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”核心内容，涵盖渗透作用、水进出细胞原理及自由扩散、协助扩散等知识点。通过生活现象（如嗑盐瓜子干涩、包水饺渗水）导入，结合问题探讨构建渗透作用概念，再延伸至动物细胞渗透系统和植物细胞质壁分离实验，形成从现象到原理再到细胞应用的学习支架。 其亮点在于以新课标核心素养为导向，通过问题链（如漏斗液面变化分析）培养科学思维，设计完整探究实践（提出问题至结论）提升探究能力，结合结构与功能观（原生质层作半透膜）深化生命观念。实例丰富（如质壁分离复原实验、被动运输对比表），助力学生构建知识网络，教师可直接用于课堂互动与实验教学，提高效率。

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 干涩的感觉 有水分渗出 1、连续嗑带盐的瓜子时，你的口腔和嘴唇的黏膜有什么感觉呢？ 2、包水饺用白菜做馅时，放一些盐，过一会儿发现什么现象？ 情景引入 原理：渗透作用 生活中的现象 2 问题探讨 蔗糖溶液 玻璃纸 清水 玻璃纸 蔗糖分子 水分子 问题探讨 讨论1：漏斗管内的液面为什么会升高？ 单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子>从漏斗渗出的水分子 玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。 4 问题探讨 讨论2:如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？ 蔗糖溶液 清水 不会，管中水柱产生的压力将加快漏斗中水分子向外扩散的速度，最终达到平衡,此时半透膜两侧水分子进出速率相等，液面不再升高。 蔗糖溶液对清水的渗透压（F1) 水柱产生的静水压（F2) 渗透压：溶质微粒对水的吸引力 问题探讨 讨论3:当液面不再上升时半透膜两侧的浓度相等吗? 蔗糖溶液 清水 半透膜 不相等。 渗透作用达到平衡时，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等 因漏斗中水柱的压力，在半透膜两侧仍然存在浓度差，漏斗内溶液浓度仍然高 液面不再上升时，浓度高的液面高 浓度差越大，液面高度差也越大。 问题探讨 A B C 30%蔗糖溶液 玻璃纸 30%蔗糖溶液 30%蔗糖溶液 纱布 清水 30%蔗糖溶液 玻璃纸 清水 思考： B和C的液面会升高吗？ (不会) 渗透作用发生的条件是什么？ ①具有半透膜 ②半透膜两侧有浓度差 7 渗透作用 1.定义： 3.渗透方向： 2.渗透作用发生条件： 半透膜 半透膜两侧有浓度差 水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散 ②从溶质的角度分析： ①从水分子自身的角度分析： 溶液 浓度低 渗透压低 溶液 浓度高 渗透压高 含水量高 含水量低 半透膜 水（溶剂） 蔗糖（溶质） 物质的量浓度非质量浓度 核心归纳 1.水分子的运动规律 (1)水的运输方向：从含水量高的一侧向含水量低的一侧运输。 (2)半透膜两侧的水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动差异所导致的。 (3)当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。 2.渗透平衡≠浓度相等 渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。渗透平衡后，液面高的浓度高；浓度差越大，液面高度差也越大。 例1、植物体内有三个相邻的细胞a、b、c，已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是 (　　) 。 C 思考讨论：下图中半透膜两侧分别为质量分数为10%的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，（半透膜只允许水分子通过）液面怎么变化？ 浓度差指物质的量浓度而非质量浓度 例2、漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致，渗透平衡时的液面差为Δh。下列叙述错误的是( 　) A.用纱布代替半透膜，蔗糖分子可自由通过 B.达到渗透平衡时，水分子进出半透膜达到 动态平衡 C.如果将S2的浓度适当降低，则渗透平衡时 Δh 也会变小 D.实验开始时S1浓度大于S2，渗透平衡时S1浓度仍大于S2 C 一、水进出细胞的原理 一个动物细胞能否构成一个渗透系统？ 一、水进出细胞的原理 水分进出平衡 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 失水皱缩 形态不变 吸水膨胀或涨破 将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后，细胞的变化如下： 外界溶液 细胞膜 半透膜 蔗糖溶液 细胞质 相当于 相当于 浓度差 动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统 ②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差 ①细胞膜相当于一层半透膜 一、水进出细胞的原理 动物细胞发生渗透作用的原因 1.血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨所示装置中的什么物质？ 2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 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？ 4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水或质量分数为5%的葡萄糖溶液？ 是（是“相当于”，不是“等同”） 血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于蔗糖分子。 不一定。因为红细胞吸水后细胞内液浓度会下降，可能与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。 红细胞内外溶液的浓度差，一般浓度差越大，细胞吸水或失水越多。 与血浆浓度基本一致，防止血细胞因过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。 等渗溶液 一、水进出细胞的原理 水进出其他动物细胞的原理与水进出红细胞的原理是一样的，都是渗透作用。 那么水又是怎样进出植物细胞的呢？ 农作物施肥过多会造成“烧苗” 糖拌西红柿 一、水进出细胞的原理 成熟的植物细胞 细胞液 细胞膜 细胞质 液泡膜 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 原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液 一、水进出细胞的原理 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。 生活现象 盐腌制过的白菜会出现出水现象。 对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 作出假设 实施实验 设计实验 分析结果 得出结论 表达与交流 提出问题 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 作出假设 实施实验 设计实验 分析结果 得出结论 表达与交流 提出问题 第一次观察 滴加蔗糖溶液后观察 再次滴加清水溶液后观察 外界溶液 中央液泡变化 原生质层位置变化 细胞大小 蔗糖溶液 清水 基本不变 基本不变 变小 逐渐恢复原来大小 脱离细胞壁 恢复原位 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 蔗糖溶液（外界溶液） 质壁分离 质壁分离复原 (1)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 (2)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜； 实验结论： 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 植物细胞发生质壁分离的原因： 外因： 原生质层相当于一层半透膜 原生质层伸缩性 > 细胞壁伸缩性 外界溶液浓度 > 细胞液浓度 注意：质壁分离中：质指原生质层，壁指细胞壁。 内因： 22 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 思考：1、质壁分离中“质”和”壁”分别指什么？ 质指原生质层，壁指细胞壁。 2、实验中发生质壁分离时细胞壁内侧的溶液是什么？ 3、仅凭该图能否判断细胞正在发生质壁分离？ 不能，也可能正在发生质壁分离的复原 外界溶液（本实验中为蔗糖） 也不能仅凭该图去判断细胞内外溶液的浓度差 23 拓展： 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什么？ 正常对照组，以便与处理后的细胞状态形成对照。 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 2.紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，该细胞的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？ 颜色逐渐变深。吸水能力逐渐增强。 吸水能力与细胞液浓度有关，浓度越大吸水能力越强 24 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 3.有位同学错取了质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，滴加清水并引流后没有观察到质壁分离复原现象是为什么？ 蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水死亡，不能再发生质壁分离复原。 4、将蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3、甘油、尿素、乙二醇溶液（溶质可以透过半透膜）时，不滴加清水也会自动发生质壁分离复原。为什么？ 细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水，引起质壁分离自动复原。 25 5.当细胞达到失水平衡时，细胞内外浓度是否相等？吸水平衡呢？ (1)失水平衡：外界溶液浓度 = 细胞液浓度 (2)吸水平衡：外界溶液浓度 ≤ 细胞液浓度 因为细胞壁有支撑作用，可防止细胞吸水涨破 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 6.用紫色洋葱鳞片叶内表皮为实验材料，能观察到质壁分离现象吗？ 26 7.用黑藻叶肉细胞为实验材料，能观察到质壁分离现象吗？ 8.用根尖分生区细胞为实验材料，能观察到质壁分离现象吗？ 不能，没有成熟大液泡无法发生质壁分离 27 (1)细胞角度： ①具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。 ②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。 (2)溶液角度： ①在一定浓度的溶液(溶质不能透过膜)中只发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。 ②在一定浓度的溶液(溶质可透过膜)中发生质壁分离后可自动复原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。 ③在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。 ④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。 1．质壁分离及复原现象发生的条件 28 (1) 判断成熟植物细胞的死活 (2) 测定细胞液浓度范围 待测成熟植物细胞 一定浓度蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离 不发生质壁分离 活细胞 死细胞 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 知识拓展 29 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 不同成熟植物细胞 同一浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小 (4)鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液） 成熟植物细胞 不同种类 溶液 镜检 只发生 质壁分离 质壁分离 后自动复原 溶质不能透过半透膜 溶质能透过半透膜 蔗糖溶液 KNO3溶液 30 细胞的失水与吸水在生产实践中有什么应用？ ①对农作物合理灌溉，既满足了农作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于对水分的吸收。 ②盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水。 ③防腐杀菌：糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。 ④医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。 31 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 1.将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是 蔗糖浓度g/ml 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 质壁分离情况 不发生 不发生 刚发生 发生 发生 则马铃薯的细胞液浓度大约为（ ）g/ml A.0.05—0.10 B.0.10-0.15 C.0.15-0.20 D.0.20-0.25 √ 32 二、探究与实践 探究植物细胞的吸水和失水 2．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测（ ） A．a>b，细胞渗透吸水 B．a＝b，渗透系统保持动态平衡 C．a<b，细胞渗透失水 D．上述三种情况都有可能 （1）该细胞可能正处于 过程中，也可能处于质壁分离后的 过程中，也可能正处在发生 的过程中。 （2）此状态下一步可以是液泡继续 ，也可以是液泡 ，也可以是液泡继续 。 质壁分离 动态平衡 质壁分离复原 增大 变小 不发生变化 √ 33 渗透作用 半透膜 半透膜两侧存在浓度差 低浓度向高浓度 方向 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 条件 原生质层 细胞膜 植物 动物 验证 实验设计 实验过程 实验现象 实验结论 作出假设 课堂小结 三、自由运输和协助扩散-被动运输 像水分子这样，物质以____________进出细胞，_________消耗细胞内化学反应所释放的_____，这种物质跨膜运输方式称为_____________。 被动运输分为______________和_______________两类。P65 扩散方式 不需要 能量 自由扩散 协助扩散 被动运输 35 细胞外 细胞内 自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞 特点： 顺浓度梯度 1. 2. 不需要转运蛋白 3. 不消耗能量（动力来自浓度差） 举例：① 气体分子：O2、CO2、N2等 ② 小分子物质：水、尿素等 ③ 脂溶性小分子：甘油、脂肪酸、乙醇、苯等 ④ 脂质分子：胆固醇、性激素、维生素D等 36 影响因素： 浓度差 温度（生物膜的流动性） 浓度差 扩散速度 转运蛋白 扩散速度 能量 扩散速度 37 特点： 1.顺浓度梯度 2.需要转运蛋白 3.不消耗能量 协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出细胞 举例：①红细胞吸收葡萄糖、氨基酸 ②离子通过离子通道蛋白运输（血浆中Na+通过Na+通道进入神经细胞） ③水分子通过水通道蛋白运输 38 影响因素： 浓度差 扩散速度 O2（能量） 扩散速度 P P点后速率受转运蛋白数量限制 浓度差、转运蛋白数量、温度(转运蛋白的活性) 解题技巧：拐点前: 影响因素为横坐标 拐点后: 除横坐标外的其他影响因素 39 转运蛋白 (1)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。 (2)类型：分为 和 两种类型。 载体蛋白 通道蛋白 载体蛋白 通道蛋白 通道蛋白 40 三、自由运输和协助扩散-被动运输 载体蛋白 通道蛋白 图示 特点 1.结合 2.构象改变 3.特异性 4.饱和性 1.不结合 2.构象不改变 3.特异性 4.饱和性 葡萄糖进入红细胞 41 三、自由运输和协助扩散-被动运输 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 浓度差、温度 浓度差；转运蛋白数量、温度 练习册P81 1.下列物质中，通过自由扩散进入组织细胞的是(　　) A．K＋和Na＋ B．氨基酸和葡萄糖 C．O2和甘油 D．苯和蛋白质 √ 2.下列关于通道蛋白的说法，错误的是(　　) A.一种离子通道一般只允许一种离子通过 B.水通道蛋白是覆盖在细胞膜表面的蛋白质 C.细胞膜上的Na＋通道蛋白与水通道蛋白在空间结构上有差异 D.物质通过通道蛋白的运输属于被动运输，不消耗能量 √ 课堂检测 3．下列有关被动运输的说法正确的是(　　) A．水分子主要是通过自由扩散方式进入细胞的 B．协助某些离子和小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输的蛋白质，称为载体蛋白 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．影响协助扩散的运输速率除膜内外物质浓度梯度外，还与转运蛋白数量有关 √ 5.洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验过程中，液泡的体积会随外界溶液浓度的变化而改变，如图所示。图中①②两处滴加的溶液分别是（ ） A.清水、清水 B.清水、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液 C.质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、清水 D.质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、质量 浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液 √ 6.下列对质壁分离与复原实验的实验材料及外界溶液有关的叙述正确的分别是( ) ①实验材料必须是成熟的植物活组织细胞 ②细胞液最好有颜色，便于观察和判断细胞质壁分离和复原的程度 ③细胞液必须有颜色，否则不能发生质壁分离和复原 ④外界溶液的浓度应适中，不能过低或过高 ⑤外界溶液必须对细胞无毒害 ⑥外界溶液的浓度无特殊要求，任何浓度均可以 A.①②，④⑤ B.①③，④⑤ C.①②，⑤⑥ D.①③，⑤⑥ √ Lavf58.46.101 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $