4.1被动运输导学案-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

被动运输 学习目标 1．阐述渗透现象的原理及条件。 2．掌握被动运输的两种方式。 学习过程 新课导入 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯 中，使漏斗内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现什么现象呢？ 新知讲解 内容一：渗透现象 1 ．半透膜：是指某些物质可以通过，另一些物质不能通过的多孔性薄膜。物质能否通过半透膜取决于 ___________________。常见的半透膜有：玻璃纸、肠系膜、蛋壳膜、鱼鳔、膀胱等。 2．渗透作用：是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。 思考 1 ：漏斗管内液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 思考 2 ：如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 思考 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？ 思考 4 ：发生渗透作用需要什么条件呢？ 3．渗透作用的方向 水分子从水的相对含量多的一侧向相对含量少的一侧渗透，也就是从溶液的低浓度向高浓度运输。 内容二：细胞的吸水和失水 1．动物细胞的吸水与失水 （1）结构基础：动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统：细胞膜相当于半透膜，细胞质与外界溶液存在浓 度差。 （2）实验现象： a.外界溶液的浓度<细胞质的浓度⇒细胞_________________。 b.外界溶液的浓度>细胞质的浓度⇒细胞_________________。 c.外界溶液的浓度=细胞质的浓度⇒细胞形态不变。 2．植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例） （1）结构基础：植物细胞的原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质。________________相当于一 层半透膜，具有选择透过性，伸缩性大，而细胞壁是全透性的，伸缩性小。细胞液和外界溶液存在浓度差。 （2）实验现象：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离的现象； 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的复原现象。 内容三：被动运输 1．定义：像水分子这样，物质以_________ 的方式进出细胞，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。被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。 2． 自由扩散 （1）定义：通过简单的扩散作用进出细胞的方式叫做自由扩散，也叫简单扩散。 （2）特点：顺浓度梯度进行运输、不需要载体、不消耗能量。 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 （3）实例： O2 、CO2 等气体；水分子；脂质、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子。 （4）影响因素：膜内外浓度差。 3．协助扩散 （1）定义：借助细胞膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫协助扩散，也叫易化扩散。 （2）特点：顺浓度梯度进行运输、需要转运蛋白、不消耗能量。 （3）实例：红细胞吸收葡萄糖。 （4）影响因素：膜内外浓度差，膜上转运蛋白的数量。 4．转运蛋白 （1）通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小电荷相适宜的分子或离子通过。分子和离子 通过通道蛋白时，不需要与通道结合。 （2）载体蛋白：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。 思考： 自由扩散与协助扩散有什么样的区别和联系呢？ 自由扩散 协助扩散 方向 能量 载体 课堂小结 学习过程答案 略 课后习题 一、单选题（本题共 5 小题。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1．已知鱼鳔是一种半透膜，并且有一定的机械强度和伸缩性。某同学用鱼鳔做模拟实验，如下图所示。下列 叙述错误的是( ) A ．实验开始一段时间内，鱼鳔小袋吸水膨胀 B ．鱼鳔小袋不再膨胀后，内外液体浓度相同 C ．鱼鳔小袋可模拟处于清水中的成熟植物细胞 D ．鱼鳔膜可模拟成熟植物细胞的原生质层 【答案】B 第 2 页 学科网（北京）股份有限公司 【解析】水分子是顺浓度梯度即从低浓度溶液向高浓度溶液跨膜运输的。题图显示，鱼鳔内盛有20% 的蔗 糖溶液，鱼鳔外是10% 的蔗糖溶液，所以实验开始一段时间内，鱼鳔小袋吸水膨胀，A 正确；因为鱼鳔有 一定的机械强度，会阻止小袋一直吸水，鱼鳔小袋不再膨胀后，袋内液体浓度大于外面浓度，水分子进出 鱼鳔处于动态平衡，B 错误；鱼鳔是一种半透膜，小袋内外液体存在浓度差，构成一个渗透系统，因此可 模拟处于清水中的成熟植物细胞，C 正确；鱼鳔膜是半透膜，可模拟成熟植物细胞的原生质层，D 正确。 2．动物细胞和植物细胞在不同浓度的蔗糖溶液中的形态有所不同。下列叙述错误的是( ) A ．正常体积的动物细胞内的蔗糖浓度与外界溶液中的蔗糖浓度相等 B ．在蔗糖溶液中的动物细胞形态，可由细胞内外溶液的浓度差决定 C ．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，其伸缩性比细胞壁的大 D ．在低于细胞液浓度的蔗糖溶液中，植物细胞形态会有一定程度膨胀 【答案】A 【解析】蔗糖是植物细胞内的二糖，动物细胞无蔗糖，不存在细胞内蔗糖浓度与外界溶液中蔗糖浓度相等 的情形出现，A 错误；如果动物细胞膜内外存在浓度差，则水分子会从高浓度一侧向低浓度一侧渗透，从 而导致细胞失水皱缩或吸水膨胀，B 正确；植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，其伸缩性比细胞壁的 大，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和 原生质层都出现一定程度的收缩，发生质壁分离，C 正确；在低于细胞液浓度的蔗糖溶液中，外界溶液中 的水就透过原生质层进入细胞液中，植物细胞吸水膨胀，D 正确。 3．研究发现，水分子进入植物细胞的两种方式如下图所示。下列叙述错误的是( ) A ．根毛细胞的吸水能力与其细胞液中水的相对含量有关 B ．土壤溶液浓度过高时，植物细胞吸水需要消耗能量 C ．水分子通过水通道蛋白是顺浓度梯度进行的 D ．水分子通过水通道蛋白的跨膜运输方式为协助扩散 【答案】B 【解析】若细胞液中水的相对含量少，则根毛细胞吸水能力强，A 正确；土壤溶液浓度过高时，植物细胞 可能会发生渗透失水，且该过程不需要消耗能量，B 错误；由图可知：水分子通过水通道蛋白的方式是协 助扩散，故水跨膜运输是顺浓度梯度进行的，C 正确；水分子通过水通道蛋白是顺浓度梯度进行的，该方 式为协助扩散，D 正确。 4．图中甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种跨膜方式，其中通道介导的扩散速率比载体介导的快 1000 倍。下列叙述正确的是( ) A ．水分子更多的是以甲方式进出细胞 B ．甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输 C ．载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性 D ．载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的 【答案】C 【解析】水分子跨膜运输有两种方式，一种是自由扩散，一种是通道蛋白协助的协助扩散，水分子更多的 是以乙方式进出细胞，A 错误；甲乙两种方式都是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要转运蛋白的协助， 属于被动运输中的协助扩散，B 错误；载体蛋白和通道蛋白只能转运特定的分子，均具有一定的专一性， C 正确；载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的，而是具有流动性的，D 错误。 5．如图为某些物质进入细胞的方式的模型，下列说法错误的是( ) A ．这些物质可能是O2 、CO2 、甘油、乙醇、苯等 B ．这些物质进入细胞时不消耗细胞内化学反应产生的能量 C ．细胞内外物质浓度梯度的大小直接影响这些物质运输的速率 D ．这些物质大量进入细胞导致胞内该物质浓度大于胞外 【答案】D 【解析】图中所示的物质过膜方式是自由扩散，物质进入细胞的速率由细胞内外的浓度差决定，O2 、CO2 、 甘油、乙醇、苯是以自由扩散的方式过膜，AC 正确；图中所示的物质过膜方式是自由扩散，不消耗细胞 内化学反应产生的能量，B 正确；这些物质大量进入细胞不会导致胞内该物质浓度大于胞外，D 错误。 二、填空题（本题共 1 小题） 6．某成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，图a 是该细胞发生质壁分离图像，图 b 是显微镜下观察到的某一时刻的植物细胞，请据图回答下列问题： （1）图 a 中细胞的质壁分离指的是细胞壁和 1 的分离；其结构对应图a 中数字 2 ；数字 6 代表 3 ；与该成熟植物细胞正常状态时相比，图a 所示细胞的吸水能力 4 。 （2）植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，植物细胞自身应具备的结 构特点（内因）是 5 。 （3）图b 是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外界溶液浓度 的关系是 6 。 A ．大于 B ．等于 C ．大于或等于 D ．大于、等于或小于 【答案】1、原生质层 2、2、4、5 3、外界溶液 4、增强 5、原生质层的伸缩性大于细胞壁 6、 D 【解析】（1）图 a 中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离；原生质层包括 2 细胞膜、4 液泡膜和 两者之间的细胞质 5；因为细胞壁的全透性，故 6 处为外界溶液；因图a 细胞处于质壁分离状态，细胞失 水，故与该成熟植物细胞正常状态时相比，图a 所示细胞吸水能力增强。 （2）植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，植物细胞自身应具备的结 构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁。 （3）图b 中的细胞可能处于质壁分离状态，也可能处于质壁分离复原状态，所以此时细胞液浓度与外界溶 液浓度的关系有大于、等于或小于三种可能。故选 D。 第 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $