第11講被動運輸

3【學習目標】

1.通過對問題探討的分析，理解滲透作用的條件及原理。

2.進行關于植物細胞吸水和失水的實驗操作，分析植物細胞的吸水和失水，理解細胞吸水和失水的過程及應

用。

3.比較自由擴散和協(xié)助擴散的異同點，建構被動運輸?shù)母拍睢?/p>

【問題探討】

1.在一個長頸漏斗的漏斗口外密封一層玻璃紙，往漏斗內注入蔗糖溶

液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗內外的液面高度相等。

過一段時間后，會出現(xiàn)如右圖所示現(xiàn)象。

玻璃紙（又叫賽璐玲）是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗

糖分子不能。請思考討論下面的問題：

①漏斗管內的液面為什么會升高？如果漏斗管足夠長，管內的液面會

無限升高嗎？為什么？

②如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？

③如果燒杯中的水不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？

2.將哺乳動物的紅細胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時間后，紅細胞會發(fā)生以下變化。思考討論下面

的問題：

當外界溶液溶質的濃度比細胞質當外界溶液溶質的濃度比細胞質當外界溶液溶質的濃度與細胞質

的濃度低時,細胞吸水膨脹。的濃度高時，細胞失水皺縮：的濃度相同時，細胞形態(tài)不變。

①紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過半透膜嗎？這些有機物相當于“問題探討''所示裝置中的什么物

質？

②紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？

③當外界溶液濃度低時，紅細胞一定會由于吸水漲破嗎？

④紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？

⑤臨床輸液為什么用生理鹽水？

【課前預習】

一、水進出細胞的原理

1.動物細胞吸水、失水與外界溶液溶液濃度的關系

細胞外溶液濃度與細胞質溶液濃度的大小關系細胞形態(tài)變化水分進出細胞狀況

細胞外溶液濃度大于細胞質溶液濃度

細胞外溶液濃度等于細胞質溶液濃度

細胞外溶液濃度小于細胞質溶液濃度

2.滲透作用

分子（或分子）從的地方向的地方通過擴散的過程。

3.滲透作用產生的條件:

具有；_

4.水分子進出植物細胞

圖中①是、②是、③是,三者共同組成的結構④

④f1具有性、相當于,伸縮性比較大，通常所說的水進出細胞,

主要指水經過進出。⑤是,對于水分子而言，是性的，

主要作用是細胞，其伸縮性。

二、探究植物細胞的吸水和失水

項目內容

提出問題

作出假設

設計實驗

實施實驗

分析結果

表達交流

三、被動運輸

1.像水分子這樣，物質以方式進出細胞，消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種物質的跨

膜運輸方式稱為被動運輸。被動運輸又分為和兩類。

2.自由擴散和協(xié)助擴散比較

自由擴散協(xié)助擴散

物質運輸方向

是否消耗能量

轉運蛋白的種類

影響運輸速率的因素

舉例

3.轉運蛋白

項目圖例特點

水分子可以通過.進出細胞，水分子更多的是借助細胞膜上的.以.方

式進出細胞的。

【預習檢測】

一、單選題

1.（2021?高一課時練習）如圖甲、乙表示小腸絨毛上皮細胞中的細胞膜對不同物質的轉運（每種物質轉運

的方向由箭頭表明，黑點的數(shù)量代表每種物質的濃度）。下列敘述正確的是（）

A.a物質可能是氧氣，b物質可能是葡萄糖

B.a物質可能是水，b物質可能是甘油

C.a物質可能是膽固醇，b物質可能是氧氣

D.a物質可能是葡萄糖，b物質可能是氨基酸

2.（2021秋?高一課時練習）協(xié)助擴散需要細胞質膜上載體蛋白或通道蛋白的協(xié)助。圖甲、乙分別表示載

體介導和通道介導的兩種協(xié)助擴散方式，其中通道介導的擴散速度比載體介導的快得多。下列有關敘述正

確的是（）

甲乙

A.載體蛋白和通道蛋白在細胞質膜上是靜止不動的

B.載體蛋白和通道蛋白均具有一定的特異性

C.甲、乙兩種方式均存在溶質分子與相應蛋白質的結合過程

D.水分子可以通過這兩種方式進出細胞

3.（2022秋?高一校考課時練習）如圖a、b、c表示的是物質跨膜轉運的三種方式，以下說法錯誤的是（）

質濃度差質濃度差

abc

A.圖a表示的是擴散

B.圖b所示轉運方式的轉運速率的限制因素是能量

C.圖c表示的是主動轉運

D.圖c中細胞內物質濃度在高于細胞外物質濃度后仍可以升高，說明該物質存在逆濃度梯度轉運

4.（2021?高一課時練習）從紅色優(yōu)菜根部取最適宜做質壁分離與復原實驗的細胞，將其浸潤在質量濃度為

0.3g如-1的KN03溶液中制成臨時裝片，用顯微鏡觀察到如圖甲所示圖像，圖乙表示實驗過程中相關物質

跨膜運輸?shù)膬煞N方式。下列敘述錯誤的是（）

運①

o輸

p速②

率

Q

乙氧氣濃度

甲

A.該實驗所取細胞不可以是范菜根尖分生區(qū)細胞

B.圖甲中細胞的狀態(tài)表明，細胞正在發(fā)生質壁分離

C.由于圖甲中的O具有全透性，Q處充滿了KNO3溶液

D.圖乙中曲線①可表示K+進入寬菜細胞的方式，曲線②可表示水進出免菜細胞的方式

5.（2022秋?高一課時練習）下列關于圖甲、圖乙、圖丙的敘述，正確的是（）

A.成熟的植物細胞能發(fā)生質壁分離的原因之一是其原生質層相當于圖甲中的③

B.圖乙三種物質進入細胞的方式中，氨基酸、葡萄糖的運輸是被動運輸

C.圖乙中，轉運葡萄糖和鈉離子的載體相同，可見載體不具有特異性

D.圖丙中，限制b點和c點的物質運輸速率的因素分別是載體數(shù)量和能量

6.（2021?高一課時練習）如圖所示，甲、乙分別表示物質通過載體蛋白和通道蛋白運輸?shù)倪^程，其中通過

通道蛋白運輸?shù)乃俾时容d體蛋白的快。下列敘述正確的是（）

A.載體蛋白和通道蛋白均具有專一性

B.載體蛋白在細胞質膜上是靜止不動的

C.甲、乙兩種方式中只有甲屬于被動運輸

D.通道蛋白的運輸速率更快，推測其轉運物質耗能更多

7.（2021秋?高一課時練習）如圖為物質進出細胞的兩種方式，對該圖的理解正確的是（）

A.I和n分別表示協(xié)助擴散和主動運輸

B.I和U分別表示胞吞和胞吐

C.葡萄糖、性激素以II方式進入細胞

D.水、二氧化碳是以I方式進出細胞的

8.（2021.高一課時練習）如圖所示為物質跨膜運輸?shù)囊环N方式，下列相關敘述正確的是（）

A.脂肪酸以該方式進入細胞

B.該過程需要消耗能量

C.運輸該物質的蛋白質難以運輸其他物質

D.該過程的運輸速率與膜兩側濃度差完全呈正相關

9.（2021?高一課時練習）圖甲、乙分別表示載體介導和通道介導的兩種易化擴散方式，其中通道介導的易

化擴散比載體介導的快1000倍。下列敘述正確的是（）

A.載體蛋白和通道蛋白在細胞膜上是靜止不動的

B.載體蛋白和通道蛋白均具有一定的專--性

C.甲、乙兩種方式中只有甲屬于被動轉運

D.易化擴散是細胞最重要的吸收或排出物質的方式

10.（2022秋?高一?？颊n時練習）下列關于02進出紅細胞的敘述，錯誤的是（）

A.跨膜轉運方式屬于自由擴散

B.轉運的方向取決于紅細胞內外02濃度的大小

C.轉運的速率取決于紅細胞內外02濃度差的大小

D.轉運的總量取決于紅細胞內能量的多少

11.（2022秋?高一?？颊n時練習）下列有關易化擴散的敘述，正確的是（）

A.細胞最重要的吸收或排出物質的方式

B.載體蛋白形狀改變需要由ATP提供能量

C.一般轉運物質的速率比擴散要快

D.可實現(xiàn)物質逆濃度梯度的跨膜轉運

二、非選擇題

12.（2023?高一課時練習）水通道蛋白位于部分細胞的細胞膜上，能介導水分子跨膜運輸，提高水分子的

運輸效率。如圖是豬的紅細胞在不同濃度的NaCl溶液中，紅細胞體積和初始體積之比的變化曲線（0點對

應的濃度為紅細胞吸水漲破時的NaCl濃度）。請回答下列問題：

J

5

q

5

O

(1)哺乳動物成熟的紅細胞是提取細胞膜的良好材料r原因是其不含_。根據(jù)圖示可知，稀釋豬的紅細胞時

應選用濃度為一mmol/L的NaCl溶液。在低滲溶液中，紅細胞吸水漲破并釋放內容物后，剩余的部分稱為

“血影”，則"血影”的主要成分是—。

(2)分析上圖，將相同的豬的紅細胞甲、乙分別放置在A點和B點對應濃度的NaCl溶液中，一段時間后，

紅細胞甲的吸水能力一(填“大于”“小于”或“等于")紅細胞乙。

(3)將豬的紅細胞和肝細胞置于蒸鏘水中，發(fā)現(xiàn)紅細胞吸水漲破所需的時間少于肝細胞，結合以上信息分析，

其原因可能是紅細胞膜上存在—(結構名稱)，而肝細胞膜上不存在。

13.(2023?高一課時練習)下圖為物質a、b、c、d通過細胞膜的運輸方式示意圖，甲、乙代表細胞膜的組

成成分，回答下列問題:

(1)細胞膜的基本支架是[]。

(2)圖中可表示被動運輸?shù)氖?填數(shù)字序號)，離子或分子與載體蛋白結合后，在細胞內化學反

應釋放的能量推動下，載體蛋白的發(fā)生變化，將它所結合的離子或分子從細胞膜的一側轉運到

另一側并釋放，此種轉運方式為。

(3)下列運輸方式可以用圖中④表示的是(填序號)。

①紅細胞吸收葡萄糖②小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖

③氧氣進入肺泡細胞④乙醇進入細胞

14.（2023?高一課時練習）水分子可以自由擴散通過內部高度疏水的磷脂雙分子層，一方面是因為磷脂分

子可以側向擴散或旋轉運動等，在膜上造成許多微孔；另一方面是因為磷脂分子還可以組裝成管狀，中間

形成通道。水分子的自由擴散在細胞膜上隨時隨地進行著，維持細胞對水的基礎轉運量。水通道蛋白通過

大小限制、靜電排斥和水偶極取向（水分子通過氫鍵與通道中央的兩個天冬氨酸殘基結合，降低了跨越強

疏水通路的能量障礙）保證水分子的通過。水通道蛋白保證了機體在細胞內和細胞間對水分需求的調節(jié)。

請回答下列相關問題：

（1）磷脂分子具有親水的頭部和疏水的尾部，推測磷脂分子是排列，組裝成了水分子可通過的

管狀通道。磷脂分子可以側向擴散、旋轉運動等，體現(xiàn)了細胞膜具有性的特點。

（2）轉運蛋白可分為通道蛋白和兩種類型，通道蛋白只允許的分子或離子通過。

水分子通過水通道蛋白的轉運（填“需要”或"不需要”）消耗ATP。水通道蛋白在不同細胞膜上

的含量有所不同，例如在植物的根部細胞膜上水通道蛋白的含量要（填“高于”或"低于”）葉片

細胞膜。

【基礎知識】

一、水進出細胞的原理

1.動物細胞吸水、失水與外界溶液溶液濃度的關系

細胞外溶液濃度與細胞質溶液濃度的大小關系細胞形態(tài)變化水分進出細胞狀況

細胞外溶液濃度大于細胞質溶液濃度皺縮細胞失水多于細胞吸水

細胞外溶液濃度等于細胞質溶液濃度不變細胞失水等于細胞吸水

細胞外溶液濃度小于細胞質溶液濃度膨脹細胞失水少于細胞吸水

2.滲透作用

（1）概念：水分子（或其他溶劑分子）從相對含量高的地方向相對含量低的地方通過半透膜擴散的過程。

（2）滲透作用裝置與滲透作用現(xiàn)象

（3）滲透作用產生的條件：具有半透膜；半透膜兩側存在濃度差。

（4）滲透壓指溶液中溶質微粒對水的吸引力。滲透壓的大小取決于溶液中溶質微粒的數(shù)目，溶質微粒越多,

即溶液濃度越高，對水的吸引力越大，溶液滲透壓越高;反之，溶液滲透壓越低。

（5）“問題探討”所展示的漏斗管內的液面之所以會上升，是水分子通過半透膜向漏斗內擴散的結果。水分

子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散，稱為滲透作用。滲透的方向是水分子從水的相對含量高的一側

向相對含量低的一側滲透。

歸納總結

水分子都是從相對含量多的到相對含量少的方向凈擴散；水分子都是從滲透壓低的地方凈流向滲透壓高的地方。

液面上升的原因：單位時間內通過半透膜進入漏斗內的水分子數(shù)大于通過半透膜進入燒杯內的水分子數(shù)。

達到平衡時，通過半透膜進出的水分子數(shù)是相等的，液面高度不變。（液面上升到一定高度就會產生一個靜水壓，

當這個壓力和漏斗內的滲透壓對水分子的作用效果相等時，即通過半透膜進出的水分子數(shù)是相等的，液面高度不

變。）

蔗糖分子不能透過半透膜，達到平衡時，漏斗內的滲透壓還是大于燒杯內的滲透壓。

二、探究植物細胞的吸水和失水

1.實驗假設：原生質層相當于一層半透膜。

2.預期結果：由于原生質層相當于一層半透膜，水分子可以自由透過，而蔗糖分子不能透過。因此，在蔗糖

溶液中植物細胞的中央液泡會變小，發(fā)生質壁分離；加入清水后，當細胞液濃度大于外界溶液的濃度時，

外界溶液中的水就會透過原生質層進入細胞液，發(fā)生質壁分離的復原。

3.探究植物細胞的吸水和失水

（1）成熟植物細胞內的液體環(huán)境是指液泡里面的細胞液，細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質稱為原

生質層，相當于半透膜。細胞液、原生質層和外界溶液共同構成一個滲透系統(tǒng)。當外界溶液的濃度低于細

胞液的濃度時，細胞就會吸水；當外界溶液的濃度高于細胞液的濃度時，細胞就會失水。

（2）觀察植物細胞質壁分離和質壁分離復原的實驗步驟：制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片一用低倍鏡觀察

洋蔥鱗片葉中央液泡大小，原生質層位置-從蓋玻片一側滴入蔗糖溶液，在蓋玻片另一側用吸水紙引流，

重復幾次一用低倍顯微鏡觀察中央液泡大小和原生質層位置的變化T在蓋玻片的一側滴入清水，在蓋玻片

的另一側用吸水紙引流，重復幾次一用低倍顯微鏡觀察中央液泡大小和原生質層位置的變化。

(3)植物細胞的原生質層相當于一層半透膜，植物細胞通過滲透作用吸水和失水。當細胞液的濃度小于外

界溶液的濃度時，細胞失水，使細胞壁和原生質層都出現(xiàn)一定程度的收縮，由于原生質層比細胞壁的伸縮

性大，原生質層就會與細胞壁逐漸分離開來，也就是逐漸發(fā)生了質壁分離。當細胞液的濃度大于外界溶液

的濃度時，細胞吸水，原生質層就會慢慢恢復成原來的狀態(tài)，逐漸發(fā)生質壁分離的復原。如下圖所示：

R壁分離岫*分離現(xiàn)Kt.

現(xiàn)象

歸納總結

成熟的植物細胞由于中央大液泡占據(jù)了細胞的大部分空間，將細胞質擠成一薄層，所以細胞內的液體環(huán)境

主要指的是液泡里面的細胞液。細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質稱為原生質層(原生質層#原生質

體)。水進出細胞，主要是指水通過原生質層進出液泡。

三、被動運輸

1.物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種物質跨膜運輸方式稱為被動運輸。

被動運輸又分為自由擴散和協(xié)助擴散兩類。

2.自由擴散和協(xié)助擴散比較

自由擴散協(xié)助擴散

物質運輸方向順濃度梯度順濃度梯度

是否消耗能量不消耗不消耗

轉運蛋白的種類無載體蛋白和通道蛋白

影響運輸速率的因素膜內外物質濃度梯度膜內外物質濃度梯度和膜上轉運蛋白的數(shù)量

舉例氧氣、二氧化碳、水，甘油、乙離了和一些小分子有機物如葡萄糖、氨基酸等

醇、苯等脂溶性小分子

d【考點剖析】

考點一：滲透作用和滲透裝置

1.下圖為研究滲透作用的實驗裝置，漏斗內溶液（SD和漏斗外溶液（S2）為兩種不同濃度的蔗糖溶

I』例

液，水分子可以透過半透膜，而蔗糖分子則不能。當滲透達到平衡時，液面差為下列有關敘述正確的

是（）

A.滲透平衡時SI溶液的濃度等于S2溶液的濃度

B.若向漏斗中加入蔗糖分子，則平衡時，*變小

C.當漏斗內外的高度差達到平衡時，沒有水分子進出半透膜

D.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，再次平衡時機將變小

【答案】D

【解析】滲透平衡時Si液面比S2液面高，Si溶液的濃度大于S2溶液的濃度，A錯誤；向漏斗中加入蔗糖

分子，漏斗中蔗糖溶液濃度增大，通過滲透作用進入漏斗中的水分子增加，〃，增大，B錯誤；漏斗內外的高

度差達到平衡，說明進出半透膜的水分子達到動態(tài)平衡，C錯誤；吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，由于存

在濃度差，水分子還會進入漏斗，水分將漏斗中的溶液稀釋，滲透壓下降，再次平衡時，”將變小，D正確。

滲透裝置變式分析：

（1）半透膜只允許水分子通過

①當半透膜兩側溶液的物質的量的濃度相等時，達到滲透平衡。如

兩側液面高度不變

②當半透膜兩側溶液的物質的量的濃度不相等時，水分從水濃度高的一側向濃度低的一側滲透，直到達到

平衡。如圖

半透膜

10%葡萄糖溶液的物質的量濃度大，因此水分子由10%蔗糖溶液T10%葡萄糖溶液較多，右側液面升高。

考點二：探究植物細胞的吸水和失水

[\]例2.在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗中，對紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片進行了三次觀察和

兩次處理，下列敘述正確的是（）

A.第一次觀察為低倍鏡觀察，后兩次為高倍鏡觀察

B.第一次處理滴加的液體為清水，第二次滴加的液體為0.3g/mL的蔗糖溶液

C.若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內表皮，則不會發(fā)生質壁分離

D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞中不屬于原生質層的結構有細胞壁、細胞核和細胞液

【答案】D

【解析】三次觀察均為低倍鏡觀察，A錯誤；第一次處理滴加的液體為0.3g/mL的蔗糖溶液，笫二次滴

加的液體為清水，B錯誤：若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內表皮，因內表皮細胞也是成熟的植物細胞,

所以也會發(fā)生質壁分離，C錯誤；原生質層是指細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質，據(jù)此可推知紫色

洋蔥鱗片葉外表皮細胞中不屬于原生質層的結構有細胞壁、細胞核和細胞液，D正確。

【拓展提升】

1.操作步驟分析：

①選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮做實驗材料的原因是紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞有大型紫色液泡，便于觀察

中央液泡的大小變化和原生質層的位置變化。

②本實驗遵循對照原則，所進行的對照是自身對照。第一次對照是新制洋蔥鱗片葉上皮細胞和浸潤在質量

濃度0.3g/mL蔗糖溶液中洋蔥鱗片葉上皮細胞的對照；第二次對照是浸潤在質量濃度0.3g/mL蔗糖溶液中洋

蔥鱗片葉上皮細胞和浸潤在清水中洋蔥鱗片葉上皮細胞的對照；兩次對照的自變量都是浸潤洋蔥鱗片葉上

皮細胞溶液濃度。

③此實驗選擇的換浸潤洋蔥表皮細胞液體環(huán)境的方法是引流法。

④此實驗沒有使用高倍鏡觀察，是教材中唯一一個只在低倍鏡下觀察的實驗。

2.質壁分離后自動復原和不能自動復原的問題

①如果溶液的溶質不能進入細胞，在高濃度溶液中成熟植物只會發(fā)生質壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生自動復原現(xiàn)

象。只有把分離的細胞轉移到清水或低濃度溶液才能復原，如果因細胞失水過度而死亡，即使把分離的細

胞轉移到清水或低濃度溶液也不能復原。

②如果溶液的溶質能進入細胞，在一定濃度的溶液（如KN03、甘油、尿素、乙二醇等）中可發(fā)生質壁分離，

并能自動復原，原因是K+、NO3、尿素、乙二醇等可轉運到細胞內，使細胞液濃度升高，導致細胞進行滲

透吸水而發(fā)生自動復原。如：將成熟植物的細胞依次浸于蒸福水、物質的量濃度為0.3mol/L的蔗糖溶液和

0.5mol/L的尿素溶液中，原生質體（即植物細胞中細胞壁以內部分）的體積隨時間變化如圖。

A曲線表示細胞在蒸儲水中：細胞略膨脹，但是由于細胞壁的存在，原生質體的體積不能無限膨脹。

B曲線表示細胞在0.5mol/L的尿素溶液中：細胞先因滲透失水而發(fā)生質壁分離，后由于尿素能進入細胞，

使得質壁分離后的細胞因吸水而自動復原；細胞在KN。,、甘油、乙二醇等溶液中也可發(fā)生質壁分離后自動

復原現(xiàn)象。

C曲線表示細胞在0.3mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能進入細胞，因此質壁分離后細胞不能發(fā)生自動復原。

考點三：被動運輸

例3.如圖甲、乙分別表示由載體蛋白和通道蛋白介導的兩種物質運輸方式，其中通道介導的運輸

速率比載體介導的快一千倍。下列敘述錯誤的是（）

B.這兩種蛋白對運輸?shù)奈镔|可能均具有專一性

C.通道介導的運輸速率較快可能是因為其消耗的能量較多

D.載體介導的運輸速率會受到載體蛋白數(shù)量的限制

【答案】C

【解析】根據(jù)細胞膜的流動鑲嵌結構模型可知，細胞膜卜一的大多數(shù)蛋白質具有一定的流動性，載體蛋白和

通道蛋白也不例外，A正確；載體蛋白和通道蛋白均具有專一性，B正確；通道介導的運輸速率較快與其結

構特點有關，但通道蛋白轉運物質都是順濃度梯度進行的，不消耗能量，C錯誤；載體介導和通道蛋白轉運

的物質運輸速率都受到載體蛋白數(shù)量的限制，D正確。

歸納提升

1.被動運輸?shù)念愋?/p>

方式自由擴散（也叫簡單擴散）協(xié)助擴散（也叫易化擴散）

J*???????

??*?…?夕，

■“自???

圖示

1]/Q岫UQW小泅，如1肚川1母

?.內??、?.??'?

Q水分子???BE??

借助膜上的轉運蛋白（分為載體蛋白

特點物質通過簡單的擴散作用進出細胞

和通道蛋白）進出細胞的擴散

葡萄糖進入紅細胞、水分子借助水通

實例02、CO2、甘油、乙醇、苯等

道蛋白進出細胞

2.被動運輸?shù)挠绊懸蛩?/p>

（1）被動運輸?shù)乃俾手苯邮苣韧馕镔|濃度梯度大小的影響。

（2）協(xié)助擴散的速率還與轉運蛋白的數(shù)量有關.

【過關檢測】

一、單選題

1.（2021?重慶.高考真題）在相同條件下，分別用不同濃度的蔗糖溶液處理洋蔥鱗片葉表皮細胞，觀察其

質壁分離，再用清水處理后觀察其質壁分離復原，實驗結果見圖。下列敘述錯誤的是（）

質

■

梟I98

高90

1口蔗糖溶液

陶100

胞80■清水

60.52

物40

20I

/%

.

「

T2T3T4

A.T1組經蔗糖溶液處理后，有52%的細胞原生質層的收縮程度大于細胞壁

B.各組蔗糖溶液中，水分子不能從蔗糖溶液進入細胞液

C.T1和T2組經清水處理后，發(fā)生質壁分離的細胞均復原

D.T3和T4組若持續(xù)用清水處理，質壁分離的細胞比例可能下降

2.（2022.湖北.統(tǒng)考高考真題）哺乳動物成熟紅細胞的細胞膜含有豐富的水通道蛋白，硝酸銀（AgNO3）

可使水通道蛋白失去活性。下列敘述錯誤的是（）

A.經AgNO3處理的紅細胞在低滲蔗糖溶液中會膨脹

B.經AgNO3處理的紅細胞在高滲蔗糖溶液中不會變小

C.未經AgNO3處理的紅細胞在低滲蔗糖溶液中會迅速膨脹

D.未經AgNO3處理的紅細胞在高滲蔗糖溶液中會迅速變小

3.（2022?湖南?高考真題）原生質體（細胞除細胞壁以外的部分）表面積大小的變化可作為質壁分離實驗

的檢測指標。用葡萄糖基本培養(yǎng)基和NaCl溶液交替處理某假單抱菌，其原生質體表面積的測定結果如圖所

示。下列敘述錯誤的是（）

乃

感

器*

回

5回255

=

聯(lián)

N赧2

*

及

5及55

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眼*

4

姍

.72州

眼

.7255邀.725

OO-

12345123456123456

培養(yǎng)時間（h）培養(yǎng)時間（h）培養(yǎng)時間（h）

甲組：0.3mol/LNaCl乙組：l.Omol/LNaCI丙組：1.5mol/LNaCl

A.甲組NaCl處理不能引起細胞發(fā)生質壁分離，表明細胞中NaCl濃度K）.3mol/L

B.乙、丙組NaCl處理皆使細胞質壁分離，處理解除后細胞即可發(fā)生質壁分離復原

C.該菌的正常生長和吸水都可導致原生質體表面積增加

D.若將該菌先65℃水浴滅活后，再用NaCl溶液處理，原生質體表面積無變化

4.（2022?浙江?高考真題）“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”實驗中，用顯微鏡觀察到的結果

如圖所示。下列敘述正確的是（）

A.由實驗結果推知，甲圖細胞是有活性的

B.與甲圖細胞相比，乙圖細胞的細胞液濃度較低

C.丙圖細胞的體積將持續(xù)增大，最終脹破

D.若選用根尖分生區(qū)細胞為材料，質壁分離現(xiàn)象更明顯

5.（2022?全國?高考真題）植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現(xiàn)將a、b、c三種細胞液濃度不同的

某種植物成熟葉肉細胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當水分交換達到平衡時觀察到：

①細胞a未發(fā)生變化；②細胞b體積增大；③細胞c發(fā)生了質壁分離。若在水分交換期間細胞與蔗糖溶液沒

有溶質的交換，下列關于這一實驗的敘述，不合理的是（）

A.水分交換前，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度

B.水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b＞細胞a＞細胞c

C.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度大于細胞a的細胞液濃度

D.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度

6.（2021.江蘇.高考真題）采用紫色洋蔥鱗片葉外表皮進行質壁分離實驗，下列相關敘述正確的是（）

A.用鏡子撕取的外表皮，若帶有少量的葉肉細胞仍可用于實驗

B.將外表皮平鋪在潔凈的載玻片上，直接用高倍鏡觀察細胞狀態(tài)

C.為盡快觀察到質壁分離現(xiàn)象，應在蓋玻片四周均勻滴加蔗糖溶液

D.實驗觀察到許多無色細胞，說明紫色外表皮中有大量細胞含無色液泡

7.（2021?湖南?統(tǒng)考高考真題）質壁分離和質壁分離復原是某些生物細胞響應外界水分變化而發(fā)生的滲透

調節(jié)過程。下列敘述錯誤的是（）

A.施肥過多引起的“燒苗”現(xiàn)象與質壁分離有關

B.質壁分離過程中，細胞膜可局部或全部脫離細胞壁

C.質壁分離復原過程中，細胞的吸水能力逐漸降低

D.Imol/LNaCl溶液和lmol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等

8.（2021?廣東?統(tǒng)考高考真題）保衛(wèi)細胞吸水膨脹使植物氣孔張開。適宜條件下，制作紫鴨跖草葉片下表

皮臨時裝片，觀察蔗糖溶液對氣孔開閉的影響，圖為操作及觀察結果示意圖。下列敘述錯誤的是（）

用等滲溶液恢復用等滲溶液恢復

滴加蔗糖初始狀態(tài)后滴加初始狀態(tài)后滴加

晶溶液①蔗糖溶液②Q

細胞海油4T升浸潤標本住

浸潤標本

門卜J氣孔—*段時間一段時間’

后觀察后觀察\j?

A.比較保衛(wèi)細胞細胞液濃度，③處理后〉①處理后

B.質壁分離現(xiàn)象最可能出現(xiàn)在滴加②后的觀察視野中

C.滴加③后有較多水分子進入保衛(wèi)細胞

D.推測3種蔗糖溶液濃度高低為②，①〉③

9.（2017?上海?統(tǒng)考高考真題）在洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質壁分離和復原實驗中，液泡的體積會隨外界

溶液濃度的變化而改變，如圖所示。圖中①②兩處滴加的溶液分別是（）

A.清水、清水B.清水、0.3g-mL-l的蔗糖溶液

C.0.3gmL-l的蔗糖溶液、清水D.0.3g-mL-l的蔗糖溶液、0.3gmL-l的蔗糖溶液

10.（2017?浙江?高考真題）將家兔紅細胞置于不同濃度的溶液中，水分子的跨膜運輸示意圖如下（箭頭方

向表示水分子的進出，箭頭粗細表示水分子出入的多少）。下列敘述正確的是（）

o溶質

分子

。溶劑

分子

A.一段時間后，甲細胞會發(fā)生質壁分離

B.能發(fā)生滲透作用的是甲細胞和丙細胞

C.光學顯微鏡下可觀察到乙細胞有水分子的進出

D.若將甲、乙和丙細胞同時分別置于蒸儲水中，甲細胞先破裂

11.（2017?江蘇?統(tǒng)考高考真題）下列關于用顯微鏡觀察細胞的實驗，敘述正確的是（）

A.轉換物鏡時應該手握物鏡小心緩慢轉動

B.以洋蔥鱗片葉內表皮為材料不能觀察到質壁分離

C.蘇丹III染色后的花生子葉細胞中可觀察到橘黃色顆粒

D.在新鮮黑藻小葉裝片中可進行葉綠體形態(tài)觀察和計數(shù)

12.（2021.云南昆明.昆明市第三中學?？寄M預測）在保持細胞存活的條件下，蔗糖溶液濃度與蘿卜條質

量變化的關系如圖。若將處于b濃度溶液中的蘿卜條移入a濃度溶液中，則該蘿卜條細胞的狀態(tài)及細胞液

A.吸水、保持不變

B.吸水、逐漸減小

C.失水、逐漸增大

D.失水、先增后減小

13.（2023?湖北?模擬預測）小腸的吸收是指食物消化后的產物、水和無機鹽等通過小腸上皮細胞進入血液

和淋巴的過程。0.9%的NaCl溶液是與兔的體液滲透壓相等的生理鹽水。某同學將處于麻醉狀態(tài)下的兔的一

段排空小腸結扎成甲、乙、丙、丁4個互不相通、長度相等的腸袋（血液循環(huán)正常），并進行實驗，實驗

步驟和結果如表。

實驗組別

甲乙丙T

實驗步驟

向腸袋中注入等量的溶液,使其充0.7%NaCl0.9%NaCll.l%NaCl0.9%NaCl+微量Na+載體蛋白的抑

盈10mL10mL10mL制劑共10mL

維持正常體溫半小時后，測腸袋內

1mL3mL5mL9.9mL

NaCl溶液的量

下列說法錯誤的是（）

A.實驗開始時，水在腸腔和血液之間的移動方向是：甲組從腸腔進入血液，丙組從血液進入腸腔

B.實驗結束時甲、乙、丙腸袋中溶液的量均減少，說明水可以通過主動運輸?shù)姆绞奖晃?/p>

C.比較乙和丁的實驗結果，可推測小腸在吸收Na+時，需要Na+載體蛋白的參與

D.Na+通過什么方式被吸收還需要繼續(xù)設計實驗來驗證

14.（2022?天津?統(tǒng)考模擬預測）正常條件下某植物根細胞吸收離子W可分兩個階段，如曲線1所示，oa

段表示離子W進入細胞壁，而沒有通過膜進入細胞質，ab段表示離子W以恒定的速率持續(xù)進入細胞質。

be段表示將其移至蒸儲水中產生的結果。限制代謝作用，得到的結果如曲線2所示。下列分析錯誤的是（）

吸

收

離

子

W

的

量

A.與c相比，b時刻細胞吸水能力較強

B.離子W進入該植物細胞細胞質需要通道蛋白協(xié)助

C.be段出現(xiàn)的原因是離子W快速流出細胞壁

D.曲線2中限制代謝作用的處理可能是加入呼吸抑制劑

15.（2023?湖南岳陽?湖南省平江縣第一中學校考二模）圖甲是某動物細胞長時間處在不同濃度的NaCI溶

液中，體積（V）與初始體積（V0）之比的變化曲線；圖乙是某植物細胞在一定量的250mmolL-1的KNO3

溶液中細胞失水量的變化情況。下列分析正確的是（）

甲乙

A.從圖甲可見細胞內的NaCI的濃度是150mmolL-l

B.圖乙中A點細胞失水量最大，此時細胞的體積最小，細胞吸水能力也最小

C.圖乙中B點細胞中液泡體積和細胞液濃度均與O點時狀態(tài)相同

D.若該動物細胞長時間處在甲圖中300mmol-L-l的NaCI溶液中可能會因失水過多而死亡

16.（2023?廣西?統(tǒng)考模擬預測）將洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，原生質體開始縮小

直至不再變化。下列敘述正確的是（）

A.原生質體體積不再變化時，細胞內外的蔗糖濃度相等

B.原生質體變小的過程中，細胞膜的厚度逐漸變大

C.原生質體變小的過程中，細胞液濃度逐漸變小

D.原生質體變小的過程中，細胞失水速率逐漸變大

17.（2023?山東濰坊?濰坊一中統(tǒng)考模擬預測）研究植物細胞的吸水和失水時，某同學利用紅色的月季花瓣

實驗結果如下圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.選用紅色月季花瓣是因其液泡內含色素，易于觀察

B.乙處理時，花瓣細胞通過被動運輸吸收乙中的溶質

C.據(jù)圖可判斷三種溶液濃度的大小為乙＞丙＞甲

D.若將丙處理過的花瓣置于甲中體積無變化，說明原生質層已喪失選擇透過性

二、非選擇題

18.（2013?江蘇?高考真題）下圖為研究滲透作用的實驗裝置，請回答下列問題:

（1）漏斗內溶液（Si）和漏斗外溶液（S2）為兩種不同濃度的蔗糖溶液，漏斗內外起始液面一致。滲透

平衡時的液面差為此時Si和S2濃度大小關系為。

（2）圖中半透膜模擬的是成熟植物細胞中的，兩者在物質透過功能上的差異是。

（3）為進一步探究兩種膜的特性，某興趣小組做了以下實驗。

實驗材料:紫色洋蔥。

實驗器具:如圖所示的滲透裝置（不含溶液），光學顯微鏡，載玻片，蓋玻片，鏡子，刀片，吸水紙，擦鏡

紙，滴管，記號筆等。

實驗試劑:蒸館水，0.3g/mL的蔗糖溶液和與其等滲的KNO3溶液。

部分實驗步驟和結果如下：

①選兩套滲透裝置，標上代號X和Y。在兩個燒杯里均加入一定量的蒸儲水，分別在裝置X和Y的漏

斗內加入適量的蔗糖溶液和KNCh溶液，均調節(jié)漏斗內外液面高度一致。滲透平衡時出現(xiàn)液面差的裝置有

（填代號）。

②選兩片潔凈的載玻片，,在載玻片中央分別滴加,制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片并

分別觀察裝片中細胞的初始狀態(tài)。

③觀察臨時裝片中浸潤在所提供的蔗糖溶液和KNCh溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細胞發(fā)生的變化，兩者都

能出現(xiàn)的現(xiàn)象是?

（4）上述實驗中最能體現(xiàn)兩種膜功能差異的實驗現(xiàn)象是。

19.（2023?河南洛陽?統(tǒng)考模擬預測）“焦邊”是由缺鉀所引起的植物葉片邊緣出現(xiàn)枯黃色的現(xiàn)象。某同學欲

探究鉀對植物生長情況的影響，配制了兩種培養(yǎng)液進行實驗，培養(yǎng)液主要成分的配方如下表所示。

培養(yǎng)液所含主要成分的質量濃度/(mg-L-1)

組別培養(yǎng)液類型

CaCI2HOMgSO-7HO(NH)so

KNO32242424

A組完全培養(yǎng)液25000150250134

B組缺素培養(yǎng)液0150250134

回答下列問題。

(1)在配制培養(yǎng)液時，培養(yǎng)液的濃度不能過高，其原因是

(2)該實驗在設計上存在的問題是。

20.如圖表示處于不同生理狀態(tài)的三個洋蔥鱗片葉外表皮細胞(假設三個細胞的初始細胞液濃度相等)，請回答

問題:

ABC

(1)如圖所示A、B、C三個細胞處于不同濃度的溶液中，則A圖與B圖細胞所處的外界溶液的濃度是

(2)圖中細胞的細胞液濃度依次是>>o

(3)假設將洋蔥鱗片葉外表皮細胞制成裝片，并使之處于濃度較高的溶液中，用顯微鏡觀察其過程，發(fā)現(xiàn)

該細胞形態(tài)變化的順序為：--。

(4)C圖中標號①所指的物質是。

21.現(xiàn)有A、B、C三瓶外觀一樣但沒有標簽的溶液，已知它們分別屬于質量濃度為0.1g/mL的蔗糖溶液、

0.3g/mL的蔗糖溶液和0.1g/mL的葡萄糖溶液。某同學利用如圖所示裝置設計了兩組實驗。(注：圖中半透

膜允許溶劑和葡萄糖通過，不允許蔗糖通過。)

左側一一右側

弋二￡^2-半透膜

I

U形玻璃管

實驗I：同時將等量的A液和B液分別放入U形管的左、右兩側，一段時間后，左側的液面升高。

實驗II：同時將等量的B液和C液分別放入U形管的左、右兩側，一段時間后，右側液面高于左側，再過

一段時間后，左側液面高于右側。

(1)本實驗應用的原理是o

(2)根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結論：A是；B是

(3)在用紫色洋蔥鱗片葉探究植物細胞吸水和失水方式的實驗中，常選用上述A、B、C中的

溶液，觀察指標主要有、

_______________________及細胞大小。

第U講被動運輸答案

T

,.【學習目標】

1.通過對問題探討的分析，理解滲透作用的條件及原理。

2.進行關于植物細胞吸水和失水的實驗操作，分析植物細胞的吸水和失水，理解細胞吸水和失水的過程及應

用。

3.比較自由擴散和協(xié)助擴散的異同點，建構被動運輸?shù)母拍睢?/p>

【問題探討】

1.在一個長頸漏斗的漏斗口外密封一層玻璃紙，往漏斗內注入蔗糖溶

液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗內外的液面高度相等。

過一段時間后，會出現(xiàn)如右圖所示現(xiàn)象。

玻璃紙(又叫賽璐玲)是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗

糖分子不能。請思考討論下面的問題：

①漏斗管內的液面為什么會升高？如果漏斗管足夠長，管內的液面會

無限升高嗎？為什么？

如果漏斗管足夠長，當管內的液面上升到一定高度之后，管中的水柱

產生的壓力將加快漏斗中水分子向外擴散的速度，最終達到平衡，液面將不再上升。

②如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？

不會，因為紗布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物質都可以自由通過，包括水分子和蔗糖分子都可以

通過。

③如果燒杯中的水不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？

漏斗管的液面將保持不變。

2.將哺乳動物的紅細胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時間后，紅細胞會發(fā)生以下變化。思考討論下面

的問題：

當外界溶液溶質的濃度比細胞質當外界溶液溶質的濃度比細胞質當外界溶液溶質的濃度與細胞質

的濃度低時.細胞吸水膨脹。的濃度高時，細胞失水皺縮的濃度相同時，細胞形態(tài)不變。

①紅細胞內的血紅蛋白等有機物能夠透過半透膜嗎？這些有機物相當于“問題探討”所示裝置中的什么物

質？

不能。相當于裝置中的蔗糖分子。

②紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？

是

③當外界溶液濃度低時，紅細胞一定會由于吸水漲破嗎？

不一定。

④紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？

主要取決于紅細胞內外濃度的差值，一-般情況下，濃度差越大，

細胞吸水或失水越多

⑤臨床輸液為什么用生理鹽水？

生理鹽水濃度與血漿的物質的量的濃度基本一致，可以維持血細胞正常形態(tài)。

【課前預習】

一、水進出細胞的原理

1.動物細胞吸水、失水與外界溶液溶液濃度的關系

細胞外溶液濃度與細胞質溶液濃度的大小關系細胞形態(tài)變化水分進出細胞狀況

細胞外溶液濃度大于細胞質溶液濃度

細胞外溶液濃度等于細胞質溶液濃度

細胞外溶液濃度小于細胞質溶液濃度

細胞外溶液濃度與細胞質溶液濃度的大小關系細胞形態(tài)變化水分進出細胞狀況

細胞外溶液濃度大于細胞質溶液濃度皺縮細胞失水多于細胞吸水

細胞外溶液濃度等于細胞質溶液濃度不變細胞失水等于細胞吸水

細胞外溶液濃度小于細胞質溶液濃度膨脹細胞失水少于細胞吸水

2.滲透作用

—分子（或分子）從的地方向的地方通過擴散的過程。

水其他溶劑相對含量高相對含量低半透膜

3.滲透作用產生的條件：

具有；?

半透膜半透膜兩側的溶液存在濃度差

4.水分子進出植物細胞

圖中①是、②是、③是,三者共同組成的結構④o

④11具有性、相當于，伸縮性比較大，通常所說的水進出細胞,

主要指水經過進出。⑤是,對于水分子而言，是性的，

主要作用是細胞，其伸縮性。

細胞膜細胞質液泡膜原生質層原生質層選擇透過半透膜原生質層細胞細胞

壁全透保護和支持比較小

二、探究植物細胞的吸水和失水

項目內容

提出問題

作出假設

設計實驗

實施實驗

分析結果

表達交流

項目內容

提出問題水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質層是否相當于一層半透膜？

作出假設原生質層相當于一層半透膜。

設計實驗設計思路：如果原生質層相當于一層半透膜，當外界溶液的溶度高于細胞液的濃度時，細胞就

會失水；當外界溶液的濃度低于細胞液的溶度時，細胞就會吸水。

實施實驗實驗方案：制作紫色洋蔥鱗片葉臨時裝片，用低倍鏡觀察洋蔥鱗片葉原始狀態(tài)。將植物細胞浸

潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察液泡、原生質層及細胞大小的變化；再浸潤在清水中，觀察

其大小的變化。

分析結果1植.物細胞的原生質層相當于一層半透膜。

2.植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。

表達交流質壁分離的外因：外界溶液濃度大于細胞液濃度；內因：由于原生質層比細胞壁的伸縮性大，

當細胞不斷失水時，原生質層就會與細胞壁逐漸分開，從而發(fā)生質壁分離。

質壁分離復原：外因：外界溶液濃度小于細胞液濃度；內因：外界溶液濃度小于細胞液濃度時，

質壁分離的細胞不斷吸水，液泡增大，原生質層慢慢恢復成原來的狀態(tài)，從而發(fā)生質壁分離復

原。

三、被動運輸

1.像水分子這樣，物質以方式進出細胞，消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種物質的跨

膜運輸方式稱為被動運輸。被動運輸又分為和兩類。

擴散不需要自由擴散協(xié)助擴散

2.自由擴散和協(xié)助擴散比較

自由擴散協(xié)助擴散

物質運輸方向

是否消耗能量

轉運蛋白的種類

影響運輸速率的因素

舉例

自由擴散協(xié)助擴散

物質運輸方向順濃度梯度順濃度梯度

是否消耗能量不消耗不消耗

轉運蛋白的種類無載