被动运输-【暑假自学课】2023年新高一生物暑假课（人教版2019必修1）（有答案）

第11讲被动运输

3【学习目标】

1.通过对问题探讨的分析，理解渗透作用的条件及原理。

2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验操作，分析植物细胞的吸水和失水，理解细胞吸水和失水的过程及应

用。

3.比较自由扩散和协助扩散的异同点，建构被动运输的概念。

【问题探讨】

1.在一个长颈漏斗的漏斗口外密封一层玻璃纸，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（又叫赛璐玲）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗

糖分子不能。请思考讨论下面的问题：

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如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？

③如果烧杯中的水不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？

2.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，红细胞会发生以下变化。思考讨论下面

的问题：

当外界溶液溶质的浓度比细胞质当外界溶液溶质的浓度比细胞质当外界溶液溶质的浓度与细胞质

的浓度低时,细胞吸水膨胀。的浓度高时，细胞失水皱缩：的浓度相同时，细胞形态不变。

①红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过半透膜吗？这些有机物相当于“问题探讨''所示装置中的什么物

质？

②红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？

③当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水涨破吗？

④红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？

⑤临床输液为什么用生理盐水？

【课前预习】

一、水进出细胞的原理

1.动物细胞吸水、失水与外界溶液溶液浓度的关系

细胞外溶液浓度与细胞质溶液浓度的大小关系细胞形态变化水分进出细胞状况

细胞外溶液浓度大于细胞质溶液浓度

细胞外溶液浓度等于细胞质溶液浓度

细胞外溶液浓度小于细胞质溶液浓度

2.渗透作用

分子（或分子）从的地方向的地方通过扩散的过程。

3.渗透作用产生的条件:

具有；_

4.水分子进出植物细胞

图中①是、②是、③是,三者共同组成的结构④

④f1具有性、相当于,伸缩性比较大，通常所说的水进出细胞,

主要指水经过进出。⑤是,对于水分子而言，是性的，

主要作用是细胞，其伸缩性。

二、探究植物细胞的吸水和失水

项目内容

提出问题

作出假设

设计实验

实施实验

分析结果

表达交流

三、被动运输

1.像水分子这样，物质以方式进出细胞，消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质的跨

膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为和两类。

2.自由扩散和协助扩散比较

自由扩散协助扩散

物质运输方向

是否消耗能量

转运蛋白的种类

影响运输速率的因素

举例

3.转运蛋白

项目图例特点

水分子可以通过.进出细胞，水分子更多的是借助细胞膜上的.以.方

式进出细胞的。

【预习检测】

一、单选题

1.（2021・高一课时练习）如图甲、乙表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运（每种物质转运

的方向由箭头表明，黑点的数量代表每种物质的浓度）。下列叙述正确的是（）

A.a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖

B.a物质可能是水，b物质可能是甘油

C.a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气

D.a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸

2.（2021秋•高一课时练习）协助扩散需要细胞质膜上载体蛋白或通道蛋白的协助。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度比载体介导的快得多。下列有关叙述正

确的是（）

甲乙

A.载体蛋白和通道蛋白在细胞质膜上是静止不动的

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.水分子可以通过这两种方式进出细胞

3.（2022秋•高一校考课时练习）如图a、b、c表示的是物质跨膜转运的三种方式，以下说法错误的是（）

质浓度差质浓度差

abc

A.图a表示的是扩散

B.图b所示转运方式的转运速率的限制因素是能量

C.图c表示的是主动转运

D.图c中细胞内物质浓度在高于细胞外物质浓度后仍可以升高，说明该物质存在逆浓度梯度转运

4.（2021•高一课时练习）从红色优菜根部取最适宜做质壁分离与复原实验的细胞，将其浸润在质量浓度为

0.3g如-1的KN03溶液中制成临时装片，用显微镜观察到如图甲所示图像，图乙表示实验过程中相关物质

跨膜运输的两种方式。下列叙述错误的是（）

运①

o输

p速②

率

Q

乙氧气浓度

甲

A.该实验所取细胞不可以是范菜根尖分生区细胞

B.图甲中细胞的状态表明，细胞正在发生质壁分离

C.由于图甲中的O具有全透性，Q处充满了KNO3溶液

D.图乙中曲线①可表示K+进入宽菜细胞的方式，曲线②可表示水进出免菜细胞的方式

5.（2022秋•高一课时练习）下列关于图甲、图乙、图丙的叙述，正确的是（）

A.成熟的植物细胞能发生质壁分离的原因之一是其原生质层相当于图甲中的③

B.图乙三种物质进入细胞的方式中，氨基酸、葡萄糖的运输是被动运输

C.图乙中，转运葡萄糖和钠离子的载体相同，可见载体不具有特异性

D.图丙中，限制b点和c点的物质运输速率的因素分别是载体数量和能量

6.（2021•高一课时练习）如图所示，甲、乙分别表示物质通过载体蛋白和通道蛋白运输的过程，其中通过

通道蛋白运输的速率比载体蛋白的快。下列叙述正确的是（）

A.载体蛋白和通道蛋白均具有专一性

B.载体蛋白在细胞质膜上是静止不动的

C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输

D.通道蛋白的运输速率更快，推测其转运物质耗能更多

7.（2021秋•高一课时练习）如图为物质进出细胞的两种方式，对该图的理解正确的是（）

A.I和n分别表示协助扩散和主动运输

B.I和U分别表示胞吞和胞吐

C.葡萄糖、性激素以II方式进入细胞

D.水、二氧化碳是以I方式进出细胞的

8.（2021.高一课时练习）如图所示为物质跨膜运输的一种方式，下列相关叙述正确的是（）

A.脂肪酸以该方式进入细胞

B.该过程需要消耗能量

C.运输该物质的蛋白质难以运输其他物质

D.该过程的运输速率与膜两侧浓度差完全呈正相关

9.（2021・高一课时练习）图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种易化扩散方式，其中通道介导的易

化扩散比载体介导的快1000倍。下列叙述正确的是（）

A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的

B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专--性

C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动转运

D.易化扩散是细胞最重要的吸收或排出物质的方式

10.（2022秋•高一校考课时练习）下列关于02进出红细胞的叙述，错误的是（）

A.跨膜转运方式属于自由扩散

B.转运的方向取决于红细胞内外02浓度的大小

C.转运的速率取决于红细胞内外02浓度差的大小

D.转运的总量取决于红细胞内能量的多少

11.（2022秋•高一校考课时练习）下列有关易化扩散的叙述，正确的是（）

A.细胞最重要的吸收或排出物质的方式

B.载体蛋白形状改变需要由ATP提供能量

C.一般转运物质的速率比扩散要快

D.可实现物质逆浓度梯度的跨膜转运

二、非选择题

12.（2023・高一课时练习）水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，提高水分子的

运输效率。如图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞体积和初始体积之比的变化曲线（0点对

应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度）。请回答下列问题：

J

5

q

5

O

(1)哺乳动物成熟的红细胞是提取细胞膜的良好材料r原因是其不含_。根据图示可知，稀释猪的红细胞时

应选用浓度为一mmol/L的NaCl溶液。在低渗溶液中，红细胞吸水涨破并释放内容物后，剩余的部分称为

“血影”，则"血影”的主要成分是—。

(2)分析上图，将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，

红细胞甲的吸水能力一(填“大于”“小于”或“等于")红细胞乙。

(3)将猪的红细胞和肝细胞置于蒸锵水中，发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，结合以上信息分析，

其原因可能是红细胞膜上存在—(结构名称)，而肝细胞膜上不存在。

13.(2023・高一课时练习)下图为物质a、b、c、d通过细胞膜的运输方式示意图，甲、乙代表细胞膜的组

成成分，回答下列问题:

(1)细胞膜的基本支架是[]。

(2)图中可表示被动运输的是(填数字序号)，离子或分子与载体蛋白结合后，在细胞内化学反

应释放的能量推动下，载体蛋白的发生变化，将它所结合的离子或分子从细胞膜的一侧转运到

另一侧并释放，此种转运方式为。

(3)下列运输方式可以用图中④表示的是(填序号)。

①红细胞吸收葡萄糖②小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖

③氧气进入肺泡细胞④乙醇进入细胞

14.（2023•高一课时练习）水分子可以自由扩散通过内部高度疏水的磷脂双分子层，一方面是因为磷脂分

子可以侧向扩散或旋转运动等，在膜上造成许多微孔；另一方面是因为磷脂分子还可以组装成管状，中间

形成通道。水分子的自由扩散在细胞膜上随时随地进行着，维持细胞对水的基础转运量。水通道蛋白通过

大小限制、静电排斥和水偶极取向（水分子通过氢键与通道中央的两个天冬氨酸残基结合，降低了跨越强

疏水通路的能量障碍）保证水分子的通过。水通道蛋白保证了机体在细胞内和细胞间对水分需求的调节。

请回答下列相关问题：

（1）磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部，推测磷脂分子是排列，组装成了水分子可通过的

管状通道。磷脂分子可以侧向扩散、旋转运动等，体现了细胞膜具有性的特点。

（2）转运蛋白可分为通道蛋白和两种类型，通道蛋白只允许的分子或离子通过。

水分子通过水通道蛋白的转运（填“需要”或"不需要”）消耗ATP。水通道蛋白在不同细胞膜上

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

细胞膜。

【基础知识】

一、水进出细胞的原理

1.动物细胞吸水、失水与外界溶液溶液浓度的关系

细胞外溶液浓度与细胞质溶液浓度的大小关系细胞形态变化水分进出细胞状况

细胞外溶液浓度大于细胞质溶液浓度皱缩细胞失水多于细胞吸水

细胞外溶液浓度等于细胞质溶液浓度不变细胞失水等于细胞吸水

细胞外溶液浓度小于细胞质溶液浓度膨胀细胞失水少于细胞吸水

2.渗透作用

（1）概念：水分子（或其他溶剂分子）从相对含量高的地方向相对含量低的地方通过半透膜扩散的过程。

（2）渗透作用装置与渗透作用现象

（3）渗透作用产生的条件：具有半透膜；半透膜两侧存在浓度差。

（4）渗透压指溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于溶液中溶质微粒的数目，溶质微粒越多,

即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高;反之，溶液渗透压越低。

（5）“问题探讨”所展示的漏斗管内的液面之所以会上升，是水分子通过半透膜向漏斗内扩散的结果。水分

子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。渗透的方向是水分子从水的相对含量高的一侧

向相对含量低的一侧渗透。

归纳总结

水分子都是从相对含量多的到相对含量少的方向净扩散；水分子都是从渗透压低的地方净流向渗透压高的地方。

液面上升的原因：单位时间内通过半透膜进入漏斗内的水分子数大于通过半透膜进入烧杯内的水分子数。

达到平衡时，通过半透膜进出的水分子数是相等的，液面高度不变。（液面上升到一定高度就会产生一个静水压，

当这个压力和漏斗内的渗透压对水分子的作用效果相等时，即通过半透膜进出的水分子数是相等的，液面高度不

变。）

蔗糖分子不能透过半透膜，达到平衡时，漏斗内的渗透压还是大于烧杯内的渗透压。

二、探究植物细胞的吸水和失水

1.实验假设：原生质层相当于一层半透膜。

2.预期结果：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泡会变小，发生质壁分离；加入清水后，当细胞液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。

3.探究植物细胞的吸水和失水

（1）成熟植物细胞内的液体环境是指液泡里面的细胞液，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原

生质层，相当于半透膜。细胞液、原生质层和外界溶液共同构成一个渗透系统。当外界溶液的浓度低于细

胞液的浓度时，细胞就会吸水；当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会失水。

（2）观察植物细胞质壁分离和质壁分离复原的实验步骤：制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片一用低倍镜观察

洋葱鳞片叶中央液泡大小，原生质层位置-从盖玻片一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸引流，

重复几次一用低倍显微镜观察中央液泡大小和原生质层位置的变化T在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片

的另一侧用吸水纸引流，重复几次一用低倍显微镜观察中央液泡大小和原生质层位置的变化。

(3)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞通过渗透作用吸水和失水。当细胞液的浓度小于外

界溶液的浓度时，细胞失水，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，由于原生质层比细胞壁的伸缩

性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液

的浓度时，细胞吸水，原生质层就会慢慢恢复成原来的状态，逐渐发生质壁分离的复原。如下图所示：

R壁分离岫*分离现Kt.

现象

归纳总结

成熟的植物细胞由于中央大液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境

主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层(原生质层#原生质

体)。水进出细胞，主要是指水通过原生质层进出液泡。

三、被动运输

1.物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。

被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。

2.自由扩散和协助扩散比较

自由扩散协助扩散

物质运输方向顺浓度梯度顺浓度梯度

是否消耗能量不消耗不消耗

转运蛋白的种类无载体蛋白和通道蛋白

影响运输速率的因素膜内外物质浓度梯度膜内外物质浓度梯度和膜上转运蛋白的数量

举例氧气、二氧化碳、水，甘油、乙离了和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等

醇、苯等脂溶性小分子

d【考点剖析】

考点一：渗透作用和渗透装置

1.下图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液（SD和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶

I』例

液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。当渗透达到平衡时，液面差为下列有关叙述正确的

是（）

A.渗透平衡时SI溶液的浓度等于S2溶液的浓度

B.若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时，*变小

C.当漏斗内外的高度差达到平衡时，没有水分子进出半透膜

D.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时机将变小

【答案】D

【解析】渗透平衡时Si液面比S2液面高，Si溶液的浓度大于S2溶液的浓度，A错误；向漏斗中加入蔗糖

分子，漏斗中蔗糖溶液浓度增大，通过渗透作用进入漏斗中的水分子增加，〃，增大，B错误；漏斗内外的高

度差达到平衡，说明进出半透膜的水分子达到动态平衡，C错误；吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，由于存

在浓度差，水分子还会进入漏斗，水分将漏斗中的溶液稀释，渗透压下降，再次平衡时，”将变小，D正确。

渗透装置变式分析：

（1）半透膜只允许水分子通过

①当半透膜两侧溶液的物质的量的浓度相等时，达到渗透平衡。如

两侧液面高度不变

②当半透膜两侧溶液的物质的量的浓度不相等时，水分从水浓度高的一侧向浓度低的一侧渗透，直到达到

平衡。如图

半透膜

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T10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高。

考点二：探究植物细胞的吸水和失水

[\]例2.在“探究植物细胞的吸水和失水”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和

两次处理，下列叙述正确的是（）

A.第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察

B.第一次处理滴加的液体为清水，第二次滴加的液体为0.3g/mL的蔗糖溶液

C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离

D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的结构有细胞壁、细胞核和细胞液

【答案】D

【解析】三次观察均为低倍镜观察，A错误；第一次处理滴加的液体为0.3g/mL的蔗糖溶液，笫二次滴

加的液体为清水，B错误：若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，因内表皮细胞也是成熟的植物细胞,

所以也会发生质壁分离，C错误；原生质层是指细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，据此可推知紫色

洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的结构有细胞壁、细胞核和细胞液，D正确。

【拓展提升】

1.操作步骤分析：

①选择紫色洋葱鳞片叶外表皮做实验材料的原因是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有大型紫色液泡，便于观察

中央液泡的大小变化和原生质层的位置变化。

②本实验遵循对照原则，所进行的对照是自身对照。第一次对照是新制洋葱鳞片叶上皮细胞和浸润在质量

浓度0.3g/mL蔗糖溶液中洋葱鳞片叶上皮细胞的对照；第二次对照是浸润在质量浓度0.3g/mL蔗糖溶液中洋

葱鳞片叶上皮细胞和浸润在清水中洋葱鳞片叶上皮细胞的对照；两次对照的自变量都是浸润洋葱鳞片叶上

皮细胞溶液浓度。

③此实验选择的换浸润洋葱表皮细胞液体环境的方法是引流法。

④此实验没有使用高倍镜观察，是教材中唯一一个只在低倍镜下观察的实验。

2.质壁分离后自动复原和不能自动复原的问题

①如果溶液的溶质不能进入细胞，在高浓度溶液中成熟植物只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现

象。只有把分离的细胞转移到清水或低浓度溶液才能复原，如果因细胞失水过度而死亡，即使把分离的细

胞转移到清水或低浓度溶液也不能复原。

②如果溶液的溶质能进入细胞，在一定浓度的溶液（如KN03、甘油、尿素、乙二醇等）中可发生质壁分离，

并能自动复原，原因是K+、NO3、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，导致细胞进行渗

透吸水而发生自动复原。如：将成熟植物的细胞依次浸于蒸福水、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部分）的体积随时间变化如图。

A曲线表示细胞在蒸储水中：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。

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；细胞在KN。,、甘油、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动

复原现象。

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。

考点三：被动运输

例3.如图甲、乙分别表示由载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质运输方式，其中通道介导的运输

速率比载体介导的快一千倍。下列叙述错误的是（）

B.这两种蛋白对运输的物质可能均具有专一性

C.通道介导的运输速率较快可能是因为其消耗的能量较多

D.载体介导的运输速率会受到载体蛋白数量的限制

【答案】C

【解析】根据细胞膜的流动镶嵌结构模型可知，细胞膜卜一的大多数蛋白质具有一定的流动性，载体蛋白和

通道蛋白也不例外，A正确；载体蛋白和通道蛋白均具有专一性，B正确；通道介导的运输速率较快与其结

构特点有关，但通道蛋白转运物质都是顺浓度梯度进行的，不消耗能量，C错误；载体介导和通道蛋白转运

的物质运输速率都受到载体蛋白数量的限制，D正确。

归纳提升

1.被动运输的类型

方式自由扩散（也叫简单扩散）协助扩散（也叫易化扩散）

J*•••・•••

••*•…•夕，

■“自•••

图示

1]/Q岫UQW小泅，如1肚川1母

〜.内••、•.•・'•

Q水分子•••BE・•

借助膜上的转运蛋白（分为载体蛋白

特点物质通过简单的扩散作用进出细胞

和通道蛋白）进出细胞的扩散

葡萄糖进入红细胞、水分子借助水通

实例02、CO2、甘油、乙醇、苯等

道蛋白进出细胞

2.被动运输的影响因素

（1）被动运输的速率直接受膜内外物质浓度梯度大小的影响。

（2）协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关.

【过关检测】

一、单选题

1.（2021・重庆.高考真题）在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其

质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果见图。下列叙述错误的是（）

质

■

枭I98

高90

1口蔗糖溶液

陶100

胞80■清水

60.52

物40

20I

/%

.

「

T2T3T4

A.T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁

B.各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液

C.T1和T2组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原

D.T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降

2.（2022.湖北.统考高考真题）哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银（AgNO3）

可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是（）

A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀

B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小

C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀

D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小

3.（2022・湖南•高考真题）原生质体（细胞除细胞壁以外的部分）表面积大小的变化可作为质壁分离实验

的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单抱菌，其原生质体表面积的测定结果如图所

示。下列叙述错误的是（）

乃

感

器*

回

5回255

=

联

N赧2

*

及

5及55

娓

眼*

4

姗

.72州

眼

.7255邀.725

OO-

12345123456123456

培养时间（h）培养时间（h）培养时间（h）

甲组：0.3mol/LNaCl乙组：l.Omol/LNaCI丙组：1.5mol/LNaCl

A.甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度K）.3mol/L

B.乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原

C.该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加

D.若将该菌先65℃水浴灭活后，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化

4.（2022・浙江•高考真题）“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果

如图所示。下列叙述正确的是（）

A.由实验结果推知，甲图细胞是有活性的

B.与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低

C.丙图细胞的体积将持续增大，最终胀破

D.若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显

5.（2022•全国•高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的

某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：

①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没

有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（）

A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度

B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c

C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度

D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度

6.（2021.江苏.高考真题）采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是（）

A.用镜子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验

B.将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态

C.为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液

D.实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡

7.（2021・湖南・统考高考真题）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透

调节过程。下列叙述错误的是（）

A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关

B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁

C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低

D.Imol/LNaCl溶液和lmol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等

8.（2021・广东•统考高考真题）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表

皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（）

用等渗溶液恢复用等渗溶液恢复

滴加蔗糖初始状态后滴加初始状态后滴加

晶溶液①蔗糖溶液②Q

细胞海油4T升浸润标本住

浸润标本

门卜J气孔—*段时间一段时间’

后观察后观察\j?

A.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后〉①处理后

B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中

C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞

D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②，①〉③

9.（2017・上海•统考高考真题）在洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原实验中，液泡的体积会随外界

溶液浓度的变化而改变，如图所示。图中①②两处滴加的溶液分别是（）

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・高考真题）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（）

o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

11.（2017・江苏•统考高考真题）下列关于用显微镜观察细胞的实验，叙述正确的是（）

A.转换物镜时应该手握物镜小心缓慢转动

B.以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离

C.苏丹III染色后的花生子叶细胞中可观察到橘黄色颗粒

D.在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察和计数

12.（2021.云南昆明.昆明市第三中学校考模拟预测）在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质

量变化的关系如图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条细胞的状态及细胞液

A.吸水、保持不变

B.吸水、逐渐减小

C.失水、逐渐增大

D.失水、先增后减小

13.（2023・湖北•模拟预测）小肠的吸收是指食物消化后的产物、水和无机盐等通过小肠上皮细胞进入血液

和淋巴的过程。0.9%的NaCl溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水。某同学将处于麻醉状态下的兔的一

段排空小肠结扎成甲、乙、丙、丁4个互不相通、长度相等的肠袋（血液循环正常），并进行实验，实验

步骤和结果如表。

实验组别

甲乙丙T

实验步骤

向肠袋中注入等量的溶液,使其充0.7%NaCl0.9%NaCll.l%NaCl0.9%NaCl+微量Na+载体蛋白的抑

盈10mL10mL10mL制剂共10mL

维持正常体温半小时后，测肠袋内

1mL3mL5mL9.9mL

NaCl溶液的量

下列说法错误的是（）

A.实验开始时，水在肠腔和血液之间的移动方向是：甲组从肠腔进入血液，丙组从血液进入肠腔

B.实验结束时甲、乙、丙肠袋中溶液的量均减少，说明水可以通过主动运输的方式被吸收

C.比较乙和丁的实验结果，可推测小肠在吸收Na+时，需要Na+载体蛋白的参与

D.Na+通过什么方式被吸收还需要继续设计实验来验证

14.（2022・天津・统考模拟预测）正常条件下某植物根细胞吸收离子W可分两个阶段，如曲线1所示，oa

段表示离子W进入细胞壁，而没有通过膜进入细胞质，ab段表示离子W以恒定的速率持续进入细胞质。

be段表示将其移至蒸储水中产生的结果。限制代谢作用，得到的结果如曲线2所示。下列分析错误的是（）

吸

收

离

子

W

的

量

A.与c相比，b时刻细胞吸水能力较强

B.离子W进入该植物细胞细胞质需要通道蛋白协助

C.be段出现的原因是离子W快速流出细胞壁

D.曲线2中限制代谢作用的处理可能是加入呼吸抑制剂

15.（2023•湖南岳阳•湖南省平江县第一中学校考二模）图甲是某动物细胞长时间处在不同浓度的NaCI溶

液中，体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定量的250mmolL-1的KNO3

溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是（）

甲乙

A.从图甲可见细胞内的NaCI的浓度是150mmolL-l

B.图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞的体积最小，细胞吸水能力也最小

C.图乙中B点细胞中液泡体积和细胞液浓度均与O点时状态相同

D.若该动物细胞长时间处在甲图中300mmol-L-l的NaCI溶液中可能会因失水过多而死亡

16.（2023・广西・统考模拟预测）将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，原生质体开始缩小

直至不再变化。下列叙述正确的是（）

A.原生质体体积不再变化时，细胞内外的蔗糖浓度相等

B.原生质体变小的过程中，细胞膜的厚度逐渐变大

C.原生质体变小的过程中，细胞液浓度逐渐变小

D.原生质体变小的过程中，细胞失水速率逐渐变大

17.（2023•山东潍坊・潍坊一中统考模拟预测）研究植物细胞的吸水和失水时，某同学利用红色的月季花瓣

实验结果如下图所示。下列说法错误的是（）

A.选用红色月季花瓣是因其液泡内含色素，易于观察

B.乙处理时，花瓣细胞通过被动运输吸收乙中的溶质

C.据图可判断三种溶液浓度的大小为乙＞丙＞甲

D.若将丙处理过的花瓣置于甲中体积无变化，说明原生质层已丧失选择透过性

二、非选择题

18.（2013•江苏•高考真题）下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题:

（1）漏斗内溶液（Si）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透

平衡时的液面差为此时Si和S2浓度大小关系为。

（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的，两者在物质透过功能上的差异是。

（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。

实验材料:紫色洋葱。

实验器具:如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镜子，刀片，吸水纸，擦镜

纸，滴管，记号笔等。

实验试剂:蒸馆水，0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。

部分实验步骤和结果如下：

①选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸储水，分别在装置X和Y的漏

斗内加入适量的蔗糖溶液和KNCh溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有

（填代号）。

②选两片洁净的载玻片，,在载玻片中央分别滴加,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并

分别观察装片中细胞的初始状态。

③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNCh溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都

能出现的现象是»

（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是。

19.（2023♦河南洛阳•统考模拟预测）“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲

探究钾对植物生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分的配方如下表所示。

培养液所含主要成分的质量浓度/(mg-L-1)

组别培养液类型

CaCI2HOMgSO-7HO(NH)so

KNO32242424

A组完全培养液25000150250134

B组缺素培养液0150250134

回答下列问题。

(1)在配制培养液时，培养液的浓度不能过高，其原因是

(2)该实验在设计上存在的问题是。

20.如图表示处于不同生理状态的三个洋葱鳞片叶外表皮细胞(假设三个细胞的初始细胞液浓度相等)，请回答

问题:

ABC

(1)如图所示A、B、C三个细胞处于不同浓度的溶液中，则A图与B图细胞所处的外界溶液的浓度是

(2)图中细胞的细胞液浓度依次是>>o

(3)假设将洋葱鳞片叶外表皮细胞制成装片，并使之处于浓度较高的溶液中，用显微镜观察其过程，发现

该细胞形态变化的顺序为：--。

(4)C图中标号①所指的物质是。

21.现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液，已知它们分别属于质量浓度为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。某同学利用如图所示装置设计了两组实验。(注：图中半透

膜允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过。)

左侧一一右侧

弋二£^2-半透膜

I

U形玻璃管

实验I：同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，左侧的液面升高。

实验II：同时将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，右侧液面高于左侧，再过

一段时间后，左侧液面高于右侧。

(1)本实验应用的原理是o

(2)根据实验现象得出结论：A是；B是

(3)在用紫色洋葱鳞片叶探究植物细胞吸水和失水方式的实验中，常选用上述A、B、C中的

溶液，观察指标主要有、

_______________________及细胞大小。

第U讲被动运输答案

T

,.【学习目标】

1.通过对问题探讨的分析，理解渗透作用的条件及原理。

2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验操作，分析植物细胞的吸水和失水，理解细胞吸水和失水的过程及应

用。

3.比较自由扩散和协助扩散的异同点，建构被动运输的概念。

【问题探讨】

1.在一个长颈漏斗的漏斗口外密封一层玻璃纸，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(又叫赛璐玲)是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗

糖分子不能。请思考讨论下面的问题：

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？

如果漏斗管足够长，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子向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。

②如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？

不会，因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都可以自由通过，包括水分子和蔗糖分子都可以

通过。

③如果烧杯中的水不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？

漏斗管的液面将保持不变。

2.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，红细胞会发生以下变化。思考讨论下面

的问题：

当外界溶液溶质的浓度比细胞质当外界溶液溶质的浓度比细胞质当外界溶液溶质的浓度与细胞质

的浓度低时.细胞吸水膨胀。的浓度高时，细胞失水皱缩的浓度相同时，细胞形态不变。

①红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过半透膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物

质？

不能。相当于装置中的蔗糖分子。

②红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？

是

③当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水涨破吗？

不一定。

④红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？

主要取决于红细胞内外浓度的差值，一-般情况下，浓度差越大，

细胞吸水或失水越多

⑤临床输液为什么用生理盐水？

生理盐水浓度与血浆的物质的量的浓度基本一致，可以维持血细胞正常形态。

【课前预习】

一、水进出细胞的原理

1.动物细胞吸水、失水与外界溶液溶液浓度的关系

细胞外溶液浓度与细胞质溶液浓度的大小关系细胞形态变化水分进出细胞状况

细胞外溶液浓度大于细胞质溶液浓度

细胞外溶液浓度等于细胞质溶液浓度

细胞外溶液浓度小于细胞质溶液浓度

细胞外溶液浓度与细胞质溶液浓度的大小关系细胞形态变化水分进出细胞状况

细胞外溶液浓度大于细胞质溶液浓度皱缩细胞失水多于细胞吸水

细胞外溶液浓度等于细胞质溶液浓度不变细胞失水等于细胞吸水

细胞外溶液浓度小于细胞质溶液浓度膨胀细胞失水少于细胞吸水

2.渗透作用

—分子（或分子）从的地方向的地方通过扩散的过程。

水其他溶剂相对含量高相对含量低半透膜

3.渗透作用产生的条件：

具有；«

半透膜半透膜两侧的溶液存在浓度差

4.水分子进出植物细胞

图中①是、②是、③是,三者共同组成的结构④o

④11具有性、相当于，伸缩性比较大，通常所说的水进出细胞,

主要指水经过进出。⑤是,对于水分子而言，是性的，

主要作用是细胞，其伸缩性。

细胞膜细胞质液泡膜原生质层原生质层选择透过半透膜原生质层细胞细胞

壁全透保护和支持比较小

二、探究植物细胞的吸水和失水

项目内容

提出问题

作出假设

设计实验

实施实验

分析结果

表达交流

项目内容

提出问题水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？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一层半透膜。

设计实验设计思路：如果原生质层相当于一层半透膜，当外界溶液的溶度高于细胞液的浓度时，细胞就

会失水；当外界溶液的浓度低于细胞液的溶度时，细胞就会吸水。

实施实验实验方案：制作紫色洋葱鳞片叶临时装片，用低倍镜观察洋葱鳞片叶原始状态。将植物细胞浸

润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；再浸润在清水中，观察

其大小的变化。

分析结果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。

表达交流质壁分离的外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度；内因：由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，

当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分开，从而发生质壁分离。

质壁分离复原：外因：外界溶液浓度小于细胞液浓度；内因：外界溶液浓度小于细胞液浓度时，

质壁分离的细胞不断吸水，液泡增大，原生质层慢慢恢复成原来的状态，从而发生质壁分离复

原。

三、被动运输

1.像水分子这样，物质以方式进出细胞，消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质的跨

膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为和两类。

扩散不需要自由扩散协助扩散

2.自由扩散和协助扩散比较

自由扩散协助扩散

物质运输方向

是否消耗能量

转运蛋白的种类

影响运输速率的因素

举例

自由扩散协助扩散

物质运输方向顺浓度梯度顺浓度梯度

是否消耗能量不消耗不消耗

转运蛋白的种类无载