4.1 被动运输课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦“细胞的物质输入和输出”中被动运输主题，系统涵盖渗透作用的条件、动植物细胞吸水失水原理、质壁分离实验及被动运输的类型与特点。通过“问题探讨”渗透装置实验导入，结合“类比推理”将装置与动物细胞、植物细胞对比，构建从宏观装置到微观细胞的学习支架，帮助学生逐步理解物质跨膜运输的本质。 其亮点在于以科学探究为主线，通过植物细胞质壁分离实验的完整流程（提出问题至得出结论）培养探究实践能力，结合渗透装置与细胞结构对比分析强化科学思维，体现结构与功能观的生命观念。例如实验中选材分析（紫色洋葱外表皮）、质壁分离条件及应用（判断细胞死活）的探讨，被动运输中转运蛋白分类及作用机制的辨析，既加深学生对知识的理解，又提升逻辑分析能力，同时为教师提供系统的实验指导和分层习题，助力高效教学实施。

第四章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 玻璃纸 (一种半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能) P62问题探讨： 玻璃纸 （赛璐玢） 渗透现象装置 渗透现象装置 1、漏斗管内的液面为什么会升高？液面会无限上升吗？为什么？ 2、如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ 渗透所需条件一：有半透膜 ①单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子比渗出的多； 不会。纱布孔隙较大，蔗糖分子和水分子都可以透过纱布 漏斗液面将保持不变（水分子进出速率相等） P62思考与讨论： 渗透所需条件二：膜两侧有浓度差 ②不会；当进出水量达到动态平衡时，液面将不再上升。 . . . 3、渗透作用中水的运输方向： 一、渗透作用 2、渗透作用发生的条件： （1）半透膜 （2）膜两侧有浓度差 水或（其他溶剂分子）通过半透膜的扩散 水（溶剂） 水相对含量高 水相对含量低 溶液浓度低 溶液浓度高 1、概念： 渗透压低（低渗溶液） 渗透压高（高渗溶液） 渗透压：取决于溶液中溶质微粒数目的多少。 水多→水少 类比推理 细胞膜 细胞质溶液 如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会发生类似的渗透现象吗？ 提出问题：细胞膜相当于一层半透膜吗？ 外界溶液 外界溶液浓度 小于 细胞质浓度 外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 外界溶液浓度 大于 细胞质浓度 1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？ 2、红细胞的细胞膜是否相当于“问题探讨”中所说的半透膜？ 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩 细胞形态不变 处于低浓度溶液 处于等渗溶液 处于高浓度溶液 不能 是 P63水进出哺乳动物红细胞的示意图： 外界溶液浓度 小于 细胞质浓度 外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 外界溶液浓度 大于 细胞质浓度 3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 取决于红细胞内外的浓度差，差值越大细胞吸水或失水越多 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩 细胞形态不变 低浓度溶液 等渗溶液 高浓度溶液 不一定，浓度差很大时可能会吸水涨破。浓度差较小时，吸水后细胞质浓度会下降，若外界溶液的浓度不是很低，则水进出细胞很快达到动态平衡（进水量=出水量）。 外界溶液浓度 小于 细胞质浓度 外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 外界溶液浓度 大于 细胞质浓度 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩 保持原状态 低浓度溶液 生理盐水 高浓度溶液 5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？ 生理盐水（0.9%NaCl溶液）浓度与血浆浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而导致形态功能异常。 相当于 浓度差 半透膜 蔗糖溶液 清水 细胞膜 细胞质 外界溶液 分析结果、得出结论： 1.水进出动物细胞的条件：① 相当于一层半透膜 ② 与外界溶液存在浓度差 2.其他动物细胞的吸水或失水的原理与红细胞一样，都是通过 。 二.水进出哺乳动物红细胞的原理 渗透装置与红细胞的比较 细胞膜 细胞质 渗透作用 换成植物细胞后现象是否也一样？ 是否 12 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层是否相当于一层半透膜？ 作出假设 设计实验 实施实验 分析结果 得出结论 提出问题 细胞液 液泡膜 细胞质 细胞膜 细胞壁（全透性） 原生质层 植物细胞内的液体环境主要是指____________ 细胞的吸水和失水主要指水通过 。 液泡中的细胞液 三. 植物细胞的吸水与失水 原生质层 提出问题 设计实验 实施实验 分析结果 得出结论 作出假设 水分进出植物细胞是通过渗透作用，原生质层相当于一层半透膜。 1.如果假设是正确： 当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会 ，液泡体积 。 当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞就会 ，液泡体积 。 失水 吸水 变小 变大 提出问题 作出假设 实施实验 分析结果 得出结论 设计实验 将植物细胞先浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。 2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？ 3.需要用到什么材料和器具？ 材料用具： 紫色洋葱鳞片叶（洋葱外表皮细胞有紫色中央大液泡，便于观察） 质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、刀片、镊子、显微镜等。 选材：成熟的、液泡有一定颜色的植物组织。 外表皮细胞 内表皮细胞 提出问题 作出假设 分析结果 得出结论 设计实验 实施实验 提出问题 作出假设 设计实验 分析结果 得出结论 实施实验 1、取材 2、滴水 3、平展 4、盖盖玻片 ①制片 5、显微观察（紫色中央大液泡的大小、原生质层的位置）： 6、滴0.3g/mL蔗糖溶液观察现象 （吸水纸作用： ） 　　7、滴清水再观察现象 ②观察 　　（共观察三次，形成自身对照） 引流，使溶液通过洋葱鳞片叶，引起细胞吸水或失水。 提出问题 作出假设 设计实验 实施实验 分析结果 得出结论 外界溶液 中央大液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 （细胞失水 质壁分离） 逐渐变小 逐渐变大，恢复原来大小 原生质层恢复到原来位置 原生质层脱离细胞壁 基本不变 基本不变 质壁分离：当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来。 （细胞吸水 质壁分离复原） 质壁分离复原：外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢恢复成原来的状态。 （1）实验现象： ①外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞_____，发生__________现象。 ②外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞_____，发生______________现象。 失水　 质壁分离　 吸水　 质壁分离复原　 （2）实验结论： 植物细胞的 相当于半透膜，植物细胞也是通过 吸水和失水的。 原生质层 渗透作用 分析结果，得出结论 （3）质壁分离原因分析★： ①外因：外界溶液 细胞液浓度。 ②内因： 成熟植物细胞的原生质层相当于一层______ 细胞壁的伸缩性______原生质层的伸缩性。 ＞ 半透膜　 小于　 ① 思考 1、你知道这里的“质”与“壁”分别指什么吗？ 2、选用质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液的原因？ 4、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度、细胞吸水能力如何变化？ “质”指原生质层，“壁”指细胞壁 质壁分离—— 质壁分离复原—— 细胞液浓度变大 吸水能力增强 细胞液浓度变小 吸水能力减弱 过高： 过低： 植物细胞失水过多，细胞死亡，无法发生复原。 不能引起质壁分离或分离所需时间较长。　 3、质壁分离时液泡颜色如何变化？①位置的液体是什么？ 变深　 外界溶液 评 【思考探究】 1.如果选用动物细胞能否观察到质壁分离现象？ 3.如果选用植物根尖分生区细胞能否观察到质壁分离现象？ 2.如果选用死的洋葱细胞能否观察到质壁分离现象？ 4.要观察细胞发生质壁分离和质壁分离复原，对材料有哪些要求？ 不能 不能 不能 活的、有细胞壁、大液泡的植物细胞 Lenovo (L) - 评 (5)细胞发生质壁分离的条件： 有细胞壁（植物细胞）； 有中央液泡（颜色为深色）； 活细胞（原生质层相当于半透膜） （6）可自动发生质壁分离复原的物质有：甘油、乙二醇、尿素、KNO3、葡萄糖、 NaCl等（它们是脂溶性或细胞需要的物质，细胞能主动吸收） 原因：甘油(脂溶性物质)能透过细胞膜进入细胞内，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水，原生质层自动复原。 P67课后习题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 Lenovo (L) - 课堂小结 质壁分离及其复原实验的应用 1.判断植物细胞的死活 待测细胞+蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离 活细胞 死细胞 不发生质壁分离 2.测定细胞液浓度的大小（P67“拓展应用1”） 待测成熟植物细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液 分别镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围间。 检 【当堂巩固】 1.持续观察在0.3 g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明( ) A.细胞壁是一层半透膜 B.洋葱表皮细胞已经死亡 C.蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度 D.细胞液的浓度逐渐增大 2.将洋葱鳞片叶放在0.45 mol/L蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35 mol/L的蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势，放在0.4 mol/L的蔗糖溶液中，细胞几乎不发生变化，这表明( ) A.洋葱表皮细胞已经死亡 B.细胞膜不允许水分子自由通过 C.蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡 D.细胞液浓度为0.4 mol/L左右 D D 检 【当堂巩固】 3、将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图像如下图。则有关各细胞实验前细胞液浓度的判断，正确的是( ) A.甲>乙>丙　　　　　　 B.乙>甲>丙 C.乙>丙>甲　　　　　　 D.丙>甲>乙 B 课堂精练 判断题 （1）具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。（ ） （2）细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性（ ） （3）在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜（ ） （4）将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。。（ ） √ × × × 填空题 （1）成熟的植物细胞的原生质层相当于一层（ ）。 （2）探究植物细胞的吸水和失水实验中，选择的材料必须是含有（ ）的植株活细胞 半透膜 中央大液泡 总结 质壁分离可以说明以下问题： （1）判断细胞的死活； （2）测定细胞液的浓度范围； （3）比较不同植物细胞的细胞液浓度； （4）比较未知溶液浓度的大小； （5）验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小。 待测细胞+蔗糖溶液----- 发生质壁分离和复原 不发生质壁分离 （活细胞） （死细胞） （1）判断细胞的死活； （2）测定细胞液的浓度范围 待测细胞 + 一系列浓度梯度的蔗糖溶液—— 细胞液浓度范围=未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。 总结 质壁分离可以说明以下问题： （1）判断细胞的死活； （2）测定细胞液的浓度范围； （3）比较不同植物细胞的细胞液浓度； （4）比较未知溶液浓度的大小； （5）验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小。 1.a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度> b细胞液浓度> c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（ ） C a c b a c b a c b a c b A B C D 巩固练习： 2、将紫色洋葱表皮细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，光镜下观察到的现象是（ ）。 ①液泡逐渐变小，颜色由浅变深； ②液泡逐渐变大，颜色由深变浅； ③原生质层与细胞壁逐渐分离形成球形小团； ④细胞膜、液泡膜结构明显； ⑤原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液 A.①③ B.①③④ C.②③ D.①③⑤ D 3.田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（ ） A.根细胞从土壤中吸收的养分过多 B.根细胞不能从土壤中吸水 C.根系不能将水向上运输 D.根系被肥料分解释放的热能烧毁 B 4.利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（ ） A.盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用 B.盐水中的Na＋不利于细菌的生活 C.盐水是中性的，不适于细菌的生活 D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 D P65最后一段：像水分子这样，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 扩散：指物质分子从高浓度区域到低浓度区域的运动。 阅读书本P66-67页，找到以下问题的答案： ①被动运输的种类包括？ ②各自能运输哪些物质？ ③其相同点和不同点又是什么？ 被动运输 自由扩散 协助扩散 ：物质通过简单的扩散作用进出细胞。 ：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。 （简单扩散） （易化扩散） （如氧气、二氧化碳等气体小分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子） （如离子、葡萄糖、氨基酸等小分子顺浓度梯度运输） 特点： 顺浓度梯度运输（高到低） 不需要转运蛋白 不需要能量 自由扩散(简单扩散) 气体小分子：如氧气、二氧化碳等 脂溶性小分子：如乙醇、甘油、苯等 举例： 细胞膜 外 内 运输速率 浓度差（nmol/L） 0 影响因素： 细胞膜内外物质的浓度差。 特点： 顺浓度梯度运输 需要转运蛋白的参与 不需要消耗能量 协助扩散(易化扩散) 葡萄糖进入红细胞 举例： 细胞膜 外 内 运输速率 浓度差（nmol/L） 0 转运蛋白数量 P 影响因素： 细胞膜内外物质的浓度差； 细胞膜上转运蛋白的数量。 自由扩散和协助扩散的异同点 共同点： 顺浓度梯度运输 不需要消耗能量 统称为被动运输 不同点： 自由扩散 转运蛋白， 协助扩散 转运蛋白。 不需要 需要 合作讨论1： 转运蛋白 定义：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。 类型： 通道蛋白 载体蛋白 转运蛋白(P66-67) 转运蛋白 载体蛋白 通道蛋白 转运对象 只容许与自身结合部位相适应的__________ 通过 只容许与自身通道的___________相适配、____________相适宜的分子或离子通过 特点 需与运输分子结合,每次转运时都会发生__________的改变 转运的分子或离子_________与通道蛋白结合 跨膜方式 分子或离子 自身构象 直径和形状 大小和电荷 不需要 协助扩散、主动运输 协助扩散 载体蛋白在转运过程中会发生空间结构的变化，但运输完成后又恢复原状。 思考讨论P67： 水分子通过什么方式跨膜进出细胞的方式？ 少数水分子以 进入细胞，但大部分水分子借助细胞膜上的 蛋白以 的方式进入细胞。 （阿格雷） 自由扩散 水通道 协助扩散 课堂小结 课堂精练 判断题 （1）相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内（ ） （2）葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量，属于协助扩散（ ） （3）水分子进入细胞是通过自由扩散方式进行的（ ） （4）载体蛋白和通道蛋白在运转分子和离子时，其作用机制是一样的（ ） √ × × × 填空题 （1）自由扩散是指溶质分子会从（ ）侧向（ ）侧移动的现象。 （2）被动运输包括（ ）和（ ）。 （3）转运蛋白可以分为（ ）和（ ） 两种类型。 高浓度 低浓度 自由扩散 协助扩散 通道蛋白 载体蛋白 小结 物质跨膜运输的实例 渗透作用发生的条件 具有半透膜 半透膜两侧具有浓度差 动物细胞的吸水和失水 [细胞质]>[外界溶液]时 [细胞质]<[外界溶液]时 成熟植物细胞的吸水与失水 结构特点 大液泡 原生质层相当于半透膜，且伸缩性大于细胞壁 吸水与失水的特点 [细胞液]<[外界溶液] [细胞液]>[外界溶液] 被动运输 自由扩散 协助扩散 吸水膨胀 失水皱缩 细胞失 质壁分离 细胞吸水 质壁分离复原 同：①顺浓度梯度运输（低浓度→高浓度）； ②不需要能量。 需要转运蛋白 练习与应用P67 一、概念检测 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进行的。（ ） （3）载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子是，作用机制是一样的。（ ） × √ × D 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 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf57.83.100 学科网版权所有 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf57.83.100 学科网版权所有 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $