4.1被动运输导学案-2025-2026学年高一上学期生物学人教版必修1

第四章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 导学案 班级： 姓名： 学号： 【一、学习目标】 知识与技能： 1.说明渗透作用的概念和发生条件。 2.简述动物细胞膜是半透膜，植物细胞原生质层相当于一层半透膜。 3.阐明被动运输的两种方式——自由扩散和协助扩散的特点及实例。 过程与方法： 1.通过探究植物细胞的吸水和失水，掌握实验设计的方法，提升探究能力。 2.通过列表比较，区分自由扩散和协助扩散的异同。 情感态度与价值观： 1.认同生物体结构与功能相适应的观点。 2.关注生活现象中的生物学原理，形成科学解释生活的意识。 【二、学习重难点】 重点：渗透作用的原理；植物细胞的吸水和失水；被动运输的方式。 难点：原生质层的概念；质壁分离及复原的实验分析。 【三、课前预习·自主探究】 一、问题探讨（阅读课本P62“问题探讨”） 1.如果将装置中的蔗糖溶液换成清水，漏斗管内的液面会________。 2.水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子不能。这种物质跨膜运输的方式，称为________。 二、基础梳理 1.渗透作用 （1）概念：水分子（或其他溶剂分子）通过________的扩散。 （2）发生条件： ①具有一层________。 ②半透膜两侧的溶液具有________。 2.动物细胞的吸水和失水 动物细胞的________相当于一层半透膜。 ①当外界溶液浓度 < 细胞质浓度时，细胞________。 ②当外界溶液浓度 > 细胞质浓度时，细胞________。 ③当外界溶液浓度 = 细胞质浓度时，水分进出达到________。 3.植物细胞的吸水和失水 （1）原生质层：包括________、以及这两层膜之间的。它相当于一层________。 （2）质壁分离：由于________，细胞壁和________分离的现象。 （3）质壁分离复原：发生质壁分离的细胞，由于________，________和________恢复原状的现象。 4.被动运输 （1）概念：物质以________方式进出细胞，________消耗细胞内化学反应所释放的能量。 （2）类型： ①自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。例如：________、________、________等。 ②协助扩散：借助膜上的________进出细胞。例如：葡萄糖进入________。 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：渗透作用的原理 1.分析模型：观察课本P62的渗透装置。 （1）一段时间后，漏斗管内液面会________，原因是________________________________________________________。 （2）液面停止升高时，半透膜两侧的水分子运动________（填“停止”或“未停止”）。 2.讨论：临床上给病人输液时，为什么要使用浓度为0.9%的生理盐水？__________________________________________________________________________________________________________________ 探究二：探究植物细胞的吸水和失水 1.实验设计：阅读课本P64“探究·实践”，完成下表。 实验步骤 洋葱鳞片叶外表皮细胞状态 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小 初始状态 （清水） 0.3g/mL蔗糖 溶液处理 清水处理 （复原） 2.思考与交流： （1）本实验的实验组是________，对照组是________。 （2）实验材料为什么选用洋葱鳞片叶的外表皮？________________。 （3）不是所有植物细胞都能发生质壁分离，例如________细胞就没有大液泡。 探究三：自由扩散与协助扩散的比较 1.完成下表，比较两种被动运输方式的异同。 比较项目 自由扩散 协助扩散 运输方向 是否需要载体蛋白 是否消耗能量 影响因素 实例 2.模型解读：观察课本P66图4-4，描述O₂和葡萄糖的跨膜运输方式及特点。_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 【五、课堂小结·知识体系】 （请用概念图或流程图的形式，构建本节的知识体系） 【六、当堂检测·巩固提升】 一、选择题 1.下列现象属于渗透作用的是（ ） A.水分子通过细胞壁 B.葡萄糖通过细胞膜进入细胞 C.K+通过原生质层 D.水分子通过原生质层 2.某同学做质壁分离与复原实验时，在显微镜下观察到紫色洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。下列叙述错误的是（ ） A.图中结构①的伸缩性小于图中的结构② B.图中细胞可能正处于质壁分离复原过程中 C.图中细胞结构①②之间充满外界溶液 D.实验中质壁分离前后形成了自身对照 二、填空题 1.植物细胞的原生质层包括________、________以及两者之间的________。 2.被动运输________（填“需要”或“不需要”）消耗细胞内化学反应所释放的能量，包括________和________两种方式。 三、简答题 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现漏斗管液面高度明显上升，如图1所示。图2表示图1中漏斗液面上升的高度与时间的关系。图3表示成熟的植物细胞的模式图。请据图回答下列问题： 图1 图2 图3 （1）渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过____________的扩散，并且其两侧溶液存在____________，渗透的方向就是水分子从水的相对含量____________（填“高→低”或“低→高”）的一侧渗透。 （2）由图1可知，实验初始时玻璃纸两侧溶液浓度大小是①__________③（填“大于”“等于”或“小于”）。由图2可知，漏斗管内溶液吸水速率逐渐____________，当玻璃纸两侧溶液的浓度大小达到①______③（填“大于”“等于”或“小于”）时，漏斗管内液面不再上升。 （3）图3中相当于图1中②的结构是____________（填序号），图3中细胞内的液体环境主要指的是____________里的细胞液。对于水分子来说，细胞壁具有____________，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是____________细胞，伸缩性____________（填“较大”或“较小”）。 【七、课后反思】 1.本节课我学到的一个重要的生活常识是__________________________________________________________________________________。 2.我对“被动运输”中“被动”二字的理解是：________________________________________________________________________________________________________________________________________。 参考答案 【三、课前预习·自主探究】 一、1.下降 2.扩散（或渗透） 二、1.半透膜；半透膜；浓度差 2.细胞膜；吸水膨胀；失水皱缩；动态平衡 3.细胞膜；液泡膜；细胞质；半透膜；细胞失水；原生质层；细胞吸水；原生质层；细胞壁 4.扩散；不需要；O₂、CO₂、水、甘油、乙醇等（任写三种）；转运蛋白；红细胞 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：1.升高；单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数；未停止 2.维持红细胞内外溶液的浓度相等，防止红细胞因渗透作用吸水涨破或失水皱缩，从而维持其正常形态和功能。 探究二：1. 实验步骤 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小 初始状态（清水） 大 紧贴细胞壁 基本不变 0.3g/mL蔗糖溶液处理 变小 与细胞壁分离 基本不变 清水处理（复原） 逐渐变大 逐渐贴近细胞壁 基本不变 2.用蔗糖溶液处理和用清水处理；初始的清水状态；具有紫色的大液泡，便于观察；根尖分生区 探究三：1. 比较项目 自由扩散 协助扩散 运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 是否需要载体蛋白 不需要 需要 是否消耗能量 不消耗 不消耗 影响因素 膜内外浓度差 膜内外浓度差、载体蛋白种类和数量 实例 O₂、CO₂、水、甘油 葡萄糖进入红细胞 2.O₂的跨膜运输是自由扩散，顺浓度梯度进行，不需要载体蛋白和能量。葡萄糖进入红细胞是协助扩散，顺浓度梯度进行，需要载体蛋白的协助，但不消耗能量。 【六、当堂检测·巩固提升】 一、1.D 2.A 二、1.细胞膜；液泡膜；细胞质 2.不需要；自由扩散；协助扩散 三、（1）半透膜；浓度差；高→低 （2）大于；减小；等于 （3）②④⑤；液泡；全透性；支持和保护；较小 解析：（1）渗透作用的概念是水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，并且半透膜两侧溶液要存在浓度差。水分子的渗透方向是从水的相对含量高（即溶液浓度低）的一侧向水的相对含量低（即溶液浓度高）的一侧扩散 。 （2）图 1 中漏斗管液面上升，说明单位时间内进入漏斗的水分子数多于离开的，所以实验初始时玻璃纸两侧溶液浓度①大于③。随着漏斗内溶液浓度降低，与外界清水的浓度差减小，根据渗透原理，漏斗管内溶液吸水速率逐渐减小。当漏斗管内液面不再上升时，水分子进出达到动态平衡，但此时玻璃纸两侧溶液浓度①等于③，因为液面高度差产生的压力与浓度差产生的渗透压达到平衡。 （3）图 3 中儿细胞膜、④液泡膜以及两层膜之间的⑤细胞质组成原生质层，相当于图 1 中的②半透膜。图 3 中细胞内的液体环境主要指液泡里的细胞液。细胞壁对水分子没有选择透过性，具有全透性，其主要作用是支持和保护细胞，且细胞壁的伸缩性较小，在植物细胞失水或吸水时，细胞壁的变化相对较小。 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $