4.1 被动运输课件-2026-2027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被动运输（自由扩散、协助扩散）及水进出细胞的原理，涵盖渗透作用、动植物细胞吸水失水及质壁分离等核心知识。课堂以“动物细胞死亡事件”情境导入，从扩散现象切入渗透作用，通过类比动物与植物细胞，结合实验探究搭建学习支架。 其亮点在于以科学思维和探究实践为核心，通过“问题探讨”（如纱布替代半透膜的分析）、质壁分离实验完整流程（提出问题至结论）及应用（鉴定细胞死活等）培养能力。含实验视频片段（如等渗溶液动态演示），用对比表格总结运输方式，助学生建立结构与功能观，教师可借结构化资料提升教学效率。

4.1 被动运输 探究动物细胞死亡的背后真相！ 墨水滴入清水中，清水很快变红—溶质分子在水中扩散的结果 扩散： 物质分子从高浓度向低浓度区域转移直到均匀分布的现象。 一、水进出细胞的原理 1 2 3 清水 玻璃纸 (半透膜) 蔗糖溶液 渗透装置 半透膜：是可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称，例如：玻璃纸、卵壳膜等。 半透膜 蔗糖分子 水分子 渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散 （1）渗透的方向： 水多 水少 一、水进出细胞的原理 问题2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 不会。原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。 渗透作用条件一 ：具有半透膜 问题3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，还会出现原来的现象吗？ 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。 渗透作用条件二 ：（膜两侧）存在浓度差 半透膜：具有一定孔径，可以让小分子物质通过（如水分子），而大分子物质不能通过的一类多孔性薄膜，如玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等。 物质能否通过只与孔径大小有关。 【问题探讨】 5 蔗糖溶液 鸡蛋膜 (半透膜) 蔗糖溶液 鸡蛋膜 (半透膜) 蔗糖溶液 气球膜 (不透膜) 蔗糖溶液 多层纱布(全透膜) 什么情况下才会发生渗透作用？ 向烧杯内加清水至液面与漏斗内平齐 向烧杯内加等浓度蔗糖液至液面与漏斗内平齐 向长颈漏斗内加入蔗糖液 向烧杯内加清水至液面与漏斗内平齐 组号 第一组 第二组 第三组 第四组 实验操作 探究实验装置 实验现象 液面上升 液面不变 液面不变 蔗糖液漏出 一、水进出细胞的原理 人的红细胞 类比学习 细胞膜 细胞质 清水 （找出两装置中构成上的相似性） ？ 动物细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？ 一、水进出细胞的原理 细胞失水皱缩 保持原正常形态 高浓度溶液 生理盐水 蒸馏水 外界溶液浓度 低于 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 一、水进出细胞的原理 动物细胞是一个渗透系统 细胞膜相当于半透膜 9 1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？ 不能透过细胞膜， 血红蛋白类似于问题探讨的蔗糖 2、红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？ 相当于（不等同），细胞膜等生物膜具有选择透过性，允许水分子通过而不让血红蛋白通过，是更加严格的半透膜 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？ 不一定，浓度差较小则不会 4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 浓度差。浓度差越大，细胞吸水或失水越多。 5、临床上输液为什么要用生理盐水 生理盐水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。 一、水进出细胞的原理 清水泡过的青菜 很硬挺 盐腌制过的黄瓜 皱皱巴巴，能挤出水 水是如何进出植物细胞的？ 一、水进出细胞的原理 　1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出 　2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 细胞壁（全透性） 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 （具有一定的浓度） 原生 质层 Q：若是叶肉细胞在清水中吸水，一段时间后细胞体积增大，最终会像动物细胞一样涨破吗？ 不会，植物细胞的细胞壁伸缩性较小，具有支持和保护作用。 ? 一、水进出细胞的原理 12 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 记录结果 分析结果得出结论 原生质层是否相当于一层半透膜？ 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。 实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察液泡大小、原生质层位置的变化。 预期结果：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 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 。 失水 吸水 二、探究植物细胞的吸水和失水 13 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 记录结果 分析结果得出结论 外界溶液 中央液泡 大小，颜色 原生质层 的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 逐渐变小，颜色变深 逐渐变大，颜色变浅 逐渐恢复原来位置 基本不变 逐渐脱离细胞壁 基本不变 二、探究植物细胞的吸水和失水 15 1.实验材料选取的注意事项有哪些？ 问题探究 必须选活的、成熟的、有大液泡且有颜色的植物细胞，以便于在显微镜下观察。如洋葱鳞片叶外表皮细胞、黑藻细胞（可通过观察叶绿体分布状况来判断）。 在高浓度溶液中发生质壁分离 二、探究植物细胞的吸水和失水 16 1. 如果没有细胞壁，是否会发生质壁分离？ 不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水。 所以发生条件要有细胞壁(条件1) 2. 为什么植物细胞失水时,原生质层与细胞壁不是一起变化,而是发生质壁分离? 原生质层比细胞壁的伸缩性大(条件2) 3. 还需要什么外界条件？ 细胞内外浓度差，外界液体大于细胞液（条件3） 二、探究植物细胞的吸水和失水 ▌应用1：分辨不同溶液 ▌应用2：鉴定细胞的死活 【质壁分离的应用】 ▌应用3：测定细胞液浓度(需一系列浓度梯度的溶液) ▌应用4：比较各细胞液浓度 【质壁分离的应用】 渗透装置 渗透作用原理 动物细胞 植物细胞 细胞膜 原生质层 半透膜 渗透吸水或失水 实例： 哺乳动物 红细胞 浓度差 实例： 洋葱鳞片叶外表皮细胞 半透膜 蔗糖溶液 清水 【小结】 1、将成熟的植物细胞放在溶液中能够成一个渗透系统，主要原因是（ ） A. 液泡膜内外溶液有浓度差 B. 细胞内原生质层可看作一层选择透过性膜 C. 细胞壁是全透性的 D. 水分可以自由出入细胞 2、将已经发生质壁分离的细胞浸入清水中，其吸水的潜力的变化应当是（ ） A. 由大到小 B. 由小到大 C. 不变 D. 变成0 A B 对点训练 二、自由扩散和协助扩散 ▌自由扩散（又称简单扩散）： 物质通过简单的顺浓度梯度扩散进出细胞的方式。 氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯、性激素等脂溶性小分子有机物 二、自由扩散和协助扩散 ▌协助扩散 （又称易化扩散）： 借助膜上转运蛋白进出细胞的物质扩散 二、自由扩散和协助扩散 载体蛋白 通道蛋白 转运特点 自身构象 是否与转运的分子结合 是否有特异性 实例 图示 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 容许与自身通道的直径、形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过 改变 不改变 不结合 结合 具有 具有 葡萄糖通过载体蛋白 进入红细胞 水分子通过水通道蛋白 进出细胞 二、自由扩散和协助扩散 思考：什么因素会影响自由扩散和协助扩散的速率 自由扩散和协助扩散受到膜内外浓度差会影响 协助扩散还受到转运蛋白数量的影响 物质浓度 运输速率 0 协助扩散 自由扩散 P 二、自由扩散和协助扩散 方式 自由扩散 协助扩散 运输方向 是否消耗能量（ATP） 是否需要转运蛋白 举例 图例 曲线图 （一定浓度范围内） 影响因素 高浓度低浓度 不消耗 不需要 需要 氧气、二氧化碳、乙醇、苯等 葡萄糖、氨基酸、水等 细胞膜内外物质的浓度差 浓度差；转运蛋白的数量 二、自由扩散和协助扩散 ▌将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后的结果如图。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低排列，正确的是（ ） A. 甲＞乙＞丙＞丁 B. 丁＞甲＞乙＞丙 C. 丙＞丁＞甲＞乙 D. 丙＞乙＞丁＞甲 D 对点训练 被动运输 自由扩散 协助扩散 磷脂双分子层 载体蛋白 转运蛋白 通道蛋白 水通道蛋白 水分子进出细胞 属于 包括 穿过 借助 包括 如 【课堂总结】 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 【练习与应用】 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 【练习与应用】 1、可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液 2、将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中 3、适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。 4、记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。 二、拓展应用 1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。 【练习与应用】 二、拓展应用 2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗？请你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。 【答案】假设：温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率。 设计实验提示：可以借用本节问题探讨中的渗透装置进行实验。 将该渗透装置置于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定温度是否影响水分子的扩散速度。 【练习与应用】 Lavf58.51.100 Lavf58.45.100 Lavf58.29.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.35(fixed_gap:False) Lavf58.30.100 $