4.1被动运输（第1课时） 课件-2025-2026学年上学期人教版必修1高中生物

该高中生物学课件聚焦被动运输的渗透作用原理，通过红墨水扩散、含棒棒糖等生活现象导入，以问题探讨搭建从宏观扩散到微观渗透作用的支架，衔接动物细胞吸水失水与植物细胞质壁分离复原的知识点。 亮点是以探究实践为主线，通过渗透装置问题链、质壁分离实验设计（如三次观察对照）培养科学思维，结合高考题与变式训练强化结构与功能观，含生活联系视频。助力学生构建知识网络，教师可直接用于实验教学和重难点突破。

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输（第1课时） 将一滴红墨水滴入一杯清水中，清水很快就变成了红色，这是溶质分子在水中 的结果。 生活中的现象 （分子） 多→少 扩散 扩散现象 是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移直到均匀分布的现象。 扩散速度与温度有关，温度越高，扩散速度越快。 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 观察渗透现象，分析原因： 半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的薄膜的总称。 蔗糖分子 水分子 半透膜 考点一 细胞的多样性和统一性 【探究一】渗透作用 【活动①】根据教材P62 “问题探讨”中的渗透现象示意图，回答下列问题： 玻璃纸（半透膜） 清水 半透膜 蔗糖分子 水分子 蔗糖溶液 (1)漏斗管内的液面为什么会升高? 由于单位体积的清水中水分子数 蔗糖溶液中的水分子数，因此单位时间内由 进入 的水分子数多于由 进入 的水分子数。 多于 清水 蔗糖溶液 蔗糖溶液 清水 在溶液中，溶质浓度高，渗透压 ，吸水力 。 高 强 考点一 细胞的多样性和统一性 (2)如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 30%蔗糖溶液 清水 玻璃纸 不会。当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到动态平衡，液面将不再上升。 (3)渗透装置中，当漏斗内的溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度是否相同？为什么？ 不相同，仍是漏斗内的溶液浓度高于烧杯中清水的浓度。由于漏斗管内液面升高形成的静水压会阻止水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故半透膜两侧溶液浓度关系仍是漏斗内溶液浓度高于烧杯中清水的浓度。 考点一 细胞的多样性和统一性 (4)如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ 不会。 原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。 (5)如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ 不会。 半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。 30%蔗糖溶液 30%蔗糖溶液 纱布/不透水的塑料布 考点一 细胞的多样性和统一性 结合第(4)和第(5)题，总结渗透作用发生的条件： ①具有半透膜 ②半透膜两侧的溶液具有浓度差 渗透作用发生的条件： 水的相对含量高 （溶液浓度低） 水的相对含量低 （溶液浓度高） ①水分子在半透膜两侧进行双向运动！ （此浓度指溶质的物质的量浓度） 总趋势 流向 ②但运动总趋势是：顺着水的相对含量梯度跨膜运输！ 结合以上问题探讨总结水分子渗透的方向： 1.渗透作用：水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散。 考点一 细胞的多样性和统一性 【例1】右图所示是渗透装置示意图,关于在长颈漏斗管内液面上升过程中的有关叙述，正确的是 A.水分子只能通过半透膜从烧杯进入漏斗进行单向移动 B.液面上升的速率先逐渐加快，然后减慢，最终液面维持稳定 C.当半透膜两侧水分子进出速率相等时，两侧溶液浓度相等 D.半透膜两侧溶液的浓度差越大，上升的高度越高 【母题延伸】若将图中的蔗糖溶液改为溶质能通过半透膜的葡萄糖溶液，渗透平衡时液面如何变化？ 半透膜两侧溶液的浓度大小如何？ 液面相平 相同 双向移动 刚开始最快，逐渐减慢，最终稳定 不相等 考点一 细胞的多样性和统一性 【变式训练】(教材P62问题探讨，改编)某科研小组设计如图所示的渗透装置，其中蔗糖不能透过半透膜，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，液面不动(渗透平衡)时液面差为Δh。下列说法正确的是 A．渗透平衡后S1和S2浓度的大小关系为S1＝S2 B．渗透平衡后无水分子通过半透膜 C．漏斗中溶液液面上升速率逐渐加快 D．向漏斗内加适量清水Δh将变小 S1>S2 平衡后依然进出半透膜，进出半透膜的水分子的量相等 减慢 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 渗透作用原理的拓展应用 半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度 假设葡萄糖和蔗糖分子不能通过半透膜，且均为质量浓度，则一段时间后，液面高度会如何变化? 10% 蔗糖 10% 葡萄糖 10% 蔗糖 10% 葡萄糖 一段时间后 n＝m/M c＝n/V 考点一 细胞的多样性和统一性 【典例】(2025·河南开封检测)如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图。则下列关于液面的变化及相关叙述，正确的是 A．a侧先降后升，b侧先升后降 B．a侧先升后降，b侧先降后升 C．当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等 D．当液面最终停止变化时，b侧浓度高于a侧 解析：同质量分数的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，葡萄糖物质的量浓度较大，水分子和葡萄糖都能透过半透膜，但分子小得多的水分子渗透速率要快得多。刚开始时水分子向物质的量浓度较大的葡萄糖溶液一侧渗透，所以b侧液面高于a侧液面。之后葡萄糖也逐渐透过半透膜到达a侧，使a侧浓度升高，水又反向渗透，a侧液面又高于b侧液面。因此，a侧先降后升，b侧先升后降。由于静水压的作用，当液面最终停止变化时，b侧浓度低于a侧。 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 【变式训练】(2025·广东肇庆检测)如图所示，长颈漏斗的漏斗口外密封上一层半透膜，漏斗内是质量分数为10%的葡萄糖溶液，然后将漏斗浸入盛有质量分数为10%的蔗糖溶液中，使漏斗内外的液面高度相等。一段时间后，观察漏斗中液面的变化。下列叙述正确的是 A．若葡萄糖和蔗糖分子都不能通过半透膜，最终漏斗内外的液面高度相等 B．若葡萄糖和蔗糖分子都不能通过半透膜，最 终漏斗内的液面将低于烧杯液面 C．若仅葡萄糖和水分子能通过半透膜，最终烧 杯中的液面高于漏斗内液面 D．当漏斗内的液面高度不再变化时，两溶液间 的水分子不再双向运动 10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度大于10%的蔗糖溶液，因此漏斗内的液体对水的吸引力更大，最终漏斗内液面将高于烧杯液面，AB错。 当漏斗内的液面高度不再变化时，两溶液间的水分子还会继续双向运动，达到动态平衡，D错。 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 长时间侧含棒棒糖，或长时间嗑咸瓜子，有什么感觉？ 水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？ 细胞膜是否相当于一层半透膜呢？ 考点一 细胞的多样性和统一性 【探究二】水进出细胞的原理 外界溶液浓度<细胞质浓度 细胞吸水膨胀 外界溶液浓度=细胞质浓度 细胞形态不变 细胞失水皱缩 外界溶液浓度>细胞质浓度 考点一 细胞的多样性和统一性 【活动②】根据P63图4-1，结合图示分析“思考讨论”的问题: (1)红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？ 这些有机物相当于教材P62“问题探讨”所示装置中的什么物质？ (2)红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ (3)当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会 由于吸水而涨破吗? (4)红细胞吸水和失水取决于什么条件？ (5)想一想临床上输液为什么要用生理盐水？ 不能 蔗糖分子 是 不一定 红细胞内外溶液的浓度差 因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。 考点一 细胞的多样性和统一性 1 半透膜 浓度差 (6)基于红细胞的结构特点及图示结果，你认为水进出红细胞的方式是什么？请说明原因。 ②动物细胞膜相当于一层 ①水进出的原理是 渗透作用 原理 现象 ①当外界溶液浓度＜细胞质浓度时 细胞吸水膨胀 ②当外界溶液浓度＞细胞质浓度时 细胞失水皱缩 ③当外界溶液浓度＝细胞质浓度时 细胞形态不变 半透膜 考点一 细胞的多样性和统一性 1.(2024·浙江青田中学期中)人体正常红细胞是两面凹陷的圆饼状，现将人的红细胞分别浸入下列装有a、b、c三种不同浓度溶液的烧杯内，一段时间后，实验结果如图所示。则a、b、c溶液初始浓度大小的比较，正确的是 A.a＞b＞c B.a＞c＞b C.a＜c＜b D.a＜b＜c 解析:红细胞浸入a溶液中吸水膨胀，a溶液浓 度小于细胞质浓度； 红细胞浸入b溶液中失水皱缩，b溶液浓度大于细胞质浓度； 红细胞浸入c溶液中保持正常形态，c溶液浓度等于细胞质浓度， 所以a、b、c溶液浓度大小是a＜c＜b。 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 缺水的玫瑰放入清水中不久后会变得坚挺 这说明什么？ 植物细胞也能发生吸水和失水现象，吸水或失水同样与外界溶液的浓度有关！ 水又是怎样进出植物细胞的呢？ 用蔗糖拌萝卜时，会出现什么现象？ 【联系生活】看视频 考点一 细胞的多样性和统一性 2.水进出植物细胞的原理 成熟的植物细胞模式图 细胞膜 液泡 细胞壁 细胞质 液泡膜 原生质层 （全透性，伸缩性比较小） 水进出植物细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡 （内含细胞液） 考点一 细胞的多样性和统一性 【活动③】探究植物细胞的吸水和失水 水分进出细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层是否相当于一层半透膜？ 原生质层相当于一层半透膜 提出问题 作出假设 实验设计 实验过程 实验结论 表达与交流 ①如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ，液泡体积就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 ，液泡体积就会 。所以可以通过液泡体积的大小变化反映水分进出细胞的情况。 失水 缩小 吸水 增大 考点一 细胞的多样性和统一性 提出问题 作出假设 实验设计 实验过程 实验结论 表达与交流 ②如何使细胞外溶液的浓度升高或降低？ ③如何看到细胞，需要借助到什么材料和用具？ ④对实验结果作出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？ 提供蔗糖溶液使细胞外溶液浓度升高，提供清水使细胞外溶液浓度降低。 利用显微镜观察临时装片。 将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察液泡、原生质层、细胞大小的变化。 实验思路： 考点一 细胞的多样性和统一性 进行实验 (一)选择材料 下列材料中能用于本次实验的是 。 A.大蒜根尖分生区细胞 B.人的口腔上皮细胞 C.菠菜或黑藻叶肉细胞 D.蛙的红细胞 E.洋葱鳞片叶外表皮细胞 F.洋葱鳞片叶内表皮细胞 C E F 材料要有大液泡！ 考点一 细胞的多样性和统一性 制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片 低倍显微镜下观察 ①表皮细胞中有个紫色的中央大液泡 ②原生质层紧贴细胞壁 0.3g/ml蔗糖溶液 吸水纸吸引 重复几次 低倍显微镜下观察 滴清水 吸水纸吸引 低倍显微镜下观察 ②原生质层逐渐贴近细胞壁 重复几次 ①紫色中央大液泡逐渐变小(紫色加深) ①表皮细胞紫色中央大液泡逐渐变大 ②原生质层与细胞壁逐渐分离 实验过程 考点一 细胞的多样性和统一性 正常状态 0.3g/ml蔗糖溶液 清水 图像 液泡大小变化 细胞 大小 原生质层位置 基本 不变 基本 不变 正常大小 逐渐变小 逐渐变大，恢复原来大小 原生质层紧贴细胞壁 原生质层逐渐脱离细胞壁 原生质层逐渐贴近细胞壁 基本 不变 考点一 细胞的多样性和统一性 植物细胞发生质壁分离与复原的原因： (1)内因： (2)外因： 原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性 (1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜； 实验结论： (2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 原生质层相当于一层半透膜 当 时，发生质壁分离； 当 时，发生质壁分离的复原； 细胞液浓度<外界溶液浓度 细胞液浓度>外界溶液浓度 清水处理 0.3g/ml蔗糖溶液处理 考点一 细胞的多样性和统一性 进一步分析 (1)选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的原因是什么？ 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡呈现紫色，易于观察实验现象。 (2)本实验进行了几次显微观察？其目的是什么？ 本实验进行了3次显微观察；目的是进行前后对照，以便对比细胞处理前后的状态变化。 质壁分离 质壁分离复原 第一次观察 滴加蔗糖溶液后观察 再次滴加清水溶液后观察 考点一 细胞的多样性和统一性 自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照 第一次对照 滴加蔗糖溶液 滴加清水 第二次对照 质壁分离 质壁分离复原 (3)该实验有没有设置对照?是如何设置的? 考点一 细胞的多样性和统一性 (4)紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，该细胞的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？ 颜色逐渐变深。吸水能力逐渐增强。 (5)有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，分析原因可能是什么？ 蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。 因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。 (6)将0.3g/ml的蔗糖溶液换成适宜浓度的甘油/乙二醇溶液/尿素溶液/KNO3溶液(小分子能进入细胞)，实验结果会有什么不同？ 考点一 细胞的多样性和统一性 2.(教材P64“探究·实践”，改编)某生物实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮和黑藻的成熟叶片进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验。下列叙述正确的是 A．黑藻成熟叶片中的叶绿体会干扰实验现象的观察 B．观察质壁分离及复原现象至少需在低倍镜下观察四次 C．洋葱鳞片叶外表皮细胞紫色加深，吸水能力增强 D．洋葱根尖分生区细胞也可发生质壁分离及复原现象 叶绿体使原生质层呈绿色，观察细胞中绿色范围的大小判断细胞吸水和失水 至少需在低倍镜下观察三次，即质壁分离前、质壁分离时和质壁分离复原时 洋葱根尖分生区细胞不含中央大液泡，不能发生质壁分离及复原现象 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 3.(教材P64“探究·实践”，改编)如图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列 说法错误的是 A.图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞 的吸水能力增强 B.为了节约实验时间，通常可以省略第一次 显微镜观察步骤 C.适当增大蔗糖溶液的浓度会使第二次观察(d) 和第三次观察(f)实验效果更明显 D.该实验用显微镜主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和大小等 第一次显微镜观察是为了对照，不能省略 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 4.(2025·福建漳州检测)如图为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离的模式图，下列叙述错误的是 A．质壁分离过程中，⑦的颜色越来越深 B．⑥是蔗糖溶液，因为蔗糖分子可以穿过细胞壁 C．随细胞形态趋于稳定，⑦的浓度越来越接近⑥的浓度 D．①④⑤共同参与构成了原生质层，相当于一层半透膜 ②④⑤共同参与构成了原生质层，原生质层相当于一层半透膜 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 课本知识改编 【拓展应用P74】用浓度为2mol·L-1乙二醇溶液和2mol·L-1蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体(去除细胞壁的植物细胞)体积变化如下图所示。回答问题 (1)原生质体体积A→B段的变化说明：在该段时 间内水从原生质体 ，细胞液的浓度 。 (2)在1min后，处于2mol·L-1蔗糖溶液中细胞的 细胞液的浓度将 ，此时，在 细胞壁与原生质层之间充满了 。要使该 细胞快速复原，应将其置于 中。 渗出 增大 缓慢增大后趋于稳定 蔗糖溶液 清水 由于细胞壁具有全透性，不会阻碍蔗糖分子的进入。 考点一 细胞的多样性和统一性 (3)在2min后，处于2mol·L-1乙二醇溶液中细胞的原生质体体积的变化是由于 逐渐进入细胞内，引起细胞液的浓度 。 (4)并不是该植物的所有活细胞都能发生质壁分 离，能发生质壁分离的细胞还必须具有 等 结构特点。 (5)(改编)2mol·L-1的蔗糖溶液处理细胞，能发生质壁分离，之后用清水处理后还能观察到质壁分离复原现象吗？为什么？ 质壁分离后又自动复原 （KNO3、NaCl、甘油……处理也有这个现象） 乙二醇并不是此时才开始进入细胞，而是在实验开始后就逐渐进入。 不能！ 乙二醇 增大 大液泡 因为蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡。 考点一 细胞的多样性和统一性 【变式训练】(2025·广东惠州高一检测)用2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体相对体积变化情况如图所示。下列叙述错误的是 A．水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡 B．图中A→B段，该植物细胞的吸水能力逐渐增强 C．图中A→C段，120 s时开始有乙二醇进入细胞内使细胞液的浓度增大 D．该植物细胞在2 mol·L-1的乙二醇溶液中发生质壁分离后能自动复原 图中A→C段，120 s前开始有乙二醇进入细胞内使细胞液的浓度增大 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 质壁分离及复原的知识拓展 (1) 判断成熟植物细胞的死活 (2) 测定细胞液浓度范围 待测成熟植物细胞 一定浓度蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离 不发生质壁分离 活细胞 死细胞 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 不同成熟植物细胞 同一浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大 考点一 细胞的多样性和统一性 5.(2024·吉林长春期末)某生物兴趣小组的同学将A、B两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其质量变化，结果如图所示。下列相关叙述错误的是 A.甲浓度条件下，A植物细胞的细胞液浓度 变大 B.乙浓度条件下，B植物细胞的吸水能力变小 C.由图可知，实验前B植物成熟叶片的细胞液 浓度大于A植物 D.五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙 乙浓度条件下，B植物细胞失水，其细胞液浓度变大，细胞的吸水能力变大 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 6.[2022·全国甲卷]植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是 A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度 D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 细胞a的细胞液浓度=外界蔗糖溶液的浓度，细胞c发生了质壁分离→失水，当水分交换平衡时，细胞c所处的外界蔗糖溶液因细胞c失水而导致浓度降低,水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度＜细胞a的细胞液浓度。 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 渗透作用 半透膜 半透膜两侧存在浓度差 低浓度向高浓度 方向 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 条件 原生质层 细胞膜 植物 动物 验证 实验设计 实验过程 实验现象 实验结论 作出假设 课堂小结 考点一 细胞的多样性和统一性 Lavf55.33.100 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.29.100 学科网版权所有 Lavf58.76.100 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Microsoft Edge Microsoft Game DVR Lavf57.62.100 $