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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输优质教案
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输优质教案，共14页。教案主要包含了情境导入，活动一：阅读与思考，概括描述，核心归纳，思考讨论，联系生活，探究实践，拓展应用等内容，欢迎下载使用。
年级
高一年级
授课时间
2课时
课题
第1节 被动运输
教材分析
本节课的内容是在学生学习了细胞结构的基础上进行的，主要包括动物细胞的吸水和失水、植物细胞的吸水和失水、质壁分离及其复原实验、自由扩散和协助扩散等内容。在本节的“问题探讨”中，教材用一个物理渗透装置演示水分子通过半透膜的渗透。虽然半透膜不是细胞膜，但水分子通过半透膜与通过细胞膜的被动运输基本原理是一样的。 因此结合“讨论”中的三个问题，分析这个装置中水分渗透扩散的原理，可为后续学习“水进出细胞的原理”奠定基础。教材分别用动物细胞和植物细胞举例，归纳出渗透作用的原理。通过分析探讨水进出哺乳动物红细胞的实例，理解什么是渗透作用，发生渗透作用需要具备什么条件。植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞还有中央大液泡，这两个特点使得植物细胞的吸水和失水现象与动物细胞相比有明显区别。因此，教材对植物细胞的吸水与失水进行单独分析。“探究植物细胞的吸水和失水”是一个要求学生全程进行探究的实验，目的是希望通过这个实验，让学生进一步学习科学探究的一般方法。通过本节课的学习有利于学生巩固前面所学的知识，又能为学生学习后面的主动运输作好铺垫,在教材中起着承上启下的桥梁作用。
教学目标
1.阐明细胞膜的选择透过性。
2.阐明被动运输的原理和特点。
教学重、难点
1.教学重点
(1)被动运输的原理和特点。
(2)探究植物细胞的吸水和失水。
2.教学难点
(1)探究植物细胞的吸水和失水。
(2)转运蛋白的种类和作用。
教学过程
第一课时
教学内容
教师活动
学生活动
引入新课
【情境导入】
结合日常生活中常见的现象，提出问题。
1、连续嗑带盐的瓜子时，你的口腔和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？
学生思考回答：
1.干涩的感觉
2.有水分渗出
思考回答问题，对渗透作用现象有初步认识。
一、渗透作用
【活动一：阅读与思考】
播放教材P62页中“问题探讨”的实验视频，学生阅读相关内容。布置任务，展开问题探讨：
任务一：讨论渗透作用发生的条件
根据教材P62“问题探讨”中的渗透现象示意图，回答下列问题：
1.漏斗管内的液面为什么会升高?
由于单位体积的清水中水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数,因此单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。
2.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？
不会。原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。
3.如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的
液面会不会升高？为什么？
不会。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。
4.尝试概括渗透作用的发生需要具备怎样的条件？
①具有半透膜
②膜两侧溶液存在浓度差
【概括描述】
通过以上问题的探讨，引导学生建构扩散和渗透作用两个概念。
1.水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,称为渗透作用。
2.渗透作用方向：
3.扩散:分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
从扩散和渗透作用的示意图中，可以看出两种方式有什么异同吗？
渗透作用特指水分子或其它溶剂分子的扩散，而且是通过半透膜的扩散 。
【核心归纳】
1.水分子的运动规律
(1)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。
(2)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，溶液浓度高的一侧液面高(反之亦然，即液面高的一侧溶液浓度也高)；浓度差越大，液面高度差也越大。
观看实验视频，阅读相关内容。
思考任务中的问题，通过分析、讨论概括出渗透作用的发生需要具备的条件。进而概括出扩散和渗透作用两个概念，并结合图析概括渗透作用的方向。
观察扩散和渗透作用的示意图，归纳出两种方式的异同。
习题巩固
1.下图甲是渗透作用装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标代表时间。
下列叙述不正确的是( )
A.图甲所示装置中漏斗内溶液的浓度变化可用曲线图丙表示
B.水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线图乙表示
C.漏斗管内的液面高度变化可用曲线图丙表示
D.半透膜内外溶液的浓度差可用曲线图乙表示
【答案】A
【解析】由于漏斗内为30%的蔗糖溶液,漏斗外为蒸馏水,漏斗内溶液浓度高于漏斗外溶液浓度,水分子整体表现为由膜外进入膜内，蔗糖溶液浓度降低,可用曲线乙表示,A错误。水分子通过半透膜进入漏斗内的速率由膜内外两侧溶液的浓度差决定,由于水分子整体表现为由膜外进入膜内,膜两侧溶液的浓度差越来越小,水分子通过半透膜进入漏斗内的速率也逐渐下降,均可用曲线乙表示,B、D正确。随着水分子的进入，漏斗管内的液面逐渐上升,达到渗透平衡时停止，可用曲线丙表示,C正确。
故选A。
2.如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图。则下列关于液面的变化及相关叙述正确的是
A.a先降后升，b先升后降
B.a先升后降，b先降后升
C.当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等
D.当液面最终停止变化时，b侧浓度高于a侧
【答案】A
【解析】本实验中的半透膜只允许葡萄糖、水分子透过,而蔗糖分子不能透过。相同质量分数的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,由于葡萄糖的摩尔质量较小,其物质的量浓度就较大,水分子和葡萄糖都能透过半透膜,但分子小得多的水分子渗透速率要快得多。刚开始时水分子向物质的量浓度较大的葡萄糖溶液一侧渗透,所以b液面高于a液面。之后葡萄糖也逐渐透过半透膜到达a侧,使a侧浓度升高,水又反向渗透,a液面又高于b液面。因此,a先降后升,b先升后降。由于静水压的作用，当液面最终停止变化时,b侧浓度低于a侧。
故选A。
二、水进出细胞的原理
(一)动物细胞的吸水和失水
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，红细胞将会发生变化。展示动物细胞的吸水和失水实验结果图片，引导学生分析实验条件及现象。
动物细胞的细胞膜相当于半透膜，当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞吸水膨胀。当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩。当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，细胞形态不变。
【思考讨论】
展示一系列问题，分析水进出哺乳动物红细胞的原理，引导学生思考分组讨论，并作答。
1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于教材P62“问题探讨”所示装置中的什么物质？
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。
2.当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。
3.红细胞吸水和失水取决于什么条件？
取决于红细胞内外溶液的浓度差。
一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
4.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。
水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透作用。
水又是怎样进出植物细胞的呢?
(二)植物细胞的吸水和失水
【联系生活】
植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？
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。
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
展示成熟植物细胞的结构图，对比渗透装置。
【探究实践】
任务二：探究植物细胞的吸水和失水
1.现象：将放置一段时间的马铃薯切成如图所示形状，凹槽内倒入一定量清水，一段时间后液面下降；再将适量蔗糖加入凹槽清水中，一段时间后液面上升，请学生试解释上述现象。
分析讨论得出：凹槽内注入清水后，由于马铃薯细胞液浓度大于清水，马铃薯细胞吸水，导致清水液面下降；当向清水中加入适量蔗糖后，蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度，细胞失水，一段时间后导致液面升高。
2.探究植物细胞的吸水和失水
提出问题：水分进出细胞是通过渗遇作用吗?
原生质层是否相当于一层半透膜 ?
作出假设：原生质层相当于层半适膜
实验设计：①如果假设是正确的,当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时,细胞就会失水,液泡体积就会编小;当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时,细胞就会吸水，液泡体积就会增大。所以可以通过液泡体积的大小变化反映水分进出细胞的情况。
②如何使细胞外溶液的浓度升高或降低?
提供蔗糖溶液使细胞外溶液浓度升高，提供清水使细胞外溶液浓度降低。
③如何看到细胞,需要借助到什么材料和用具?
利用显微镜观察临时装片。
④用对实验结果作出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化?
由于原生质层相当于一层半透膜 ,水分子可以自由透过,而蔗糖分子不能透过。因此,在蔗糖溶液中植物细胞的中央液包会变小,发生质壁分离;加入清水后,当细胞波浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水就会透过原生质层进入细胞液,发生质壁分离的复原。
(4)实验材料的选择
a.下列细胞中能发生质壁分离的是 。
A.大蒜根尖分生区细胞
B.人的口腔上皮细胞
C.菠菜叶肉细胞
D.蛙的红细胞
E.洋葱鳞片叶外表皮细胞
F.洋葱鳞片叶内表皮细胞
CEF
b.若该细胞代表紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，则有色区域在___(用图中数字表示)；若是黑藻叶肉细胞，则有色区域在 (用图中数字表示)；若是洋葱鳞片叶内表皮细胞做实验材料，为使实验结果方便观察，外界溶液中滴加了红墨水，则有色区域在 (用图中数字表示)。
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播放植物细胞吸水和失水的实验过程视频。
(5)实验结果分析
①该实验过程共观察了3次，制作临时装片后观察，滴加蔗糖溶液后观察，再次滴加清水后观察。将结果记录在下表中。
②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？
观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的细胞状态形成对照。
③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。
有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，分析原因可能是什么？
蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。
(6)实验结论
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
引导学生分析总结出植物细胞发生质壁分离与复原的原因：
内因：原生质层相当于一层半透膜
原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
【拓展应用】
引导学生思考以下问题。
用物质的量浓度为2 ml·L－1的乙二醇溶液和2 ml·L－1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)体积变化情况如图所示。请回答：
2 min后，不同于处于2 ml·L－1的蔗糖溶液中的细胞，处于2 ml·L－1的乙二醇溶液中的细胞自动发生了 现象，发生该现象的原因是 _。当质壁分离复原后，此时细胞液的浓度 外界溶液浓度。
质壁分离复原
乙二醇分子进入细胞内，引起细胞液的浓度增大，细胞吸水使质壁分离自动复原
大于或等于
根据生活经验，结合动物细胞的吸水和失水实验结果图片，思考讨论问题，分析水进出哺乳动物红细胞的原理。
联系生活中实例，体会生活中植物细胞的吸水和失水的现象。
分析讨论解释现象，得出相应的结论。
探究植物细胞的吸水和失水现象，提出相应问题，作出适当假设，并设计实验思路。
对实验结果作出预测。
对实验材料进行选择。
观看实验视频。
对实验结果进行分析,思考回答有关问题。
通过对实验结果的分析得出实验结论。
总结植物细胞发生质壁分离与复原的原因。
思考讨论问题。
习题巩固
3.如图1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，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列说法正确的是
A.图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力减弱
B.图1所示结果只能在图2中C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
【解析】图1细胞若继续发生质壁分离，细胞失水，则该细胞的吸水能力不断错误,A正确;图1所示结果可能处于质壁分离过程中或者平衡状态，也可能处于质壁分离复原过程
中,因此可能在图2的C处或E处观察到,B错误;适当增大蔗糖溶液的浓度，使蔗糖溶液与细胞液的浓度差变大，质壁分离的速度加快,但如果蔗糖浓度过高,会导致细胞因失水
过多而死亡,不会发生质壁分离复原现象,C错误。
故选D。
4.(2023·安徽蚌埠高一检测)用物质的量浓度为2 ml·L－1的乙二醇溶液和同物质的量浓度的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体(植物细胞除去细胞壁后剩余的部分)体积变化情况，如图所示。下列相关叙述正确的是
A.在蔗糖溶液中，植物细胞体积明显逐渐减小
B.在d点时，蔗糖溶液中仍有水分子进出植物细胞
C.在0～240 s内，乙二醇没有通过细胞膜进入细胞内
D.在c点与a点代表体积相等时，推测植物细胞液浓度相同
【答案】B
【解析】在蔗糖溶液中，由于细胞失水，原生质体的体积明显缩小，但细胞壁伸缩性较小，细胞体积没有明显变化,A错误;水分子进出细胞的行为任何时刻都可发生,d点进出达到平衡,B正确;0～240s内，乙二醇通过细胞膜进入细胞内,导致细胞液浓度增大,细胞吸水导致质壁分离自动复原,C错误;c点相比a点,有部分乙二醇进入了细胞,c点的原生质体体积和a点的体积相等，但由于细胞壁的限制，二者的细胞液浓度未必相等,D错误。
故选B。
课堂小结
板书设计
第1节 被动运输
一、渗透作用
1.水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,称为渗透作用。
2.渗透作用方向：水分子是顺相对含量梯度跨膜运输。
3.扩散:分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
二、水进出细胞的原理
1.动物细胞的吸水和失水
2.植物细胞的吸水和失水
教学过程
第二课时
教学内容
教师活动
学生活动
温故知新
引导学生对比回顾动、植物细胞发生渗透作用条件、原理和不同条件下渗透现象。
动物细胞中①细胞膜相当于半透性膜，②细胞质与外界溶液具有浓度差。
植物细胞中①原生质层(由细胞膜、液泡膜和两层之间的细胞质组成)相当于半透膜，②细胞液与外界溶液具有浓度差。
对于动物细胞，当外界溶液浓度小于细胞质浓度，细胞吸水膨胀。当外界溶液浓度大于细胞质浓度，细胞失水皱缩。当外界溶液浓度等于细胞质浓度，细胞维持正常形态。
对于植物细胞，当外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞发生质壁分离现象。当外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破。当外界溶液浓度等于细胞液浓度，细胞维持正常形态。
回顾上节所学动、植物渗透作用条件、原理和在不同条件下的渗透现象。
情境导入
通过情境引出被动运输的概念，导入对被动运输的学习。
成人每昼夜生成的原尿量可达180 L，但每日排出的终尿量仅1～2 L，可见原尿经过肾小管和集合管时，约有99%的水分被重吸收回血液。再从成分比较，终尿与原尿也有很大差别，例如，原尿含葡萄糖，终尿无，肾小管上皮细胞如何对原尿中的物质进行重吸收的？
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物质所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。
思考情境中的问题，总结出被动运输的概念。
自由扩散和协助扩散
【布置任务】
任务一：探究气体和甘油等分子进出细胞的方式
资料1：科研人员对同种物质在人工膜(只含有磷脂双分子层)和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。
1.请学生根据图分析气体和甘油是如何进出细胞的？
人工膜和生物膜对气体和甘油的通透性相同，因此它们是通过扩散作用进出细胞的。
PPT展示氧气、二氧化碳通过磷脂双分子层动画，引导学生分析总结出自由扩散的概念、特点等。
自由扩散:物质通过简单扩散作用进出细胞。
特点:
①顺浓度梯度运输
②不需要载体
③不需要消耗能量
实例:如：氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等。
2.学生讨论推测，教师归纳阐述甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞。
甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层进出细胞。
任务二：探究水分子进出细胞的方式
1.由“生物膜和人工膜对同种物质的通透性差异”的实验结果，推测水分子是如何通过细胞膜的？
水分子通过细胞膜时的速率高于自由扩散的速率，由此推断细胞膜上可能存在特殊的水的跨膜运输方式。
资料2：科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一种疏水性跨膜蛋白AQP1。他将这种蛋白镶嵌在人工合成的脂质体上，并将镶嵌有AQP1的脂质体和普通脂质体同时放入蒸馏水中，每隔一段时间观察，结果如图所示。
2.由上述实验结果，你能得出什么推论？
疏水性跨膜蛋白AQP1能够加快水分子进入细胞的速率。
阐述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，后来经过实验获得了该蛋白的氨基酸序列结构，证实了水通道蛋白的存在。目前，人们已经从细菌、酵母菌、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白。
任务三：探究葡萄糖进出细胞的方式
资料3：人体血浆中的葡萄糖经肾小球滤过进入原尿后流经肾脏近曲小管，全部由位于管腔面的钠－葡萄糖共转运蛋白(SGLT)重吸收进入近曲小管上皮细胞，使得排出的尿液中不含葡萄糖。随后葡萄糖被位于肾脏近曲小管上皮细胞基底膜上的葡萄糖载体蛋白(GLUT)转运至组织液进而进入毛细血管，进入血浆的葡萄糖会被红细胞等吸收(注：ATP水解为ADP和Pi时放能)。
提出问题，学生分析讨论并作答。
1.载体蛋白(GLUT)将葡萄糖运出肾脏近曲小管上皮细胞时的运输特点是什么？
顺浓度梯度运输、不消耗能量、需要载体蛋白的协助。
2.如图表示人体成熟红细胞的部分结构和功能，葡萄糖进入红细胞时的运输特点是什么？
顺浓度梯度运输、不消耗能量、需要载体蛋白的协助。
PPT展示物质通过协助扩散方式进出细胞的动画，引导学生根据上述资料分析结果及动画归纳概括出协助扩散的概念、特点等。
协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。
特点:
①顺浓度梯度运输
②需要载体参与
③不需要消耗能量
实例:
红细胞吸收葡萄糖、
大部分的水跨膜运输
PPT播放物质的跨膜运输方式视频，对比几种物质跨膜运输方式。
【阅读阐述】
学生阅读教材P66页，阐述转运蛋白定义及类型。
(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:分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
列表对比载体蛋白和通道蛋白。
【知识拓展】
通过图片叙述通道蛋白的开放和关闭受到调控 。
通过图片分析载体蛋白的开启过程。
【思考讨论】
请学生对比自由扩散与协助扩散，回答问题：
1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗?为什么?
不需要。因为两者都是顺物质的浓度梯度。
2.自由扩散和协助扩散有什么异同?
共同点:都是顺物质的浓度梯度,不需要细胞消耗能量。
不同点:前者不需要蛋白质的协助,后者必须有蛋白质的协助。
3.为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输?
两者都是顺物质浓度梯度进行的,不需要细胞消耗能量,所以统称
为被动运输。
4.影响自由扩散和协助扩散的因素有哪些？
(1)膜内外物质浓度梯度的大小。
(2)某些物质的运输速率还与转运蛋白的数量有关。
(3)温度变化会影响物质运输速率。
展示图形，请学生判断:哪条曲线是自由扩散/协助扩散?
并在下面坐标上画出自由扩散和协助扩散的曲线图。
对资料1进行分析，探究气体和甘油等分子进出细胞的方式，总结出自由扩散的概念、特点。
讨论、推测甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞。
根据资料2探究水分子进出细胞的方式。
根据资料3探究葡萄糖进出细胞的方式。
根据上述资料分析结果及动画归纳概括出协助扩散的概念和特点。
观看物质的跨膜运输方式视频，对比几种物质跨膜运输方式。
阅读教材P66页，学习转运蛋白定义及类型。
对比载体蛋白和通道蛋白。
学习通道蛋白的开放和关闭的调控，及载体蛋白的开启过程。
对比自由扩散与协助扩散，思考回答有关问题。
判断自由扩散与协助扩散曲线图。
习题巩固
1.判断正误
(1)相对分子质量小的物质和离子都可以通过自由扩散进出细胞( × )
【解析】相对分子质量小的物质或离子的运输方式可能是自由扩散，也可能是协助扩散等其他方式。
(2)同种物质在不同情况下的运输方式可能不同( √ )
【解析】如:水分子可以通过协助扩散和自由扩散进出细胞。
(3)温度变化会影响分子通过细胞膜的速率( √ )
2.(2022·广东中山一中高一期中)协助扩散需要细胞膜上载体蛋白或通道蛋白的协助。如图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散速率比载体介导的快得多。下列有关叙述正确的是
A.该过程的运输速率与膜两侧浓度差完全呈正相关
B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的特异性
C.甲、乙两种方式均存在溶质分子与相应蛋白质的结合过程
D.该过程需要消耗能量
【答案】B
【解析】A、协助扩散需要转运蛋白的协助，其运输速率既与膜两侧浓度差相关，又与转运蛋白的数量相关，因此并不是与膜两侧浓度差完全呈正相关，A错误;
B、载体蛋白和通道蛋白均具有-定的特异性，B正确;
C、载体蛋白在转运离子或分子时会与离子或分子结合，而离子或分子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，C错误;
D、该过程为协助扩散，协助扩散不需要消耗能量，D错误。
故选B。
3.(2023·福建泉州高一月考)肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖，其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1，肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2，其运输的速率和葡萄糖浓度的关系如图所示。下列推测错误的是
A.协助扩散可以降低细胞内外葡萄糖的浓度差
B.a点与b点相比，制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1的数量
C.c点与a点相比，c点葡萄糖转运速率低的原因可能是肝细胞GLUT2少
D.载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率
【答案】B
【解析】A、协助扩散是将物质顺浓度梯度的运输,运输过程中，膜两侧的浓度差缩小，所以协助扩散可以降低细胞内外葡萄糖的浓度差,A正确;
B、a点与b点相比，载体蛋白GLUT1的数量一样多,制约葡萄糖转运速率的主要因素是葡萄糖的浓度,B错误;
C、c点与a点相比，两点葡萄糖浓度一样，因载体蛋白数量不同而运输速率不同,C正确;
D、与无蛋白质的磷脂双分子层相比，有载体蛋白时运输速率明显加快，所以载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率,D正确。
故选B。
课堂小结
板书设计
一、自由扩散
1.概念：物质通过简单扩散作用进出细胞
2.特点:
①顺浓度梯度运输
②不需要载体
③不需要消耗能量
3.实例:如：氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等
二、协助扩散
1.概念：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散
2.特点:
①顺浓度梯度运输
②需要载体参与
③不需要消耗能量
3.实例:
红细胞吸收葡萄糖、
大部分的水跨膜运输
年级
高一年级
授课时间
2课时
课题
第1节 被动运输
教材分析
本节课的内容是在学生学习了细胞结构的基础上进行的，主要包括动物细胞的吸水和失水、植物细胞的吸水和失水、质壁分离及其复原实验、自由扩散和协助扩散等内容。在本节的“问题探讨”中，教材用一个物理渗透装置演示水分子通过半透膜的渗透。虽然半透膜不是细胞膜，但水分子通过半透膜与通过细胞膜的被动运输基本原理是一样的。 因此结合“讨论”中的三个问题，分析这个装置中水分渗透扩散的原理，可为后续学习“水进出细胞的原理”奠定基础。教材分别用动物细胞和植物细胞举例，归纳出渗透作用的原理。通过分析探讨水进出哺乳动物红细胞的实例，理解什么是渗透作用，发生渗透作用需要具备什么条件。植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞还有中央大液泡，这两个特点使得植物细胞的吸水和失水现象与动物细胞相比有明显区别。因此，教材对植物细胞的吸水与失水进行单独分析。“探究植物细胞的吸水和失水”是一个要求学生全程进行探究的实验，目的是希望通过这个实验，让学生进一步学习科学探究的一般方法。通过本节课的学习有利于学生巩固前面所学的知识，又能为学生学习后面的主动运输作好铺垫,在教材中起着承上启下的桥梁作用。
教学目标
1.阐明细胞膜的选择透过性。
2.阐明被动运输的原理和特点。
教学重、难点
1.教学重点
(1)被动运输的原理和特点。
(2)探究植物细胞的吸水和失水。
2.教学难点
(1)探究植物细胞的吸水和失水。
(2)转运蛋白的种类和作用。
教学过程
第一课时
教学内容
教师活动
学生活动
引入新课
【情境导入】
结合日常生活中常见的现象，提出问题。
1、连续嗑带盐的瓜子时，你的口腔和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？
学生思考回答：
1.干涩的感觉
2.有水分渗出
思考回答问题，对渗透作用现象有初步认识。
一、渗透作用
【活动一：阅读与思考】
播放教材P62页中“问题探讨”的实验视频，学生阅读相关内容。布置任务，展开问题探讨：
任务一：讨论渗透作用发生的条件
根据教材P62“问题探讨”中的渗透现象示意图，回答下列问题：
1.漏斗管内的液面为什么会升高?
由于单位体积的清水中水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数,因此单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。
2.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？
不会。原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。
3.如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的
液面会不会升高？为什么？
不会。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。
4.尝试概括渗透作用的发生需要具备怎样的条件？
①具有半透膜
②膜两侧溶液存在浓度差
【概括描述】
通过以上问题的探讨，引导学生建构扩散和渗透作用两个概念。
1.水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,称为渗透作用。
2.渗透作用方向：
3.扩散:分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
从扩散和渗透作用的示意图中，可以看出两种方式有什么异同吗？
渗透作用特指水分子或其它溶剂分子的扩散，而且是通过半透膜的扩散 。
【核心归纳】
1.水分子的运动规律
(1)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。
(2)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，溶液浓度高的一侧液面高(反之亦然，即液面高的一侧溶液浓度也高)；浓度差越大，液面高度差也越大。
观看实验视频，阅读相关内容。
思考任务中的问题，通过分析、讨论概括出渗透作用的发生需要具备的条件。进而概括出扩散和渗透作用两个概念，并结合图析概括渗透作用的方向。
观察扩散和渗透作用的示意图，归纳出两种方式的异同。
习题巩固
1.下图甲是渗透作用装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标代表时间。
下列叙述不正确的是( )
A.图甲所示装置中漏斗内溶液的浓度变化可用曲线图丙表示
B.水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线图乙表示
C.漏斗管内的液面高度变化可用曲线图丙表示
D.半透膜内外溶液的浓度差可用曲线图乙表示
【答案】A
【解析】由于漏斗内为30%的蔗糖溶液,漏斗外为蒸馏水,漏斗内溶液浓度高于漏斗外溶液浓度,水分子整体表现为由膜外进入膜内，蔗糖溶液浓度降低,可用曲线乙表示,A错误。水分子通过半透膜进入漏斗内的速率由膜内外两侧溶液的浓度差决定,由于水分子整体表现为由膜外进入膜内,膜两侧溶液的浓度差越来越小,水分子通过半透膜进入漏斗内的速率也逐渐下降,均可用曲线乙表示,B、D正确。随着水分子的进入，漏斗管内的液面逐渐上升,达到渗透平衡时停止，可用曲线丙表示,C正确。
故选A。
2.如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图。则下列关于液面的变化及相关叙述正确的是
A.a先降后升，b先升后降
B.a先升后降，b先降后升
C.当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等
D.当液面最终停止变化时，b侧浓度高于a侧
【答案】A
【解析】本实验中的半透膜只允许葡萄糖、水分子透过,而蔗糖分子不能透过。相同质量分数的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,由于葡萄糖的摩尔质量较小,其物质的量浓度就较大,水分子和葡萄糖都能透过半透膜,但分子小得多的水分子渗透速率要快得多。刚开始时水分子向物质的量浓度较大的葡萄糖溶液一侧渗透,所以b液面高于a液面。之后葡萄糖也逐渐透过半透膜到达a侧,使a侧浓度升高,水又反向渗透,a液面又高于b液面。因此,a先降后升,b先升后降。由于静水压的作用，当液面最终停止变化时,b侧浓度低于a侧。
故选A。
二、水进出细胞的原理
(一)动物细胞的吸水和失水
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，红细胞将会发生变化。展示动物细胞的吸水和失水实验结果图片，引导学生分析实验条件及现象。
动物细胞的细胞膜相当于半透膜，当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞吸水膨胀。当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩。当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，细胞形态不变。
【思考讨论】
展示一系列问题，分析水进出哺乳动物红细胞的原理，引导学生思考分组讨论，并作答。
1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于教材P62“问题探讨”所示装置中的什么物质？
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。
2.当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。
3.红细胞吸水和失水取决于什么条件？
取决于红细胞内外溶液的浓度差。
一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
4.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。
水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透作用。
水又是怎样进出植物细胞的呢?
(二)植物细胞的吸水和失水
【联系生活】
植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？
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。
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
展示成熟植物细胞的结构图，对比渗透装置。
【探究实践】
任务二：探究植物细胞的吸水和失水
1.现象：将放置一段时间的马铃薯切成如图所示形状，凹槽内倒入一定量清水，一段时间后液面下降；再将适量蔗糖加入凹槽清水中，一段时间后液面上升，请学生试解释上述现象。
分析讨论得出：凹槽内注入清水后，由于马铃薯细胞液浓度大于清水，马铃薯细胞吸水，导致清水液面下降；当向清水中加入适量蔗糖后，蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度，细胞失水，一段时间后导致液面升高。
2.探究植物细胞的吸水和失水
提出问题：水分进出细胞是通过渗遇作用吗?
原生质层是否相当于一层半透膜 ?
作出假设：原生质层相当于层半适膜
实验设计：①如果假设是正确的,当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时,细胞就会失水,液泡体积就会编小;当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时,细胞就会吸水，液泡体积就会增大。所以可以通过液泡体积的大小变化反映水分进出细胞的情况。
②如何使细胞外溶液的浓度升高或降低?
提供蔗糖溶液使细胞外溶液浓度升高，提供清水使细胞外溶液浓度降低。
③如何看到细胞,需要借助到什么材料和用具?
利用显微镜观察临时装片。
④用对实验结果作出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化?
由于原生质层相当于一层半透膜 ,水分子可以自由透过,而蔗糖分子不能透过。因此,在蔗糖溶液中植物细胞的中央液包会变小,发生质壁分离;加入清水后,当细胞波浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水就会透过原生质层进入细胞液,发生质壁分离的复原。
(4)实验材料的选择
a.下列细胞中能发生质壁分离的是 。
A.大蒜根尖分生区细胞
B.人的口腔上皮细胞
C.菠菜叶肉细胞
D.蛙的红细胞
E.洋葱鳞片叶外表皮细胞
F.洋葱鳞片叶内表皮细胞
CEF
b.若该细胞代表紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，则有色区域在___(用图中数字表示)；若是黑藻叶肉细胞，则有色区域在 (用图中数字表示)；若是洋葱鳞片叶内表皮细胞做实验材料，为使实验结果方便观察，外界溶液中滴加了红墨水，则有色区域在 (用图中数字表示)。
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播放植物细胞吸水和失水的实验过程视频。
(5)实验结果分析
①该实验过程共观察了3次，制作临时装片后观察，滴加蔗糖溶液后观察，再次滴加清水后观察。将结果记录在下表中。
②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？
观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的细胞状态形成对照。
③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。
有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，分析原因可能是什么？
蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。
(6)实验结论
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
引导学生分析总结出植物细胞发生质壁分离与复原的原因：
内因：原生质层相当于一层半透膜
原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
【拓展应用】
引导学生思考以下问题。
用物质的量浓度为2 ml·L－1的乙二醇溶液和2 ml·L－1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)体积变化情况如图所示。请回答：
2 min后，不同于处于2 ml·L－1的蔗糖溶液中的细胞，处于2 ml·L－1的乙二醇溶液中的细胞自动发生了 现象，发生该现象的原因是 _。当质壁分离复原后，此时细胞液的浓度 外界溶液浓度。
质壁分离复原
乙二醇分子进入细胞内，引起细胞液的浓度增大，细胞吸水使质壁分离自动复原
大于或等于
根据生活经验，结合动物细胞的吸水和失水实验结果图片，思考讨论问题，分析水进出哺乳动物红细胞的原理。
联系生活中实例，体会生活中植物细胞的吸水和失水的现象。
分析讨论解释现象，得出相应的结论。
探究植物细胞的吸水和失水现象，提出相应问题，作出适当假设，并设计实验思路。
对实验结果作出预测。
对实验材料进行选择。
观看实验视频。
对实验结果进行分析,思考回答有关问题。
通过对实验结果的分析得出实验结论。
总结植物细胞发生质壁分离与复原的原因。
思考讨论问题。
习题巩固
3.如图1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，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列说法正确的是
A.图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力减弱
B.图1所示结果只能在图2中C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
【解析】图1细胞若继续发生质壁分离，细胞失水，则该细胞的吸水能力不断错误,A正确;图1所示结果可能处于质壁分离过程中或者平衡状态，也可能处于质壁分离复原过程
中,因此可能在图2的C处或E处观察到,B错误;适当增大蔗糖溶液的浓度，使蔗糖溶液与细胞液的浓度差变大，质壁分离的速度加快,但如果蔗糖浓度过高,会导致细胞因失水
过多而死亡,不会发生质壁分离复原现象,C错误。
故选D。
4.(2023·安徽蚌埠高一检测)用物质的量浓度为2 ml·L－1的乙二醇溶液和同物质的量浓度的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体(植物细胞除去细胞壁后剩余的部分)体积变化情况，如图所示。下列相关叙述正确的是
A.在蔗糖溶液中，植物细胞体积明显逐渐减小
B.在d点时，蔗糖溶液中仍有水分子进出植物细胞
C.在0～240 s内，乙二醇没有通过细胞膜进入细胞内
D.在c点与a点代表体积相等时，推测植物细胞液浓度相同
【答案】B
【解析】在蔗糖溶液中，由于细胞失水，原生质体的体积明显缩小，但细胞壁伸缩性较小，细胞体积没有明显变化,A错误;水分子进出细胞的行为任何时刻都可发生,d点进出达到平衡,B正确;0～240s内，乙二醇通过细胞膜进入细胞内,导致细胞液浓度增大,细胞吸水导致质壁分离自动复原,C错误;c点相比a点,有部分乙二醇进入了细胞,c点的原生质体体积和a点的体积相等，但由于细胞壁的限制，二者的细胞液浓度未必相等,D错误。
故选B。
课堂小结
板书设计
第1节 被动运输
一、渗透作用
1.水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散,称为渗透作用。
2.渗透作用方向：水分子是顺相对含量梯度跨膜运输。
3.扩散:分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
二、水进出细胞的原理
1.动物细胞的吸水和失水
2.植物细胞的吸水和失水
教学过程
第二课时
教学内容
教师活动
学生活动
温故知新
引导学生对比回顾动、植物细胞发生渗透作用条件、原理和不同条件下渗透现象。
动物细胞中①细胞膜相当于半透性膜，②细胞质与外界溶液具有浓度差。
植物细胞中①原生质层(由细胞膜、液泡膜和两层之间的细胞质组成)相当于半透膜，②细胞液与外界溶液具有浓度差。
对于动物细胞，当外界溶液浓度小于细胞质浓度，细胞吸水膨胀。当外界溶液浓度大于细胞质浓度，细胞失水皱缩。当外界溶液浓度等于细胞质浓度，细胞维持正常形态。
对于植物细胞，当外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞发生质壁分离现象。当外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破。当外界溶液浓度等于细胞液浓度，细胞维持正常形态。
回顾上节所学动、植物渗透作用条件、原理和在不同条件下的渗透现象。
情境导入
通过情境引出被动运输的概念，导入对被动运输的学习。
成人每昼夜生成的原尿量可达180 L，但每日排出的终尿量仅1～2 L，可见原尿经过肾小管和集合管时，约有99%的水分被重吸收回血液。再从成分比较，终尿与原尿也有很大差别，例如，原尿含葡萄糖，终尿无，肾小管上皮细胞如何对原尿中的物质进行重吸收的？
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物质所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。
思考情境中的问题，总结出被动运输的概念。
自由扩散和协助扩散
【布置任务】
任务一：探究气体和甘油等分子进出细胞的方式
资料1：科研人员对同种物质在人工膜(只含有磷脂双分子层)和生物膜中的透性做了比较，结果如下图。
1.请学生根据图分析气体和甘油是如何进出细胞的？
人工膜和生物膜对气体和甘油的通透性相同，因此它们是通过扩散作用进出细胞的。
PPT展示氧气、二氧化碳通过磷脂双分子层动画，引导学生分析总结出自由扩散的概念、特点等。
自由扩散:物质通过简单扩散作用进出细胞。
特点:
①顺浓度梯度运输
②不需要载体
③不需要消耗能量
实例:如：氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等。
2.学生讨论推测，教师归纳阐述甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞。
甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层进出细胞。
任务二：探究水分子进出细胞的方式
1.由“生物膜和人工膜对同种物质的通透性差异”的实验结果，推测水分子是如何通过细胞膜的？
水分子通过细胞膜时的速率高于自由扩散的速率，由此推断细胞膜上可能存在特殊的水的跨膜运输方式。
资料2：科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一种疏水性跨膜蛋白AQP1。他将这种蛋白镶嵌在人工合成的脂质体上，并将镶嵌有AQP1的脂质体和普通脂质体同时放入蒸馏水中，每隔一段时间观察，结果如图所示。
2.由上述实验结果，你能得出什么推论？
疏水性跨膜蛋白AQP1能够加快水分子进入细胞的速率。
阐述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，后来经过实验获得了该蛋白的氨基酸序列结构，证实了水通道蛋白的存在。目前，人们已经从细菌、酵母菌、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白。
任务三：探究葡萄糖进出细胞的方式
资料3：人体血浆中的葡萄糖经肾小球滤过进入原尿后流经肾脏近曲小管，全部由位于管腔面的钠－葡萄糖共转运蛋白(SGLT)重吸收进入近曲小管上皮细胞，使得排出的尿液中不含葡萄糖。随后葡萄糖被位于肾脏近曲小管上皮细胞基底膜上的葡萄糖载体蛋白(GLUT)转运至组织液进而进入毛细血管，进入血浆的葡萄糖会被红细胞等吸收(注：ATP水解为ADP和Pi时放能)。
提出问题，学生分析讨论并作答。
1.载体蛋白(GLUT)将葡萄糖运出肾脏近曲小管上皮细胞时的运输特点是什么？
顺浓度梯度运输、不消耗能量、需要载体蛋白的协助。
2.如图表示人体成熟红细胞的部分结构和功能，葡萄糖进入红细胞时的运输特点是什么？
顺浓度梯度运输、不消耗能量、需要载体蛋白的协助。
PPT展示物质通过协助扩散方式进出细胞的动画，引导学生根据上述资料分析结果及动画归纳概括出协助扩散的概念、特点等。
协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。
特点:
①顺浓度梯度运输
②需要载体参与
③不需要消耗能量
实例:
红细胞吸收葡萄糖、
大部分的水跨膜运输
PPT播放物质的跨膜运输方式视频，对比几种物质跨膜运输方式。
【阅读阐述】
学生阅读教材P66页，阐述转运蛋白定义及类型。
(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:分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
列表对比载体蛋白和通道蛋白。
【知识拓展】
通过图片叙述通道蛋白的开放和关闭受到调控 。
通过图片分析载体蛋白的开启过程。
【思考讨论】
请学生对比自由扩散与协助扩散，回答问题：
1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗?为什么?
不需要。因为两者都是顺物质的浓度梯度。
2.自由扩散和协助扩散有什么异同?
共同点:都是顺物质的浓度梯度,不需要细胞消耗能量。
不同点:前者不需要蛋白质的协助,后者必须有蛋白质的协助。
3.为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输?
两者都是顺物质浓度梯度进行的,不需要细胞消耗能量,所以统称
为被动运输。
4.影响自由扩散和协助扩散的因素有哪些？
(1)膜内外物质浓度梯度的大小。
(2)某些物质的运输速率还与转运蛋白的数量有关。
(3)温度变化会影响物质运输速率。
展示图形，请学生判断:哪条曲线是自由扩散/协助扩散?
并在下面坐标上画出自由扩散和协助扩散的曲线图。
对资料1进行分析，探究气体和甘油等分子进出细胞的方式，总结出自由扩散的概念、特点。
讨论、推测甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞。
根据资料2探究水分子进出细胞的方式。
根据资料3探究葡萄糖进出细胞的方式。
根据上述资料分析结果及动画归纳概括出协助扩散的概念和特点。
观看物质的跨膜运输方式视频，对比几种物质跨膜运输方式。
阅读教材P66页，学习转运蛋白定义及类型。
对比载体蛋白和通道蛋白。
学习通道蛋白的开放和关闭的调控，及载体蛋白的开启过程。
对比自由扩散与协助扩散，思考回答有关问题。
判断自由扩散与协助扩散曲线图。
习题巩固
1.判断正误
(1)相对分子质量小的物质和离子都可以通过自由扩散进出细胞( × )
【解析】相对分子质量小的物质或离子的运输方式可能是自由扩散，也可能是协助扩散等其他方式。
(2)同种物质在不同情况下的运输方式可能不同( √ )
【解析】如:水分子可以通过协助扩散和自由扩散进出细胞。
(3)温度变化会影响分子通过细胞膜的速率( √ )
2.(2022·广东中山一中高一期中)协助扩散需要细胞膜上载体蛋白或通道蛋白的协助。如图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散速率比载体介导的快得多。下列有关叙述正确的是
A.该过程的运输速率与膜两侧浓度差完全呈正相关
B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的特异性
C.甲、乙两种方式均存在溶质分子与相应蛋白质的结合过程
D.该过程需要消耗能量
【答案】B
【解析】A、协助扩散需要转运蛋白的协助，其运输速率既与膜两侧浓度差相关，又与转运蛋白的数量相关，因此并不是与膜两侧浓度差完全呈正相关，A错误;
B、载体蛋白和通道蛋白均具有-定的特异性，B正确;
C、载体蛋白在转运离子或分子时会与离子或分子结合，而离子或分子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，C错误;
D、该过程为协助扩散，协助扩散不需要消耗能量，D错误。
故选B。
3.(2023·福建泉州高一月考)肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖，其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1，肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2，其运输的速率和葡萄糖浓度的关系如图所示。下列推测错误的是
A.协助扩散可以降低细胞内外葡萄糖的浓度差
B.a点与b点相比，制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1的数量
C.c点与a点相比，c点葡萄糖转运速率低的原因可能是肝细胞GLUT2少
D.载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率
【答案】B
【解析】A、协助扩散是将物质顺浓度梯度的运输,运输过程中，膜两侧的浓度差缩小，所以协助扩散可以降低细胞内外葡萄糖的浓度差,A正确;
B、a点与b点相比，载体蛋白GLUT1的数量一样多,制约葡萄糖转运速率的主要因素是葡萄糖的浓度,B错误;
C、c点与a点相比，两点葡萄糖浓度一样，因载体蛋白数量不同而运输速率不同,C正确;
D、与无蛋白质的磷脂双分子层相比，有载体蛋白时运输速率明显加快，所以载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率,D正确。
故选B。
课堂小结
板书设计
一、自由扩散
1.概念：物质通过简单扩散作用进出细胞
2.特点:
①顺浓度梯度运输
②不需要载体
③不需要消耗能量
3.实例:如：氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等
二、协助扩散
1.概念：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散
2.特点:
①顺浓度梯度运输
②需要载体参与
③不需要消耗能量
3.实例:
红细胞吸收葡萄糖、
大部分的水跨膜运输
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