第4章 细胞的物质输入和输出 章末素养能力提升（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

该高中生物学导学案以“细胞的物质输入和输出”为核心，围绕细胞膜选择透过性、物质跨膜运输方式及胞吞胞吐过程设计学习目标，通过“知识导航”梳理原生质层、渗透作用等关键概念，以“探究1植物细胞吸水和失水”“探究2物质跨膜运输方式”构建递进式任务链，形成从现象观察到原理辨析的完整学习路径。 亮点在于主题探究活动设计，如“萎蔫蔬菜清水浸泡复原”问题导入结合质壁分离实验分析，培养结构与功能观的生命观念；“海带逆浓度梯度富集碘”案例引导比较顺逆浓度运输差异，训练基于证据的科学思维。典例与对标训练强化实验分析及建模能力，为教师提供考情指导与素养培养方案，助力学生系统复习与能力提升。

章末素养能力提升 【定标-核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 理解细胞膜的选择透过性是其功能基础； 掌握被动运输（自由扩散、协助扩散）与主动运输的特点与实例； 阐明胞吞、胞吐过程及特点。 1. 观察渗透、质壁分离等现象，分析过程，提取信息，具备实验现象的分析与描述能力； 2. 能通过比较与分类，辨析不同运输方式的异同，具备归纳与概括能力； 3. 能运用图表、模型解释物质跨膜运输的原理，具备模型与建模能力； 4. 能设计实验探究物质运输方式或影响因素，具备科学探究的初步设计能力； 5. 能将运输原理与生活、医疗实例相联系，具备解决实际问题的能力。 1. 建立“结构与功能观”，阐明膜结构与选择透过性的关系，形成基本的生命观念； 2. 通过探究实验，形成“实践-认识”的科学思维，培养严谨求实的科学态度； 3. 在比较不同运输方式中，培养基于证据进行逻辑推理的习惯； 4. 通过构建物理模型，提升将抽象概念具体化的建模能力； 5. 关注与内环境稳态、药物治疗相关的物质运输实例，形成社会责任意识。 重点及难点 三种跨膜运输方式的区分与实例判断；渗透作用的原理及应用（如质壁分离实验）；主动运输与胞吞/胞吐的能量来源与意义。 题型及难度 选择题为主，常结合图表考查运输方式判断； 作为基础概念，常与后续章节（如呼吸作用、光合作用）结合出题，难度中等偏上。 【本课时主要内容】 细胞的物质输入和输出 知识导航　原生质层　小于　浓度差　自由扩散　协助扩散　主动运输　需要　需要　流动性 探究1　植物细胞的吸水和失水 【问题导入】 观看图片：分别呈现新鲜翠绿的蔬菜与萎蔫发软的蔬菜对比图。 问题：为什么长时间放置的蔬菜会萎蔫？而用清水浸泡后又能恢复坚挺？ 蔬菜萎蔫：长时间放置的蔬菜，空气湿度低，细胞通过蒸腾作用和渗透作用失水，原生质体收缩，导致萎蔫。 清水浸泡恢复：细胞液浓度高于外界清水，水分会通过渗透作用重新进入细胞，使整个原生质体恢复膨胀，液泡也重新充盈，因而蔬菜恢复坚挺。不过，如果细胞失水过久导致结构严重受损或死亡，将无法恢复。 【思考与讨论】 1. 植物细胞是否也会像动物细胞一样吸水和失水？ 植物细胞和动物细胞都能通过渗透作用吸水和失水，原理是原生质层相当于半透膜，膜两侧存在浓度差，水分会从低浓度溶液（高水势）一侧向高浓度溶液（低水势）一侧扩散，以维持水分子浓度平衡。 2. 细胞在什么条件下吸水？什么条件下失水？ 细胞吸水条件：细胞外界溶液的浓度低于​细胞液浓度（即细胞外水势高于细胞内），水分子通过渗透作用进入细胞。 细胞失水条件：细胞外界溶液的浓度高于​细胞液浓度（即细胞外水势低于细胞内），水分子从细胞内向外扩散。 3. 这与细胞内部结构（如细胞壁、液泡）有什么关系？ 液泡的作用：植物细胞的液泡中含有细胞液，决定了细胞液的浓度，是渗透吸水或失水的主要结构基础。 细胞壁的作用：细胞壁具有刚性，限制细胞过度吸水膨胀，防止细胞破裂；当细胞失水时，原生质体收缩，但由于细胞壁伸缩性较小，可维持细胞基本形状，形成“质壁分离”现象。 典例1如图所示是处于质壁分离状态的某细胞示意图,下列叙述正确的是 (　　) 典例1 A. ①具有选择透过性,①②④组成了原生质层 B. 此时④处的浓度一定大于⑤处 C. 发生质壁分离的内在因素是细胞壁的伸缩性小于细胞膜的伸缩性 D. ⑤是细胞液,在质壁分离过程中浓度越来越高 必备知识　植物细胞结构;原生质层组成;渗透作用原理;质壁分离原因和结果。 关键能力　 【答案】　D　 【解题思路】 对标训练1如图甲所示为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图,如图乙所示为质壁分离及其复原实验流程图。下列说法正确的是 (　　) 甲 乙 对标训练1 A. 图甲细胞若继续发生质壁分离,则该细胞的吸水能力减弱 B. 图甲所示结果只能在图乙中d处观察到 C. 增大蔗糖溶液的浓度会使第二次观察 (d)和第三次观察 (f)实验效果更明显 D. 该实验用显微镜主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和大小等 【答案】　D　 【解题思路】 【易错提醒】 1.植物细胞吸水和失水≠单纯扩散，而是以渗透作用为主，依赖半透膜（原生质层）结构。 2.质壁分离现象中，“质”指原生质层，“壁”指细胞壁。 探究2　物质跨膜运输的方式 【问题导入】 海洋中的海带细胞可以逆浓度梯度从海水中富集碘，其细胞内碘的浓度可高达海水的1000倍以上。 问题：海带细胞是如何逆浓度梯度将碘“泵”入细胞内的？这与水分子的进出方式是相同的吗？ 海带细胞通过主动运输​逆浓度梯度吸收碘离子。该过程需要细胞膜上的载体蛋白​参与，并消耗 ATP​ 提供的能量，从而将海水中的碘“泵”入细胞内。 这与水分子的进出方式不同。水分子主要通过自由扩散​或经水通道蛋白的协助扩散​进出细胞，属于顺浓度梯度​的被动运输，不消耗能量。 【思考与讨论】 1. 物质顺浓度梯度运输和逆浓度梯度运输有何区别？ 特征​ 顺浓度梯度运输​ 逆浓度梯度运输​ 方向 高浓度 → 低浓度 低浓度 → 高浓度 是否需要载体蛋白​ 不一定（自由扩散不需要，协助扩散需要） 需要 是否需要消耗能量​ 不消耗能量 需要消耗能量 运输方式 自由扩散、协助扩散 主动运输 实例​ 水、氧气、甘油进入细胞 海带细胞富集碘、小肠吸收葡萄糖 2. 哪些物质运输需要细胞提供能量？哪些不需要？ 需要细胞提供能量的运输方式： 主动运输（如碘离子、钠钾泵、葡萄糖进入小肠上皮细胞）、胞吞和胞吐（大分子或颗粒物质的运输）。 不需要细胞提供能量的运输方式： 被动运输，包括： 自由扩散：如氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等脂溶性小分子。 协助扩散：如葡萄糖进入红细胞、水通道蛋白运输水分子。 3. 这反映了细胞膜在功能上具有怎样的特性？ 细胞膜在物质运输过程中表现出选择透过性，即： 允许水分子、气体分子等小分子自由通过； 某些离子或小分子（如碘离子、葡萄糖）需借助载体蛋白或通道蛋白才能通过； 大分子或颗粒物质可通过胞吞、胞吐进出细胞。 这种选择性调控物质进出的能力，是细胞维持正常代谢和内环境稳定的重要基础 典例2如图所示为几种常见的物质进出细胞的方式,下列相关说法错误的是 (　　) 　典例2 A. 同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同 B. ①和②均属于被动运输,需要相应的蛋白质进行协助 C. ③属于主动运输,能够逆浓度梯度转运物质且消耗能量 D. 水分子可以用自由扩散和①方式进出细胞,但主要方式是自由扩散 必备知识　物质跨膜运输方式;转运蛋白特性;水分子、离子、葡萄糖等常见物质的运输方式。 关键能力　 【答案】　D　 【解题思路】 对标训练2细胞膜能对进出细胞的物质进行选择,如图所示,①~⑤表示物质通过细胞膜的转运方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构,戊表示由磷脂分子构成的封闭囊泡,可以作为药物的运载体,囊泡膜上的靶向信号分子可以与靶细胞表面的特异性受体结合,然后通过囊泡膜和细胞膜的融合将药物送入特定的细胞。下列叙述正确的是 (　　) 　对标训练2 A. 甲是磷脂双分子层,①的运输方式不能体现细胞膜的选择透过性 B. 物质乙和丙运输时,都会与相应的转运蛋白结合 C. 细胞呼吸抑制剂会影响图中的④⑤转运方式 D. 囊泡戊能将脂溶性药物a送至特定的细胞依赖于细胞膜的流动性 【答案】　C　 【解题思路】 【易错提醒】 1.被动运输不是只有自由扩散：协助扩散需要载体蛋白或通道蛋白协助，不需要消耗能量，也属于被动运输。 2.主动运输的动力不是只是ATP：其本质是载体蛋白的构象变化，ATP提供能量。也可以是间接利用能量梯度的协同转运，​即不直接消耗 ATP，而是借助其他物质（如 Na⁺、H⁺）的电化学梯度势能驱动转运。还可以光驱动或氧化还原驱动等。 3.胞吞和胞吐不是跨膜运输：该过程依赖膜的流动性，形成囊泡，物质并未直接穿过膜结构。 学科网（北京）股份有限公司 $