜)：細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后又自動復原。三、被動運輸1、概念物質(zhì)以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內(nèi)化學反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸。類型：自由擴散和協(xié)助擴散2、分類(1)自由擴散①概念：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞的方式，也叫簡單擴散。②特點：順濃度梯度擴散；不消耗能量；不需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助。③實例：1)氣體分子，如O2、CO2等2)水自由穿過磷脂雙分子層3)脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等④自由擴散曲線分析(2)協(xié)助擴散①概念：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細胞的物質(zhì)擴散方式，也叫易化擴散。②特點：順濃度梯度擴散；不消耗能量；需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助，物質(zhì)運輸速率與轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量有關(guān)。③實例：1)血液中葡萄糖進入紅細胞；2)多數(shù)水分子進出細胞;3)鈉離子、鉀離子進出神經(jīng)細胞④協(xié)助擴散曲線分析⑤轉(zhuǎn)運蛋白分為載體蛋白和通道蛋白兩類。載體蛋白每次轉(zhuǎn)動時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變。通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。（載體蛋白：需與運輸分子結(jié)合；引起載體蛋白空間結(jié)構(gòu)改變；包括主動運輸、協(xié)助擴散。通道蛋白：不需要與運輸分子結(jié)合；只參與協(xié)助擴散）細胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白具有特異（專一）性：不同物質(zhì)的轉(zhuǎn)運蛋白不同。不同細胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量不同。