第4章 第1节 第2课时 探究植物细胞的吸水和失水与被动运输-【优学精讲】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞教用课件（人教版）

该高中生物学课件聚焦植物细胞吸水失水（质壁分离实验）与被动运输（自由扩散、协助扩散），通过洋葱鳞片叶实验观察质壁分离及复原，结合萝卜条在不同溶液中的变化，搭建从实验现象到原理分析的学习支架，衔接操作与概念建构。 其特色是以探究实践为主线，通过自身对照实验（蔗糖与清水处理）、变量分析（KNO₃与蔗糖对细胞影响）培养科学思维，曲线绘制（运输速率与浓度关系）强化科学探究，辨正误深化结构与功能观（原生质层、转运蛋白），助力学生提升实验能力，为教师提供系统教学资源与检测工具。

第2课时 探究植物细胞的吸水和失水 与被动运输 1 1.结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及应用。 2.建构被动运输的概念，比较自由扩散和协助扩散的异同点。 返回导航 课标要求 2 1 考点一 探究植物细胞的吸水和失水 2 考点二 被动运输 3 随堂 效果检测 3 PART 01 考点一 探究植物细胞的吸水和 失水 4 1.实验原理 原生质层 浓度差 大 2.实验材料：紫色的洋葱鳞片叶。 3.实验试剂：质量浓度为 的蔗糖溶液，清水。 返回导航 5 4.实验步骤 紫色 原生质层 小 加深 大 变浅 返回导航 6 5.实验结论 （1）当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞失水，原生质层和细 胞壁分离，发生__________。 （2）发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细 胞吸水，发生________________。 质壁分离 质壁分离的复原 返回导航 7 （1）当质壁分离复原后，细胞液的浓度等于外界溶液浓度。( ) × 解析：当质壁分离复原后，由于植物细胞壁的存在，细胞不再吸水时，细 胞液的浓度可能大于或等于外界溶液浓度。 （2）质壁分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色区域逐渐变小。 ( ) √ （3）大蒜根尖分生区细胞可用于观察细胞的质壁分离与复原。( ) × 解析：大蒜根尖分生区细胞无中央大液泡，不能用于观察质壁分离与复原。 返回导航 8 ［探究1］ 下图是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到 的蔗糖 溶液中（甲），再放到清水中（乙）的实验过程图解，请回答下列问题： （1）实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是_________ _____________________的状态，以便与处理后的状态形成对照。 （2）乙过程中，5的颜色__________，其吸水能力__________。 观察正常 洋葱鳞片叶外表皮细胞 逐渐变浅 逐渐减弱 返回导航 9 （3）发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是__________。 蔗糖溶液 （4）有位同学错取了质量浓度为 的蔗糖溶液，发现做完甲过程后， 再做乙过程几乎没有观察到相关现象，分析原因可能是________________ _________________________________________________。 蔗糖溶液浓度太 高，细胞因过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原 返回导航 10 ［探究2］ 某兴趣小组将若干生理状况基本相同、长度为 的鲜萝卜条 均分为四组，分别置于浓度相同的尿素溶液、 溶液、蔗糖溶液与清 水中，编号为1、2、3、4组，测量实验过程中各时间点每组萝卜条的平均 长度，所得结果如下图所示。据图探究下列问题： 返回导航 11 （1）2组的萝卜条是从后开始吸收还是 以前？ _______________。 以前 （2）清水组萝卜条的长度不再增加时，细胞液的浓度是否与外界溶液相 等？________。1组和2组可以发生质壁分离自动复原，而3组不可以，其 原因是 _________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ______ 。 不相等 、尿素可进入萝卜条细胞，细胞内溶液浓度逐渐升高，细 胞先失水后吸水，即先发生质壁分离后复原，而蔗糖不能进入萝卜条细胞， 细胞内溶液浓度较低，细胞一直处于失水状态，从而不能发生质壁分离复 原现象 返回导航 12 探究植物细胞的吸水和失水实验中的对照设置 探究植物细胞的吸水和失水实验存在两组对照，均为自身对照。自身对照 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。 返回导航 13 1.（教材P65图4-3改编）关于观察植物细胞质壁 分离的实验，下列叙述正确的是( ) A.在高倍光学显微镜下观察新鲜菠菜叶装片，可见叶绿体的双层膜结构 B.用黑藻观察质壁分离的过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小 C.可选用洋葱鳞片叶内表皮细胞作为该实验材料 D.在质壁分离实验过程中两次用到吸水纸的目的不同 √ 返回导航 14 解析：选C。叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需要用电子显微镜才 能观察到，A错误；质壁分离过程中，黑藻细胞失水，绿色加深，且随着 不断失水，细胞液的浓度增大，细胞吸水能力增强，B错误；当外界溶液 有颜色时，用洋葱鳞片叶内表皮细胞作为实验材料也能观察到质壁分离现 象，C正确；在质壁分离实验过程中两次用到吸水纸，目的都是引流，使 洋葱鳞片叶表皮浸润在液体中，D错误。 返回导航 15 2.下表为甲同学用某浓度 溶液进行质壁分离实验时所测得的数据， 下图为乙同学用另一浓度的 溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线 图，下列分析正确的是( ) 时间/ 2 4 6 8 10 原生质体相对大小/% 90 60 30 30 30 返回导航 16 A.乙同学的实验进行到 时观察不到质壁分离现 象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度 B.甲同学所用溶液浓度要小于乙同学的 C.甲同学实验进行到 时质壁分离达到平衡， 滴加清水后发生质壁分离复原 D.乙同学在实验进行到 时可观察到质壁分离现 象，此时细胞液浓度一定大于外界溶液浓度 √ 返回导航 17 解析：选D。乙同学在实验进行到 时观察不到质壁分离现象，此时细胞 液浓度等于或大于外界溶液浓度，A错误；甲同学实验进行到 时， 质壁分离达到平衡，但由于 溶液浓度过高，甲同学所做实验中细胞 死亡，不能发生质壁分离复原，而乙同学所做实验中细胞发生了质壁分离 复原，所以甲同学所用溶液浓度要大于乙同学的，B、C错误；乙同学在 实验进行到 时，可观察到细胞正在发生质壁分离复原，此时细胞吸水， 所以细胞液浓度大于外界溶液浓度，D正确。 返回导航 18 （1）实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、活的且液 泡带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。 （2）滴加蔗糖溶液或清水时，应在载物台上操作。 （3）选用的蔗糖溶液浓度要适宜。浓度过低，不足以引起质壁分离或出 现质壁分离现象所需时间过长；浓度过高，可能造成植物细胞失水过多、 过快而死亡。 （4）当以可吸收的物质作溶质时（如甘油、尿素、 、乙二醇等）， 可出现质壁分离及自动复原现象。 返回导航 19 PART 02 考点二 被动运输 20 1.概念：物质以①__________进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释 放的②______。 扩散方式 能量 2.类型 （1）自由扩散 简单的扩散作用 氧、二氧化碳 顺 返回导航 21 （2）协助扩散 转运蛋白 顺 返回导航 22 3.影响因素 （1）膜内外⑧__________梯度的大小。 （2）某些物质运输的速率与⑨__________的数量有关。 物质浓度 转运蛋白 返回导航 23 （1）自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量。( ) × 解析：协助扩散需要转运蛋白的协助。 （2）水分子主要通过自由扩散进出细胞。( ) × 解析：水分子主要通过协助扩散进出细胞。 （3）随物质浓度的增大，协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比。 ( ) × 解析：随物质浓度的增大，协助扩散的速率与膜两侧的浓度差不成正比。 （4）同种物质在不同情况下的运输方式可能不同。( ) √ 返回导航 24 ［探究1］ 物质顺浓度梯度扩散进出细胞的过程称为被动运输，结合下图 分析其特点。 返回导航 25 （1）对两种方式进行比较，完成下表。 方式 转运方向 是否需要转运蛋白 是否消耗能量 方式 ________________ ________ ________ 方式、 ________________ ______ ________ 高浓度 低浓度 不需要 不消耗 高浓度 低浓度 需要 不消耗 （2）方式、 的不同点是___________________________________________。 方式由载体蛋白协助，方式由通道蛋白协助 返回导航 26 ［探究2］ 物质进出细胞的运输速率与浓度之间的关系。 （1）下表是乙醇分子进入细胞的运输速率与浓度差之间的关系，请在坐 标中绘出曲线。 浓度差/ 0 1 3 5 7 9 运输速率/（分子· ） 0 5 10 15 20 25 返回导航 27 根据图表可知，影响物质自由扩散的因素是______。 细胞膜内外的浓度差 提示：如下图所示 返回导航 28 （2）下表是葡萄糖进入红细胞运输速率和浓度差的关系，请在坐标中绘 出曲线。 浓度差/ 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 运输速率/ （分子· ） 8 15 24 30 31 31 浓度差在 以后运输速率 不再增加的原因是____________。 由此可知，影响物质协助扩散的因素 是______________。 返回导航 29 提示：如下图所示 运输速率受到膜上转运蛋白数量的限制；细胞膜内外的浓度差和转运 蛋白的数量 返回导航 30 通道蛋白与载体蛋白的异同点比较 返回导航 31 1.（教材P67“概念检测”T1改编）物质跨膜运输的方式与物质的特点和细 胞膜的结构有关。下列有关物质跨膜运输的叙述正确的是( ) A.细胞膜和液泡膜都相当于半透膜 B.胆固醇分子进入细胞是通过协助扩散方式进行的 C.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 D.水分子仅通过自由扩散方式进出细胞 √ 返回导航 32 解析：选A。胆固醇分子进入细胞的方式是自由扩散，B错误。在转运分 子或离子时，载体蛋白与分子或离子结合；通道蛋白不与所转运的分子或 离子结合，C错误。水分子可通过自由扩散和协助扩散两种方式进出细胞, D错误。 返回导航 33 2.下图为两种不同扩散方式对应的物质运输速率与物 质浓度的关系，下列叙述错误的是( ) A.蛋白质变性剂能够抑制协助扩散，但不会抑制自由扩散 B.一定浓度范围内，协助扩散的运输速率大于自由扩散 C.能介导物质运输的蛋白也一定能介导物质 的类似物的运输 D.同一物质可分别通过图示的两种方式进入细胞且均不需消耗能量 √ 返回导航 34 解析：选C。自由扩散不需要蛋白质（转运蛋白）介导，而协助扩散需要， 故蛋白质变性剂不影响自由扩散，但会抑制协助扩散，A正确；据题图可 知，一定浓度范围内，协助扩散的运输速率比自由扩散的大，B正确；转 运蛋白具有专一性，能介导物质运输的蛋白不一定能介导物质 的类似物 的运输，C错误；水分子进入细胞有自由扩散和协助扩散两种方式，且均 不需消耗能量，D正确。 返回导航 35 被动运输<m></m>渗透作用<m></m>扩散 被动运输和渗透作用都是特殊的扩散，都需跨膜运输，即运输的物质需要 穿过生物（半透）膜，而扩散则不一定需要穿过生物膜。 返回导航 36 【知识框架】 返回导航 37 PART 03 随堂 效果检测 38 1.（2025·北京西城区高一期末）将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于 的蔗糖溶液中，可观察到质壁分离的现象。下列说法正确的 是( ) A.原生质层相当于半透膜 B.细胞液浓度大于 C.表皮细胞发生了渗透吸水 D.实验说明细胞壁不具伸缩性 解析：选A。将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于 的蔗糖溶液中，可 观察到质壁分离的现象，说明细胞液浓度小于 ，此时表皮细 胞发生了渗透失水，原生质层相当于半透膜，A正确，B、C错误；发生质 壁分离，说明原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，但不能说明细胞壁 不具伸缩性，D错误。 √ 返回导航 39 2.（2025·广东清远高一期末）实验材料的选取对实验成功非常关键。研究 人员用 蔗糖溶液对洋葱鳞叶、紫鸭跖草叶片和紫色大蒜鳞叶等进行质 壁分离实验，结果如下表所示。下列分析正确的是( ) 比较项目 洋葱 紫鸭跖草 大蒜 观察部位 鳞叶外表皮 叶片外表皮 鳞叶 细胞颜色 紫色 紫色 绿色 （有保卫细胞） 紫色 细胞大小 大 适中 适中 质壁分离程度 返回导航 40 比较项目 洋葱 紫鸭跖草 大蒜 分离后原生质层 形状 不规则 不规则 近圆形或椭圆形 A.绿色细胞含叶绿体，叶绿体会干扰观察原生质层变化 B.结果表明，紫色大蒜鳞叶是观察质壁分离的理想材料 C.为了缩短实验时间，可以在实验前分别用纤维素酶处理各组材料 D.用 溶液处理洋葱根尖细胞，均能看到质壁分离及自动复原 续表 √ 返回导航 41 解析：选B。绿色细胞含叶绿体，叶绿体的存在使原生质层呈现绿色，但 不会干扰原生质层变化，且有利于实验现象的观察，A错误；结合题表分 析，在相同浓度的蔗糖溶液中，紫色大蒜鳞叶质壁分离现象最明显，是观 察质壁分离的理想材料，B正确；实验前分别用纤维素酶处理各组材料， 细胞壁会被水解，则无法观察到质壁分离现象，C错误；根尖细胞所含液 泡小，一般不能发生质壁分离，且 溶液浓度过高，细胞可能无法发 生质壁分离自动复原过程，D错误。 返回导航 42 3.下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是( ) A.水分子只能以协助扩散方式进出细胞 B.利用通道蛋白完成的跨膜运输属于自由扩散 C.转运蛋白的数量不会影响被动运输的速率 D.通道蛋白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 √ 返回导航 43 解析：选D。水分子进出细胞的方式以协助扩散（利用水通道蛋白）为主， 也可通过自由扩散的方式进出细胞，A错误；利用通道蛋白完成的跨膜运 输属于协助扩散，B错误；被动运输包括自由扩散和协助扩散，膜上转运 蛋白的数量不会影响自由扩散的速率，但会影响协助扩散的速率，C错误； 通道蛋白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，D正确。 返回导航 44 4.（教材P66图4-4改编）物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结 构有关，下图为三种物质跨膜运输的过程，下列相关叙述错误的是 ( ) A.多数水分子进出细胞的方式与丙方式类似 B.葡萄糖进入红细胞的运输效率与载体蛋白的 数量有关 C.甘油和性激素进出细胞的方式与甲方式类似 D.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的 √ 返回导航 45 解析：选D。由题图可知，甲方式为自由扩散，乙方式为借助载体蛋白的 协助扩散，丙方式是借助通道蛋白的协助扩散。水分子更多的是借助水通 道蛋白以协助扩散的方式进出细胞，即与丙方式类似，A正确；葡萄糖进 入红细胞的方式是协助扩散，需要借助载体蛋白，所以葡萄糖进入红细胞 的运输效率与载体蛋白的数量有关，B正确；甘油和性激素都属于脂溶性 的小分子物质，它们进出细胞的方式是自由扩散，即与甲方式类似，C正 确；载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的，二者都具有流动性， D错误。 返回导航 46 5.（教材P74“非选择题”T3改编）用物质的量浓 度为的乙二醇溶液和 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，得到其原生质体体积变化情况如 下图所示。回答下列问题： （1）在后，处于 蔗糖溶液中细胞的细胞液的浓度将 _____________________，此时，在细胞壁与__________之间充满了蔗糖 溶液。要使该细胞快速复原，应将其置于______中。 缓慢增大后趋于稳定 原生质层 清水 返回导航 47 （2）在后，处于 乙二醇溶液中细胞的原生质体体积的变 化是由________逐渐进入细胞内，使________的浓度变大引起的。 （3）并不是该植物的所有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________________________等特点。 乙二醇 细胞液 活性正常、有中央大液泡 返回导航 48 $