第1节 被动运输(第1课时)-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞学习手册（人教版）

第4章细胞的物质输入和输出。 第4章 细胞的物质输入和输出 第1节被动运输（第1课时) 核心素养 1.细胞的结构决定细胞通过渗透作用吸水或失水。（生命观念) 2.归纳概括两种被动运输方式的异同。（科学思维） 3.借助渗透装置，探究细胞膜的选择透过性。（科学探究) 知识点一水进出细胞的原理 教材拓展 教材P67拓展应用2：温度变化会影响 知识梳理 水分通过半透膜的扩散速率吗？请你提出假 1.渗透作用 设，并设计检验该假设的实验方案。 (1）概念：指 (或其他溶剂分子) 通过半透膜的扩散。 (2)渗透方向：水分子从水的相对含量 要点精析 的一侧向相对含量 的一侧渗透。 渗透装置图分析 2.水分进出动物细胞 方式：渗透作用。 S,溶液 S,溶液 液 ①动物细胞细胞膜相当于 半透膜 半透膜 ②现象：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度 B 的氯化钠溶液中： (1)若S溶液浓度大于S2,水分子渗透方 a.外界溶液浓度<细胞质浓度→细胞 向为S2→S,S,液面上升；若S,溶液 浓度小于S2,则情况相反，S,液面下降。 b.外界溶液浓度>细胞质浓度→细胞 (2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示 _； 的液面高度差△h,则S,溶液浓度仍大 ℃.外界溶液浓度=细胞质浓度→水分 于S2。 ,细胞形态不变。 (3)水分子移动方向与渗透方向 学 49 高中生物学必修（人教版） 水分子扩散方向为双向；渗透方向为 液面达到最高并保持不变，B错误，D正 单向（从水的相对含量高的一侧向相 确；渗透作用中，水分子扩散方向始终为双 对含量低的一侧渗透)。 向，C错误。 (4)溶质分子若能通过半透膜，则其扩散趋 变式训练 势为在半透膜两侧均匀分布，与水（或 溶剂分子)的扩散无关。但是任何溶质 如图所示，容器甲中含0.02ol/L蔗糖、 分子的移动若造成溶液浓度的改变都会 0.03mol/L尿素；容器乙中含0.01mol/L 影响水分子（或溶剂分子）的移动。 蔗糖、0.05mol/L尿素。甲、乙间隔一层半 例1某同学为探究膜的通透性而设计了如 透膜。第一种情况：半透膜只允许水分子通 图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和 过；第二种情况：半透膜允许水分子和尿素 长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面 分子通过。当达到动态平衡时，这两种情况 上升的过程中( 下的液面高度情况是() 单位：mol/L 上升后的液面 蔗糖 0.0 清水 蔗糖溶液 0.03 尿素 0.05 ,半透膜 半透膜 A.液面上升的速率先加快后减慢，最终维 A. 一样高；甲高于乙 持稳定 B. 乙高于甲；不能确定 B.水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩 C.乙高于甲；甲高于乙 散的速率逐渐减慢 D. 一样高；不能确定 C.当半透膜两侧液体浓度相等时，水分子 不再通过半透膜扩散 知识点二 水进出（成熟的）植物细胞· D.当半透膜两侧水分子进出速率相等时， 长颈漏斗内液面最高 知识梳理 答案：D 1. 成熟的植物细胞特点 解析：水分子渗透速率主要取决于浓度差， (1)成熟的植物细胞一般具有中央大液泡， 实验开始时蔗糖溶液和清水的浓度差最大， 细胞内的液体环境主要指的是液泡里 所以液面上升的速率逐渐变慢，直至为0， 面的 A错误；随着水分子进入漏斗内量的增多， (2)细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细 蔗糖溶液浓度下降，同时由于高度差形成的 胞质称为 压力差增加，水分子扩散进入漏斗内的速率 (3)植物的细胞壁 比较小，且是 下降，而反方向水分子扩散速率升高，当水 性的，即水分子可以自由地 分子在半透膜两侧进出速率相等时，漏斗内 通过细胞壁。 50)学 第4章细胞的物质输入和输出 2.方式：渗透作用 要点精析 (1)原生质层相当于 (2)渗透方向 1. 植物细胞发生渗透作用时各项特征变化 ①外界溶液浓度 细胞液浓度，细胞 （1)渗透失水—质壁分离 吸水。 原生质层缩小，细胞液浓度增大，颜 ②外界溶液浓度 细胞液浓度，细胞 色加深，细胞失水速率逐渐减慢，吸 失水。 水能力增强。外界溶液浓度越高，则 3.探究植物细胞的吸水和失水 细胞失水速率越快，失水量越多，最 (1)实验原理 终可能导致细胞失水过多死亡。 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半 (2)渗透吸水—质壁分离复原 透膜。 原生质层体积增大，细胞液浓度降低， ②细胞液可与外界溶液形成一定的 颜色变浅，细胞吸水速率逐渐减慢， ③原生质层比细胞壁的 大。 吸水能力减弱。 (2)实验步骤和实验现象 制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片 2.不同外界溶液中植物细胞的渗透作用 用a. 观察①有一个h. 的中央大液泡 (1)蔗糖溶液：蔗糖分子不进入细胞，所 盖玻片 (②原生质层c. 细胞壁 质量浓度为 吸水纸吸引 0.3mL的蔗糖溶液口 以蔗糖溶液中的植物细胞质壁分离后 ①中央液泡逐渐变d: ，颜色 用低倍显微镜观察变e. 不能自动复原。 盖玻 ②原生质层与细胞壁逐渐( 吸水纸吸引一 清水 (2)乙二醇溶液：乙二醇分子可以进入细 1①中央液泡逐渐变g。 ，颜色 胞，所以乙二醇溶液中发生质壁分离 用低倍显微镜观察2原生质层逐渐k。一细胞壁 变h. 的细胞通过吸收乙二醇分子和失水共 质壁分离（质量浓度为 同导致细胞液浓度持续升高，导致细 细 0.3gmL的蔗糖溶液) 质壁分离复原 液 胞自动发生质壁分离复原。 (清水) 3.质壁分离及复原的主要应用 (1)判断细胞死活。不能发生质壁分离和 教材拓展 复原的成熟的植物细胞是死细胞。 教材P67拓展应用第1题：以紫色洋葱 (2)测定细胞液浓度范围。将待测成熟植 鳞片叶表皮细胞为材料，设计实验，测定该 物细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶 细胞的细胞液浓度相当于多少质量分数的蔗 液中，其细胞液浓度介于未发生质壁 糖溶液。写出实验思路，并分析其中的原理。 分离和刚发生质壁分离的两种蔗糖溶 液浓度之间。 4. 影响植物细胞吸水和失水的主要因素包 括细胞液与外界溶液的浓度差和细胞壁 的限制作用。 51 高中生物学必修（人教版） 例2Na,MoO,（钼酸钠)无色溶液与洋葱 错误；乙过程使用0.01mol/LNa,Mo0,和5 外表皮细胞中的花青素混合，可使液泡由紫 ×10-Ⅱmol/LATP混合溶液能使质壁分离 色变为蓝色。研究小组以洋葱外表皮细胞为 的细胞逐渐复原，单独使用0.01mol/L 实验材料，实验过程如图所示。发现乙过程 Na2MoO4溶液则不能，说明Na+、MoO} 使用0.01mol/LNa2Mo04和5×10-1mol/L 进入细胞需要ATP供能，D正确。 ATP混合溶液能使质壁分离的细胞逐渐复 例3（不定项）将两个相同的植物细胞分 原，单独使用0.01mol/LNa2Mo04溶液则 别放置在甲、乙两种溶液中，对细胞失水量 不能。下列相关叙述错误的是() 进行统计后绘制出如下曲线图。下列叙述错 0.01 mol/L Na,MoO, 误的是( 0.3g/mL蔗糖 和5×10-Imol/LATP 吸水纸 甲溶液 制作→显微镜 显微镜 显微镜 观察 观察 观察 甲 乙溶液 A.甲过程中细胞的吸水能力逐渐增强 b 0 之468心、处理时间/min B.乙过程中细胞液由紫色逐渐变为蓝色 A. C.图中的实验过程必须在高倍显微镜下观 甲、乙两溶液的溶质相同，只是浓度 不同 察 B.a点之前，乙溶液中的溶质已经进入 D.Na+、MoO子进入液泡需要ATP供能 细胞 答案：C C. 在0~4min内两条曲线有差异，说明甲 解析：用0.3g/mL的蔗糖溶液处理洋葱外 溶液浓度低于乙溶液 表皮细胞，洋葱外表皮细胞发生渗透失水， D. 处理到l0min时，两溶液中的细胞液浓 细胞液浓度增加，吸水能力逐渐增强，A正 度都等于外界溶液浓度 确；乙过程使用0.01mol/LNa2Mo04和5× 答案：ACD 10~Ⅱmol/LATP混合溶液能使质壁分离的 解析：在乙溶液中可以发生质壁分离复原过 细胞逐渐复原，说明0.01mol/LNa2Mo04 程，甲溶液只有质壁分离，故两者的溶质不 进入细胞，而Na2MoO4(钼酸钠)无色溶 同，A错误；a点时细胞失水量开始减少， 液与洋葱外表皮细胞中的花青素混合，可使 说明a点之前，乙溶液中的溶质已经进入细 液泡由紫色变为蓝色，所以乙过程中细胞液 胞，B正确。 由紫色逐渐变为蓝色，B正确；观察植物细 胞的吸水与失水一般用低倍显微镜观察，C 52)学程中，④既融合内质网形成囊泡，自身又形成囊泡，因此 膜面积变化不大；与分泌蛋白合成和分泌有关的细胞器除 了②③④外还有线粒体。 知识点三细胞的生物膜系统 【知识梳理】 1.细胞器膜核膜 2.(1)信息传递(2)多种酶(3)细胞器 【教材拓展】 (1)①②③⑤(2)生物膜系统由核膜、细胞膜和 细胞器膜组成，液泡膜、高尔基体形成的囊泡都属于细胞 器膜。小肠黏膜不是一层生物膜，而是一层上皮组织 知识点四用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 【知识梳理】 1.(1)绿色椭球(2)叶绿体 2.(1)①清水下表皮②视野中央(2)①光 照、室温②黑藻叶肉细胞 【要点精析】 变式训练2D【解析】供观察用的黑藻，事先应放在 适宜光照、室温条件下培养，以加速细胞质流动，A错误： 不同细胞中叶绿体的运动方向不一定相同，B错误；用黑 藻观察细胞质环流时，若流动缓慢，说明细胞活性低，C 错误。 ●"第3节细胞核的结构和功能 知识点一细胞核的功能 【知识梳理】 1.储存和复制信息库细胞代谢 2.(1)②皮肤颜色(2)②细胞核(3)②细胞 核(4)③细胞核 【教材拓展】 提示：并不是所有的细胞都有细胞核，如原核细胞没 有成形的细胞核，只有拟核；高等植物的筛管细胞、哺乳 动物的成熟红细胞也没有细胞核。有些细胞不只有一个细 胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人体的骨骼肌细胞 中细胞核可达数百个。 【要点精析】 变式训练1C【解析】为了减少随机因素干扰，本实 验应多取几个伞藻进行实验，C错误。 参考答案与解析 知识点二细胞核的结构 【知识梳理】 (1)a双核糖体(2)d信息交流(3)b 周期性核糖体(4)c蛋白质碱性染色体 知识点三细胞是一个统一的整体 知识点四尝试制作真核细胞的三维结构模型 【知识梳理】 (1)概括(2)概念(3)物理模型 【要点精析】 变式训练2C【解析】制作真核细胞的三维结构模型 时首先考虑是否真实和准确，其次是美观，C错误。 第4章细胞的物质输入和输出 >"第1节被动运输（第1课时） 知识点一水进出细胞的原理 【知识梳理】 1.(1)水分子(2)多少 2.①半透膜②a.吸水膨胀b.失水皱缩c.进 出平衡 【教材拓展】 提示： 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：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 同温度下漏斗管内液面上升速度的快慢，判定温度是否影 响水分子的扩散速率。实验中还需注意排除各种无关变量 的干扰。 【要点精析】 变式训练C【解析】第一种情况，半透膜只允许水 分子通过，则甲侧溶液中总的物质的量浓度低于乙侧溶液 中总的物质的量浓度，乙侧的渗透压高于甲侧，故最终乙 侧液面高于甲侧。第二种情况，半透膜允许水分子和尿素 分子通过，那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等，但是甲 侧中的蔗糖溶液浓度大于乙侧，故最终甲侧液面高于乙侧。 知识点二水进出（成熟的）植物细胞 【知识梳理】 1.(1)细胞液(2)原生质层(3)伸缩性全透 73 高中生物学必修1（人教版) 2.(1)半透膜(2)①<②> 3.(1)②浓度差③伸缩性(2)a.低倍镜b.紫 色c.紧贴d.小e.深f.分离g.大h.浅 k.贴近 【教材拓展】 提示：（实验思路）将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞分别 置于配制好的一系列浓度梯度的蔗糖溶液中，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，据此推算出细胞液浓度介于这两个 浓度之间。 >m第1节被动运输（第2课时） 知识点自由扩散和协助扩散 【知识梳理】 1.(1)扩散不需要(2)①顺②不 2.（1)简单简单扩散 3.(1)转运蛋白易化扩散(3)①与自身结合部 位相适应的分子或离子改变②自身通道的直径和形状 相适配、大小和电荷相适宜不需要 【教材拓展】 提示：因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分 子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层进出细胞。 【要点精析】 变式训练B【解析】协助扩散是物质顺浓度梯度运 输，运输过程中，膜两侧的浓度差缩小，所以协助扩散可 以降低细胞内外葡萄糖的浓度差，A正确；a点与b点相 比，载体蛋白GLUT1的数量一样多，制约葡萄糖转运速率 的主要因素是葡萄糖的浓度，B错误；c点与a点相比，两 点葡萄糖浓度一样，因载体蛋白数量不同而运输速率不同， C正确：与无蛋白质的磷脂双分子层相比，有载体蛋白时 运输速率明显加快，所以载体蛋白的存在能显著提高细胞 摄取葡萄糖的速率，D正确。 >"第2节主动运输与胞吞、胞吐 知识点一主动运输 【知识梳理】 1.逆浓度载体蛋白细胞内化学反应 2.①载体蛋白②能量 4.所需要有害 74 【要点精析】 变式训练C【解析】由题图可知，磷吸收可能是逆 浓度梯度的运输，也可能是顺浓度梯度的运输，C错误。 知识点二胞吞与胞吐 【知识梳理】 1.(1)大分子蛋白质粪泡(2)大分子融合 2.(1)消耗(2)流动性(3)蛋白质 3.大分子 第5章细胞的能量供应和利用 >·第1节降低化学反应活化能的酶（第1课时) 知识点酶的作用和本质 【知识梳理】 1.(1)化学反应(2)酶(3)细胞生命活动 2.(1)活细胞催化(2)蛋白质RNA核糖核 苷酸核糖体内外活细胞催化 3.(1)常态容易发生化学反应(2)①AC ②BC③AB④上 4.(1)变化因素(2)实验对象 (3)自变量 (4)实验结果可变因素(5)自变量结果进行比较的 【教材拓展】 1.(1)E,一使用无机催化剂，E2—不使用催化 剂，E,—使用酶作催化剂。 (2)E-E30 2.提示： 组别 待测液 检验试剂 预期现象 结论 实验组 唾液 双缩脲试剂出现紫色 唾液淀粉酶 的化学本质 对照组已知蛋白液 双缩脲试剂 出现紫色 是蛋白质 【要点精析】 变式训练C【解析】ac段表示在无催化剂的条件下 化学反应需要的活化能，A、B错误：加热、加压通常能使 反应物分子获得能量，促进反应的进行，D错误。 >"第1节降低化学反应活化能的酶（第2课时） 知识点酶的特性和影响酶促反应的因素 【知识梳理】 一、1.高效性(1)无机催化剂(2)①无机催