4.1 被动运输（情境任务式课件）（3大任务）生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦被动运输核心知识，涵盖扩散、渗透作用、自由扩散与协助扩散及动植物细胞吸水失水原理。以“输液用0.9%生理盐水”情境导入，通过“认识→拆解→破解→利用”四步逻辑链，以任务式学习支架串联知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，如设计洋葱鳞片叶质壁分离实验（提出问题、假设、验证）培养探究能力，用比较表区分自由扩散与协助扩散强化科学思维。结合生活情境渗透态度责任，助学生构建结构与功能观，教师可直接利用任务链与即时演练提升教学效率。

4.1 被动运输 第4章 细胞的物质输入和输出 本节课以“细胞膜——守门人”为隐喻，通过“认识→拆解→破解→利用”四步逻辑链，将被动运输的概念、渗透作用、自由扩散与协助扩散等核心知识融入连贯任务中。 1 1.输液时为什么用0.9%的生理盐水，而不是蒸馏水？ 2.如果把红细胞放入蒸馏水中，会发生什么？放入浓盐水中呢？ 情境导入 水是如何进出细胞的？物质跨膜运输有什么规律？今天我们将探究“被动运输”。 怕细胞吸水涨破或失水皱缩。 自由扩散和协助扩散 水进出细胞的原理 学习目标 重点 重难点 任务一：认识被动运输——扩散与渗透作用 1 4 任务一：认识被动运输——扩散与渗透作用 任务探究 即时演练 探究新知 要理解细胞吸水失水，先要理解水分子跨膜运动的基本原理。 1.右图红墨水扩散的动力是什么？ 分子热运动，从高浓度向低浓度扩散 2.渗透装置中漏斗液面为何上升？ 水分子通过半透膜进入漏斗的多于出来的 任务一：认识被动运输——扩散与渗透作用 任务探究 即时演练 探究新知 项目 扩散 渗透作用 概念 物质从高浓度区域向低浓度区域的运动 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散 条件 浓度差 ①半透膜；②膜两侧浓度差 结果 浓度均一 两侧浓度差减小，但不会完全相等（取决于静水压） 任务一：认识被动运输——扩散与渗透作用 任务探究 即时演练 探究新知 半透膜 一些小分子物质（如水）能透过，而另一些较大物质则不能透过的多孔性薄膜。能否跨膜取决于物质的直径与孔径的大小。 (2)生物膜 (1)非生物膜 细胞膜、核膜、细胞器膜 玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣 (3)选择透过性膜 是指具有活性的生物膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。 选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。 任务一：认识被动运输——扩散与渗透作用 任务探究 即时演练 探究新知 总结：渗透作用是扩散的一种特殊形式，针对溶剂分子，需半透膜。 3.如果漏斗内外都是清水，液面会上升吗？如果半透膜换成全透膜呢？ 不会上升；浓度差是必要条件 任务一：认识被动运输——扩散与渗透作用 任务探究 即时演练 探究新知 （1）组成:一个完整的渗透系统,由两个溶液体系(S1、S2)以及两者中间的半透膜组成,如图。 （2）水分的流动判断: ①当溶液浓度S1>S2时,水分就通过半透膜由 流向 (总趋势); ②当溶液浓度S1 <S2时,水分就通过半透膜由 流向 (总趋势)。 S2 S1 S1 S2 任务一：认识被动运输——扩散与渗透作用 任务探究 即时演练 探究新知 渗透现象分析 1.水运输的方向：水分子的移动方向是双向的，但最终呈现的结果是单位体积内水分子数多（低浓度）的溶液流向单位体积内水分子数少（高浓度）的溶液。 2.液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等，动态平衡。 但渗透平衡≠浓度相等。 3.平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等，S1与S2的浓度差越大，高度差就越大。 结果分析 任务一：认识被动运输——扩散与渗透作用 任务探究 即时演练 探究新知 即时演练 任务探究 1.图为渗透实验装置,蔗糖不能透过半透膜,渗透平衡时烧杯中液面高度为a，漏斗中液面高度为b，液面差为m。有关叙述错误的是( 　) A.达到平衡时，水分子进出半透膜的速率相等 B.若向漏斗中滴入清水，则重新平衡时m将增大 C.若向漏斗中加入蔗糖分子，则重新平衡时m将增大 D.把m段内的液体吸出后，重新平衡时m将减小 B 把m段内的液体吸出后，溶质也被吸出，漏斗中溶质减少，渗透压减弱 渗透压下降，m减小 12 任务二：探究动植物细胞的吸水和失水 2 13 任务二：探究动植物细胞的吸水和失水 任务探究 即时演练 探究新知 细胞膜相当于半透膜，细胞内外存在浓度差，动物细胞会怎样？ 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 清水 10%NaCl溶液 0.9%NaCl溶液 任务二：探究动植物细胞的吸水和失水 任务探究 即时演练 探究新知 细胞膜相当于半透膜，细胞内外存在浓度差，动物细胞会怎样？ 1.动物细胞的吸水和失水(以水进出哺乳动物成熟红细胞为例) （1）原理：动物细胞的 相当于半透膜，细胞质与外界溶液间存在浓度差。 （2）实验现象 细胞膜 ①外界溶液浓度<细胞质浓度⇒ 。 ②外界溶液浓度>细胞质浓度⇒ 。 ③外界溶液浓度=细胞质浓度⇒ 。 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩 细胞保持原状 任务二：探究动植物细胞的吸水和失水 任务探究 即时演练 探究新知 植物细胞有细胞壁，细胞膜外还有细胞壁，吸水失水会一样吗？ 细胞液 细胞膜 细胞质 液泡膜 成熟的植物细胞 细胞壁 全透性，伸缩性小 原生质层 有一定浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差 伸缩性大，具有选择透过性 原生质层 VS 原生质体？ 任务二：探究动植物细胞的吸水和失水 任务探究 即时演练 探究新知 植物细胞在什么情况下吸水或失水？ 1.提出问题 ①水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ ②原生质层是否相当于一层半透膜？ 2.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。 3.实验设计思路 当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会失水，发生质壁分离； 当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞就会吸水，发生质壁分离复原。 任务二：探究动植物细胞的吸水和失水 任务探究 即时演练 探究新知   现象 细胞发生质壁分离 细胞吸水膨胀 细胞维持正常形态 条件 外界溶液浓度大于细胞液浓度 外界溶液浓度小于细胞液浓度 外界溶液浓度等于细胞液浓度 任务二：探究动植物细胞的吸水和失水 任务探究 即时演练 探究新知 4.实验过程 滴清水 撕取洋葱鳞片叶外表皮 盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片 低倍镜观察 在盖玻片的一侧滴0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引 观察 在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引 任务二：探究动植物细胞的吸水和失水 任务探究 即时演练 探究新知 滴加蔗糖溶液 滴加清水 质壁分离 质壁分离复原 外界溶液 中央液泡大小 中央液泡颜色 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 逐渐变小 逐渐变大，恢复原来大小 逐渐脱离细胞壁 逐渐贴近细胞壁 基本不变 基本不变 变深 变浅 细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界溶液。 5.实验结果 任务二：探究动植物细胞的吸水和失水 任务探究 即时演练 探究新知 总结：质壁分离的原因 （1）外因 原生质层具有选择透过性 细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性 外界溶液浓度大于细胞液浓度 （2）内因 宏观上：植物由坚挺→萎蔫 微观上：质壁分离 （3）表现 液泡： 细胞液颜色： 原生质层与细胞壁分离 大→小 浅→深 即时演练 任务探究 1.如图为某学生观察到的细胞质壁分离或复原状态图,下列叙述正确的是(　　) A.图中①②⑥组成了细胞的原生质层 B.图中①是细胞壁,⑥处充满了外界溶液 C.图中⑦是细胞液,其颜色正在逐渐变浅 D.图示状态下,⑥处的浓度一定大于⑦处的浓度 B ②④⑤ 无法确认图示状态是正在吸水还是正在失水 22 任务三：拆解被动运输——自由扩散与协助扩散 3 23 任务三：拆解被动运输——自由扩散与协助扩散 任务探究 即时演练 探究新知 水分子和其他小分子物质是如何跨膜运输的？细胞膜上的“门”和“通道”如何工作？ 水的进出细胞的方式 任务三：拆解被动运输——自由扩散与协助扩散 任务探究 即时演练 探究新知 方式 自由扩散 协助扩散 条件 能量 转运蛋白 实例 运输方向 不需要 不需要 不需要 需要 O2、CO2、甘油、乙醇等 离子和一些小分子有机物，如葡萄糖、氨基酸等 浓度高的一侧→浓度低的一侧 小组合作完成比较表 任务三：拆解被动运输——自由扩散与协助扩散 任务探究 即时演练 探究新知 被动运输的易错点 1.自由扩散和协助扩散的动力均来自细胞内外物质的浓度差。 2.扩散的速率还与被运输物质的分子大小及其脂溶性程度等有关。一般分子越小、脂溶性越强，运输速率越快。 3.水分子主要通过协助扩散方式进出细胞，也可以通过自由扩散方式进出细胞。水的协助扩散速度大于自由扩散速度。 易混易错 思考1：水分子主要靠哪种方式跨膜？ 任务三：拆解被动运输——自由扩散与协助扩散 任务探究 即时演练 探究新知 思考2：载体蛋白和通道蛋白有何区别？ 载体蛋白 通道蛋白 运输的物质 构像 运输结合 运输方式 只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 只允许与自身通道直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过 改变 运输时不会改变 需要结合 不结合，形成贯穿膜亲水性通道 协助扩散或主动运输 协助扩散 即时演练 任务探究 1.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度比载体介导的快1 000倍。下列叙述正确的是 (　　) A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的 B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性 C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输 D.被动运输是细胞最重要的吸收和排出物质的方式 B 都是顺浓度 都运动 主动运输 解析:组成蛋白质的氨基酸的基本元素是C、H、O、N,有的含有S,A错误; 双缩脲试剂与蛋白质中的肽键发生紫色反应,从而鉴定蛋白质,而氨基酸中不含此结构,因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测,B错误;必需氨基酸是人体不能合成而且是人体需要的氨基酸,因此必需氨基酸只能从食物中获得,故必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标,C正确;通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有物种的特异性,D错误。 课后作业 1.查阅资料：水通道蛋白的发现历程及其意义。 2.设计一个小实验：如何用鸡蛋卵壳膜做渗透实验，验证半透膜的特性。 这就解释了为什么“常规杀菌方法难以根除”——蓝细菌是原核细胞生物，不是一般意义上的“菌”，且它与环境中的营养物质富集有关，是生态问题，不仅是杀菌问题。 随堂小练 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。 （ ） ✓ ✘ ✘ 30 随堂小练 2.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 质壁分离仅能观察到水分子的整体移动方面 31 随堂小练 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，两种溶液溶质的浓度均比细胞液溶质的浓度高，在显微镜下连续观察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.甲乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原 C.甲乙两细胞发生质壁分离，但甲细胞随后又发生质壁分离复原 D.甲乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原 B 32 随堂小练 4.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溶质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。 可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液。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，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。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，据此推算出细胞液浓度应介于这两个浓度之间。 33 下节再见 34 $