2020版高考生物第二单元细胞的基本结构和物质的运输第6讲细胞的物质输入和输出讲义

第6讲细胞的物质输入和输出

［考纲要求］L物质出入细胞的方式（II）。2.实验：（1）通过模拟实验探究膜的透性；（2）观

察植物细胞的质壁分离和复原。

考点一物质跨膜运输的实例

■知识梳理夯实基础强化要点

------------------7-----------------

1.渗透作用

（1）概念：指水分子（或其他溶剂分子）通过生透膜的扩散过程。

（2）渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。

2.动、植物细胞的吸水和失水

（1）动物细胞的吸水和失水

①原理浓度荐

细胞质与外界溶液间JL存浓度差

②现象

外界溶液浓度〈细胞质浓度细胞吸水膨胀；

外界溶液浓度》细胞质浓度细胞失水皱缩:

外界溶液浓度=细胞质浓度水分进出平衡。

r概念辨析'半透膜与选择透过性膜的比较

a.区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是

具有活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体

蛋白失活后，其选择透过性丧失。

b.共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子通过。

（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）

①原理

细胞液：和外界溶液存在浓度茏

②现象

a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分

离现象。

b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞吸

水，发生质壁分感复原现象。

3.物质跨膜运输的其他实例

（1）植物对无机盐离子的吸收

①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。

②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。

（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆（填“逆”或“顺”）浓度梯度进行的。

⑶不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。

「常考基础诊断」

（1）渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度（x）

（2）在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜（x）

（3）揩动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用（x）

（4）植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核（x）

（5）无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的（x）

「教材热点拓展」

如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图（箭头大小代表水分子

数的多少）。请回答下列问题：

（1）若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现如图所示哪种现象？分析原因。

提示会出现如图甲所示现象。将人的成熟红细胞放入清水中，由于发生渗透作用，从细胞

外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水。

（2）若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图所示哪种现象？

达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图中哪一种？

提示将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细

胞失水，如图丙所示；达到平衡状态时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示。

（3）若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终会不会涨破？为什

么？

提示细胞不会涨破，因为植物细胞有细胞壁的保护。

重点剖析点击重点攻克难点

1.渗透作用原理的应用

(1)验证渗透作用发生的条件

:S,溶液:："1%的也就溶液一型

△in

$溶液:4，%的快糖溶液时间

海透作用

»=>的发生需

有浓度差

*E口S,溶液：30%的桂糖溶液三曳》*>()<

京卡喝S,溶液:清水时间

渗透作用

»益的发生需

有华透膜

S1溶液：3"%的怅融溶液W-AMJ

S,溶液：清水时间

(2)比较不同溶液浓度的大小

比较项目漏斗内烧杯内

溶液浓度MN

①若漏斗内液面上升，则M>N

现象及结论②若漏斗内液面不变，贝UM=N

③若漏斗内液面下降，则M〈N

(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)

烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论

变蓝不变蓝碘能通过半透膜，而淀粉不能

不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘不能

变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜

不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜

2.成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较

项目渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成的渗透系统

图解

原生质层一一相当于半透膜;

基本条件半透膜、浓度差

浓度差一一细胞液与外界溶液之间的浓度差

原理水分子通过半透膜的扩散水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之

作用间发生扩散

水扩散

低浓度溶液f高浓度溶液

总趋势

■命题探究预测考向总结方法

-------------------------------------------■--------

命题点一渗透作用的原理及应用分析

1.某同学设计的渗透装置实验如图所示（开始时状态），烧杯中盛放有蒸憎水。图中猪膀胱膜

允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液一段时间后再加入蔗糖酶（微量）。有关该

实3佥描述正确的是（）

尸阂8水

丁糖和熊

翻梅溶液

偌膀胱膜

A.漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降

B.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液面基本相平

C.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变

D.加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖

答案B

解析长颈漏斗中开始有蔗糖溶液，渗透压较高，液面上升，加酶后蔗糖在蔗糖酶的作用下

分解为葡萄糖和果糖，溶质分子数目增多，渗透压更高，液面继续上升，但是单糖分子可以

通过半透膜进入烧杯中，使漏斗内液面下降，最终漏斗内外液面基本相平，B项正确。

2.（2018•曲靖模拟）如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始

时，液面a和b平齐。下列判断不正确的是（）

A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面a会下降，液面b会上升

B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面会上升，液面

b会下降

C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度不一定相等

D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等

答案D

解析如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则水主要向乙一侧扩散，则液面a会下

降，液面b会上升，A项正确；如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数

相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量浓度大于乙，则液面a会上升，

液面b会下降，B项正确；当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，由于两侧的液面高度差可

能不同，因此甲、乙溶液的浓度不一定相等，甲、乙溶液的渗透压也不一定相等，故C项正

确、D项错误。

命题点二动植物细胞吸水与失水的分析

3.（2019•郑州质检）将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸

泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是（）

BE

A.图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高

B.浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量

C.若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状

D.上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较：c>b>a

答案D

解析分析题图可知，a组细胞基本可以维持原状，b组细胞吸水膨胀，c组细胞失水皱缩；

与a组相比，b组细胞吸水，细胞内液渗透压降低；向a组烧杯中加入少量葡萄糖后，首先

会使外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压，从而使细胞失水皱缩，后来葡萄糖通过协助扩散

的方式进入细胞内，造成细胞内液渗透压大于外界溶液，细胞吸水恢复原状；细胞形态的改

变是细胞通过渗透作用失水或吸水造成的，不消耗ATP。

4.（2018•博雅闻道第一次联合质检）将洋葱某部位细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发

现其原生质体体积自行变化趋势如图所示，下列说法正确的是（）

A.该部位可能位于洋葱的根尖分生区

B.物质A可能为2mol/L的蔗糖溶液

C.该细胞出现质壁分离现象后又自动复原

D.原生质体相对体积恢复到100%后无水进出

答案C

解析洋葱根尖分生区细胞没有大液泡，不能发生质壁分离，A项错误；植物细胞在蔗糖溶

液中不能发生质壁分离自动复原的现象，B项错误；分析题图可知，原生质体的相对体积先

减小后增大，最终恢复到100%,说明该细胞出现质壁分离现象后又自动复原，C项正确；当

原生质体相对体积恢复到100%后依然有水分子进出，D项错误。

t科学思维1两种方法判断细胞的吸水、失水

(1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时,

细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液浓度与细胞液的

浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，处于动态平衡。

(2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。

考点二物质出入细胞的方式及影响因素

■知识梳理夯实基础强化要点

1.各种物质出入细胞方式的比较

物质出入细被动运输

主动运输胞吞胞吐

胞的方式自由扩散协助扩散

细

胞4

外细电底内

外内外两1承内棘11腰

::・•」・

图例

分

解也二

父

泌

5,::・

物

运输方向高浓度f低浓度低浓度f高浓度胞外f胞内胞内f胞外

是否需要

否是是木

载体

是否消耗

否查是是

能量

0、CO、HO、

222人的红细小肠上皮细胞吸胰岛素、消

甘油、乙吞噬细胞吞

举例胞吸收葡收葡萄糖、氨基化酶、抗体

醇、苯的跨噬抗原

萄穗酸、无机盐等的分泌

膜运输

t特别提醒，⑴从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输，因为逆浓度梯度运输需

要消耗能量。

(2)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,

力、肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。

(3)Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散进出细胞。

(4)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐作用。

2.影响物质跨膜运输因素的分析

(1)浓度差对物质跨膜运输的影响

运

输福(｝点开始受裁体

,

速数1的限制

°浓度兼°浓度差

自由犷散协助犷散，主动运输

浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散

中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体蛋白投量的限制。

(2)载体蛋白数量对跨膜运输的影响

运

运

一

输

输

常

速

速

速

率

率

率

°栽体蛋白数城°栽体蛋白数量°破体发白数喷

自小扩散林助扩散主动运输

载体蛋白牛要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，协助扩散载体蛋白数量越

多，运输速率越大；主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加，可能原因

是受能量供应限制。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。

(3)氧气含量对跨膜运输的影响

通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。

运

运

输

输

速

速

率

率

P

o辄气含St料气含量

自由扩散或协加散

主动运输

①P点时：无氧典为物质的运输提供能量。

②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。

③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输

速率不再增加。

(4)温度

磅/生物膜的流动性、

温度一＜^.响物质运

金^1»活性0挪速率r输速率

「常考基础诊断」

(1)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内(X)

(2)Na+与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输(M)

⑶细胞外液中的K+进入神经细胞属于自由扩散（x）

（4）液泡中积累了大量离子，故液泡膜不具有选择透过性（x）

（5）主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢（x）

（6）人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白的协助（x）

（7）新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量（M）

（8）激素必须通过主动运输进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节（x）

[■教材热点拓展」

1.分析物质进出细胞的有关图像

细

胞

内

浓

度

（1）图甲、乙所示物质进出细胞的方式一样吗？为什么？

提示不一样。图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输，为主动运输；图乙中物质顺浓度梯

度运输，需要载体蛋白，但不消耗能量，为协助扩散。

（2）图乙所示的运输方式也可以逆浓度梯度进行吗？

提示不能，逆浓度梯度运输一定消耗能量。

（3）只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗？

提示不是，消耗能量的运输方式除了主动运输，还有胞吞和胞吐以及穿越核孔的运输方式。

2.完善物质跨膜运输方式图解

■命题探究预测考向总结方法

-------------------N-------------------

命题点一物质跨膜运输方式的判断

1.（2018•全国n,2）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（）

A.吞噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散

B.固醵类激素进入靶细胞的过程属于主动运输

C.神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输

D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输

答案C

解析吞噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A项错误；固醇类激素如性激素以自由扩散的

方式进入靶细胞，B项错误；静息状态时，神经细胞膜外的Na+浓度高于膜内，受到刺激时

产生的Na+内流是由通道蛋白协助的被动运输，C项正确；护肤品中的甘油属于小分子脂溶

性物质，以自由扩散的方式进入皮肤细胞，D项错误。

2.（2018•合肥检测D主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na+、葡

萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是（）

小杨1:皮细胞

A.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输

B.Na+从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输

C.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na+从肠腔进入小肠上皮细胞相伴随

D.Na+从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从〃,肠上皮细胞到组织液均为被动运输

答案A

解析由图可知，葡萄糖从肠腔逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，属于主动运输，需消耗能量，

A项错误；Na+从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的，需要载体蛋白协助并需要消

耗ATP,属于主动运输，B项正确；从图示可看出，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与+从肠

腔进入小肠上皮细胞共用一个载体，C项正确；Na+从肠腔迸入小肠上皮细胞的方式是协助扩

散，葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的方式也是协助扩散均为被动运输，D项正确。

工科学思维3“三看法”快速判定物质出入细胞的方式

低浓度一►高浓度_一定为主动运输

不甯我体占

L-JU高点度—*/，衣皮■目由丁敢

工地一作助犷傲

小」岳母r协助扩散

卫她自由扩散

三"也存、鸵吐

耗能

•据分子大小一

小分孑一上4亚9

水、布溶性物网,气体一日小如必

也细—般为主动运埼

命题点二影响物质跨膜运输的因素分析

3.（2015•全国H,1）将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭

培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表:

培养瓶中气体温度/匕离子相对吸收量小

空气17100

/现=/一=L1710

空气328

下列分析正确的是（）

A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收

B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关

C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP

D.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收

答案A

解析温度为17C条件下，氮气（缺氧）环境中该植物幼根对离子的吸收量比氧气环境中低，

说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根吸收该离子为主动运输，A项正

确、D项错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需要消耗ATP,此时幼根消耗的ATP

是无氧呼吸产生的，C项错误；空气中培养，温度为17C时，离子吸收量明显高于3℃时，

可知该植物幼根对该离子的吸收与温度有关，B项错误。

4.（2019•湖南五市十校高三一模）人体细胞膜上存在一种蛋白质离子通道，在膜电位发生变

化时，蛋白质通道的闸门开启或关闭，完成无机盐离子进出细胞的运输。如图所示为物质进

出细胞的三种途径，下列说法正确的是（）

A.膜电位由静息电位变为动作电位时，Ca+通道蛋白开启

B.影响途径①的因素只有物质的浓度差

C.温度只影响物质进出细胞方式中途径③的速率

1）.甲物质是ATP,可为途径②和③提供能量

答案A

解析分析题图可知，膜电位由内负外正的静息电位变为内正外负的动作电位时，+通道

蛋白开启，Caz+内流，A正确；途径①是葡萄糖从高浓度一侧向低浓度一侧运输且需要载体

协助，运输方式为协助扩散，该运输方式不仅受物质的浓度差影响，还受载体蛋白的数量影

响，B错误；温度可影响ATP的合成及膜上蛋白质的运动，途径③为胞吐，需要消耗能量，

途径①②都需要载体蛋白协助，因此运输速率都与温度有关，C错误；甲物质是细胞呼吸第

一阶段和有氧呼吸第二、三阶段所产生的ATP,ATP为途径③胞吐提供能量，途径②依赖蛋白

通道的开启，不消耗能量，D错误。

命题点三物质跨膜运输的有关探究实验分析

5.（2017•海南，6）将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养

液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得

甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是（）

A.给营养液通入空气有利于该植物的生长

B.根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散

C.根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗

D.根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收

答案B

解析由题目给出的信息“甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的"，说明根对a离子

的吸收过程属于主动运输，主动运输需要能量和载体蛋白，B项错误，C项正确；给营养液通

入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a离子的吸收，

有利于该植物的生长，A、D项正确。

6.（2018•天津河西区高三三模）慕尼黑工业大学的教授构建了一个能自己移动和改变形态的

“类细胞”模型，由膜外壳和填入物构成。请回答下列问题：

⑴该模型类似于__________________产生的囊泡，其边界（膜外壳）由_________________组

成。

⑵该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础，另外还需要填入

作为直接能源。

（3）将该结构置于一定浓度的K+溶液中一段时间，检测发现K+不能进入其中。你认为应怎样

对该模型进行改造？并写出理由。___________________________________________________

__________________________________________________________________________________P

答案（D内质网、高尔基体磷脂分子

（2）ATP

（3）在其膜外壳中加入K+的载体蛋白，因为K+进入细胞的跨膜运输方式是主动运输，需要相

应载体蛋白的协助

解析（D细胞中能产生囊泡的细胞器有内质网和高尔基体;该模型的边界（膜外壳）是由磷脂

分子构成的。

（2）生物体生命活动所需能量的直接来源是ATPO

(3)K+进入细胞的跨膜运输方式为主动运输，需要相应的载体的协助，并消耗能量。若将该

结构置于一定浓度的K+溶液中一段时间，检测发现K+不能进入其中，说明膜上缺乏相应的

载体蛋白，因此应该在其膜外壳中加入K+的载体蛋白。

t科学探究，探究物质跨膜运输方式的实验设计思路

(1)探究是主动运输还是被动运输

L对某离子吸收减_主动

植株•…运统

⑵探究是自由扩散还是协助扩散

对某离子吸收减一悔助

蛋白质抑制剂旧或停止犷傲

植幡♦培保液

不影响离子吸收—短,K

考点三观察植物细胞的质壁分离和复原

■实验解读吃透原理理清流程

1.实验原理

(D成熟的植物细胞的原生质层相当于一层坐透膜。

(2)细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。

(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。

2.实验步骤

制作洋葱鳞片叶外表皮好时装片

用低倍&微镜观察14•个紫色的中央大液泡

2原生质层紧贴细胞壁

盖玻片I

啦般浓度为吸水纸吸引

U.3g/mL的剜K溶液L—j-J

①中央液泡逐渐变小.。色变深

用低倍显微镜观察

②原生班层与细胞壁逐渐分离

圣玻片、

谭

吸水纸吸引靖水

用低倍显工察｛

1中央液泡逐渐变大.颜色变我

.2原生败层逐渐贴近细胞壁

3.现象与结论

刖:嗖分点1啦收浓度为

g3g/ml她族新溶液)

埃壁分离复原

领(清水)

r归纳总、结」(i)本实验存在两组对照实验

经用1■浓度为0.3g/mL的策聘溶液处

理后发生康里分离的洋葱集片叶外米

皮细电

(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性

的，且有水分子通过原生质层渗出来。

・关键点拨把握关键注屯细节

、---------

1.不同外界溶液中植物细胞的变化分析

将成熟植物的细胞依次浸于蒸憎水、物质的量浓度为0.3mol/L的蔗糖溶液和0.5mol/L的

尿素溶液中，原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间变化如图，分析如下:

原

晶

俏

的

体

枳

相

对

值

(DA曲线表示细胞在蒸福水中：细胞略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能

无限膨胀。

(2)B曲线表示细胞在0.5mol/L的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于

尿素能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原；KNOy甘油、乙二醇等溶液中

也可发生质壁分离后自动复原现象。

(3)C曲线表示细胞在0.3mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不

能发生自动复原。

2.质壁分离和复原实验的拓展应用

(1)判断成熟植物细胞的死活

得AM成熟桢L

物细胞

-幢检7发'.壁分由一活细胞

i不发生嫉壁分离一死细胞

一定浓度的

前麓溶液

(2)测定细胞液浓度范围

.细胞液浓度介于未发生质壁分离

镀检i和刚发生亚壁分离的两做精溶液

.浓度之间

（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度

不同成熟植物

卿电发生匝壁分离所需时间越斑.

一镣检一，细胸液浓度越小,反之则细

同•浓度的旅物液浓度越大

精溶液

（4）鉴别不同种类的溶液（如KNOR溶液和蔗糖溶液）

O

唐»植

物细胞口只发生.分离一滥捣T透腴

—钺检-*

胡：壁分肉后自动海断能透过半:透膜

类溶液亚原一*（如KNO、溶液）

「问题探究，

如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析:

（1）实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？

提示不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于

观察。

（2）b的大小和颜色如何发生变化？

提示b逐渐变小，颜色逐渐加深。

（3）当停止质壁分离时，b与c的浓度相等。

（4）该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？

提示该实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。

F命题探究预测考向总结方法

,■■"■人一.........

命题点一实验原理和基本步骤分析

1.（2018.榆林二模）以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离和复原实验的

材料，下列有关说法正确的是（）

A.正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱

B.正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深

C.发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同

D.该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞不能发生质壁分离

答案B

解析紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液呈紫色，正在发生质壁分离的细胞，因不断失水

导致细胞液的浓度逐渐增大，紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深，其吸水能力逐渐噌

强，A错误，B正确；因具有支持和保护作用的细胞壁也有一定程度的伸缩性，实验发生质壁

分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同或大于外界溶液浓度，C错

误；该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞的细胞液无色，不易

观察质壁分离及其复原现象，D错误。

2.某学生将2.5%的尿素溶液滴加在载玻片上的蚕豆表皮上，观察到植物细胞的质壁分离。2

h后打算再次观察时却发现无法找到理想的视野。原因是（）

A.错拿了对照样品

B.时间过长，细胞壁也收缩了

C.溶质颗粒被缓慢吸收，使水分再度进入细胞

D.2h前观察到的现象是假象

答案C

命题点二实验的拓展和应用

3.（2018・安阳一模）某研究小组用5种植物材料进行质壁分离实验。在相同的放大倍数下，

记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”

的平均时间，绘制成下图。下列说法正确的是（）

A.据图分析可知，5种植物材料中山茶细胞最小

B.该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验

C.若在发生质壁分离后滴加清水，贝！］5种材料复原时间都不同

I）.5种材料中，红花梅木发生质壁分离的速度最快

答案D

解析在相同的放大倍数下，视野中山茶的细胞数目最少，说明其细胞最大，红花横木观察

到的细胞数目最多，细胞最小，A错误；蔗糖溶液滴加之前和之后形成前后自身对照，B错误；

若在发生质壁分离后滴加清水，则不能确定5种材料复原时间，C错误；5种材料中，红花横

木从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间最短，发生质壁分离的速度最快，D

正确。

4.取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两

种溶液中，测得细胞失水量的变化如图1,液泡直径的变化如图2,下列叙述正确的是（）

细

液

胞s

失a

水d

敏

24\68

处理时同的处理时时的

图I图2

A.第4分钟后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡

B.甲、乙两种溶液的浓度不同，溶质也不可能相同

C.第2分钟前乙溶液中花瓣细胞的失水速率大于甲溶液

D.图2中曲线I和图1中乙溶液中细胞失水量曲线对应

答案D

解析第4分钟后乙溶液中细胞吸水，发生了质壁分离复原，A错误；图1中两条曲线的差

异是甲、乙溶液溶质不同造成的，甲溶液中溶质不能被细胞吸收，乙溶液中的溶质可以被细

胞通过主动运输的方式吸收，但两种溶液的浓度可能相同，B错误；据图1中第2分钟前两

曲线的变化趋势可知，处于甲溶液中的花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，C错误；分析图2

可知，曲线I中液泡先变小后恢复到原样，与乙溶液中细胞失水量曲线对应，曲线II中液泡

先变小后维持不变，与甲溶液中细胞失水量曲线对应，D正确。

矫正易错强记长句

易错警示突破选择题

1.水分子由低浓度溶液流向高浓度溶液是表观现象，实际上水分子是双向移动的，只是由低

浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。

2.渗透平衡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，只意味着半透膜

两侧水分子移动达到动态平衡状态。

3.物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道;

一般，小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的，都具有选择性。

4.Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散（或离子通道）

进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流。

5.植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此可以说植物

对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。

6.物质跨膜运输（自由扩散、协助扩散、主动运输）体现了生物膜的选择透过性；大分子物质

和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。

长句应答突破简答题

请回答与物质进出细胞有关的问题：

1.植物细胞原生质层的组成是细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。

2.成熟植物细胞发生质壁分离的原因是外界溶液的浓度大于细胞液浓度,且原生质层比细胞

壁伸缩性大。

3.与主动运输有关的细胞器主要是哪两种，并说明其作用：核糖体合成载体蛋白，线粒体为

主动运输提供能量。

4.温度对被动运输和主动运输都有影响，其原因是温度影响磷脂分子和蛋白质分子的运动速

率，影响膜的流动性。另外，温度也影响酶的活性，进而影响能量的供应。

5.从细胞膜组成和结构的角度推测，水分子进入细胞的两条途径分别是通过磷脂双分子层的

自由扩散和通过水通道蛋白的协助扩散。

重温高考演练模拟

1.（2018•全国I,3）下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是（）

A.在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的$和N0；

B.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收

C.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收

D.给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象

答案A

解析小麦不能直接吸收土壤中的N『N?必须被固定后才能被植物吸收利用，A项错误；农

田松土可增强农作物根的有氧呼吸，为矿质元素的吸收供能，有利于对矿质元素的吸收，B

项正确；土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可溶解在土壤溶液中，从而被根系吸收利

用，C项正确；施肥过多会使土壤溶液浓度大于根细胞液浓度，从而使根细胞因失水过多而

死亡，造成“烧苗”现象，D项正确。

2.（2018•海南，6）将水稻幼苗培养在含IgSO,的培养液中，一段时间后，发现营养液中尹和

SO/的含量下降，下列叙述不合理的是（）

A.悔2+通过自由扩散进入根细胞

B.MgSO,-1必须溶解在水中才能被根吸收

C.根吸收的蛇2+可以参与叶绿素的形成

D.降低温度会影响水稻根系对Mg?+的吸收

答案A

解析Mg?+通过主动运输的方式进入根细胞，A错误。

3.（2017•海南，9）为研究植物细胞质壁分离现象，某同学符某植物的叶表皮放入一定浓度

的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是

（）

A.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞

B.细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度

C.细胞液中的H,0可以经自由扩散进入甲物质溶液中

D.甲物质和110能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁

答案B

解析具有大的液泡的活细胞才能发生质壁分离，A项正确；质壁分离过程中，细胞在失水,

此时，细胞外甲物质的浓度高于细胞内甲物质的浓度，B项错误；水分子跨膜运输的方式是

自由扩散，C项正确；细胞壁是全透性的，甲物质和H,能自由通过，D项正确。

4.（2016•全国乙，2）离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放

的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是（）

A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散

B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的

C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率

D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率

答案C

解析离子泵通过消耗ATP进行离子的跨膜运输，属于主动运输，A项错误；主动运输一般

为逆浓度梯度运输，B项错误；主动运输速率受ATP供能和具有活性的载体蛋白数量的限制，

一氧化碳中毒会导致供氧不足，进而导致细胞呼吸速率下降，ATP供能减少，使离子泵跨膜

运输离子的速率降低，C项正确；蛋白质变性剂会降低具有活性的载体蛋白的数量，使离子

泵跨膜运输离子的速率降低，D项错误。

5.如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是（）

A.载体①逆浓度运输溶质分子

B.载体②具有ATP酶活性

C.载体①和②转运方式不同

D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快

答案B

解析由图可知载体①逆浓度梯度运输溶质分子，A正确；载体②顺浓度梯度运输溶质分子，

不消耗ATP,不具有ATP酶活性，B错误；载体①和②转运方式不同，前者是主动运输，后者

是协助扩散，C正确；协助扩散有载体蛋白协助，自由扩散没有，因此运输速率比自由扩散

快,D正确。

课时作业

一、选择题

1.（2018•北京，1）细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以

自由扩散方式通过细胞膜的是（）

A.Na+B,二氧化碳C.RNAD.胰岛素

答案B

解析一般情况下，气体（二氧化碳）以自由扩散的方式进出细胞，B正确。

2.（2018•齐齐哈尔高三三模）下列与物质运输相关的叙述，正确的是（）

A.黑藻细胞在质壁分离的过程中细胞液的渗透压逐渐减小

B.温度影响物质跨膜运输速率只是因为影响了膜的流动性

C.小肠上皮细胞吸收甘油的速率与其膜上的载体数量无关

D.胰岛素分泌到内环境的过程需要细胞膜上载体蛋白的协助

答案C

解析正在发生质壁分离的黑藻，因细胞不断失水，细胞液浓度逐渐升高，细胞液的渗透压

逐渐增大，A项错误；温度影响物质跨膜运输速率，原因可能是影响了膜的流动性，或者影

响了酶的活性，进而影响了细胞的能量供应，B项错误；甘油通过自由扩散进入细胞，不需

要细胞膜上的载体蛋白协助，C项正确；胰岛素通过胞吐进入内环境，不需要载体蛋白的协

助，D项错误。

3.比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如图，据此不能得出的推论是

（）

idiom。।io/1KP

人工脱的通透性（cm・L）

A.生物膜上存在着协助Q0通过的物质

B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性

C.离子以协助扩散方式通过人工膜

1）.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率

答案C

解析由图示可知，生物膜和人工膜对甘油、C0_,、的通透性相同，而生物膜对的通透

性大于人工膜，说明生物膜上存在着协助通过的物质，A项正确；生物膜对K+、Na+、C1-

的通透性不同，说明生物膜对这些离子的通透具有选择性，B项正确；从图中可以看出，人

工膜对K+、Na+、Cl-的通透性相同，说明人工膜对离子的吸收无选择性，生物膜对离子的通

透性不同，且大于人工膜的通透性，说明生物膜上有协助离子通过的物质，而人工膜上无协

助离子通过的物质，故离子不是以协助扩散方式通过人工膜，C项错误；甘油、CO2、0