细胞膜的成分、结构、功能和物质出入细胞（解析版）-2025年高一生物寒假专项提升【人教版】

第02讲细胞膜的成分、结构、功能及物质出入细胞

一、细胞膜的成分

【基础巩固】

1、对膜成分的探索

时间及人物实验依据结论或假说

溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的

欧文顿（1895年）细胞膜是由脂质组成的

物质，不容易穿过细胞膜

组成细胞膜的脂质有磷脂

科学家制备哺乳动物成熟红细胞的细胞膜并进行化学分析和胆固醇，其中磷脂含

量最多

用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一水的界

戈特和格伦德尔细胞膜中的磷脂分子必然排列

面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红

（1925年）为连续的两层磷指分子

细胞表面积的2倍

细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力

丹尼利和戴维森细胞膜除含脂质分子外,可能

（已知油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张

（1935年）还附有蛋白质

力会降低）

2、制备细胞膜•般可选的材料是：哺乳动物成熟的红细胞，原因是①无细胞核和众多细胞器，

能得到纯净的细胞膜；②无细胞壁，放到清水中，容易吸水胀破。

3、细胞膜的化学成分主要是脂质和蛋白质，此外，还有少量的糖类,功能越复杂的细胞膜，

蛋白质_种类和数量越多。

【考点剖析】

1、下列有关细胞膜成分和结构的探索历程叙述正确的是（）

A.欧文顿通过溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜，证明细胞膜是由脂质组成的

B.用放射性同位索标记的人和小鼠细胞融合实验，可证明组胞膜具有流动性

C.罗伯特森在电镜下看到“暗-亮-暗〃三层结构，推测细胞膜结构为蛋白质-脂质-蛋白质

D.在探索历程中常运用提出假说这一科学方法，科学家提出的假说都是正确的

【答案】C

【分析】细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先杈据己有的知

识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补

充。一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。

【详解】A、欧文顿通过溶广脂质的物质更容易穿过细胞膜，推测：细胞膜是由脂质组成的，并未证明

细胞膜是由脂质组成的，A错误；

B、用红色荧光和绿色荧光分别标记的人和小鼠细胞膜蛋白质，进行细胞融合实验，可证明细胞膜具有

流动性，B错误；

C、罗伯特森在电镜下看至旷暗-亮-暗〃三层结构，推测细胞膜结构为蛋白质-脂质-蛋白质，他把细胞膜描

述为静态的统一结构，C正确；

D、在探索历程中常运用提出假说这一科学方法，科学家提出的假说未必都是正确的，一种假说最终被

接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合，D错误。

故选C。

2.根据以下资料I可答问题。

资料'：在生物膜的流动镶嵌模型提出后，研究人员又提出了“脂筏模型〃，脂筏是生物膜上富含胆固醇

的一个个微小的结构区域。在这个区域聚集一系列执行特定功能的膜蛋白，其结构模型如图1所示（虚

线框内为脂筏区域）。

脂阀区域

图1

资料二：科学家设计了仅1纳米宽的分子转子，该转子由紫外光驱动，能以每秒200万〜300万转的转

速进行旋转，从而在单个细胞的膜上钻孔，当分子转子与特定的靶细胞结合后，就有望将治疗试剂运送

到这些细胞中，或者直接导这些细胞死亡。图2为分子转子钻孔过程示意图。

图2

资料三：图3是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。

⑴脂筏模型认为生物膜的主要成分是,生物膜功能的复杂程度与的种

类和数量密切相关。

（2）靶细胞细胞膜表面的能够识别分子转子。将治疗试剂运送到靶细胞中，分子转子至少

需要钻开层生物膜。钻孔后才可以运送治疗试剂，说明生物膜具有性。

（3）在脂质体中，能在水中结晶的药物包裹在处（填序号），脂溶性的药物包裹在

处（填序号）。

【答案】（1）脂质、蛋白质（或磷脂、胆固醇、蛋白质）膜蛋白

⑵糖蛋白1选择透过性

⑶①②

【分析】流动镶嵌模型：（1）磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架是可以流动的；（2）蛋白质分

子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层，

大多数蛋白质也是可以流动的；（3）在细胞膜的外表，少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白；除糖蛋白外，

细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成糖脂。

【详解】（1）由题意可知，脂筏中有胆固醇、膜蛋白、磷脂分子，脂筏模型认为生物膜的主要成分是脂

质、蛋白质（磷脂、胆固源、蛋白质）：蛋白质是生命活动的体现者，生物膜功能的复杂程度与膜蛋白

的种类和数量密切相关。

（2）细胞膜上的糖蛋白与细胞表面的识别有密切得关系，这说明靶细胞细胞膜表面的糖蛋白能够识别

分子转子：细胞膜是单层膜，将治疗试剂运送到靶细胞中，分子转子至少需要钻开1层生物膜。由题意

分析可知，在正常情况下治疗试剂无法运送进入细胞，而在钻孔后才可以运送治疗试剂，这说明了生物

膜只有选择透过性。

（3）分析题图3可知：药物①位于脂质体内部，接近磷脂分子的头部，为水溶性药物，能在水中结晶；

药物②位于磷脂双分子层中，接近磷脂分子的尾部，为脂溶性药物。

二、细胞膜的结构

【基础巩固】

1、对膜结构的探索

时间人物实验依据结论或假说

在电镜下看到了细胞膜暗-所有的细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质二层结构构

1959年罗伯特森

亮•暗的三层结构成，把细胞膜描述为静态的统一结构

人、鼠细胞融合实验（融合

1970年科学家的细胞陌上，两种颜色的荧光细胞膜具有流动性.

均匀分布：

根据细胞膜的分子结构模型

辛格和尼

1972年和新的观察和己有的实验证提出“流动镶嵌模型”

科尔森

据

2、流动镶嵌模型的基本内容

糖类，糖蛋白(糖被):细胞识别、

保护、润滑、免疫等

I磷脂双分子层:

t构成膜的基本

支架

蛋白质分子：膜功能的主要承担者

(1)细胞膜主要是由一磷脂分子和蛋白质分子构成的。

(2)磷脂双分子层是膜的基本支架,其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通

过，具有屏障作用。

(3)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中:有的豆在磷脂双分子层表面，有的部分或全

部.嵌入磷脂双分子层中，有的一贯穿.于整个磷脂双分子层。这些蛋白质与物质运输、信息识

催化等功能相关。

(4)细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成或与脂质结合形成

脂"，这些糖类分子叫作糖被。与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。

(5)细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移

动，膜中的多也能运动。

【考点剖析】

,它构成了细胞膜的

基本骨架。

(2)图中1和2构成—，它与细胞膜的—功能密切相关。

⑶在低温下，结构4排列整齐，但温度上升后，会出现排列不整齐的现象，其厚度也会减小，这说明细

胞膜的结构特点是具有

(4)不同细胞的细胞膜执行的生理功能有所不同，一般来说，功能越复杂的细胞膜，—就越多。

【答案】（1）外脂质（磷脂）和蛋白质磷脂双分子层

（2）糖蛋白信息识别（信息传递）

⑶流动性

⑷蛋白质的种类和数量

【分析】题图分析•，该图为细胞膜流动镶嵌模型，其中1为糖蛋白的多糖链，2为糖蛋白的蛋白质分子，

3为蛋白质分子，4为磷脂双分子层；因A侧有糖蛋白，故A为细胞膜外侧，B为细胞膜内侧。

【详解】（1）因中A侧有糖蛋白，故A为细胞膜外侧。结合图示可知，细胞膜的主要成分是脂质和蛋白

质，图中4为磷脂双分子层，它构成了细胞膜的基本骨架。

（2）图中1和2构成糖蛋白，位于细胞膜的外侧，除了具有保护和润滑作用外，它与细胞膜的信息以

别（信息传递）功能密切相关。

（3）在低温下，结构4排列整齐，但温度上升后，会出现排列不整齐的现象，其厚度也会减小，这表

明4的结构特点是具有•定的流动性，这是细胞行使相应功能的基础。

（4）不同细胞的细胞膜执行的生理功能有所不同，一般来说，功能越更杂的细胞腴，其中含有的蛋白

质的种类和数量就越多，从而体现了蛋白质作为生命活动土要承担者的功能。

2、磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。

⑴某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能

的结构是由—（填“单〃或"双〃）层磷脂分子构成的，磷脂的尾部向着油滴（填“内〃或“外

⑵将一个细胞中的磷脂成分全部抽提出来，并将它在空气一水界面上铺成单分子层，结果发现这个单

分子层的表面枳相当于原来细胞膜表面积的两倍。这个细胞根可能是—（填"鸡的红细胞人的红细

胞”或“人的口腔上皮细胞

⑶下图表示细胞膜的亚显微结构图，请回答下列问题：

如果这是肝细胞的细胞膜，细咆膜上的胰岛素受体与胰岛素恃异性结合后，能加快细胞摄取葡萄糖的速

率。葡萄糖进入细胞的方向是-（用图中字母表示）。上述过程体现了细胞膜

的功能

【答案】⑴单内

⑵人的红细胞

（3）AB进行细胞间信息交流和控制物质进出

【分析】题图分析，图中1是磷脂双分子层，2、3是蛋白质，4是糖蛋白，A是细胞外侧，B是细胞内

侧；磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。膜的功能主要由蛋白质承担，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的

种类和数最越多。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。细胞膜的功能特点是具有选择透过性。

【详解】（1）某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，磷

脂分子由亲水性头部和疏水性尾部组成，由于磷脂分子头部亲水，尾部疏水，而细胞中的小油滴疏水，

外部溶液主要成分是水，所以磷脂膜应该由单层磷脂分子构成，头部在外，磷脂的尾部向着油滴内。

（2）将一个细胞中的磷脂成分全部抽提出来，并将它在空汽一水界面上铺成单分子层，结果发现这个

单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。这个细胞很可能是人的红细胞，因为人的红细胞只

有细胞膜这一种生物膜，而鸡的红细胞、人的口腔上皮细胞中有多种生物膜，包括细胞膜、细胞器膜和

核膜，因此若将这些细胞中的磷脂抽提出来，铺成的单层面积远大于细胞膜面积的2倍。

（3）如果这是肝细胞的细胞膜，细胞膜上的胰岛素受体最可能是图中的⑷糖蛋白，这是因为糖蛋白具

有识别的作用，胰岛素受体与胰岛素特异性结合后，能加快细胞摄取葡萄糖的速率，因为胰岛素能加速

组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存。糖蛋白分布在细胞膜的外侧，故A侧为细胞膜外恻，B侧为细

胞膜内侧，故葡萄糖进入细胞的方向是A>B0上述过程体现了细胞膜进行细胞间信息交流和控制物质进

出的功能。

三、细胞膜的功能

【基础巩固】

（-）细胞膜的功能：

1、内容：

（1）将细胞与外界环境分隔开

（2）控制物质进出细胞

（3）进行细胞间的信息交流

内分泌细胞花细胞

发出信号的细胞配细胞

与膜结合的

信号分子

相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从

一个细胞传递给另一个细胞。例如，

内分泌细胞分泌的激素（如腴岛素），随血液到达全身各处.精子和卵细胞之间的识别和结合。

与把细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息节递给纪细胞。

相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道

进入另一个细胞。例如,高等植物细胞之间通过胞间连

丝相互连接，也有信息交流的作用。

2、细胞膜功能的验证方法

（1）识别功能的验证

只有」如生物的精子和卵细胞才能结合T细胞膜具有识别作用（糖蛋白的作用）

（2）控制物质进出细胞功能的验证

对照组：正常玉米种子

实验组：煮熟玉米种子

【考点剖析】

1、下列生理过程中，没有发生细胞之间信息交流的是（）

A.高等植物细胞之间通过胞间连丝连接并交换物质

B.甲状腺激素通过血液运输到靶细胞后与受体结合

C.同种动物的精子和卵细胞相互接触完成受精作用

D.红细胞放在0.09%NaCI溶液中吸水膨胀甚至破裂

【答案】D

【分析】细胞间的信息交流有三种方式：细胞膜的直接接触，如精子和卵细胞的相互识别；通过体液运

输，如激素通过血液运输到靶细胞发挥作用；细胞间形成通道，如植物细胞的胞间连丝.

【详解】A、高等植物细胞之间可以通过胞间连丝的方式进行细胞间信息交流，属于细胞的信息交流的

方式之一，A不符合题意；

B、激素通过血液运输与靶细胞细胞膜上的受体结合，体现了细胞间信息交流的作用，B不符合题意：

C.精子和卵细胞直接接触完成受精作用，体现了细胞膜通过直接接触的方式进行信息交流，C不符合题

足、;

D、红细胞放在0.09%NaCI溶液中吸水膨胀甚至破裂，没有体现细胞信息交流，体现的是细胞的渗透吸

水，D符合题意。

故选Do

2.红范菜的叶肉细胞中含有花青素。将红范菜叶片放在清水中，水的颜色无明显变化，若对其进行加热，

随着水温升高，水的颜色逐渐变成红色，其原因是（）

A.加热使叶绿体中的花青素被释放出来

B.加热使花青素在水中溶解度增大

C.加热使口I•肉细胞的所有生物膜被破坏

D.加热使细胞壁失去了选择透过性

【答案】C

【分析】生物膜具有选择透过性，将红苑菜放在清水中，水的颜色无明显变化，原因是花青素不能透过

原生质层。加温后，细胞膜和液泡膜的选择透过性被破坏，花青素透过原生质层进入水中，从而使水的

颜色逐渐变紫。

【详解】A、红览菜的叶肉细胞中的花青素位于液泡中，A错误；

B、加热使蛋白质变性使红范菜的叶肉细胞生物膜失去了选择透性性，花青素从液泡中释放到清水中，B

错误；

C、加热使蛋白质变性而破坏了叶肉细胞的生物膜，（:正确；

D、细胞壁本身就是全透性的，没有选择透过性，D错误。

故选C。

3.下列有关细胞质膜的叙述中，错误的是（）

A.功能越复杂的细胞质膜，其上蛋白质的种类和数量越多

B.糖类分子可以与细胞质膜上的蛋白质结合，也可以与细胞质膜上的脂质结合

C.细胞质膜能严格控制物质的进出，有害物质和病毒细菌无法进入细胞

D.相邻细胞之间的细胞质膜相互接触，信息传递可通过信号分子与受体结合而完成

【答案】C

【分析】细胞质膜的功能：（1）将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定（2）控制

物质进出细胞（控制作用是相对的）（3）进行细胞间的信息交流。

细胞质膜的成分：主要是脂质（约50%）和蛋白质（约40%）,还有少量糖类（约2%-10%）成分特

点：脂质主要是磷脂，动物细胞还有胆固醇。功能主要是蛋白质决定，功能越复杂的细胞质膜，蛋白

质的种类与数量越多。

糖被分为糖蛋白和糖脂：糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切联系。

【详解】A、细胞质膜的功能主要是蛋白质决定，功能越复杂的细胞质膜，其上蛋白质的种类和数量越

多，A正确；

B、糖类分子可以与细胞质膜上的蛋白质结合，形成糖蛋白，也可以与细胞质膜上的脂质结合形成糖脂，

B正确；

C、细胞质膜能控制物质的进出细胞，但是控制作用是相对的，有害物质和病毒细菌也可以进入细胞，C

错误；

D、进行细胞间的信息交流方式之一是相邻细胞之间的细胞质膜相互接触，信息传递可通过信号分子与

受体结合而完成，D正确。

故选Co

四、细胞的物质输入和输出

（一）渗透作用

【基础巩固】

1、概念：水分子（或其他溶剂分子）通过.简单的扩散。

2、产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有度差

3、应用

（1）漏斗内液面上升的原因：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数£上由蔗糖溶液进入清

水中的水分子数。

（2）渗透达到平衡时

①半透膜两侧ULL水分子的进出。水分子的进出达到相对平衡，所以漏斗内液面停止上升。

②Si、S2溶液浓度的大小关系为：Si>S2o

注意：渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度,实质是指渗透压，如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质

量分数为10$的蔗糖溶液，质量浓度相等，但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压二b,故水可通过半

透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。

【考点剖析】

1、如图是达到平衡的渗透装置，漏斗内（S1）和漏斗外（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，此时液面的

高度差为mh。已知初始时漏斗内、外液面相平；半透膜不允许蔗糖分子通过，但允许离子和单糖分子通

过.下列叙述不正确的是（）

s溶液

1

S溶液

2

透膜

平-4

A.初始时水分子从Si到S2的速率小于S2到Si的速率

B.此时漏斗内、外液体浓度大小关系为Si大于S2

C.若向漏斗内加入蔗糖酶，则的逐渐变大直至重新达到平衡

D.若漏斗内、外是不同浓度的硝酸钾溶液，平衡时Si的浓度等于S2的浓度

【答案】C

【分析】渗透作用发生的条件是具有半透膜，半透膜两侧具有浓度差，渗透平衡时液面差卧与浓度差的

大小有关，浓度差越大，的越大；蔗糖是不能穿过半透膜是分子，图中由于漏斗内的蔗糖溶液浓度高,

因此烧杯中的水分子或通过渗透作用进入漏斗，使漏斗内液面升高，渗透平衡时的会产生压力与漏斗内

因溶液浓度差产生的压力的大小相等，因此漏斗内的浓度仍然大于漏斗外。

【详解】A、据图可知，漏斗液面上升，说明初始时半透膜两侧浓度Si>Sz，水分子从％到S2的速率小

于从S2到S1的速率，A正确；

B、渗透平衡时的会产生压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力的大小相等，因此漏斗内的浓度仍然大

于漏斗外,为Si>S2,B正确;

C、若在漏斗管内加入少量蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，漏斗内溶液浓度会先上升，由于半透膜允许单糖

通过，继而漏斗内溶液浓度会下降，则漏斗液面将先上升后下降，最终加=0（不考虑酶浓度），C错误;

D、若S】、S2是不同浓度的KNO3溶液，钾离子和硝酸根离子可以通过半透膜，平衡时S1浓度等于S2浓

度，D正确。

故选Co

2.如下图所示U形管中间是半透膜（只允许水分子和葡萄糖分子通过），先在左右两侧各加入等审的

0.lmol/L的蔗糖溶液，然后句左、右两侧分别加入微量等体积的蔗糖酶（蔗糖酶催化蔗糖水解）和清

水。一段时间后，再在两侧分别加入等量的斐林试剂并水浴加热，则两侧的液面高度及颜色变化情况是

（）

蔗糖

A.左侧液面先升后降最后两侧液面等高，只有左侧有砖红色现象

B.左侧液面先升后降最后左侧低于右侧，两侧均有砖红色现象

C.两侧液面始终不变，两侧均有砖红色现象

D.右侧液面先升后降最后两侧液面等高，两侧均有砖红色现象

【答案】B

【分析】1、渗透作用发生的条件：①具有半透膜，②膜两侧溶液有浓度差。

2、渗透作用发生的条件是半透膜和浓度差，半透膜一层选择透过性膜，水分子可以通过茶糖分子分子

不能通过，当半透膜两侧存在浓度差时，相同时间内浓度低的一边往浓度高的一边运动的水分子更多，

使浓度高的一边液面不断升高，当浓度差产生的力和高出的液面的重力相等时就形成二力平衡，水分子

运动达到动态平衡，液面不再升高，此时液面高的一侧浓度大。

【详解】由于蔗糖酶能催化蔗糖水解形成葡萄糖和果糖，因此在左右两侧分别加入等量、少量的蔗糖酶

和清水,左侧蔗糖物质的量的浓度升高，渗透压升高，水分子从右侧进入左侧.左侧液面升高：又由题

意知，葡萄糖分子能透过半透膜，因此由于葡萄糖分子通过半透膜进入右侧，左侧液面下降，最后达到

相对稳定液面不变；由题意知，前萄糖分子可以通过半透膜，因此半透膜两侧都有前葡糖，葡萄糖是还

原糖，两侧分别加入等审的斐林试剂并水浴加热，均呈现砖红色现象。

故选Bo

3、（多选）将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B的幼根各切成均等的5段，分别放在不同浓度

的蔗糖溶液（甲~戊）中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，重量变化如图所示。卜.列叙述错误的是

（）

□红心萝卜A

□红心萝卜B

«叔

«

蔗糖点液

甲乙丙T戊

蔗糖和都能自由通过红心萝卜细胞的细胞壁

A.H20

B.红心萝卜B的细胞液渗透压比红心萝卜A的高

C.甲~戊的浓度由小到大的顺序为乙、丁、甲、戊、丙

D.蔗糖溶液为甲时，有水分子进出红心萝卜A的细胞

【答案】BC

【分析】识图分析可知，图中在甲蔗糖溶液中，红心萝卜A的重量没有发生变化，说明水分进出细胞相

等，而红心萝卜B重量减少，细胞发生失水；在乙和丁蔗糖溶液中，二者都发生重量减少，即都发生细

胞失水的现象，.且在乙蔗糖溶液中失水多于丁溶液，说明乙的浓度大于丁，在乙和丁蔗糖溶液中，红心

萝卜A的比红心萝卜B重量变化小：在丙蔗糖溶液中二者都表现重量增加，即发生了细胞吸水的现象,

且红心萝卜A的比红心萝卜B重量变化大，说明红心萝卜A吸水多于红心萝卜B：在戊蔗糖溶液中，红

心萝卜A重量增加，细胞吸水，而红心萝卜B重量没有变化，说明水分进出细胞相等。因此通过以上分

析可以看出，红心萝卜A的细胞液渗透压高于红心萝卜B,且五种蔗糖溶液浓度大小顺序为：乙、丁、

甲、戊、丙。

【详解】A、细胞壁是全透性的，庶糖和WO都能自由通过红心萝卜细胞的细胞壁，A正确；

B、甲蔗糖溶液中红心萝卜A的重量没有发生变化，而红心萝卜B失水，所以红心萝卜A的细胞液渗透

压比红心萝卜B的高，B错误：

C、蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时细胞失水，且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，甲~戊的浓度由大

到小的顺序为乙、丁、甲、戊、丙，C错误；

D、水分子可自由进出细胞膜，蔗糖溶液为甲时，红心萝卜A的细胞中水分子进出达到动态平衡，D正

确。

故选BCo

（二）细胞的吸水和失水

【基础巩固】

1、动物细胞的吸水和失水（哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中）

（1）原理：

①半透膜：动物细胞的细胞膜

⑵浓度差：细胞质与外界溶液具有浓度差

2、现象：

①外界溶液浓度>细胞质浓度细胞一细胞失水皱缩。

②外界溶液浓度〈细胞质浓度细胞.细胞吸水膨胀。

③外界溶液浓度=细胞质浓度细胞形态不变。

3、植物细胞的吸水和失水

①成熟植物细胞的结构

a半透膜：植物细胞的原生质层

b浓度差：细胞液与外界溶液间具有浓度差

②原理和现象

a外界溶液浓度〉细胞液浓度细胞失水,发生质壁分离现象。

b外界溶液浓度〈细胞液浓度细胞吸水膨张,发生一质壁分离复原现象。

c外界溶液浓度=细胞液浓度细胞维持正常形态。

与生活联系：对农作物施肥过多，会造成烧苗现象。

注意：当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水，可能正在吸水，可能处于平

衡状态，也可能已死亡。

3、探究植物细胞失水和吸水

（1）实验原理

①内因：

a成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜:外界溶液与细胞液具有一定的浓度差,构成渗

透系统。

b原生质层的伸缩性比细胞壁—±。

②外因：

细胞液和外界溶液存在浓度差，细胞能渗透吸水和失水。

（2）实验步骤

制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片

①有一个紫色的中央大液泡

用低倍显微镜观察

.②原生质层紧贴细胞壁

盖玻片

质量浓度为吸水纸吸引

0.3g/mUKj蔗糖溶液

用低倍显微镜观察｛①中央液泡逐渐变小,颜色变深

2原生质层与细胞壁逐渐分离

盖玻片

吸水纸吸引清水

①中央液泡逐渐变大,颜色变浅

用低倍显微镜观察

②原生质层逐渐贴近细胞壁

①选材：成熟的植物细胞，如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞.原因：具有紫色中央大液泡，活细胞1>

②试剂：0.3g/ml的废糖溶液.

③a、三次观察全部用—[^显微镜。b、前后对照，不另设对照组。c、体现了细胞膜的选择透

过性。

第•次对照

第二次对照

（3）在一定浓度（溶质可透过膜）的溶液（如KNOs、尿素、乙二醉、甘油等）中可发生质壁分离自动复

原现象。

（4）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

I待测制ft植I

物细胞

_（发生质壁分离一►活细胞

*I不发生质壁分离一死细胞

一定浓度的

餐糖溶液

②测定细胞液浓度范围

待测成熟植物

细胞________,细胞液浓度介于未发生质壁分离

一镜检一和刚发生质堡分离的两蔗糖溶液

浓度之间

一系列浓度梯1

度的蔗糖i容液J

③比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度

不同成熟植物

细胞发生质壁分离所需时间越短,

一镜检1细胞液浓度越小，反之则细

同一浓度的原I胞液浓度越大

糖溶液

④比较未知浓度溶液的浓度大小

⑤鉴别不同种类的溶液（如KNO,溶液和蔗糖溶液）

^立然植

只发生质壁分离一溶质不能透过半透膜

物细胞（如蔗糖溶液）

镜检一，

不同种质壁分离后自动_溶质能透过半透膜

类溶液复原一（如KNOa溶液）

【考点剖析】

1、下图表示将相同生理状态的三个洋葱鳞片叶表皮细胞放于不同浓度的蔗糖溶液中一段时间后的状态

（细胞均具有活性），以下说法正确的是（）

A.据图可判断出细胞所在蔗糖溶液初始浓度大小依次是丙＞甲＞乙

B.图中所示三种状态的细胞中吸水能力最强的是乙

C.此时图中甲、乙、丙细胞均没有水分子出入

D.丙细胞中①处的溶液不可能是外界溶液

【答案】A

【分析】渗透作用是指水分子通过半透膜从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧的扩散。成熟的植物细胞

具有中央大液泡，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，当细胞液浓度小于外界溶液

的浓度时，细胞液中的水分透过原生.质层进入外界溶液中，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收缩性大，原生质层与细胞壁逐渐分离，称为质壁分离。

【详解】A、三个细胞初始生理状态相同，可认为初始时细胞液浓度相同，终末状态时，细胞液失水量

大小依次是丙＞甲＞乙，细胞内外浓度差越大，失水量越多，故细胞所在蔗糖溶液初始浓度大小依次是丙〉

甲〉乙，A正确；

B、吸水能力取决于渗透压，丙失水量最多，渗透压最大，因此吸水能力最强，B错误；

C、此时，三个细胞水分进出达到平衡状态，不是没有水分子出入，C错误；

D、①处是细胞壁和细胞膜之间，由于细胞壁是全透性的，所以①处是外界溶液，D错误。

故选A。

2.植物成熟叶肉细胞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，当水分交换之到平衡时观察到：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，合理的是（）

A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度小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c＞细胞a＞细胞b

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

【答案】D

【分析】植物细胞的吸水和失水原理和现象：外界溶液浓度,细胞液浓度1细胞失水f质壁分离外界溶

液浓度（细胞液浓度）细胞吸水与质壁分离的复原外界溶液浓度=细胞液浓度-细胞形态不变（处于动

态平衡）

【详解】A、由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b

的细胞液浓度大于外界庶糖溶液的浓度，A错误；

B、细胞a未发生变化，水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度；细胞b体积增大，

细胞吸水，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；细胞c发生了质壁分离，细胞

失水，水分交换前，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小

关系为细胞b＞细胞a＞细胞c,B错误；

C、水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等，虽然细胞

内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞

液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误；

D、在一定浓度的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界

蔗糖溶液的浓度，D正确。

故选D。

3.下图是在不同情况下成熟植物细胞的细胞液浓度随时间变化的曲线。下列关于甲、乙、丙、丁四图的叙

述，正确的是（）

aa

m

bb

oAB时间048时间0AB时间。A区南间

甲乙丙丁

A.甲图中A〜B时间段植物细胞逐渐发生质壁分离

B.乙图中b点之后细胞液浓度减小速率减慢的原因可能是细胞壁的限制

C.丙图中A〜B时间段细胞液浓度大于外界溶液浓度

D.丁图可表示细胞发生质壁分离后又自动复原的过程，c点后细胞开始从外界溶液吸收溶质

【答案】B

【分析】据图分析•，甲图细胞液浓度先降低后升高；乙图细胞液浓度不断下降最终趋于稳定；丙图细胞

液浓度不断升高最终趋于稳定；丁图细胞液浓度先升高后降低。细胞液浓度增加，说明细胞失水了。细

胞液浓度降低，说明细胞吸水了。

【详解】A、甲图中A〜B时旧段细胞液浓度逐渐变小，细胞吸水，不会发生质壁分离，A错误；

B、乙图中b点之后细胞液浓度减小速率减慢，即植物细胞吸水速率减慢，原因可能是细胞壁的限制，B

正确；

C、丙图中A〜B时间段细胞液浓度逐渐变大，细胞失水，细胞液浓度小于外界溶液浓度，C错误；

D、丁图中，细胞液浓度先变大后变小，先失水后吸水，可表示细胞发生质壁分离后又自动复原的过程，

c点之前细胞就开始从外界溶液吸收溶质，D错误。

故选B。

4、如图为某同学利用洋葱无色内表皮观察植物细胞质壁分离和复原的实验示意图，其中胭脂红是一种

水溶性的大分子食用色素，呈红色。请分析回答下列问题：

紫色洋葱鳞一定浓度的胭脂红溶液

片叶内表皮-吸水纸

G吸水纸

ABCDE

⑴在观察植物细胞质壁分离及复原现象的实验中，"质〃是指植物细胞的—（结构），“壁〃是指植物细胞

的—（结构），主要成分是一。

（2）不用根尖分生区细胞进行实验的原因是—o

⑶该同学在步骤D观察到了质壁分离现象，其实验结果应为图中的—（填序号），造成比现象的原因

是____。

红色

无色

⑷该同学发现部分细胞发生质壁分离后不能复原，原因最可能是细胞过度失水而死亡，造成此现象的原

因是—或—O

【答案】（1）原生质层细胞壁纤维素和果胶

⑵没有中央大液泡

（3）①由于原生质层具有选择透性，胭脂红不能透过生物膜，可以透过细胞壁

（4）外界溶液浓度过大质壁分离时间过长

【分析】1、成熟的植物细胞有一大液泡。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就

透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩

小，原生质层就会与细胞曳逐渐分离开来，既发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，

外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原

来的状态，既发生了质壁分离复原。

2、胭脂红是大分了•化合物，不能透过生物膜；由于细胞液无色，因此可以依据细胞壁和原生质层之间

的颜色区域大小，可判断细胞是发生质壁分离还是质壁分离复原现象。

【详解】（1）在质壁分离及复原现象的实验中，“质”是指植物细胞的原生质层结构，“壁”是指植物细胞

的细胞壁结构，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。

（2）根尖分生区细胞没有中央大液泡，故不能用根尖分生区细胞进行质壁分离及复原的实验。

（3）由于原生质层具有选择透性，胭脂红不能透过生物膜，可以透过细胞壁，故在原生质层和细胞壁

之间为红色，原生质层为无色，故为图像①。

（4）该同学发现植物细胞质壁分离后不能复原，原因最可能是细胞过度失水而死亡，造成质壁分离不

能复原，可能是胭脂红溶液浓度过大、质壁分离时间过长导致细胞失水过多死亡。

（三）物质出入细胞的方式

【基础巩固】

1、物质出入细胞方式的比较

物质出被动运输

入细胞自由扩散协助犷散主动运输胞吞胞吐

的方式（简单扩散）（易化扩散）

细

细胞外段体胞

金郎。载体5

1

二％绛细胞帝白腴

给喙细

细

图例胞

胞

膜

分

・

细胞内占工协II细胞质\

泌

f］力助邑

.物

扩散扩置攵扩散

运输

顺浓度梯度方向逆浓度梯度方向进入细胞运出细胞

方向

是否需

要转运否是是否

蛋白

是否消

否否是是

耗能量

注意:

(1)转运蛋白种类

①载体蛋白：只容许与自身空包部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生「自身构象

的改变。

②通道蛋白：只容许与自身通道的直径或形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。不需要

与通道蛋白结合。水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蚩白以协助扩散方式进出细刖。

(2)被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性°

被动运输使膜内外物质浓度趋于平衡，主动运输趋于浓度差增大。

2、影响物质跨膜运输的因素

(1)物质浓度

(3)氧气浓度

（4）温度

①温度影响生物膜的流动性，进而影响胞存胞吐的运输速率。

②温度影响的活性，影响呼吸速率，进而影响能最供应，主动运输和胞吞胞吐均受影响。

3、巧用两种抑制剂探究物质跨膜的运输方式

刿L主动运输

［植株+培养液）呼吸

抑制剂还影里被动运输

加蛋白或加蛋白

水解附疝制剂

影响|不影响

协助扩散自由扩散

4、细胞膜特性

（1）结构特性一一流动性原因：组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子可以运动。

举例：变形虫变形运动、胞吞、胞吐、质壁分离与复原

（2）功能特性一一选择透过性原伏I：与膜卜的转运蛋白的种类和数量及转运蛋白空间结构的

变化有关举例：物质跨膜运输（自由扩散、协助扩散、主动运输）

【考点剖析】

1、如图所示，载体蛋白1和载体蛋白2依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差完成相应物质的逆浓度梯度运输。

卜.列叙述错误的是（）

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