4.1 被动运输 课件(共40张PPT3个视频)-2025-2026学年下学期高一生物（人教版）必修1

(共40张PPT)
第1节 被动运输
水进出动物细胞的原理
水进出植物细胞的原理
考点一
渗透现象及原理分析
目
录
CONTENTS
考点二
考点三
【资料】在一个长颈漏斗是漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。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。
1.漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
2.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
【讨论】
渗透作用
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。
让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜。
Q1.漏斗内的液面为什么会升高？
从烧杯进入漏斗的水分子数
从漏斗进入烧杯的水分子数
笔记：
1.概念：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。
渗透作用
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。
Q2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。
指溶液中溶质微粒对水的吸引力,其大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
溶液渗透压：
笔记：
不会
30%蔗糖溶液
玻璃纸
30%蔗糖溶液
30%蔗糖溶液
纱布
清水
思考： B和C的液面会升高吗？
C
B
30%蔗糖溶液
玻璃纸
清水
A
2. 发生渗透作用的条件
①具有半透膜
②半透膜两侧的浓度差
笔记：
1
概念：
水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散
含水量高－－
低浓度溶液－
－渗透压低
含水量低－－
高浓度溶液－
－渗透压高
半透膜
两侧的溶液具有浓度差。
溶液浓度是指物质的量浓度而非质量浓度
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
2
发生的条件
3
水的运输方向
①液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等，
即动态平衡。
②渗透平衡时的高度差取决于：
溶液S1
溶液S2
平衡前： S2＞S1
S表示溶液浓度
渗透过程：S2↓ S1↑
平衡后： S2＞S1
平衡后S1与S2仍然具有浓度差，原浓度大的依然更大
4
渗透平衡
S1与S2的浓度差
S1与S2的浓度差越大，高度差就越大。
③浓度变化
5
渗透装置的拓展应用
②
10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液移动，右侧液面升高
①
液面不变
渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
（1）半透膜只允许水分子通过
③
蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液移动，则左侧液面升高，最终高于右侧
质量分数
质量分数
1.如图，在U形管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质
量为13000的蛋白质)的水溶液，b侧加入清水，并使a、b 两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是（ ）
A．a、b 两液面高度一致，b侧为无色
B．a、b两液面高度一致，b侧为红色
C．a液面低于b液面，b侧为红色
D．a液面高于b液面，b侧为无色
D
水进出动物细胞的原理
水进出植物细胞的原理
考点一
渗透现象及原理分析
目
录
CONTENTS
考点二
考点三
外 界 溶 液 浓 度
细 胞 质 的 浓 度
小于
吸水膨胀
大于
失水皱缩
低渗溶液
高渗溶液
等渗溶液
0.9% NaCl溶液中
20%的蔗糖溶液中
清水中
等于
保持原状
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
一个动物细胞能否构成一个渗透系统？
讨论:
条件
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
Q1. 红细胞内的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”装置中的什么物质？
Q2. 红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
Q3. 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
Q4. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
红细胞中的有机物有的能通过细胞膜，有的不能。血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜。它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。
是。但细胞膜具有生命活性，物质通过细胞膜的方式不只是简单扩散。
不一定，红细胞吸水后，细胞质浓度也降低，当与外界溶液浓度相等时就不吸水了，如果细胞质浓度还没降到与外界溶液浓度相等就涨破了，那么红细胞就因吸水而涨破。
浓度差，正相关
问题交流：
联系生活
水是如何进出细胞的？
吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
干燥口渴，外界浓度高，口腔和唇粘膜失水
水进出动物细胞的原理
水进出植物细胞的原理
考点一
渗透现象及原理分析
目
录
CONTENTS
考点二
考点三
联系生活
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。
盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。
植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？
探究·实验
以上实验现象说明，植物细胞也像动物细胞一样，会发生吸水或失水现象，吸水或失水同样与外界溶液的浓度有关。
图4-2成熟植物细胞模式图
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
细胞壁(全透性)
①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液具有浓度差
相当于半透膜？
细胞液与外界溶液之间存在浓度差
是否满足发生渗透作用的条件：
原生质层
伸缩性较小，主要作用是支持和保护作用。
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
实验结论
表达与交流
进一步探究
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是不是相当于一层半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
设计方案：将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。
设计方案、预期结果…
预期结果 ：由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会______；在清水中植物细胞的液泡又会______。
缩小
变大
3
实验步骤
实验步骤
盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片
1
2
3
4
滴清水
撕取洋葱鳞片叶外表皮
低倍镜观察
实验步骤
5
6
低倍镜观察
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引
中央液泡逐渐变小，颜色变深,原生质层与细胞壁逐渐分离;细胞大小基本不变。
3
实验步骤
实验步骤
7
8
在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引
低倍镜观察
中央液泡逐渐变大，颜色变浅,原生质层逐渐恢复到贴近细胞壁;细胞大小基本不变。
3
实验步骤
4
实验现象与结论
试剂 中央液泡变化 原生质层的位置 细胞大小
0.3g/mL蔗糖溶液
清水
逐渐变小，
颜色变深
原生质层脱离细胞壁
基本不变
基本不变
逐渐恢复原来位置
逐渐恢复原来大小，颜色变浅
0.3g/mL
蔗糖溶液
清水中
(1)现象
(2)结论：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞是通过渗透作用吸水
和失水的。
小结：质壁分离
①概念：
指原生质层和细胞壁发生分离的现象
②质壁分离的原因：
②外界溶液浓度大于细胞液的浓度，细胞失水
①原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
小结：质壁分离复原
①概念：
发生质壁分离的植物细胞因吸水，恢复为原来的状态。
②质壁分离复原的原因：
内因
外因
外界溶液浓度小于细胞液的浓度，细胞吸水
小结：能发生质壁分离或复原的细胞？
必须①活细胞 ②具有大液泡
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
洋葱鳞片叶内表皮细胞是成熟植物细胞， 有大液泡，能发生质壁分离及复原，但液泡无色，直接观察现象不明显
实验材料
黑藻含有大液泡和大而清晰的叶绿体，能观察到质壁分离及复原现象
联系生活
分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物耐盐碱？
盐碱地
耐盐碱植物-刺槐
拓展：植物细胞的质壁分离及复原实验有哪些应用？
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
无质壁
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
（细胞过度失水死亡将不能发生质壁分离复原）
不同植物细胞
同一浓度蔗糖溶液
镜检
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大
③比较不同植物细胞的细胞液浓度
④比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的
相同成熟细胞
未知
浓度的溶液
镜检
发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小
⑤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（如蔗糖溶液）
溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）
如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因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后的自动复原。
1.如图表示以紫色洋葱表皮细胞为实验材料，用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.3 g/mL的尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示开始用清水处理洋葱表皮)，测得的该细胞原生质体体积的变化，图中代表尿素溶液处理结果的是(　　)
A．a
B．b
C．c
D．d
清水：细胞吸水，细胞壁支撑保护作用
0.5 g/mL蔗糖：细胞质壁分离，蔗糖浓度过高，细胞失活，滴加清水后不能复原
0.3g/mL蔗糖：细胞质壁分离，滴加清水后质壁分离复原
0.3g/mL尿素：细胞质壁分离，能发生自动质壁分离复原
√
B
课堂小结
渗透装置
渗透作用原理
动物细胞
植物细胞
细胞膜
原生质层
半透膜
实例：
洋葱细胞
渗透吸水或失水
实例：
哺乳动物
红细胞
浓度差
被动运输
考点一
探究植物细胞的吸水和失水
目
录
CONTENTS
考点二
被动运输
自由扩散（简单扩散）
协助扩散（易化扩散）
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式
物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式
1
自由扩散
(1)概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
(2)特点
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白协助
③不需要消耗能量
(3)实例：
气体、水、尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子
细胞外
细胞内
(4)影响因素：
浓度差、温度
浓度差
扩散速度
能量
扩散速度
2
协助扩散
2
协助扩散
(1)概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散，叫做协助扩散(易化扩散)。
载体蛋白
通道蛋白
(2)特点
①顺浓度梯度运输
② 需要转运蛋白协助
③不需要消耗能量
(3)实例：
红细胞吸收葡萄糖、水通道蛋白等
浓度差、转运蛋白种类和数量、温度
浓度差
扩散速度
能量
扩散速度
(4)影响因素：
水分子很小，不带电荷但具有极性，尽管能够以自由扩散过膜，但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。
图4-5钾离子通道模式图
Roderick MacKinnon
水通道蛋白模式图(P68)
Peter Agre
(2)通道蛋白
20世纪80年代，科学家又从蚕豆保卫细胞中检测出K+的通道。1998年，美国科学家麦金农（R.Mackinon）解析了K+通道蛋白的立体结构。
1988年，美国科学家阿格雷从红细胞和肾小管细胞中分离出一种新的膜蛋白，后来证实了水通道蛋白的存在。
实例：水进出细胞的原理
课堂小结：