4.1 被动运输（第2课时）-2026-2027学年高一上学期人教版生物必修1同步教学课件

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 人教版（2019）必修1 问题导入 盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水；而用 清水泡过的青菜却很硬挺，这是为什么呢？ 一、探究植物细胞的吸水和失水 学习目标： 生命观念：理解原生质层的功能，掌握植物细胞渗透吸水、失水原理，建立结构与功能相适应的观念。 科学探究：亲历质壁分离与复原实验流程，掌握实验原理与操作方法。 科学思维：对比自由扩散、协助扩散，归纳被动运输的特点，提升比较、归纳概括能力。 社会责任：能用渗透原理解释烧苗、盐腌食品等生活生产现象，做到学以致用。 第四章 细胞的物质输入和输出 4.1 被动运输（第2课时） 授课人： 时间： 小组讨论：5分钟 | 要求：讨论过程中全体起立，组长快速安排记录员与发言人 自学： 安静自学内容（4.1 被动运输 第2课时）10分钟 笔记要点： 深色背景字体、小结为重点，应做勾画或笔记抄写。 讨论： 1、探究植物细胞的吸水和失水流程有哪些？ 2、探究洋葱内表皮细胞的吸水和失水的方法步骤有哪些？ 3、被动运输分为哪两类？简述被动运输概念，并归纳其特点？ 4、载体蛋白有几种类型，比较它们的异同点？ 4.1被动运输 1.7.2013 接下来，请同学们根据屏幕上的问题，进行10分钟的自主学习。请大家认真阅读教材，重点关注深色背景的字体和小结部分，并做好笔记。之后我们会进行5分钟的小组讨论，每个小组需要选出记录员和发言人，准备分享你们的学习成果。 ‹#› 展示 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。 细胞通过渗透作用吸水或失水，液泡的 、 会变化；原生质层与细胞壁会分离或复原。 4.预测 大小 颜色 探究植物细胞的吸水和失水流程有哪些？ 一、探究植物细胞的吸水和失水 展示 进行实验 材料： 方法步骤： 1、滴清水 2、取材 3、展平 4、盖盖玻片 （1）制片 器具： 紫色洋葱鳞片叶、0.3g/mL的蔗糖溶液，清水 显微镜、镊子、吸水纸 一、探究植物细胞的吸水和失水 探究洋葱内表皮细胞的吸水和失水的方法步骤有哪些？ 一、探究植物细胞的吸水和失水 展示 （2）低倍显微观察 ---------正常的洋葱表皮细胞 特点： 细胞壁 液泡 ①具有一个紫色的中央大液泡； ②原生质层紧贴着细胞壁 展示 （3）一侧滴 0.3g/ml的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引（引流法），观察 现象： 外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水 质壁分离 原生质层与细胞壁分离开来 一、探究植物细胞的吸水和失水 展示 外界溶液浓度 细胞液的浓度 (4)一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引（引流法），观察现象 质壁分离复原 < 细胞吸水 一、探究植物细胞的吸水和失水 展示 实验现象 滴加清水 质壁分离复原 滴加0.3g/mL蔗糖溶液 质壁分离 5.实验结果 外界溶液 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 液泡变小颜色变深 液泡变大，颜色变浅 逐渐脱离细胞壁 逐渐恢复原来位置 基本不变 基本不变 6.实验结论 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 P65第一段 一、探究植物细胞的吸水和失水 展示 质壁分离与复原实验 实验步骤 一、探究植物细胞的吸水和失水 展示 外界溶液 1、质壁分离的内因和外因是什么？ 内因： 外因： ①活细胞 原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性 外界溶液浓度大于细胞液浓度 ②细胞有大液泡 ③ 质壁分离：外界溶液浓度 > 细胞液浓度； 质壁分离复原：外界溶液浓度＜细胞液浓度； 原生质层具有选择透过性,相当于一层半透膜 2、观察质壁分离和复原，对材料的要求是什么？ 一、探究植物细胞的吸水和失水 展示 4.如果实验中滴加清水后，没有发生质壁分离复原,说明细 胞可能 （填“死亡”或“活的”）,原因是？ 3.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？ 细胞由于过度失水而死亡 不会 因为细胞能吸收这些物质而引起细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原 （因为细胞壁具有保护和支持的作用） 5.若用葡萄糖、KNO3、NaCl做实验，会出现先发生质壁分离，后自动质壁 分离复原的现象。这是为什么？ 死亡 一、探究植物细胞的吸水和失水 展示 1.判断成熟植物细胞的死活 待测成熟植物细胞 一定浓度 蔗糖溶液 镜检 发生 质壁分离 无质壁 分离 活细胞 死细胞 2.测定细胞液浓度范围 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 质壁分离与复原实验拓展 一、探究植物细胞的吸水和失水 二、被动运输 展示 被动运输分为_________和___________两类 自由扩散 协助扩散 像水分子这样 物质以扩散方式进出细胞不需要消耗细胞内化学反应所释放的 能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 被动运输分为那两类？ 二、被动运输 展示 被动运输（自由扩散） 什么是自由扩散，归纳其特点？ 指物质通过简单的扩散进出细胞的方式，又称简单扩散。 2特点： 1从高浓度到低浓度（顺浓度梯度） 2不需要转运蛋白的协助 3不需能量 例如：水、O2、CO2、固醇、乙醇 1自由扩散： 小分子物质 细胞膜 细胞内 细胞外 如我们熟悉的呼吸作用的过程中，氧气是细胞代谢所必需的，而二氧化碳是代谢的废物，O2，CO2必须时刻通过自由扩散进出细胞。在人体的肺部，顺浓度梯度的自由扩散是氧气进入红细胞和二氧化碳出红细胞的唯一方式，细胞只有不断获得氧气并排出二氧化碳，完成物质交换，进而实现能量转换，才能保证生命活动的正常进行。 展示 被动运输（自由扩散） 二、被动运输 如我们熟悉的呼吸作用的过程中，氧气是细胞代谢所必需的，而二氧化碳是代谢的废物，O2，CO2必须时刻通过自由扩散进出细胞。在人体的肺部，顺浓度梯度的自由扩散是氧气进入红细胞和二氧化碳出红细胞的唯一方式，细胞只有不断获得氧气并排出二氧化碳，完成物质交换，进而实现能量转换，才能保证生命活动的正常进行。 展示 3.影响因素 细胞内外浓度差 扩散速率 (V) 细胞内外浓度差 扩散速率 (V) O2浓度 / 氧分压 O O 二、被动运输 展示 被动运输（协助扩散） 什么是协助扩散，归纳其特点？ 指物质在转运蛋白的协助下进出细胞的方式 2特点： 1、从高浓度到低浓度（顺浓度梯度） 2、需要转运蛋白的协助 3、不需要能量 实例离子和一些小分子物质：如葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞，水分子 通过通道蛋白进出细胞等。 1定义： 载体蛋白 细胞外 细胞膜 细胞内 二、被动运输 展示 3.影响因素 ①细胞内外浓度差； ②转运蛋白的种类和数量。 P 扩散速率 (V) 细胞内外浓度差 扩散速率 (V) O2浓度/氧分压 O O Q P点后，运输速率受转运蛋白数量限制 拐点前：看横坐标 拐点后：除横坐标外其他影响因素 二、被动运输 展示 自由扩散和协助扩散比较 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（顺浓度梯度） 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、被动运输 展示 载体蛋白 载体蛋白有几种类型，比较它们的异同点？ 载体蛋白 通道蛋白 二、被动运输 展示 载体蛋白 载体蛋白 通道蛋白 转运特点 自身构象 通道的开放与关闭 【高中阶段不做要求】 是否与转运的分子结合 实例 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过 改变 结合 不结合 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、被动运输 展示 水的进出细胞的方式 过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的，但后来的研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。 二、被动运输 课堂小结 被动运输 水进出细胞的原理 自由扩散和协助扩散 自由扩散 协助扩散 渗透现象 动物细胞的吸水和失水 植物细胞的吸水和失水 原生质层 质壁分离与质壁分离复原 特点：高 低 特点：高 低 需要载体蛋白 巩固 C 1．紫甘蓝被世界卫生组织（WHO）推荐为排名第三可食用最佳蔬菜。某实验 小组用紫甘蓝的外表皮细胞为实验材料来探究植物细胞的吸水与失水,下列 叙述正确的是（ ） A．细胞处在质壁分离状态时，细胞液浓度一定大于外界溶液浓度 B．质壁分离发生时细胞的吸水能力逐渐减弱，液泡紫色逐渐加深 C．用紫甘蓝表皮的不同部位实验，细胞质壁分离的程度可能不同 D．水分子从细胞外扩散进入细胞液内至少需要穿过2层磷脂分子 巩固 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 D 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 (　 　) 巩固 A.质壁分离过程中，细胞液的渗透压逐渐减小，颜色逐渐变深 B.质壁分离过程中，原生质体体积与细胞体积的比值逐渐减小 C.质壁分离复原过程中，细胞的原生质层将逐渐吸水增厚 D.若时间足够长，置于清水中的细胞会持续吸水直至涨破 B 逐渐增大 变薄 有细胞壁 3.将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；再将这些细胞置于清水中，细胞发生质壁分离复原。关于上述过程中细胞相关变化的描述正确的是(　 ) 质壁分离过程中，细胞失水，细胞液的渗透压逐渐增大，颜色逐渐变深，A 错误； 质壁分离过程中，细胞失水，原生质层收缩，原生质体体积与细胞体积的比值逐渐减小，B正确； 质壁分离复原过程中，细胞吸水，原生质体体积增大，细胞的原生质层逐渐变薄，C错误； 由于细胞壁的支持、保护作用，即使时间足够长，置于清水中的细胞也不会因持续吸水而涨破，D错误。 巩固 D 4.下列有关被动运输说法正确的是（ ） A.水分子进入细胞，都是通过自由扩散方式进行的 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的因素，除膜内外物质浓度梯度外，还有转 运蛋白数量 5．水和无机盐是组成细胞的必要成分，对生物体的生命活动具有重要意义。下列相关叙述正确的是（ ） 巩固 C A．哺乳动物缺Fe会引起氧气运输受阻，进而影响红细胞吸收葡萄糖B．S参与蛋白质中肽键的形成，说明大量元素对生物体是必不可少的C．有些无机盐是生物体内重要组织的组成成分，如骨骼中的碳酸钙D．结合水是细胞质基质的重要组分，在生物体内有运输激素的作用 6．研究表明，水分子能够通过自由扩散进出细胞，而更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。下列说法正确的是（ ） 巩固 B A．水分子能通过自由扩散进出细胞，与磷脂双分子层中间的亲水层有关B．适当提高温度能够加快水分子通过自由扩散和协助扩散进出细胞的速率C．水分子的自由扩散和协助扩散都是从高浓度一侧向低浓度一侧转运D．水分子的自由扩散不消耗ATP，通过水通道蛋白协助扩散要消耗ATP 7.葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，该值的大小 取决于(    ) C 协助扩散 达 A.细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量 C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值 32 巩固 1.A表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。 自由扩散 浓度差 2.图B表示的运输方式可能是 ，ab段主要受 的影响，bc段受到 的限制，运输速率不能再上升。 协助扩散 膜两侧浓度差 转运蛋白数量 3.C 表示的运输方式是 ，转运速率主要取决于膜两侧物质的 。 被动运输 浓度差 本课小结 顺浓度梯度的跨膜运输 自由扩散与协助扩散 生物，是一门越学越 有意思的学科 做一个会学生物的人 生物备课组 · 学习开心 Lavf57.58.101 Lavf57.58.101 $