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第8讲 物质跨膜运输的实例及方式（解析版）

《物质跨膜运输的实例》是人教版普通高中新课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。这一节主要介绍的是以水和无机盐的跨膜运输为例，说明细胞膜是选择透过性膜，是在学习了第2章《组成细胞的分子》和第3章《细胞的基本结构》的基础上再学习的，也是为进一步学习细胞膜的结构和物质跨膜运输的方式，并从结构与功能相适应的角度来认识生物膜的结构和功能特点打好基础的。

一、渗透作用
半透膜：半透膜是一类可以让某些小分子离子的物质通过而大分子的物质不能通过的一类薄膜的总称。

1、水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用
实质：（即顺着水的相对含量梯度的扩散）
2、条件；（1）半透膜（2）膜两侧的溶液具有浓度差
3、原理：溶液A浓度大于溶液B，水分子从B A移动
溶液A浓度小于溶液B，水分子从A B移动
在渗透作用中，水分是从溶液浓度 低 的一侧向溶液浓度 高 的一侧渗透。
扩散：物质从高浓度到低浓度的运动
渗透：水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散
区别：渗透与扩散的不同在于渗透必须有渗透膜（半透膜）。
【注意】
（１）渗透系 统适用 于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。
（２）两溶液中的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水分子双向运动的差异所导致的液面改变。
（３）溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10％葡萄糖溶液和10％蔗糖溶液的质量浓度相同，但10％蔗糖溶液的摩尔浓度小，故水由10％蔗糖溶液向10％葡萄糖溶液移动。
二、动物细胞的吸水和失水
外界溶液的浓度= 细胞质的浓度 水分子进出细胞达到动态平衡
外界溶液的浓度 〉细胞质的浓度 失水皱缩
外界溶液的浓度〈细胞质的浓度 吸水涨破
三、植物细胞的吸水和失水
细胞吸水的方式
（1）吸涨吸水
机理：靠细胞内的亲水性物质（蛋白质﹥淀粉﹥纤维素）吸收水分
实例：未成熟植物细胞、干种子
（2）渗透吸水(主要的吸水方式)
实例：成熟的植物细胞
条件：有中央液泡
细胞膜;液泡膜；两层膜之间的细胞质统称原生质层
把成熟的植物细胞看作一个渗透装置
原生质层(选择性透过膜)相当于半透膜，细胞内有细胞液与外界溶液具有浓度差
当外界溶液浓度 ﹥ 细胞液的浓度 ，细胞失水，发生质壁分离现象
外界溶液浓度 ﹤ 细胞液的浓度，细胞吸水，发生质壁分离复原现象
质壁分离外因：当外界溶液浓度 ﹥ 细胞液的浓度 ，细胞失水，发生质壁分离现象
质壁分离内因：细胞壁伸缩性﹤原生质层的伸缩性。

（3）植物细胞的质壁分离

*质壁分离实验的拓展与应用：
（1）判断成熟植物细胞是否有生物活性

（2）测定细胞液浓度范围
＋细胞液浓度介于未发生
质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间
（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
＋发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大
四、物质跨膜运输的其他实例
1．不同物质跨膜运输的特点
(1)
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：逆浓度梯度运输。
(3)不同微生物对各种矿物质的需要量不同，吸收时各自都有选择性。
2．生物膜的功能特性
(1)细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
(2)生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。
五、物质跨膜运输的方式
1、小分子或离子的跨膜运输
（1）被动运输：顺浓度梯度的扩散，统称为被动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散两种情况:
①自由扩散：物质顺浓度梯度，通过简单的扩散作用进出细胞。不消耗细胞内的能量 ，也不需载体蛋白。
例子：水,气体，甘油，脂肪酸 ，酒精，苯…
②协助扩散：进出细胞的物质顺浓度梯度，借助载体蛋白的扩散，也不需要能量 。例子：葡萄糖进入红细胞等
（2）主动运输：物质一般从低浓度一侧运输到高浓度一侧，即逆浓度梯度的跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
例子：小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
注意：相关曲线
自由扩散坐标图 （2）协助扩散 （3）主动运输





注意⑴影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素
①影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。
②影响协助扩散的因素：a.细胞膜内外物质的浓度差；b.细胞膜上载体的种类和数量。
③影响主动运输的因素：a.载体(核糖体)；b.能量(细胞质基质和线粒体)。
凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。
⑵载体的化学本质及作用特点
①载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同。
②载体具有饱和现象,当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。
非跨膜运输——胞吞与胞吐（大分子物质）
胞吞：例如：白细胞吞噬病菌 胞吐：分泌蛋白的形成 （消化酶，抗体，某些蛋白质激素）
特点：消耗能量，无需载体蛋白，体现了细胞膜的流动性。


1．（海南省2018届高三高考生物试题）将水稻幼苗培养在含?MgSO4的培养液中，一段时间后，发现营养液中Mg2+和SO42-的含量下降，下列叙述不合理的是（　　）
A． Mg2+通过自由扩散进入根细胞 B． MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收
C． 根吸收的Mg2+可以参与叶绿素的形成 D． 降低温度会影响水稻根系对Mg2+的吸收
【答案】A
【解析】Mg2+?通过主动运输进入根细胞，A错误；MgSO4?必须溶解在水中呈现离子形式，才能被根吸收，B正确；Mg2+?可以参与叶绿素的形成，说明无机盐能组成复杂的化合物，C正确；降低温度会影响膜的流动性和酶的活性，则对?Mg2+?的吸收也会造成影响，D正确。
2．（浙江省杭州市2019届上学期高三模拟卷十五生物试题）下列细胞放在一定浓度的蔗糖溶液中，一段时间后会发生质壁分离的是（ ）
A． 人的红细胞 B． 洋葱根毛区细胞 C． 芽尖分生区细胞 D． 蓝藻细胞
【答案】B
【解析】质壁分离指的是高度分化的成熟植物细胞在高浓度的细胞外液中发生的细胞壁与原生质层分离的现象；发生质壁分离的细胞必须是具有大液泡的成熟植物细胞。
人的红细胞没有细胞壁，不可能发生质壁分离，A错误；洋葱根毛区细胞是高度分化的成熟植物细胞，具有大液泡，在一定浓度的蔗糖溶液中，一段时间后会发生质壁分离现象，B正确；芽尖分生区细胞具有分裂能力，没有大液泡，不会发生质壁分离，C错误；蓝藻细胞是原核生物，细胞中没有液泡，不能发生质壁分离，D错误。
3．（天津市宝坻区普通高中2018-2019学年高一上学期三校联考生物试题）观察细胞质壁分离的装片时，可看到洋葱表皮细胞的变化状况是（　　）
A． 液泡变小，紫色加深 B． 液泡变大，紫色变浅
C． 液泡变小，紫色变浅 D． 液泡变大，紫色变深
【答案】A
【解析】植物细胞质壁分离和复原的条件有：①必须是活细胞；②细胞液与外界溶液必须有浓度差；③植物细胞必须有大的液泡（成熟的植物细胞），且液泡最好有颜色便于观察。
洋葱表皮细胞发生质壁分离时，细胞由于失水，使液泡变小，细胞液浓度增大，紫色加深。

4．（黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）下列没有发生渗透作用的是（　　）
A． 萎蔫的青菜放在清水中变得硬挺 B． 一杯清水中加入食盐变咸
C． 根毛细胞吸水 D． 红细胞在高浓度溶液中皱缩
【答案】B
【解析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧；条件是半透膜和浓度差。萎蔫的青菜放在清水中变硬挺，发生了植物细胞的渗透吸水，A正确；一杯清水中加入食盐变咸，没有通过膜结构，只是溶液的扩散作用，B错误；根毛细胞通过渗透作用吸收水分，C正确；红细胞在高浓度溶液中通过渗透作用失水，导致细胞皱缩，D正确。
5．（黑龙江省大庆市铁人中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）如图为浸在0.3g/ml蔗糖溶液中的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，下列有关说法不正确的是（ ）
A． 该细胞处于质壁分离状态，图中的③呈现紫色
B． 图中的①具有全透性，②③④构成的原生质层可以看作一层半透膜
C． 将该细胞置于清水中，可以使细胞恢复实验前的形态
D． 如果该细胞长时间处于图示状态，可能会失去活性
【答案】A
【解析】图中的③是细胞质；④是液泡，其中的液体是细胞液，呈现紫色，A错误.
细胞壁具有全透性，②③④分别是细胞膜、细胞质和液泡膜构成的原生质层，具有选择透过性，可以看作一层半透膜，B正确.将该细胞置于清水中，细胞质壁分离复原，恢复实验前的形态，C正确.细胞长时间处于图示状态，持续失水，细胞可能会因失水过多而死亡，从而失去活性，D正确.

例1：（黑龙江省大庆市铁人中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）下列表述中，不正确的是（ ）
A． 通过质壁分离实验可以鉴定成熟植物细胞的死活
B． 动物细胞也能渗透吸水或失水，原因之一是细胞膜相当于半透膜
C． 水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差
D． 小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能
【答案】D
【解析】活细胞才能发生质壁分离，通过质壁分离实验可以鉴定成熟植物细胞的死活，A正确.渗透作用的条件是有半透膜和半透膜两侧溶液浓度不同，细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜，所以动物细胞也可能渗透吸水或失水，B正确.水是顺着相对含量梯度扩散，所以水分子进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差，C正确.细胞膜具有选择透过性，一些小分子物质能通过细胞膜，其它小分子和不能通过细胞膜，D错误.
渗透作用的两个必要条件是：半透膜和膜两侧溶液有浓度差；动物细胞的细胞膜和成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，水分子自由通过，一些小分子和离子可以通过，其它小分子和离子不能通过，大分子则不能通过，所以相当于半透膜；水顺相对含量梯度进行扩散，细胞质溶液或细胞液的浓度和外界溶液的浓度有浓度差是就可以渗透失水或吸水。
变式训练1：（江西省玉山县第一中学2018-2019学年高二上学期期中考试生物试题）如图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞影响的实验中所观察到的细胞图，请判断下列叙述中正确的是( 　)
A． 图中1、2、6组成了细胞的原生质层
B． 图中1是细胞壁，6中充满了蔗糖溶液
C． 图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度
D． 图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅
【答案】B
【解析】植物细胞与渗透作用有关的细胞器是液泡，分析题图：1是细胞壁，2是细胞膜，3是细胞核，4是液泡膜，5是细胞质，6是细胞壁与原生质层之间的空隙，7是细胞液。
原生质层是指细胞膜、液泡膜和二者之间的细胞质，由图中2、4、5组成，A错误。因为细胞壁是全透性，外界蔗糖溶液可以进入到6中，B正确。图中细胞处于质壁分离状态，但无法确定是质壁分离过程中还是质壁分离结束，若为质壁分离过程中则6处的浓度大于7处的浓度，若为质壁分离结束时则6处的浓度等于7处的浓度，C错误。质壁分离时，因为细胞失水，会使液泡变小，细胞液浓度变大，颜色变深，D错误。


例2：（湖南省娄底市2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的三种盐溶液中，结果如下图所示，这三种溶液的浓度大小关系是(　　)
A． Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ
B． Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ
C． Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ
D． Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ
【答案】D
【解析】水分进出细胞的方式是自由扩散，当细胞液浓度大于环境溶液浓度时，细胞吸水；当细胞液浓度小于环境溶液浓度时，细胞吸失水，细胞液浓度等于环境溶液浓度时，进出细胞的水分子达到动态平衡，表现为细胞既不吸水也不失水。
分析图解可知，在Ⅰ中口腔上皮细胞形态不变，说明Ⅰ浓度与细胞内液浓度相当；在Ⅱ中口腔上皮细胞皱缩，说明Ⅱ溶液浓度大于细胞内液浓度，细胞失水；在Ⅲ中口腔上皮细胞破裂，说明Ⅲ溶液浓度小于细胞内液浓度，细胞吸水破裂。因此，三种盐溶液的浓度是Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ。
变式训练2．（黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）下列属于主动运输的是（　　）
A． 人体肺泡细胞释放CO2 B． 蔗糖通过植物细胞的细胞壁
C． 甘油分子进入人的皮肤细胞 D． 人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘
【答案】D
【解析】小分子物质跨膜运输的方式：
名　称 运输方向 载体 能量 实　　例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水，CO2，O2，甘油，苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+等
人体肺泡细胞释放CO2的方式是自由扩散，A错误；植物细胞的细胞壁是全透性的，蔗糖可以自由的通过，不属于主动运输，B错误；甘油分子进入人的皮肤细胞的方式是自由扩散，C错误；人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式是主动运输，D正确。
例3：（天津市第一中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）下列有关实验的叙述正确的是（ ）
A． 检测还原糖时，向样液中先加入NaOH溶液，摇匀后再滴加CuS04溶液
B． 稀释的蛋清溶液加入斐林试剂——出现砖红色反应
C． 将叶肉细胞置于较高浓度溶液中，在显微镜下能观察到质壁分离现象
D． 将双缩脲试剂加入新鲜的西瓜汁中，经热水浴后西瓜汁溶液呈现紫色
【答案】C
【解析】检测还原糖时使用的是斐林试剂，NaOH溶液和CuS04溶液先混合再使用，A错误.
蛋白质用双缩脲试剂鉴定，B错误.叶肉细胞是成熟的植物细胞，有大液泡，置于较高浓度溶液中，在显微镜下能观察到质壁分离现象，C正确.西瓜汁溶液中富含的是糖类，但由于是红色，不宜作为鉴定有机物的材料，D错误.
变式训练3．（江苏省七校联盟2018-2019学年高一上学期期中联考生物试题）下列关于植物细胞吸水或失水的叙述错误的是（ ）
A． 外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水
B． 外界溶液浓度和细胞液相等时，水分进出平衡
C． 在低浓度的外界溶液中，细胞因吸水一定胀破
D． 成熟植物细胞的原生质层相当于渗透装置中的半透膜
【答案】C
【解析】渗透作用是指水分子通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的过程。成熟植物细胞的原生质层是由细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质组成。外界溶液浓度大于细胞液浓度时根据渗透作用原理细胞会表现失水，反之则吸水，A正确。外界溶液浓度和细胞液相等时，细胞内外渗透压平衡，则水分进出平衡，B正确。因为植物细胞有细胞壁，当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，植物细胞会吸水，但不会涨破，C错误。成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，相当于半透膜，D正确。
例4：（吉林省延吉市延边第二中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随水温的升高，水的颜色逐渐变红。其原因是（ ）
A． 细胞壁在高温中受到破坏 B． 水温升高，花青素的溶解度加大
C． 高温使生物膜失去了选择透过性 D． 高温使水中的化学物质发生了反应

【答案】C
【解析】紫色萝卜细胞中有花青素，使块根呈红色，花青素存在于液泡中，由于原生质层具有选择透过性，即可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此花青素不能通过原生质层进入水中。用加温处理块根后能使水变红，说明原生质层失去选择透过性。
变式训练4．（黑龙江省哈尔滨市第三中学校2019届高三上学期第一次调研考试生物试题）将有关生物材料直接制成临时装片，在普通光学显微镜下可以观察到的现象是（ ）
A． 菠菜叶片下表皮细胞中具有多个叶绿体
B． 花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒
C． 人口腔上皮细胞中线粒体数目较多
D． 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡清晰可见
【答案】D
【解析】细胞中的叶绿体是绿色的、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡是紫色的，两者不需要染色便可以在显微镜下观察到；而线粒体需要用健那绿染液染色、脂肪需要用苏丹Ⅲ或Ⅳ染色后才能观察到。菠菜叶片下表皮细胞是透明的，起保护作用，不含有叶绿体，A错误；花生子叶细胞需要用苏丹Ⅲ染色后才能观察到存在多个橘黄色脂肪颗粒，B错误；线粒体需要用健那绿染色后才能在显微镜下观察到，C错误；紫色洋葱鳞片外表皮细胞中液泡呈紫色，容易观察到，D正确。

1．（黑龙江省2018年高三高考模拟精编大考卷（七）生物试卷）在生物实验中，有关渗透系统的应用的描述，错误的是（ ）
A． 利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有半透膜
B． 利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有浓度差
C． 利用渗透系统能够观测到两溶液间的水分子进行双向运动
D． 渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小
【答案】C
【解析】半透膜和半透膜两侧溶液的的浓度差是发生渗透作用的两个必要条件，A正确。
结合上述分析，利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有浓度差， B正确。
水分子运动是观察不到的，C错误。
把溶质不能透过半透膜的溶液置于半透膜两侧，水从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧扩散，根据这个原理可以判断浓度的大小，D正确。
2．（北京市海淀区第101中学2017-2018学年高一上学期12月月考生物试题）下列有关质壁分离及复原实验的实验材料及外界溶液的叙述，正确的是（ ）
①实验材料必须是成熟的植物活细胞　②细胞液必须有颜色　③细胞液最好有颜色　④外界溶液必须对细胞无毒害作用　⑤外界熔液浓度适中，不能过高或过低　⑥外界溶液的浓度无特殊要求，任何浓度均可
A． ①③④⑤ B． ①②④⑤ C． ①③④⑥ D． ①②④⑥
【答案】A
【解析】质壁分离发生的条件是：（1）活细胞；（2）成熟的植物细胞，即含有液泡和细胞壁；（3）外界溶液浓度大于细胞液浓度。另外所选细胞的细胞液最好有颜色，这样便于观察；外界溶液的浓度应适中，不能过低或过高，且对细胞无毒害作用。
质壁分离的前提条件是实验材料必须是成熟的植物活组织细胞，①正确；细胞液是否有颜色不能决定质壁分离和复原能否发生，②错误；所选细胞的细胞液最好有颜色，这样便于观察和判断细胞质壁分离和复原现象，③正确；外界溶液必须对细胞无毒害，因为该实验需要细胞保持活性，④正确；外界溶液的浓度应适中，不能过低或过高，否则会使实验现象不明显或使细胞失水过多死亡，⑤正确；外界溶液的浓度要适中，不能是任何浓度，否则可能不会观察到质壁分离及复原现象，⑥错误。
3．（天津市第一中学2017‐2018学年高一上学期期末考试生物试题）下列哪项不是发生质壁分离的必备条件( )
A． 细胞壁与原生质层的伸缩性不同 B． 液泡的有无
C． 原生质层两侧的溶液具有浓度差 D． 细胞质的多少
【答案】D
【解析】细胞发生质壁分离的内因就是原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性，A正确；液泡是发生质壁分离的结构基础，B正确；细胞发生质壁分离的外因就是外界溶液浓度大于细胞液浓度，C正确；细胞质的多少与质壁分离无关，D错误。
4．（浙江省杭州市塘栖中学2017-2018学年高一12月阶段检测生物试题）解答本题的关键是掌握植物细胞的结构及植物细胞发生质壁分离的条件图为某紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某外界溶液中的一种状态（此时细胞有活性）。下列说法合理的是（　　）

A． 图中编号中属于选择透性膜的是②④
B． 将该细胞浸入清水当中，③中的紫色会越来越浅
C． 将该细胞浸入低浓度蔗糖溶液中，液泡体积会增大，当其不再增大时，细胞液浓度等于外界溶液浓度
D． 用黑藻叶片细胞替代图中细胞进行质壁分离实验，叶绿体的存在会影响观察
【答案】A
【解析】①是细胞壁，②是细胞膜，③是细胞质，④是液泡膜，⑤是细胞膜和细胞壁之间的空隙。2、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壁逐渐分离开来，既发生了质壁分离。
②细胞膜和④液泡膜是生物膜，是选择透性膜，A正确；将该细胞浸入清水当中，细胞会吸水，导致细胞液浓度减小，④中的紫色会越来越浅，B错误；将该细胞浸入低浓度蔗糖溶液中，液泡体积会增大，当其不再增大时，进出细胞的水分子数达到平衡，细胞液浓度不一定等于外界溶液浓度，C错误；用黑藻叶片细胞替代图中细胞进行质壁分离实验，叶绿体的存在不会影响观察，D错误。
5．（2018年普通高等学校招生全国统一考试模拟金卷二理科综合生物试题）下列有关物质或结构分离的叙述，错误的是（ ）
A． 将人成熟的红细胞中的各种细胞器一一分离开的方法是差速离心法
B． 减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开是在纺锤丝的作用下完成的
C． 当蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度时，原生质层会和细胞壁分离
D． 分离溶解在无水乙醇中的叶绿素和类胡萝卜素的方法是纸层析法
【答案】A
【解析】人成熟的红细胞中没有各种细胞器，A错误。
减数第二次分裂后期着丝点分裂，姐妹染色单体在纺锤丝的作用下分开移项两极，B正确。
当蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质体体积减小，原生质层会和细胞壁分离，C正确。分离溶解在无水乙醇中的叶绿素和类胡萝卜素的方法是纸层析法，D正确。
易错点：哺乳动物红细胞的特殊性。没有细胞核，没有细胞器，协助扩散吸收葡萄糖，进行无氧呼吸，不进行细胞分裂，没有基因表达。
6．（浙江省杭州市2017-2018学年第二学期高二下学期期末生物试题）关于“验证活细胞吸收物质的选择性”实验，下列说法错误的是（ ）
A． 温水浸泡玉米籽粒的目的是促进胚吸收红墨水
B． 沿玉米籽粒胚的中线纵切有利于观察胚的颜色
C． 未煮熟的玉米胚有较浅的着色与纵切时部分细胞破损有关
D． 该实验说明活细胞吸收物质具有选择性
【答案】A
【解析】通过实验证明生物膜的功能特性—选择透过性。考查实验设计和结果分析得出结论的能力。玉米籽粒先要在温水里浸泡的目的是植物细胞吸水，恢复其活性，并便于切割，A错误。沿玉米籽粒胚的中线纵切有利于观察胚的颜色，B正确。未煮熟的玉米胚细胞膜有选择透过性，本不应该着色。有较浅的着色与纵切时部分细胞破损有关，C正确。
煮过的玉米胚着色深，没有煮过的玉米胚着色浅，说明活细胞吸收物质具有选择性，D正确。
7．（黑龙江省2018年模拟精编大考卷(三) 生物试题）某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始后，烧杯中水分子通过膀胱膜进入长颈漏斗中的相对速率为（ ）


A． A B． B C． C D． D
【答案】C
【解析】解答本题的关键是抓住问题的实质：①水分子是顺着相对含量梯度进行运输的；②蔗糖分子不能透过半透膜，水分子可以透过半透膜，据此结合题意和图示信息，联系所学知识即可做出判断。
分析题干信息和题图可知，膀胱膜是半透膜，水分子能通过，蔗糖分子不能通过，漏斗内是蔗糖溶液，烧杯内是蒸馏水，因此开始阶段水分子进入长颈漏斗的数量多于水分子进入烧杯的数量，使漏斗内的液面升高，随着内外浓度差的减小，水分子进入漏斗的速率减慢，最终水分子进入长颈漏斗的数量与水分子进入烧杯的数量达到动态平衡，此时水分子通过膀胱膜进入长颈漏斗中的相对速率为0，漏斗内的液面不再升高。
8．（江西省吉安市2017-2018学年高一下学期期末考试生物试题）原生质体（去除细胞壁的植物细胞）长度和细胞长度之比（设为Y）可以反映成熟植物细胞在外界溶液中失水和吸水情况。现将黑藻叶肉细胞分为两组，分别浸润在浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液和浓度为lmol/1的硝酸钾溶液中，然后每5分钟用显微镜观察一次，并测量Y值，其结果如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A． 黑藻叶肉细胞在两种溶液中均发生了质壁分离
B． 实验开始15分钟后，乙组细胞的细胞液浓度达到最高
C． 实验开始30分钟后，乙组的细胞已经死亡,细胞体积不再变化
D． 曲线乙说明细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子
【答案】C
【解析】细胞质壁分离，细胞失水增加，原生质层体积减小，长度减小，则Y值将变小，甲乙两曲线在0-15分钟Y值减小，说明黑藻叶肉细胞在两种溶液中均发生了质壁分离，A正确。实验开始15分钟后，乙组细胞质壁分离达到最大程度，失水量达到最大值，因而细胞液浓度最高，B正确。C、实验开始30分钟后，乙组由于K+和NO3-进入细胞液中，使得细胞液中的浓度逐渐增大，细胞发生了质壁分离复原现象，说明细胞是活的，C错误。
曲线乙说明细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子，这是之后质壁分离复原的前提，D正确。
（浙江省杭州市2019届上学期高三模拟卷十五生物试题）扩散是分子或离子从高浓度方向往低浓度方向运动的现象，下列实验或生命活动中不涉及扩散的是（ ）
A． 用显微镜观察叶绿体流动现象
B． 温特实验中胚芽鞘尖端生长素运输到空白琼脂块
C． 兴奋的传递过程
D． 组织细胞吸收氧气

【答案】A
【解析】扩散是分子或离子从高浓度方向往低浓度方向运动的现象，自由扩散是分子通过生物膜从高浓度方向往低浓度方向运动的现象，协助扩散是分子利用载体的协助，通过生物膜从高浓度方向往低浓度方向运动的现象。
显微镜观察叶绿体实验中，叶绿体随着细胞质基质流动，没有涉及到扩散，A错误；温特实验中胚芽鞘尖端生长素运输到空白琼脂块的方式为扩散，B正确；兴奋的传递过程，神经递质从突触前膜释放后通过突触间隙扩散到突触后膜，C正确；组织细胞吸收氧气的方式是自由扩散，D正确。
10．（天津市宝坻区普通高中2018-2019学年高一上学期三校联考生物试题）下列物质中,通过自由扩散进入组织细胞的是(?? )
A． K+和Na+ B． 氨基酸和葡萄糖 C． O2和NO3- D． 甘油和脂肪酸
【答案】D
【解析】小分子物质跨膜运输的方式和特点：
名　称 运输方向 载体 能量 实　　例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水，CO2，O2，甘油，苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸，葡萄糖，K+，Na+等

其次是大分子出入细胞的方式是胞吞和胞吐，需要消耗能量。
K+和Na+进入组织细胞的方式一般是主动运输，特点是需要载体和能量，A错误；氨基酸和葡萄糖进入组织细胞的方式一般是主动运输，特点是需要载体和能量，B错误；O2进入组织细胞的方式是自由扩散，特点不需要载体和能量，NO3-进入细胞的方式是主动运输，需要载体和能量，C错误；甘油和脂肪酸进入组织细胞的方式是自由扩散，特点不需要载体和能量，D正确。

11．（山东日照市2019届高三校际联考考试生物试题）下列关于生物体中ATP的叙述，正确的是（ ）
A． 温度变化会影响ATP与ADP相互转化的速率
B． 在淀粉水解成葡萄糖时一定伴随有ADP的生成
C． 葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使细胞内ADP的含量大大增加
D． 一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成噬菌体遗传物质的单体
【答案】A
【解析】本题旨在考查生物体中ATP的结构组成，ATP与ADP的转化；ATP是三磷酸腺苷，其中A是腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成；ADP转化成ATP的过程中，所需要的能量主要来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放；吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP 水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
温度变化会影响酶的活性从而影响ATP与ADP相互转化的速率,A正确;在淀粉水解成葡萄糖时不需要ATP水解供能,不会有ADP的生成,B错误;葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞运输方式是主动运输，需要ATP水解提供能量，则ADP含量增加,但ATP与ADP可以快速转化，二者的含量会保持动态平衡,故细胞内ADP的含量不会大大增加,C错误;一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成腺嘌呤核糖核苷酸,而噬菌体遗传物质是DNA,其单体为脱氧核苷酸,D错误;故正确的应选A。
12．（安徽省江淮十校2019届高三第二次联考生物试题）如图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例或曲线，下列选项中正确的是 ( )
A． 肌肉细胞吸收水一一② B． 红细胞吸收葡萄糖一一①
C． 小肠上皮细胞吸收氨基酸一一③ D． 神经细胞吸收氧气- -②
【答案】C
【解析】本题考查物质进出细胞的方式，考查对物质进出细胞方式特点的理解。据图可知，①为顺浓度运输，且不需要载体蛋白的协助，为自由扩散方式；②也为顺浓度运输，但需要载体蛋白的协助，为协助扩散；③为逆浓度运输，为主动运输方式。
水分子、氧气以自由扩散的方式进出细胞，肌肉细胞吸收水、神经细胞吸收氧气应对应于①，A项、D项错误；红细胞通过协助扩散吸收葡萄糖，应对应于②，B项错误；小肠上皮细胞通过主动运输吸收氨基酸，对应于③，C项正确。
“三看法”快速判定物质出入细胞的方式


13．（安徽省江淮十校2019届高三第二次联考生物试题）下列关于细胞结构和功能相关叙述，错误的是（ ）
A． 大分子物质进出细胞的基础是细胞膜的流动性
B． 鉴别细胞死活可用台盼蓝染色，死细胞被染成蓝色
C． 离子的跨膜运输方式不一定是主动运输
D． 蜜饯腌制时蔗糖进入细胞的方式是协助扩散
【答案】D
【解析】大分子物质通过胞吞、胞吐方式进出细胞，胞吞、胞吐依赖于细胞膜的流动性，A项正确；活细胞的细胞膜不允许台盼蓝进入，鉴别细胞死活可用台盼蓝染色，死细胞被染成蓝色，B项正确；离子的跨膜运输方式也可能是协助扩散，如钠离子进入人体细胞，C项正确；蜜饯腌制时高浓度的蔗糖导致细胞失水过多而死亡，蔗糖分子通过简单的扩散作用进入细胞，D项错误。
14．（江苏省七校联盟2018-2019学年高一上学期期中联考生物试题）下图为物质出入细胞的3种方式示意图，请据图回答：

(1)不需要载体又不需要消耗能量的运输方式是图______。图①和图②两种运输方式合称为______。
(2)人体内，O2进入组织细胞的方式对应于图______，葡萄糖进入红细胞的方式对应于图______，碘离子进入甲状腺细胞的方式对应于图______。
(3)细胞膜上与细胞的识别功能密切相关的物质在图______中有表示。
【答案】② 被动运输 ② ① ③ ③
【解析】
物质的跨膜运输包括被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散。主动运输是从低浓度到高浓度，需要载体和消耗能量，被动运输都是从高浓度到低浓度。①图是从高浓度到低浓度，需要载体携带，不消耗能量，是协助扩散，②图是高浓度到低浓度，不需要载体和能量，③图是从低浓度到高浓度，需要载体并消耗能量，是主动运输。
【详解】
（1）根据比较和分析三个图可以看出不需要载体又不需要消耗能量的运输方式是图②，①和②都属于被动运输。
（2）O2是通过自由扩散的方式进入细胞，与图②对应，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，与①对应，碘离子进入甲状腺细胞的方式是主动运输，与图③对应。
（3）图③的细胞膜的外侧有糖蛋白与细胞的识别功能有关。
15．（辽宁省重点六校协作体2019届高三上学期期中考试生物试卷）图甲是某细胞的部分结构；图乙表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程；图丙是细胞膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，①～④代表物质运输方式。据图回答问题：

(1)科学家分离各种细胞器的方法是________________，分析图甲可知，含有核酸的结构有______（填序号），能增大膜面积的细胞器有____________（填序号）。正常情况下，该细胞中CO2浓度最高的结构是 ______填序号）。
(2)图乙细胞中含有磷脂双分子层的结构有 ______（填序号），囊泡Y到达并与⑤融合，若囊泡Y内“货物”为水解酶，可推测结构⑤是________。
(3)精子和卵细胞结合形成受精卵，首先需要识别对方，该任务主要与图丙细胞膜上的_____（填字母）相关，体现了细胞膜的_____________功能。
(4)乙醇能以图丙中 ________（填序号）的方式进入细胞，②④物质跨膜运输方式所需条件的共同点是 ____________。
【答案】差速离心法 ①②③⑤⑥ ②④⑤ ② ①③④⑤ 溶酶体 c （进行细胞间的）信息交流 ① 都需要载体蛋白
【解析】
(1)从细胞匀浆中分离各种细胞器分离的方法是差速离心法，分析图甲可知，含有核酸的结构有染色质、线粒体、核糖体、叶绿体和细胞质基质，即①②③⑤⑥，能增大膜面积的细胞器有线粒体、内质网和叶绿体，即②④⑤。正常情况下，该细胞中CO2浓度最高的结构是产生CO2 的场所线粒体，即②。
(2)图乙细胞中含有磷脂双分子层的结构即具膜结构有细胞核、内质网、高尔基体和囊泡，即①③④⑤；溶酶体储存水解酶，是细胞内的消化车间，所以⑤是溶酶体。
(3)精子和卵细胞识别与细胞膜上的糖蛋白即c相关，体现了细胞膜的细胞间信息交流的功能。
(4)乙醇以自由扩散的方式进出细胞，图丙中①的运输方式不需要载体的协助，是自由扩散；②是协助扩散、④是主动运输，共同点是都需要载体蛋白。
【点睛】
染色体、叶绿体和线粒体含有DNA，核糖体、细胞质基质含有RNA，细胞核、叶绿体、线粒体既有DNA又有RNA。线粒体中类囊体堆叠成基粒增大了膜面积，线粒体的内膜向内折叠形成嵴增大了膜面积。
16．（北京市海淀区第101中学2017-2018学年高一上学期12月月考生物试题）科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na，不久检测到神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量的变化如图所示，则：

（1）据图可知，加入某药物后，溶液中24Na的量________；而加入ATP后，溶液中24Na的量________，由此可见，神经纤维排出24Na需要消耗________，通过细胞膜的方式是________。
（2）某药物的作用机理可能是________。
（3）请在右图中画出“细胞中24Na的量”的相应变化曲线________（在横坐标右侧画出表示“细胞中24Na的量”的纵坐标。注入神经纤维中24Na的总量为2）。
【答案】不变增加ATP主动运输抑制ATP的合成（或阻碍细胞呼吸）
【解析】
根据题意和图示分析可知：在神经纤维膜外溶液中先加入某药物后，测得周围溶液中24Na的量停止增加；加入ATP后，周围溶液中24Na的量迅速增加，说明钠离子从神经细胞排出需要消耗能量，属于主动运输，而该药物的作用是抑制呼吸作用的进行。
（1）据图可知：加入某药物后，溶液中24Na的量不再增加，而加入ATP后，溶液中24Na的量增加，由此可见，神经纤维排出24Na需要消耗ATP，24Na通过细胞膜的方式是主动运输。
（2）某种药物加入后，抑制细胞呼吸，减少能量供应，神经细胞不能排出24Na。
（3）细胞内的24Na的量和细胞外的正好相反，其变化曲线如图所示：。
【点睛】
本题考查物质跨膜运输的方式，意在考查学生分析实验和解决问题的能力。本题所给信息主要来源于图中，形式新颖，陌生度大，但难度不是很大，旨在考查学生对信息的获取、加工、转换能力。





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第8讲 物质跨膜运输的实例及方式（解析版）

《物质跨膜运输的实例》是人教版普通高中新课程标准实验教科书生物必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。这一节主要介绍的是以水和无机盐的跨膜运输为例，说明细胞膜是选择透过性膜，是在学习了第2章《组成细胞的分子》和第3章《细胞的基本结构》的基础上再学习的，也是为进一步学习细胞膜的结构和物质跨膜运输的方式，并从结构与功能相适应的角度来认识生物膜的结构和功能特点打好基础的。

一、渗透作用
半透膜：半透膜是一类可以让某些小分子离子的物质通过而大分子的物质不能通过的一类薄膜的总称。

1、水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用
实质：（即顺着水的相对含量梯度的扩散）
2、条件；（1）半透膜（2）膜两侧的溶液具有浓度差
3、原理：溶液A浓度大于溶液B，水分子从B A移动
溶液A浓度小于溶液B，水分子从A B移动
在渗透作用中，水分是从溶液浓度 低 的一侧向溶液浓度 高 的一侧渗透。
扩散：物质从高浓度到低浓度的运动
渗透：水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散
区别：渗透与扩散的不同在于渗透必须有渗透膜（半透膜）。
【注意】
（１）渗透系 统适用 于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。
（２）两溶液中的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水分子双向运动的差异所导致的液面改变。
（３）溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10％葡萄糖溶液和10％蔗糖溶液的质量浓度相同，但10％蔗糖溶液的摩尔浓度小，故水由10％蔗糖溶液向10％葡萄糖溶液移动。
二、动物细胞的吸水和失水
外界溶液的浓度= 细胞质的浓度 水分子进出细胞达到动态平衡
外界溶液的浓度 〉细胞质的浓度 失水皱缩
外界溶液的浓度〈细胞质的浓度 吸水涨破
三、植物细胞的吸水和失水
细胞吸水的方式
（1）吸涨吸水
机理：靠细胞内的亲水性物质（蛋白质﹥淀粉﹥纤维素）吸收水分
实例：未成熟植物细胞、干种子
（2）渗透吸水(主要的吸水方式)
实例：成熟的植物细胞
条件：有中央液泡
细胞膜;液泡膜；两层膜之间的细胞质统称原生质层
把成熟的植物细胞看作一个渗透装置
原生质层(选择性透过膜)相当于半透膜，细胞内有细胞液与外界溶液具有浓度差
当外界溶液浓度 ﹥ 细胞液的浓度 ，细胞失水，发生质壁分离现象
外界溶液浓度 ﹤ 细胞液的浓度，细胞吸水，发生质壁分离复原现象
质壁分离外因：当外界溶液浓度 ﹥ 细胞液的浓度 ，细胞失水，发生质壁分离现象
质壁分离内因：细胞壁伸缩性﹤原生质层的伸缩性。

（3）植物细胞的质壁分离

*质壁分离实验的拓展与应用：
（1）判断成熟植物细胞是否有生物活性

（2）测定细胞液浓度范围
＋细胞液浓度介于未发生
质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间
（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
＋发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大
四、物质跨膜运输的其他实例
1．不同物质跨膜运输的特点
(1)
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：逆浓度梯度运输。
(3)不同微生物对各种矿物质的需要量不同，吸收时各自都有选择性。
2．生物膜的功能特性
(1)细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
(2)生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。
五、物质跨膜运输的方式
1、小分子或离子的跨膜运输
（1）被动运输：顺浓度梯度的扩散，统称为被动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散两种情况:
①自由扩散：物质顺浓度梯度，通过简单的扩散作用进出细胞。不消耗细胞内的能量 ，也不需载体蛋白。
例子：水,气体，甘油，脂肪酸 ，酒精，苯…
②协助扩散：进出细胞的物质顺浓度梯度，借助载体蛋白的扩散，也不需要能量 。例子：葡萄糖进入红细胞等
（2）主动运输：物质一般从低浓度一侧运输到高浓度一侧，即逆浓度梯度的跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
例子：小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
注意：相关曲线
自由扩散坐标图 （2）协助扩散 （3）主动运输





注意⑴影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素
①影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。
②影响协助扩散的因素：a.细胞膜内外物质的浓度差；b.细胞膜上载体的种类和数量。
③影响主动运输的因素：a.载体(核糖体)；b.能量(细胞质基质和线粒体)。
凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。
⑵载体的化学本质及作用特点
①载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同。
②载体具有饱和现象,当细胞膜上的某物质的载体达到饱和时,细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。
非跨膜运输——胞吞与胞吐（大分子物质）
胞吞：例如：白细胞吞噬病菌 胞吐：分泌蛋白的形成 （消化酶，抗体，某些蛋白质激素）
特点：消耗能量，无需载体蛋白，体现了细胞膜的流动性。


1．（海南省2018届高三高考生物试题）将水稻幼苗培养在含?MgSO4的培养液中，一段时间后，发现营养液中Mg2+和SO42-的含量下降，下列叙述不合理的是（　　）
A． Mg2+通过自由扩散进入根细胞 B． MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收
C． 根吸收的Mg2+可以参与叶绿素的形成 D． 降低温度会影响水稻根系对Mg2+的吸收
【答案】A
【解析】Mg2+?通过主动运输进入根细胞，A错误；MgSO4?必须溶解在水中呈现离子形式，才能被根吸收，B正确；Mg2+?可以参与叶绿素的形成，说明无机盐能组成复杂的化合物，C正确；降低温度会影响膜的流动性和酶的活性，则对?Mg2+?的吸收也会造成影响，D正确。
2．（浙江省杭州市2019届上学期高三模拟卷十五生物试题）下列细胞放在一定浓度的蔗糖溶液中，一段时间后会发生质壁分离的是（ ）
A． 人的红细胞 B． 洋葱根毛区细胞 C． 芽尖分生区细胞 D． 蓝藻细胞
【答案】B
【解析】质壁分离指的是高度分化的成熟植物细胞在高浓度的细胞外液中发生的细胞壁与原生质层分离的现象；发生质壁分离的细胞必须是具有大液泡的成熟植物细胞。
人的红细胞没有细胞壁，不可能发生质壁分离，A错误；洋葱根毛区细胞是高度分化的成熟植物细胞，具有大液泡，在一定浓度的蔗糖溶液中，一段时间后会发生质壁分离现象，B正确；芽尖分生区细胞具有分裂能力，没有大液泡，不会发生质壁分离，C错误；蓝藻细胞是原核生物，细胞中没有液泡，不能发生质壁分离，D错误。
3．（天津市宝坻区普通高中2018-2019学年高一上学期三校联考生物试题）观察细胞质壁分离的装片时，可看到洋葱表皮细胞的变化状况是（　　）
A． 液泡变小，紫色加深 B． 液泡变大，紫色变浅
C． 液泡变小，紫色变浅 D． 液泡变大，紫色变深
【答案】A
【解析】植物细胞质壁分离和复原的条件有：①必须是活细胞；②细胞液与外界溶液必须有浓度差；③植物细胞必须有大的液泡（成熟的植物细胞），且液泡最好有颜色便于观察。
洋葱表皮细胞发生质壁分离时，细胞由于失水，使液泡变小，细胞液浓度增大，紫色加深。

4．（黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）下列没有发生渗透作用的是（　　）
A． 萎蔫的青菜放在清水中变得硬挺 B． 一杯清水中加入食盐变咸
C． 根毛细胞吸水 D． 红细胞在高浓度溶液中皱缩
【答案】B
【解析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧；条件是半透膜和浓度差。萎蔫的青菜放在清水中变硬挺，发生了植物细胞的渗透吸水，A正确；一杯清水中加入食盐变咸，没有通过膜结构，只是溶液的扩散作用，B错误；根毛细胞通过渗透作用吸收水分，C正确；红细胞在高浓度溶液中通过渗透作用失水，导致细胞皱缩，D正确。
5．（黑龙江省大庆市铁人中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）如图为浸在0.3g/ml蔗糖溶液中的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，下列有关说法不正确的是（ ）
A． 该细胞处于质壁分离状态，图中的③呈现紫色
B． 图中的①具有全透性，②③④构成的原生质层可以看作一层半透膜
C． 将该细胞置于清水中，可以使细胞恢复实验前的形态
D． 如果该细胞长时间处于图示状态，可能会失去活性
【答案】A
【解析】图中的③是细胞质；④是液泡，其中的液体是细胞液，呈现紫色，A错误.
细胞壁具有全透性，②③④分别是细胞膜、细胞质和液泡膜构成的原生质层，具有选择透过性，可以看作一层半透膜，B正确.将该细胞置于清水中，细胞质壁分离复原，恢复实验前的形态，C正确.细胞长时间处于图示状态，持续失水，细胞可能会因失水过多而死亡，从而失去活性，D正确.

例1：（黑龙江省大庆市铁人中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）下列表述中，不正确的是（ ）
A． 通过质壁分离实验可以鉴定成熟植物细胞的死活
B． 动物细胞也能渗透吸水或失水，原因之一是细胞膜相当于半透膜
C． 水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差
D． 小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能
【答案】D
【解析】活细胞才能发生质壁分离，通过质壁分离实验可以鉴定成熟植物细胞的死活，A正确.渗透作用的条件是有半透膜和半透膜两侧溶液浓度不同，细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜，所以动物细胞也可能渗透吸水或失水，B正确.水是顺着相对含量梯度扩散，所以水分子进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差，C正确.细胞膜具有选择透过性，一些小分子物质能通过细胞膜，其它小分子和不能通过细胞膜，D错误.
渗透作用的两个必要条件是：半透膜和膜两侧溶液有浓度差；动物细胞的细胞膜和成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，水分子自由通过，一些小分子和离子可以通过，其它小分子和离子不能通过，大分子则不能通过，所以相当于半透膜；水顺相对含量梯度进行扩散，细胞质溶液或细胞液的浓度和外界溶液的浓度有浓度差是就可以渗透失水或吸水。
变式训练1：（江西省玉山县第一中学2018-2019学年高二上学期期中考试生物试题）如图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞影响的实验中所观察到的细胞图，请判断下列叙述中正确的是( 　)
A． 图中1、2、6组成了细胞的原生质层
B． 图中1是细胞壁，6中充满了蔗糖溶液
C． 图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度
D． 图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅
例2：（湖南省娄底市2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的三种盐溶液中，结果如下图所示，这三种溶液的浓度大小关系是(　　)
A． Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ
B． Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ
C． Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ
D． Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ
【答案】D
【解析】水分进出细胞的方式是自由扩散，当细胞液浓度大于环境溶液浓度时，细胞吸水；当细胞液浓度小于环境溶液浓度时，细胞吸失水，细胞液浓度等于环境溶液浓度时，进出细胞的水分子达到动态平衡，表现为细胞既不吸水也不失水。
分析图解可知，在Ⅰ中口腔上皮细胞形态不变，说明Ⅰ浓度与细胞内液浓度相当；在Ⅱ中口腔上皮细胞皱缩，说明Ⅱ溶液浓度大于细胞内液浓度，细胞失水；在Ⅲ中口腔上皮细胞破裂，说明Ⅲ溶液浓度小于细胞内液浓度，细胞吸水破裂。因此，三种盐溶液的浓度是Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ。
变式训练2．（黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）下列属于主动运输的是（　　）
A． 人体肺泡细胞释放CO2 B． 蔗糖通过植物细胞的细胞壁
C． 甘油分子进入人的皮肤细胞 D． 人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘
例3：（天津市第一中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）下列有关实验的叙述正确的是（ ）
A． 检测还原糖时，向样液中先加入NaOH溶液，摇匀后再滴加CuS04溶液
B． 稀释的蛋清溶液加入斐林试剂——出现砖红色反应
C． 将叶肉细胞置于较高浓度溶液中，在显微镜下能观察到质壁分离现象
D． 将双缩脲试剂加入新鲜的西瓜汁中，经热水浴后西瓜汁溶液呈现紫色
【答案】C
【解析】检测还原糖时使用的是斐林试剂，NaOH溶液和CuS04溶液先混合再使用，A错误.
蛋白质用双缩脲试剂鉴定，B错误.叶肉细胞是成熟的植物细胞，有大液泡，置于较高浓度溶液中，在显微镜下能观察到质壁分离现象，C正确.西瓜汁溶液中富含的是糖类，但由于是红色，不宜作为鉴定有机物的材料，D错误.
变式训练3．（江苏省七校联盟2018-2019学年高一上学期期中联考生物试题）下列关于植物细胞吸水或失水的叙述错误的是（ ）
A． 外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水
B． 外界溶液浓度和细胞液相等时，水分进出平衡
C． 在低浓度的外界溶液中，细胞因吸水一定胀破
D． 成熟植物细胞的原生质层相当于渗透装置中的半透膜
例4：（吉林省延吉市延边第二中学2018-2019学年高一上学期期中考试生物试题）将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若进行加温，随水温的升高，水的颜色逐渐变红。其原因是（ ）
A． 细胞壁在高温中受到破坏 B． 水温升高，花青素的溶解度加大
C． 高温使生物膜失去了选择透过性 D． 高温使水中的化学物质发生了反应
【答案】C
【解析】紫色萝卜细胞中有花青素，使块根呈红色，花青素存在于液泡中，由于原生质层具有选择透过性，即可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此花青素不能通过原生质层进入水中。用加温处理块根后能使水变红，说明原生质层失去选择透过性。
变式训练4．（黑龙江省哈尔滨市第三中学校2019届高三上学期第一次调研考试生物试题）将有关生物材料直接制成临时装片，在普通光学显微镜下可以观察到的现象是（ ）
A． 菠菜叶片下表皮细胞中具有多个叶绿体
B． 花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒
C． 人口腔上皮细胞中线粒体数目较多
D． 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡清晰可见

1．（黑龙江省2018年高三高考模拟精编大考卷（七）生物试卷）在生物实验中，有关渗透系统的应用的描述，错误的是（ ）
A． 利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有半透膜
B． 利用渗透系统能够验证渗透作用发生需要具有浓度差
C． 利用渗透系统能够观测到两溶液间的水分子进行双向运动
D． 渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小
2．（北京市海淀区第101中学2017-2018学年高一上学期12月月考生物试题）下列有关质壁分离及复原实验的实验材料及外界溶液的叙述，正确的是（ ）
①实验材料必须是成熟的植物活细胞　②细胞液必须有颜色　③细胞液最好有颜色　④外界溶液必须对细胞无毒害作用　⑤外界熔液浓度适中，不能过高或过低　⑥外界溶液的浓度无特殊要求，任何浓度均可
A． ①③④⑤ B． ①②④⑤ C． ①③④⑥ D． ①②④⑥
3．（天津市第一中学2017‐2018学年高一上学期期末考试生物试题）下列哪项不是发生质壁分离的必备条件( )
A． 细胞壁与原生质层的伸缩性不同 B． 液泡的有无
C． 原生质层两侧的溶液具有浓度差 D． 细胞质的多少
【答案】D
4．（浙江省杭州市塘栖中学2017-2018学年高一12月阶段检测生物试题）解答本题的关键是掌握植物细胞的结构及植物细胞发生质壁分离的条件图为某紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某外界溶液中的一种状态（此时细胞有活性）。下列说法合理的是（　　）

A． 图中编号中属于选择透性膜的是②④
B． 将该细胞浸入清水当中，③中的紫色会越来越浅
C． 将该细胞浸入低浓度蔗糖溶液中，液泡体积会增大，当其不再增大时，细胞液浓度等于外界溶液浓度
D． 用黑藻叶片细胞替代图中细胞进行质壁分离实验，叶绿体的存在会影响观察
5．（2018年普通高等学校招生全国统一考试模拟金卷二理科综合生物试题）下列有关物质或结构分离的叙述，错误的是（ ）
A． 将人成熟的红细胞中的各种细胞器一一分离开的方法是差速离心法
B． 减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开是在纺锤丝的作用下完成的
C． 当蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度时，原生质层会和细胞壁分离
D． 分离溶解在无水乙醇中的叶绿素和类胡萝卜素的方法是纸层析法
6．（浙江省杭州市2017-2018学年第二学期高二下学期期末生物试题）关于“验证活细胞吸收物质的选择性”实验，下列说法错误的是（ ）
A． 温水浸泡玉米籽粒的目的是促进胚吸收红墨水
B． 沿玉米籽粒胚的中线纵切有利于观察胚的颜色
C． 未煮熟的玉米胚有较浅的着色与纵切时部分细胞破损有关
D． 该实验说明活细胞吸收物质具有选择性
7．（黑龙江省2018年模拟精编大考卷(三) 生物试题）某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始后，烧杯中水分子通过膀胱膜进入长颈漏斗中的相对速率为（ ）


A． A B． B C． C D． D
8．（江西省吉安市2017-2018学年高一下学期期末考试生物试题）原生质体（去除细胞壁的植物细胞）长度和细胞长度之比（设为Y）可以反映成熟植物细胞在外界溶液中失水和吸水情况。现将黑藻叶肉细胞分为两组，分别浸润在浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液和浓度为lmol/1的硝酸钾溶液中，然后每5分钟用显微镜观察一次，并测量Y值，其结果如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A． 黑藻叶肉细胞在两种溶液中均发生了质壁分离
B． 实验开始15分钟后，乙组细胞的细胞液浓度达到最高
C． 实验开始30分钟后，乙组的细胞已经死亡,细胞体积不再变化
D． 曲线乙说明细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子
（浙江省杭州市2019届上学期高三模拟卷十五生物试题）扩散是分子或离子从高浓度方向往低浓度方向运动的现象，下列实验或生命活动中不涉及扩散的是（ ）
A． 用显微镜观察叶绿体流动现象
B． 温特实验中胚芽鞘尖端生长素运输到空白琼脂块
C． 兴奋的传递过程
D． 组织细胞吸收氧气
10．（天津市宝坻区普通高中2018-2019学年高一上学期三校联考生物试题）下列物质中,通过自由扩散进入组织细胞的是(?? )
A． K+和Na+ B． 氨基酸和葡萄糖 C． O2和NO3- D． 甘油和脂肪酸
11．（山东日照市2019届高三校际联考考试生物试题）下列关于生物体中ATP的叙述，正确的是（ ）
A． 温度变化会影响ATP与ADP相互转化的速率
B． 在淀粉水解成葡萄糖时一定伴随有ADP的生成
C． 葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使细胞内ADP的含量大大增加
D． 一分子ATP脱去两个磷酸基团可形成噬菌体遗传物质的单体
12．（安徽省江淮十校2019届高三第二次联考生物试题）如图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例或曲线，下列选项中正确的是 ( )
A． 肌肉细胞吸收水一一② B． 红细胞吸收葡萄糖一一①
C． 小肠上皮细胞吸收氨基酸一一③ D． 神经细胞吸收氧气- -②
13．（安徽省江淮十校2019届高三第二次联考生物试题）下列关于细胞结构和功能相关叙述，错误的是（ ）
A． 大分子物质进出细胞的基础是细胞膜的流动性
B． 鉴别细胞死活可用台盼蓝染色，死细胞被染成蓝色
C． 离子的跨膜运输方式不一定是主动运输
D． 蜜饯腌制时蔗糖进入细胞的方式是协助扩散
14．（江苏省七校联盟2018-2019学年高一上学期期中联考生物试题）下图为物质出入细胞的3种方式示意图，请据图回答：

(1)不需要载体又不需要消耗能量的运输方式是图______。图①和图②两种运输方式合称为______。
(2)人体内，O2进入组织细胞的方式对应于图______，葡萄糖进入红细胞的方式对应于图______，碘离子进入甲状腺细胞的方式对应于图______。
(3)细胞膜上与细胞的识别功能密切相关的物质在图______中有表示。
15．（辽宁省重点六校协作体2019届高三上学期期中考试生物试卷）图甲是某细胞的部分结构；图乙表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程；图丙是细胞膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，①～④代表物质运输方式。据图回答问题：

(1)科学家分离各种细胞器的方法是________________，分析图甲可知，含有核酸的结构有______（填序号），能增大膜面积的细胞器有____________（填序号）。正常情况下，该细胞中CO2浓度最高的结构是 ______填序号）。
(2)图乙细胞中含有磷脂双分子层的结构有 ______（填序号），囊泡Y到达并与⑤融合，若囊泡Y内“货物”为水解酶，可推测结构⑤是________。
(3)精子和卵细胞结合形成受精卵，首先需要识别对方，该任务主要与图丙细胞膜上的_____（填字母）相关，体现了细胞膜的_____________功能。
(4)乙醇能以图丙中 ________（填序号）的方式进入细胞，②④物质跨膜运输方式所需条件的共同点是 ____________。
16．（北京市海淀区第101中学2017-2018学年高一上学期12月月考生物试题）科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na，不久检测到神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得神经纤维周围溶液中24Na的量的变化如图所示，则：

（1）据图可知，加入某药物后，溶液中24Na的量________；而加入ATP后，溶液中24Na的量________，由此可见，神经纤维排出24Na需要消耗________，通过细胞膜的方式是________。
（2）某药物的作用机理可能是________。
（3）请在右图中画出“细胞中24Na的量”的相应变化曲线________（在横坐标右侧画出表示“细胞中24Na的量”的纵坐标。注入神经纤维中24Na的总量为2）。




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