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高考一轮复习
第06讲 细胞的物质输入和输出
第一课时
人教版
4
2
1
3
渗透作用
动物、植物细胞的吸水和失水
探究实验：植物细胞的质壁分离和复原
被动运输、主动运输和胞吞、胞吐
5
影响物质跨膜运输的因素及曲线分析
考点梳理
渗透作用
考点1
1. 渗透作用
（1）概念：
（2）方向：
（3）发生条件
① 具有半透膜
② 二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
（4）渗透压：
指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
从水的相对含量多的一侧向相对含量少的一侧渗透。
物质的量浓度，而非质量浓度
溶液中溶质微粒对水的吸引力。
溶质微粒越多， 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。
知识梳理
1. 渗透作用
（5）现象分析：
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
多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。
知识梳理
1. 渗透作用
（5）现象分析：
② 漏斗内液面停止上升的原因：
此时水分子的进出达到相对平衡
（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）
注意：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 。
知识梳理
液面不变
（1）半透膜只允许水分子通过
1. 渗透装置的变式分析
左边 右边
非电解质溶液
NaCl溶液
因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，
故其渗透压高于葡萄糖溶液
因此水分子由左边→右边较多，
右侧液面升高
知识梳理
10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，
因此水分子由左边→右边较多，
右侧液面升高
液面不变
（1）半透膜只允许水分子通过
1. 渗透装置的变式分析
左边 右边
非电解质溶液
知识梳理
液面不变
（1）半透膜只允许水分子通过
1. 渗透装置的变式分析
液面稳定后，将右侧液面高出部分吸走
右侧液面继续升高并达到新的平衡
左边 右边
非电解质溶液
知识梳理
左边 右边
加蔗糖酶
蔗糖被水解为两分子单糖，
导致左侧浓度升高，
水分子由右边→左边较多，
则左侧液面升高，最终高于右侧
（1）半透膜只允许水分子通过
1. 渗透装置的变式分析
知识梳理
动物、植物细胞的吸水和失水
考点2
吸水膨胀
失水皱缩
维持
正常形态
1. 动物细胞的吸水和失水
（1）原理
（2）条件及现象
低渗溶液
（清水中）
高渗溶液
（20%的蔗糖溶液中）
等渗溶液（0.9%NaCl溶液中）
动物细胞的细胞膜相当于半透膜
细胞质溶液与外界溶液具有浓度差
外 界 溶 液 浓 度
细 胞 质 的 浓 度
小于
大于
等于
知识梳理
2. 植物细胞的吸水和失水
（1）条件：
（2）成熟植物细胞的结构
具有中央大液泡的成熟植物细胞。
相邻细胞
的细胞壁
① 全透性
② 伸缩性较小
细胞液：液泡里面的细胞液
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
细胞壁
≠原生质体
去除了细胞壁
以后所剩下的
植物细胞
知识梳理
① 当外界溶液浓度>细胞液浓度时，
② 当外界溶液浓度<细胞液浓度时，
③ 当外界溶液的浓度＝细胞质的浓度时，
2. 植物细胞的吸水和失水
（3）原理
（4）现象
半透膜：
结构特征
浓度差：
原生质层
细胞壁：全透性、伸缩性小
原生质层：选择透过性、伸缩性大
细胞液与外界溶液存在浓度差
细胞失水，发生质壁分离现象。
细胞吸水，发生质壁分离的复原现象。
细胞形态不变。
知识梳理
3. 半透膜和选择透过性膜的区别
（1）半透膜：
（2）选择透过性膜：
4. 不同状态下，水分子移动情况
（1）渗透平衡时，细胞吸水速率＝失水速率，达到动态平衡，
但膜两侧溶液浓度不一定相等。
（2）细胞吸水时，细胞吸水速率＞失水速率，水分子流向细胞内多于细胞外。
（3）细胞失水时，细胞吸水速率＜失水速率，水分子流向细胞外多于细胞内。
是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。
是具有生物活性的生物膜，
细胞膜上的转运蛋白决定对不同物质的通过具有选择性。
知识梳理
探究实验：
植物细胞的质壁分离和复原
考点3
1. 选材
（1）成熟植物细胞可以发生质壁分离和质壁分离的复原。
（2）紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，
有利于观察。（如果细胞无色，可在外界溶液中加染料，便于观察）
（3）根尖分生区细胞不会发生质壁分离，因为它无大液泡，主要进行吸胀吸水。
2. 原理
内因
外因
① 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
②原生质层比细胞壁的伸缩性大
细胞液与外界溶液之间具有一定的浓度差，
细胞能渗透吸水和失水
知识梳理
吸水纸吸引 清水
3. 实验过程
液泡（细胞液）
0.3g/mL的蔗糖溶液
（或外界溶液）
细胞壁
制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片
低倍显微镜下观察
①有一个紫色的中央大液泡
②原生质层紧贴细胞壁
0.3g/ml
蔗糖溶液
低倍显微镜下观察
①中央液泡逐渐变小，紫色加深
②原生质层与细胞壁逐渐分离
低倍显微镜下观察
①中央液泡逐渐变大，紫色变浅
②原生质层逐渐贴紧细胞壁
吸水纸吸引
（临时装片）
（临时装片）
本实验结果的观察只能用低倍镜，不能用高倍镜。
细胞吸水能力减弱
细胞吸水能力增强
知识梳理
4. 实验现象及结论
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，
植物细胞是通过渗透作用吸水和失水的。
知识梳理
1. （2021·广东卷）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，下
图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是
比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后
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
A
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2. 图甲为渗透装置，半透膜袋内有50 mL质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶
液，图乙为放置在某溶液中植物细胞失水量的变化情况，下列有关叙
述不正确的是(　　)
图甲玻璃管液面上升速率逐渐降低，
最终玻璃管液面与清水液面形成一定高度差
若将图甲蔗糖溶液换为0.3 g/mL淀粉溶液，
则玻璃管液面与清水液面的高度差变小
C. 图乙中a点植物细胞失水量最大，
此时细胞的吸水能力最强
D. 图乙中细胞在10 min内发生质壁分离，
b点后开始自动质壁分离复原
D
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4. 实验分析与解读
本实验存在的两组实验均为自身对照，
自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。
实验中存在的两组对照实验
知识梳理
① 在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期
处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。
② 蔗糖溶液浓度不能太高（如：0.5g/ml蔗糖溶液），
细胞会失水过多而死亡，失去选择透过性。
③ 由于细胞壁的支持和保护作用，植物细胞不会吸水涨破。
④ 判断植物细胞的死活的常用方法：
能否发生质壁分离与复原；
细胞质是否流动（观察叶绿体的运动）；
细胞膜是否有选择透过性（台盼蓝染色法）。
5. 注意
知识梳理
将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和
0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体的体积随时间变化曲线如图所示：
① A曲线表示细胞在蒸馏水中：
细胞吸水膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。
6. 不同外界溶液中植物细胞的变化分析
知识梳理
将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和
0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体的体积随时间变化曲线如图所示：
② B曲线表示细胞在0.5 mol/L的尿素溶液中：
细胞先因渗透失水而发生质壁分离，
后因细胞吸收尿素（溶质微粒）而使细胞液浓度增大，
细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
KNO3、甘油、乙二醇等溶液中
也可发生质壁分离后自动复原现象。
6. 不同外界溶液中植物细胞的变化分析
知识梳理
将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和
0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体的体积随时间变化曲线如图所示：
③ C曲线表示细胞在0.3 mol/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。
6. 不同外界溶液中植物细胞的变化分析
知识梳理
（1）对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，
同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。
（2）盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是由土壤溶液
浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。
（3）防腐杀菌：在高浓度的溶液中，细菌等微生物将因失水过多而死亡，从而有效防止
了食品腐烂变质。糖渍、盐渍食品不易变质的原因是高浓度的溶液使微生物（如细
菌）不能生存和繁殖，从而能较长时间保存食物。
（4）医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体
细胞保持正常的形态和功能。
7. 细胞吸水和失水原理在生产生活中的应用
知识梳理
（2021·湖南卷）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分
变化而发生渗透调节的过程。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. 1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
D
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