物质出入细胞的方式（含答案解析）

考点04物质出入细胞的方式

高考频度：★★★★☆难易程度：★★☆☆☆

考向一渗透作用的原理及其应用

考点解港

一、扩散和渗透

1.扩散

分子或离子的运动

t实质

扩散幽使分子分布均匀，直到平衡

I方向

高浓度向低浓度

2.渗透

（1）实质：水分子通过膜的扩散。

（2）方向：溶液浓度低的一侧一溶液浓度高的一侧（或水分子由相对较多的一侧

■*相对较少的一侧）。

（3）结果：水分子进出平衡。

（4）实例

①红细胞吸水胀破与失水皱缩。

②植物细胞的质壁分离及质壁分离复原。

3.动物细胞的吸水和失水

（1）当细胞内外水分子的相对数相等时，细胞无变化。

（2）当细胞外水分子的相对数较多时，细胞胀破。

（3）当细胞外水分子的相对数较少时，细胞皱缩。

4.植物细胞的吸水和失水

（1）当细胞内外水分子的相对数相等时，细胞无变化。

（2）当细胞外水分子的相对数较多时，细胞膨胀。

（3）当细胞外水分子的相对数较少时，细胞质壁分离。

二、观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原

1.实验原理

（1）成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。

（2）当细胞液浓度（外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当细胞液浓度＞

外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。

2.实验步骤

制作洋葱表皮的临时装片

低倍物镜观察

①有一个紫色的大液泡

高倍物镜观察

②质膜及其以内部分紧贴着细胞壁

0.3g/mL

蔗糖溶液□吸水纸吸水

（重复几次）临时装片

高倍物镜观察｛①中央液泡逐渐变小（紫色加深）

②质膜及其以内部分与细胞壁逐渐分离

吸水纸

J----｝清水（重复几次）

吸水-t----□

临时装片

高信物错期塞I①中央液泡逐渐变大

，u，浆1②质膜及其以内部分逐渐贴近细胞壁

3.实验现象及分析

（1）质壁分离的表现

①宏观上：植物由坚挺一萎葛

［液泡（大f小）

②微观上：质壁分离（细胞液颜色（浅f深）

［原生质层与细胞壁分离

（2）质壁分离的原因

①内因：a.原生质层具有半透性

b.细胞渗透失水

［细胞壁伸缩性小

c.,

I原生质层伸缩性大

②外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度

4.实验结论

成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细

胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。

1.某同学设计了下图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平

齐，记作零界面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】据图可知，烧杯是蔗糖溶液，漏斗中是清水，因此水分子从漏斗进入烧杯

的速度比水分子从烧杯进入漏斗的速度快，因此漏斗内的液面下降，当水分子进出

平衡时，漏斗内的液面不再变化，故A正确。

归纳总结】

【易错警示】有关渗透作用的三个误区

(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是

由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。

(2)当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而两侧

溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。

（3）水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度指的是物质

的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。

2.在“观察植物细胞的质壁分离和复原实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进

行了三次观察（如下图所示）。下列有关叙述正确的是

A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域

B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处

C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头

D.为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤

【答案】B

【解析】

【分析】本题考查质壁分离及复原实验，意在考查考生能独立完成“生物知识内容表”

所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技

能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力。

【详解】第一次观察不能观察到较大的细胞质基质，可观察到紫色大液泡；第二次

观察时发生质壁分离，首先发生在细胞的角隅处；吸水纸的目的是使蔗糖溶液或清

水通过洋葱鳞片叶，使其发生质壁分离或质壁分离复原；第一次显微镜观察是为了

对照。

故选B„

【实验拓展】质壁分离及质壁分离复原实验的应用

（1）判断成熟植物细胞的死活

发生质壁分离一活细胞

待测成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液建检

不发生质壁分离一死细胞

（2）测定成熟植物细胞液浓度

待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液镌枚细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚

发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。

（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度

不同成熟植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液镌所刚刚发生质壁分离时所需时间的比

较一-►比较细胞液浓度（判断质壁分离速率）。

（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+未知浓度的溶液轨镜检记录刚刚发生质壁分离所需时

间一一比较所用时间长短一~►判断溶液浓度的大小（时间越短，未知溶液的浓度越

大）。

（5）验证原生质层和细胞壁伸缩性大小

成熟植物细胞+蔗糖溶液轨发生质壁分离一-►细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩

性。

（6）鉴别不同种类的溶液（如KNQ,溶液和蔗糖溶液）

同一植物的相同成熟细胞+不同种类溶液镌枚

'只发生质壁分离一溶质不能通过半透膜的溶液

<（如蔗糖溶液）

,质壁分离后又自动复原一溶质能通过半透膜的

、溶液（如KNO3溶液）

（7）质壁分离复原需要将发生质壁分离的植物细胞再置于低浓度的溶液或清水

中，但如果所用溶液为葡萄糖、郎。3、NaCk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。

（，变式拓痴3

3.下图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在a、b溶液中，细胞失水量的

变化情况。相关叙述不正确的是（）

A.该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行

B.若b溶液的浓度稍减小，则曲线中B点左移

C.两条曲线的差异是由于a、b溶液浓度不同导致

D.6min时取出两个细胞用显微镜观察，均可看到质壁分离现象

【答案】C

【解析】

【分析】1、据图分析，a溶液中细胞失水量增加，细胞发生质壁分离；b溶液中细

胞失水量先增加后减少，说明细胞先发生质壁分离后自动复原.

2、质壁分离和复原实验中，要选择活的成熟的植物细胞，即含有大液泡的植物细

胞；若外界溶液的浓度增大，导致浓度差变大，所以单位时间内，失水程度大，复

原所需要的时间相对较长.

【详解】质壁分离和复原实验中要选择含有大液泡的植物细胞，如成熟的叶肉细

胞，A正确；若b溶液的浓度减小，则浓度差减小，相同时间内失水的程度变小，

复原时所需要的时间变短，即A点下移，B点左移，B正确；在0〜4min内，两种

曲线的失水程度不同，有可能是由于浓度差不同引起，但整体曲线趋势不同，是因

为溶液不同，a可能是蔗糖溶液，b可能是一定浓度的硝酸钾，C错误；6niin时两

个细胞失水量较大，细胞都发生质壁分离，D正确。

【点睛】质壁分离和复原实验，要选择含有大液泡的植物细胞；在一定范围内，外

界溶液与细胞液的浓度差越大，失水程度越高，但能否发生质壁分离复原，则取决

于质壁分离后的细胞的生活状态，即活细胞还是死细胞.

4.将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方

向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列叙述正确的是

()

a溶质

分子

。溶剂

分子

A.一段时间后，甲细胞会发生质壁分离

B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞

C.光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出

D.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸储水中，甲细胞先破裂

【答案】B

【解析】

【分析】据图分析，第一幅图，细胞处于高浓度溶液中，细胞失水量大于吸水量，

使得细胞皱缩；第二幅图，细胞处于等浓度的溶液中，细胞吸水和失水，处于动态

平衡；第三幅图，细胞处于低浓度的溶液中，细胞吸水量大于失水量，细胞膨胀。

【详解】A、家兔红细胞属于动物细胞，没有细胞壁，不能发生质壁分离分离，A错

误；

B、渗透作用的条件是半透膜和浓度差，则甲细胞和丙细胞与外界溶液存在浓度差,

能发生渗透作用，B正确；

C、光学显微镜无法观察到水分子运输，C错误；

D、将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸储水中，丙细胞由于开始时吸水膨胀，则放在

蒸储水中先破裂，D错误。

故选Bo

考向二物质出入细胞的方式

一、被动转运

1.扩散

（1）概念：氧、二氧化碳、甘油等小分子的扩散以及水的渗透。

（2）特点：由高浓度到低浓度；不需要载体蛋白；不消耗能量。

2.易化扩散

（1）概念：某些小分子或离子需要借助于细胞膜中的一类载体蛋白才能转运至膜

另一侧的扩散方式，叫做易化扩散。

（2）特点：由高浓度到低浓度；需要载体蛋白；不消耗能量。

二、主动转运、胞吞和胞吐

1.主动转运

（1）概念：细胞把离子或分子从低浓度处运到高浓度处，这类逆浓度梯度的转运

称为主动转运。

（2）特点

①需要消耗能量：主动转运所需的能量来自于细胞中的ATPo

②需要载体蛋白。

（3）与易化扩散的比较

①相同点：都需要载体蛋白的参与，在转运过程中载体蛋白都发生形状变化。

②不同点：主动转运需要ATP提供能量，而易化扩散不需要能量。

（4）意义：主动转运能够根据细胞的需要转运分子或离子，是细胞最重要的吸收

或排出物质的方式。

2.胞吞和胞吐

项目胞吞胞吐

条件细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式

原理生物膜的流动性

特点物质通过囊泡转移，需要消耗能量，不需要载体

方向细胞外f细胞内细胞内f细胞外

变形虫摄食、白细胞吞噬病菌胰岛B细胞分泌胰岛素、消化腺分泌

实例

等,消化酶

影响物质跨膜运输的因素分析

物质浓度（在一定的浓度范围内）

（P点之后转运速率

不变的原因是膜上

转

运

速

率

o物质浓度

扩散易化扩散或主动转运

2.氧气浓度

速率

后转运

（P点之

膜上

因是

的原

转转不变

）

有限

数量

蛋白

运运载体

速

速

率二

率

呼吸

厌氧

点由

/（Q

Q

）

能量

/提供

1

。减度

浓度

运

主动转

散

化扩

或易

扩散

的是

正确

表述

下列

方式，

的两种

膜运输

（穿）

质跨

示物

、b表

曲线a

图中

5.由

（）

转

运

瞿

度

子的浓

转运分

°被

运输

方式a

能通过

物质不

小分子

脂溶性

A.

表面

细胞膜

覆盖于

体蛋白

关的载

a有

方式

B.与

有关

白数量

载体蛋

速率与

转运

最大

式b的

C.方

响

有影

率均

运速

的转

和b

方式a

吸对

胞呼

抑制细

D.

】C

【答案

】

【解析

相关，

度成正

质的浓

度与物

运输速

中物质

曲线a

可知，

由图示

分析：

】试题

【分析

数值

一定

达到

增大，

增大而

浓度的

随物质

输速度

物质运

b中

曲线

扩散，

为自由

则a

输。

主动运

扩散或

为协助

则b

稳定，

而保持

的限制

体数量

因受载

后，

A错

扩散，

式属于

运输方

物质的

小分子

脂溶性

扩散，

a为

可知，

由分析

】A、

【详解

误；

；

错误

助，B

蛋白协

要载体

，不需

为扩散

方式a

B、

数量有