4.1 被动运输（第二课时） 课件-2025-2026学年高一上学期人教版必修1生物

该高中生物学课件聚焦被动运输的两种方式，从渗透作用原理切入，通过水进出动物细胞（哺乳动物红细胞）和植物细胞（质壁分离实验）的实例过渡，结合人工膜与生物膜透性比较、水通道蛋白发现等资料分析，搭建“现象→问题→原理→实例”的学习支架，帮助学生系统理解自由扩散和协助扩散的特点及转运蛋白作用。 其亮点在于以科学史料（如阿格雷分离水通道蛋白）和实验探究（质壁分离验证）为核心，通过问题链设计（如分析水分子跨膜方式的Q1-Q6）发展科学思维，结合细胞膜结构与功能的关联体现生命观念。随堂检测选取葡萄糖进入红细胞、离子通道运输等实例，引导学生运用知识解决实际问题，强化态度责任。学生能在探究中深化理解，教师可借助结构化资源提升教学效率。

第4章 细胞的物质输入和输出 4.1 被动运输（第二课时） 教学目标 科学探究 通过探究植物细胞的吸水和失水，说出植物细胞渗透吸水和失水的原理，阐明原生质层的选择透过性，提升实验操作及显微镜观察的基本技能 生命观念 社会责任 通过对被动运输的具体实例的讨论，分析细胞膜的成分，结构与物质跨膜运输之间的关系，尝试运用物质跨膜运输的知识解决有关实际问题。 z 生命观念 通过分析图4-1所示水进出哺乳动物红细胞的现象，说出水进入动物细胞的原理。 科学思维 通过问题探讨的讨论，阐明渗透作用的原理和条件。 目录 01 渗透作用 02 水进出细胞的原理 渗透装置 渗透作用 03 自由扩散和协助扩散 水进出动物细胞的原理 水进出植物细胞的原理 探究植物细胞的吸水和失水 自由扩散 协助扩散 03 自由扩散和协助扩散 自由扩散 协助扩散 被动运输 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（passive transport）。 顺浓度梯度 理解两种被动运输的方式 【资料1】水分子比较小，人们曾经认为它们可以自由穿过细胞膜的分子间隙而进出细胞。 水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙。 Q1：磷脂双分子层内部是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？ 顺浓度梯度；不需要能量。 Q2：你觉得水分子的这种运动是顺浓度梯度还是逆浓度梯度？需要能量吗？ 活动 理解两种被动运输的方式 【资料2】科研人员对同种物质在人工膜和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。 人工膜和生物膜对气体和甘油的通透性相同，因此它们是通过磷脂双分子层运动产生的间隙进出细胞的。 Q3：请据图分析气体和甘油是如何进出细胞的？ 活动 理解两种被动运输的方式 【资料2】科研人员对同种物质在人工膜和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。 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。 Q4：甘油、乙醇等分子为什么能穿过磷脂双分子层进出细胞？ 活动 自由扩散和协助扩散 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，叫作自由扩散，也叫简单扩散。 （简单扩散） （2）特点： ①顺浓度梯度运输 ②不需要转运蛋白 ③不消耗能量 （3）实例： ①小分子：O2、CO2等气体；水（小部分）等； ②脂溶性物质：甘油、乙醇、苯、性激素等 ？ 理解两种被动运输的方式 【资料2】科研人员对同种物质在人工膜和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。 Q5：水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙。为什么生物膜和人工膜对水分子的通透性存在差异？推测水分子如何通过细胞膜？ 膜上有水通道蛋白，水分子可以通过水通道蛋白通过膜 活动 理解两种被动运输的方式 【资料3】科学家在用氢的同位素标记的水分子进行研究时，发现水分子在通过细胞膜时的速率高于通过人工膜。由此推断细胞中存在特殊的输送水分子的通道。 Q5：根据上述资料，你能得出水分子如何让通过细胞膜吗？ 自由扩散或通过水通道蛋白的协助（协助扩散） 【资料4】1988 年，美国科学家阿格雷（P. Agre）成功地将构成水通道的蛋白质分离出来，证实了水通道蛋白的存在。 Q6：如右图表示人体成熟红细胞的部分结构和功能，葡萄糖进入红细胞时的运输特点是什么？ 顺浓度梯度运输、不消耗能量、 需要载体蛋白的协助。 活动 自由扩散和协助扩散 2.协助扩散： （1）概念： 需要借助膜上的转运蛋白进出细胞扩散，叫做协助扩散，也叫易化扩散。 （易化扩散） （2）特点： ①顺浓度梯度运输 ②需要转运蛋白 ③不消耗能量 通道蛋白 载体蛋白 只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；不需要与分子或离子结合。 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。 （3）实例： ①葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 ②水:大部分水通过通道蛋白的运输 ③部分离子通过离子通道蛋白运输（如神经细胞中K+外流、Na+内流） 自由扩散和协助扩散 3.转运蛋白： 镶嵌在膜上，能够协助某些物质跨膜运输的一些特殊的蛋白质。 类型 载体蛋白 通道蛋白 特点 是否与被转运的物质结合 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 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 一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子、分子结合。 结合 不结合 自由扩散和协助扩散 4.被动运输： 比较项目 自由扩散 协助扩散 运输方向 是否需要转运蛋白 是否消耗能量 举例 影响因素 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 不需要 需要 不消耗 不消耗 ①小分子：O2、CO2等气体； 水（小部分）等； ②脂溶性物质：甘油、乙醇、苯、性激素等 ①葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞； ②水:大部分水通过通道蛋白的运输； ③部分离子通过离子通道蛋白运输 （如神经细胞中K+外流、Na+内流） 膜两侧物质的浓度差 膜两侧物质的浓度差； 转运蛋白的数量 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（passive transport）。 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。（ ） （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 √ × × D 无法通过质壁分离实验证明 随堂检测 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 B 甘油可以通过自由扩散进入细胞 随堂检测 渗透作用 水进出动物细胞的原理 水进出植物细胞的原理 探究植物细胞的吸水和失水 水进出细胞的原理 渗透装置 渗透作用 自由扩散和协助扩散 自由扩散 协助扩散 小结 谢 谢！ $