第4章 第1节 第2课时 探究植物细胞的吸水和失水与被动运输-【优学精讲】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞教用课件（人教版）

该高中生物学课件聚焦植物细胞吸水失水实验与被动运输，通过洋葱鳞片叶质壁分离及复原实验观察，搭建从实验现象到原理分析再到被动运输概念建构的学习支架，衔接细胞结构与物质跨膜运输知识脉络。 其亮点在于以探究实践为核心，融合科学思维与生命观念，通过实验对照设计、质壁分离应用分析（如测定细胞液浓度、鉴别溶液类型）及被动运输方式比较，培养学生实验探究能力与结构功能观。学生能深化对跨膜运输机制的理解，教师可依托系统实验指导与分层训练提升教学效果。

第2课时　探究植物细胞的吸水和失水与被动运输 课标要求 1．结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及应用。2.建构被动运输的概念，比较自由扩散和协助扩散的异同点。 返回导航 内 容 索 引 考点一 1 1 考点二 2 考点一　探究植物细胞的吸水和失水 第一部分 4 新知导学 夯实基础 1．实验原理 2．实验材料：紫色的洋葱鳞片叶。 3．实验试剂：质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，清水。 原生质层 浓度差 大 返回导航 4．实验步骤 紫色 原生质层 小 加深 大 变浅 返回导航 5．实验结论 (1)当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞失水，原生质层和细胞壁分离，发生_________________。 (2)发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水，发生_________________。 质壁分离 质壁分离的复原 返回导航 辨正误 (1)当质壁分离复原后，细胞液的浓度等于外界溶液浓度。(　　) 答案：当质壁分离复原后，由于植物细胞壁的存在，细胞液的浓度可能大于或等于外界溶液浓度。 (2)质壁分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色区域逐渐变小。(　　) (3)大蒜根尖分生区细胞可用于观察细胞的质壁分离与复原。(　　) 答案：大蒜根尖分生区细胞无中央大液泡，不能用于观察质壁分离与复原。 × √ × 返回导航 合作探究 素养提升 探究1 下图是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到0.3 g/mL的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的实验过程图解，请回答下列问题：   (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______________________________的状态，以便与处理后的状态形成对照。 观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞 返回导航 (2)乙过程中，5的颜色_________________，其吸水能力________________。 (3)有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现做完甲过程后，再做乙过程几乎没有观察到相关现象，分析原因可能是_________________________________________________________________。 逐渐变浅　 逐渐减弱 蔗糖溶液浓度太高，细胞因过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原 返回导航 探究2 某兴趣小组将若干生理状况基本相同、长度为4 cm的鲜萝卜条均分为四组，分别置于浓度相同的尿素溶液、KNO3溶液、蔗糖溶液与清水中，编号为1、2、3、4组，测量实验过程中各时间点每组萝卜条的平均长度，所得结果如下图所示。据图回答下列问题： 返回导航 (1)2组的萝卜条是从20 min后开始吸收KNO3还是20 min以前？______________________。 (2)4组萝卜条的长度不再增加时，细胞液的浓度是否与外界溶液相等？__________。1组和2组可以发生质壁分离自动复原，而3组不可以，其原因是____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 20 min以前 不相等 KNO3、尿素可进入萝卜条细胞，细胞内溶液浓度逐渐升高，细胞先失水后吸水，即先发生质壁分离后自动复原，而蔗糖不能进入萝卜条细胞，细胞内溶液浓度较低，细胞一直处于失水状态，从而不能发生质壁分离复原现象 返回导航 微归纳 1．探究植物细胞的吸水和失水实验中的对照设置 探究植物细胞的吸水和失水实验中存在两组对照，均为自身对照。自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。 返回导航 2．质壁分离在探究实验中的应用 (1)测定细胞液的浓度范围 返回导航 (2)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度   (3)鉴别不同种类的溶液(以KNO3溶液和蔗糖溶液为例) 返回导航 D 对点训练 强技提能 1．(2026·河北张家口高一期末)某学习小组进行了观察植物细胞质壁分离及其复原的实验，过程如图1所示，光学显微镜下观察到的细胞质壁分离示意图如图2所示，下列叙述错误的是(　　) A．该实验主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和大小等 B．图2所示细胞可能是在图1的D过程中观察的结果 C．在图2细胞保持活性的情况下， 若其继续发生质壁分离，则吸水能力增强 D．蔗糖溶液的浓度越大，第二次观察(D)和 第三次观察(F)到的实验效果越明显 返回导航 解析：原生质层由细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成。若发生了质壁分离，原生质层与细胞壁之间的空隙充满了蔗糖溶液，液泡的体积会变小、颜色会变深，A正确； 题图2所示细胞可能处于质壁分离、质壁分离复原或动态平衡状态，因此题图2所示细胞可能是在题图1的D过程中观察的结果，B正确； 在细胞保持活性的情况下，当植物细胞不断失水时，液泡的体积逐渐缩小，细胞吸水能力逐渐增强，C正确； 若蔗糖溶液浓度过大，细胞可能因失水过多而死亡，无法完成第三次观察，实验效果会变差，D错误。 返回导航 2．下表为甲同学用某浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，下图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是(　　)   A．乙同学的实验进行到T2时观察不到 质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度 B．甲同学所用溶液浓度要小于乙同学的 C．甲同学实验进行到8 min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原 D．乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定大于外界溶液浓度 D 时间/min 2 4 6 8 10 原生质体相对大小/% 90 60 30 30 30 返回导航 解析：乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度等于或大于外界溶液浓度，A错误； 甲同学实验在6 min和8 min时原生质体相对大小相同，故在8 min以前质壁分离达到平衡，但由于甲同学使用的KNO3溶液浓度过高，使细胞死亡，无法发生质壁分离复原，而乙同学所做实验中细胞发生了质壁分离复原，所以甲同学所用溶液浓度要大于乙同学的，B、C错误； 乙同学在实验进行到T1时可观察到细胞正在发生质壁分离复原，此时细胞吸水，所以细胞液浓度大于外界溶液浓度，D正确。 返回导航 易错提醒 (1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、活的且液泡具有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。 (2)滴加蔗糖溶液或清水时，应在载物台上操作。 (3)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。浓度过低，不足以引起质壁分离或出现质壁分离现象所需时间过长；浓度过高，可能造成植物细胞失水过多、过快而死亡。 (4)当以细胞可吸收的物质作溶质时(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)，可出现质壁分离及自动复原现象。 返回导航 考点二　被动运输 第二部分 21 新知导学 夯实基础 1．概念：物质以__________方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的________的跨膜运输方式。 2．类型 (1)自由扩散 扩散　 能量 简单的扩散作用 氧、二氧化碳 顺 返回导航 (2)协助扩散   [提醒]水分子的运输方式包括自由扩散和协助扩散。绝大多数水分子是通过水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞的。 转运蛋白　 顺 返回导航 3．影响因素 (1)膜内外____________梯度的大小。 (2)某些物质运输的速率与______________的数量有关。 物质浓度　 转运蛋白 返回导航 辨正误 (1)自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量。(　　) 答案：协助扩散需要转运蛋白的协助。 (2)水分子主要通过自由扩散进出细胞。(　　) 答案：水分子主要通过协助扩散进出细胞。 (3)随物质浓度的增大，协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比。(　　) 答案：随物质浓度的增大，协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关，与膜两侧的浓度差不成正比。 (4)同种物质在不同情况下的运输方式可能不同。(　　) × √ × × 返回导航 合作探究 素养提升 探究1 物质顺浓度梯度扩散进出细胞的过程称为被动运输，结合下图分析其特点。 返回导航 (1)对两种方式进行比较，完成下表。 方式 转运方向 是否需要 转运蛋白 是否消 耗能量 方式a ___________________ ________ ________ 方式b、c ___________________ ________ ________ (2)方式b、c的不同点是__________________________________________。 高浓度侧→低浓度侧 不需要 不消耗 高浓度侧→低浓度侧 需要 不消耗 方式b由载体蛋白协助，方式c由通道蛋白协助 返回导航 探究2 物质进出细胞的运输速率与浓度之间的关系。 (1)下表是乙醇分子进入细胞的运输速率与浓度差之间的关系，请在坐标中绘出曲线。 浓度差/(mmol·L-1) 0 1 3 5 7 9 运输速率/(分子·s-1) 0 5 10 15 20 25 根据图表可知，影响物质自由扩散的因素是____________________。 提示：如下图所示 细胞膜内外的浓度差 返回导航 (2)下表是葡萄糖进入红细胞的运输速率与浓度差的关系，请在坐标中绘出曲线。 浓度差/(mmol·L-1) 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 运输速率/(分子·s-1) 8 15 24 30 31 31 返回导航 浓度差在7.5 mmol·L-1以后运输速率不再增加的原因是______________________________________。 由此可知，影响物质协助扩散的因素是______________________________________________。 提示：如下图所示 运输速率受到膜上转运蛋白数量的限制 　细胞膜内外的浓度差和转运蛋白的数量 返回导航 微归纳 被动运输中两种转运蛋白的比较 返回导航 A 对点训练 强技提能 1．下列物质进出细胞的方式为协助扩散的是(　　) A．红细胞吸收葡萄糖 B．CO2进出细胞 C．小肠上皮细胞吸收甘油 D．O2进入组织细胞 解析：红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，A符合题意； CO2进出细胞、小肠上皮细胞吸收甘油、O2进入组织细胞的方式均为自由扩散，B、C、D不符合题意。 返回导航 2．通道蛋白贯穿磷脂双分子层，其分子中的多肽链折叠成通道，允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过。下图为生物膜上水通道蛋白的模式图，下列相关叙述正确的是(　　) A．水分子通过水通道蛋白时，需要与其结合 B．水分子的跨膜运输都是顺相对含量梯度进行的 C．水分子通过水通道蛋白的运输方式是自由扩散 D．放入生理盐水中的红细胞没有水分子的进出 B 返回导航 解析：水分子通过水通道蛋白时不需要与其结合，A错误； 水分子的跨膜运输方式有自由扩散和协助扩散，都是顺相对含量梯度进行的，B正确； 水分子通过水通道蛋白的运输方式是协助扩散，C错误； 红细胞放入生理盐水中时，水分子进出细胞处于动态平衡，D错误。 返回导航 3．下图为两种不同扩散方式对应的物质运输速率与物质浓度的关系，下列叙述错误的是(　　)   A．蛋白质变性剂能够抑制协助扩散，但不会抑制自由扩散 B．一定浓度范围内，协助扩散的运输速率大于自由扩散 C．能介导物质X运输的蛋白也一定能介导物质X类似物的运输 D．同一物质可分别通过图示的两种方式进入细胞且均不需消耗能量 C 返回导航 解析：自由扩散不需要转运蛋白介导，而协助扩散需要，故蛋白质变性剂不影响自由扩散，但会抑制协助扩散，A正确； 据题图可知，一定浓度范围内，协助扩散的运输速率大于自由扩散，B正确； 转运蛋白具有专一性，能介导物质X运输的蛋白不一定能介导物质X类似物的运输，C错误； 水分子进入细胞有自由扩散和协助扩散两种方式，且均不需消耗能量，D正确。 返回导航 被动运输≠渗透作用≠扩散 被动运输、渗透作用都是特殊的扩散，都需跨膜运输，即运输的物质需要穿过生物(半透)膜，而扩散不一定要穿过生物膜。 易错提醒 返回导航 知识框架 返回导航 $