第4章 第1节 第2课时 探究植物细胞的吸水和失水、被动运输-【金版新学案】2025-2026学年新教材高一生物必修1 分子与细胞同步课堂高效讲义配套课件（人教版 多选）

第1节　被动运输 第2课时　探究植物细胞的吸水和失水、被动运输 　 第4章　细胞的物质输入和输出 学习目标 1.学会植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。　 2.比较掌握两种被动运输方式的异同。 任务一　探究植物细胞的吸水和失水 1 任务二　被动运输 2 课时测评 5 课堂小结 3 内容索引 课堂评价 4 探究植物细胞的吸水和失水 任务一 返回 新知导学 1.实验原理 (1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 (2)原生质层的内侧________与外界溶液可形成浓度差。 (3)原生质层比细胞壁的伸缩性____。 2.实验材料：紫色洋葱鳞片叶________细胞，具有中央大液泡，细胞液呈紫色，便于观察。 细胞液 大 外表皮 3.实验流程 紫色 细胞壁 吸水纸 变小 变深 分离 清水 变浅 贴近 4.实验结论 (1)当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，原生质层和细胞壁分离，发生质壁分离。 (2)发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度______外界溶液浓度时，细胞吸水，发生______________。 大于 质壁分离复原 微提醒 因为细胞壁是全透性的，所以发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。 1.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。 ( ) 2.在“探究植物细胞的吸水和失水”实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、三次用高倍镜观察。 ( ) 3.植物细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现象。 ( ) 4.外界溶液溶质的浓度大于细胞液溶质的浓度时，洋葱外表皮细胞质壁分离，细胞液颜色变浅。 ( ) 自我诊断 × × × × 探究导思 活动1　分析质壁分离及其复原实验过程 材料：如图是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的实验过程的图解，请分析回答下列问题。 (1)该细胞的原生质层包括图中的哪些部分(请用图中数字回答)？ 提示：包括②③④。 (2)甲过程中，⑤的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？ 提示：颜色逐渐变深；吸水能力逐渐增强。 (3)甲过程中，进入①和④的物质分别是什么液体？ 提示：由于细胞壁是全透性的，故进入①的是蔗糖溶液，而进入④细胞质的只有水。 (4)甲过程和乙过程分别是什么过程？ 提示：甲过程是质壁分离过程；乙过程是质壁分离的复原过程。 (5)放入蔗糖溶液中细胞变化的原因是什么？ 提示：外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，且原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 (6)实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？ 提示：观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的细胞状态形成对照。 归纳总结 1.“探究植物细胞的吸水和失水”实验的对照分析 本实验存在两组对照实验，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。 归纳总结 2.质壁分离及复原现象发生的条件 (1)从细胞角度分析 ①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。 ②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。 (2)从溶液角度分析 ①在一定浓度的溶液(溶质不能透过膜)中只发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。 归纳总结 ②在一定浓度的溶液(溶质可透过膜)中发生质壁分离后可自动复原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。 ③在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。 ④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。 √ 针对练1.如图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列说法正确的是 A.图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力减弱 B.图1所示结果只能在图2中c处观察到 C.增大蔗糖溶液的浓度会使第二次观察(d)和第三次观察(f)实验效果更明显 D.该实验用显微镜主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和大小等 图1细胞若继续发生质壁分离，细胞失水，则该细胞的吸水能力不断增强，A错误；图1所示结果可能处于质壁分离过程中或者平衡状态，也可能处于质壁分离的复原过程中，因此可能在图2的c处或e处观察到，B错误；适当增大蔗糖溶液的浓度，使蔗糖溶液与细胞液的浓度差变大，质壁分离的速度加快，但如果蔗糖溶液浓度过高，会导致细胞因失水过多而死亡，不会发生质壁分离复原现象，C错误。 活动2　分析植物细胞在不同溶液中吸水和失水 情境：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(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间的变化如图，请分析回答有关问题。(考查科学探究) (1)曲线A、B、C分别表示植物细胞在哪类溶液中的变化曲线？ 提示：曲线A对应蒸馏水，曲线B对应0.5 mol/L的尿素溶液，曲线C对应物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液。 (2)请分析各曲线变化的原因。 提示：细胞在蒸馏水中吸水略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。细胞在0.5 mol/L的尿素溶液中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。蔗糖不能进入细胞，因此细胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中质壁分离后不能发生自动复原。 归纳总结 质壁分离及复原现象的拓展应用 (1)判断细胞的活性 待测细胞＋蔗糖溶液 (2)测定细胞液浓度的范围 待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检，细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间。 归纳总结 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液镜检，比较刚发生质壁分离时所需时间的长短→判断细胞液浓度的大小(时间越短，细胞液浓度 越小)。 (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 成熟植物细胞＋不同种类溶液 √ 针对练2.(2025·广西高一模拟)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是 A.实验前，丙的浓度＞乙的浓度＞甲的浓度 B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖溶液浓度与乙的浓度相等 C.实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散 D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的 成熟的植物细胞是一个渗透系统，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水，发生质壁分离现象，反之细胞吸水；两者浓度相等时，吸水量与失水量相等，水分进出达到平衡状态。分析实验结果可知，实验过程中，甲中细胞失水，乙中细胞水分进出平衡，丙中细胞吸水，所以实验前甲的浓度＞乙的浓度＞丙的浓度，A错误；乙的浓度不变是因为乙的浓度与乙中细胞的细胞液浓度相等，水分进出平衡，B错误；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散和协助扩散，C错误；甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的，D正确。 √ 针对练3.已知洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后会发生质壁分离现象。某同学将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞均分成两组，分别放入0.3 g/mL的蔗糖溶液和一定浓度的M溶液中，测量细胞液浓度的相对变化情况，结果如图所示。下列分析正确的是 A.曲线b代表0.3 g/mL的蔗糖溶液中的细胞液浓度变化情况 B.0～10 min，放入M溶液中的细胞失水量小于放入蔗糖溶液中的细胞失水量 C.10～25 min，放入M溶液中的细胞由于吸水而发生质壁分离复原 D.25 min以后，放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中的细胞不再有水分子进出 放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中的细胞会失水，使细胞 液浓度不断增加，当水分子进出达到动态平衡时， 细胞液浓度达到最大，因此曲线a代表0.3 g/mL的蔗 糖溶液中的细胞液浓度变化情况，A错误；据分析 可知，曲线b为M溶液中的细胞液浓度变化曲线，0～10 min，放入M溶液中的细胞因失水而导致细胞液浓度增大，该时间段内，放入M溶液中的细胞的细胞液浓度大于放入蔗糖溶液中的细胞的细胞液浓度，所以放入M溶液中的细胞失水量大于放入蔗糖溶液中的细胞失水量，B错误；据图可知，10～25 min，放入M溶液中的细胞的细胞液浓度不断下降，说明细胞正在吸水，所以10～25 min，放入M溶液中的细胞由于吸水会发生质壁分离复原，C正确；25 min以后，放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中的细胞仍有水分子进出，只是进出速率相等，D错误。 返回 被动运输 任务二 返回 1.被动运输 (1)概念：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______，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 (2)类型：自由扩散和协助扩散。 新知导学 能量 2.自由扩散和协助扩散 (1)自由扩散和协助扩散的比较 不需要 需要 不消耗 转运蛋白 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 (2)转运蛋白的种类和特点 分子或离子 自身构象 直径和 大小和 不需要 形状 电荷 微思考 (教材P66“旁栏思考”)甘油、乙醇分子能以自由扩散方式进出细胞的原因是_____________________________________________________。 甘油、乙醇是脂溶性物质，容易通过磷脂双分子层出入细胞 3.影响被动运输的因素 (1)膜内外__________梯度的大小。 (2)某些物质运输的速率还与__________的数量有关。 (3)______变化会影响物质运输速率。 物质浓度 转运蛋白 温度 1.相对分子质量小的物质都可以通过自由扩散进出细胞。 ( ) 2.自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量。 ( ) 3.温度变化会影响分子通过细胞膜的速率。 ( ) 4.水分子进入细胞，都是通过自由扩散方式进行的。 ( ) 5.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。 ( ) 6.协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比。 ( ) 自我诊断 × √ × × × × 活动3　分析被动运输的过程和特点 材料：分析自由扩散和协助扩散示意图，回答下列问题： (1)图中圆点及圆点多少表示什么含义？ 提示：表示细胞内外某种物质及其浓度。 探究导思 (2)试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动 运输？ 提示：自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。 (3)葡萄糖通过细胞膜进入红细胞的运输速率存在一个饱和值，请结合红细胞吸收葡萄糖的方式分析，出现饱和值的原因是什么？ 提示：红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，需要转运蛋白协助，出现饱和值的原因是受细胞膜上转运蛋白数量的限制。 (4)从与转运物质的关系方面分析，载体蛋白和通道蛋白在运输物质时有什么区别？ 提示：载体蛋白需要与物质结合，且自身构象发生改变；通道蛋白不需要与被转运物质结合。 归纳总结 1.载体蛋白的特性 (1)专一性：一种载体蛋白在对细胞内外物质进行运输时只能对应地运送唯一的一种或性质非常相近的一类物质。 (2)饱和性：细胞膜上的载体蛋白数量有限，在运输过程中当所有载体蛋白都已承担相应的运输任务时，运输的速率不再因其他条件而加快。 2.通道蛋白的特性 (1)具有极高的转运速率； (2)没有饱和值； (3)并非连续性开放。 √ 针对练4.(2024·四川成都高一上期中考试)1950年，科学家用氢的同位素标记水分子进行研究时，发现水分子在通过细胞膜时的速率高于通过人工膜(只含磷脂双分子层)。1988年，科学家成功分离出水通道蛋白，证明了水分子可以通过协助扩散进入细胞。下列相关叙述正确的是 A.水分子能以自由扩散的方式进出细胞，磷脂双分子层对水分子没有屏障作用 B.水分子更多的是以自由扩散的方式进出细胞的 C.水通道蛋白转运水分子时需要消耗细胞内化学反应释放的能量 D.细胞可通过增加细胞膜上的水通道蛋白数量来增加吸水速率 磷脂双分子层的内部是疏水的，对水分子有屏障作用，A错误；水分子更多的是以协助扩散的方式进出细胞的，B错误；水通道蛋白转运水分子的方式是协助扩散，该方式不需要消耗能量，C错误；细胞可以通过增加细胞膜上的水通道蛋白数量来增加吸水速率，D正确。 活动4　分析影响被动运输的因素 材料：根据以下材料，完成问题： (1)下表是乙醇分子进入细胞的运输速率与浓度差之间的关系，请在坐标中绘出曲线。 根据图表可知，影响物质自由扩散的因素是________。 提示：如下图所示 浓度差/(mmol·L－1) 0 1 3 5 7 9 运输速率/(分子·秒－1) 0 5 10 15 20 25 浓度差 (2)下表是葡萄糖进入红细胞运输速率和浓度差的关系，请在坐标中绘出 曲线。 浓度差在7.5 mmol·L－1以后运输速率不再增加的原因是________________ _________。由此可知，影响物质协助扩散的因素是___________________ ________。 提示：如下图所示 浓度差/(mmol·L－1) 1.5 3 4.5 6 7.5 9 运输速率/(离子·秒－1) 8 15 24 30 31 31 受到转运蛋白数 量的限制 浓度差和转运蛋白 数量 归纳总结 被动运输的影响因素 (1)自由扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于膜内外物质浓度梯度的大小，也与物质分子大小和脂溶性有关。(如图A) 归纳总结 (2)协助扩散的影响因素：除了膜内外物质浓度梯度的大小外，还与膜上转运蛋白的数量有关。当转运蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质运输速率也不再增加。(如图B) (3)被动运输不消耗能量，所以物质运输速率和细胞能量供应无关。(如图C) √ 由图可知，X在运输物质a的过程中，其自身构象发生了改变，说明X为载体蛋白，且被转运的物质a是由高浓度向低浓度方向运输，说明其运输方式为协助扩散，也叫易化扩散，A正确；X在运输物质a的过程中发生了构象变化，该变化是可逆的，B正确；协助扩散的运输速率与膜两侧物质的浓度差和载体蛋白的数量都有关，C、D错误。 针对练5.(多选)图中“ ”表示进入细胞的物质a。下列叙述错误的是  A.物质a进入细胞的方式是易化扩散 B.X转运物质a时发生的构象改变是可逆的 C.物质a的运输速率与膜两侧物质a的浓度差无关 D.物质a的运输速率与X的数量无关 √ √ 针对练6.(2025·重庆高一月考)肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖，其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1，肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2，其运输的速率和葡萄糖浓度的关系如图所示。下列推测错误的是 A.协助扩散可以降低细胞内外葡萄糖的浓度差 B.a点与b点相比，制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1的数量 C.c点与a点相比，c点葡萄糖转运速率低的原因可能是肝细胞GLUT2少 D.载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率 协助扩散是物质顺浓度梯度运输，运输过程 中，膜两侧的浓度差缩小，所以协助扩散可 以降低细胞内外葡萄糖的浓度差，A正确； a点与b点相比，载体蛋白GLUT1的数量一样 多，制约葡萄糖转运速率的主要因素是葡萄 糖的浓度，B错误；c点与a点相比，葡萄糖浓度一样，因载体蛋白的种类或数量不同而运输速率不同，C正确；由题中曲线分析可知，与无蛋白质的磷脂双分子层相比，有载体蛋白时运输速率明显加快，所以载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率，D正确。 返回 课堂小结 返回 思维导图 要语必背 1.红细胞吸水和失水的现象，植物细胞质壁分离及其复原的实验，说明细胞可以通过渗透作用吸水和失水。 2.动物细胞的细胞膜、植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜。 3.一些不带电荷的无机小分子和脂溶性的小分子有机物可以通过自由扩散方式进出细胞。离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等的跨膜运输必须借助于转运蛋白。 4.转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白两类。借助载体蛋白或通道蛋白顺浓度梯度，不需要细胞提供能量的运输方式，叫作协助扩散。 返回 课堂评价 返回 水分子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，A错误；蛋白质的结构决定功能，水通道蛋白结构改变后其功能也可能发生改变，B错误；甘油跨膜运输属于自由扩散，不需要消耗能量，C错误；水分子的跨膜运输方式既可以是自由扩散，又可以是协助扩散，说明一种物质可能有多种跨膜运输方式，D正确。 1.(2025·河北高一期中)研究表明，水分子可以较快地通过水通道蛋白出入细胞且不需要消耗能量，而甘油分子难以通过水通道蛋白。下列相关叙述正确的是 A.水通道蛋白通过与水结合运输水分子 B.水通道蛋白结构改变后功能不会发生改变 C.甘油跨膜运输所需的能量主要来自线粒体 D.一种物质可能有多种跨膜运输方式 √ 2.下列关于被动运输的叙述，错误的是 A.包括自由扩散和协助扩散 B.只能顺浓度梯度进行运输 C.都不需要转运蛋白 D.都不需要消耗能量 √ 被动运输包括自由扩散和协助扩散，都只能顺浓度梯度运输，A、B正确；自由扩散不需要转运蛋白，不需要消耗能量；协助扩散需要转运蛋白，不需要消耗能量，C错误，D正确。 3.(2025·江苏南京高一期中)制作紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片用于观察“植物细胞的吸水和失水”探究实验，用0.3 g/mL蔗糖溶液进行引流处理后，观察细胞变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是 A.该实验的结构基础是细胞膜、液泡膜及细胞核形成的原生质层 B.细胞发生质壁分离的过程中，细胞内的紫色区域逐渐变大 C.该实验还可以说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在差异 D.细胞发生质壁分离的过程中，细胞内的紫色逐渐变浅 √ 细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质形成原生质层，相当于一层半透膜，A错误；发生细胞质壁分离现象时，细胞失水，细胞内的紫色区域逐渐变小，B错误；该实验发现蔗糖溶液位于细胞壁与细胞膜之间的空隙中，说明细胞壁通透性较大，蔗糖可以透过，细胞膜具有选择透过性，蔗糖不能进入细胞，因此，该实验可以说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在差异，C正确；细胞发生质壁分离的过程中，细胞失水，细胞内的紫色逐渐变深，D错误。 4.(2025·吉林长春高一检测)下列关于自由扩散和协助扩散的说法中，正确的是 ①都不需要能量　②都不需要载体　③自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度　④都是被动运输　⑤离子和一些小分子有机物如葡萄糖，可以通过协助扩散顺浓度梯度运输 A.①②④ B.①③④ C.①④⑤ D.①② √ 自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度的运输，都不需要能量，①正确；自由扩散不需要载体，协助扩散需要载体，②错误；自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度的运输，③错误；自由扩散和协助扩散都是被动运输，④正确；离子和一些有机分子如葡萄糖，可以通过协助扩散顺浓度梯度运输，如钠离子进入神经细胞、葡萄糖进入红细胞等，⑤正确。综上所述，正确的有①④⑤，C正确。 维生素D属于脂溶性的小分子有机物，以自由扩散的方式通过细胞膜，不消耗能量，不需要转运蛋白协助，其运输速率主要取决于膜两侧浓度差，故组织细胞吸收维生素D的量主要取决于细胞外溶液与细胞质中维生素D的浓度差，D正确。 5.(2025·江苏南通高一检测)维生素D属于脂质的一种，人体组织细胞吸收维生素D的量主要取决于 A.环境温度和氧气的含量 B.细胞膜上维生素D含量及其转运蛋白数量 C.细胞膜上维生素D转运蛋白的数量 D.细胞外溶液与细胞质中维生素D的浓度差 √ 返回 课时测评 返回 题组一　探究植物细胞的吸水和失水 1.下列关于细胞质壁分离的叙述，正确的是 A.植物细胞在一定条件下都能观察到明显的质壁分离现象 B.动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有半透膜 C.一定浓度的甘油溶液可以使紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离 D.质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐减小 只有具有大液泡的活的成熟植物细胞才能发生质壁分离，A错误；质壁分离指的是细胞壁与原生质层的分离，而动物细胞没有细胞壁，B错误；紫色洋葱表皮细胞在一定浓度的甘油溶液中先发生质壁分离现象后又自动复原，C正确；质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐增大，D错误。 √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 2.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是 A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣更有利于实验现象的观察 B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮的不同部位进行实验，观察到的质壁分离程度可能不同 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素，有利于实验现象的观察 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 与白色花瓣相比，红色花瓣细胞液中因含花青素而呈现红色，更有利于实验现象的观察，A正确；用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在使原生质层呈现绿色，有利于实验现象的观察，B错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度可能不同，因此，放在同一浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的程度可能不同，C正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素，有利于实验现象的观察，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 3.(2025·北京昌平期末)如图是三个相邻的植物细胞之间水分流动方向示意图。图中三个细胞的细胞液浓度关系是 A.甲＞乙＞丙　 B.甲＜乙＜丙 C.甲＞乙，乙＜丙　 D.甲＜乙，乙＞丙 √ 水从低浓度溶液向高浓度溶液扩散，甲流向乙说明甲细胞液浓度小于乙，乙流向丙说明乙细胞液浓度小于丙，所以甲＜乙＜丙。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 4.将相同的植物根毛区细胞置于一定浓度的蔗糖溶液或KNO3溶液中后(溶液体积远大于细胞)，原生质体的体积随时间的变化如图所示(最终不再变化)。下列分析正确的是 A.①是蔗糖溶液中的变化，②是KNO3溶液中的变化 B.原生质体最终体积b与溶液初始浓度无关 C.若用甘油溶液，原生质体的体积变化可与①或②相似 D.①曲线中的细胞，a时刻细胞液浓度最大 √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 分析题图可知，①是KNO3溶液中的变化，②是蔗糖溶液中的变化，A错误；原生质体最终体积b与溶液初始浓度有关，B错误；若用甘油溶液，当溶液浓度过高时，原生质体的体积变化可能与②相似，当甘油浓度相对较高时原生质体的体积变化可能与①相似，C正确；①曲线中的细胞，a时刻之前的拐点时细胞液浓度最大，D错误。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 5.(2025·桂林高一检测)用物质的量浓度为2 mol·L－1的乙二醇溶液和同物质的量浓度的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体(植物细胞除去细胞壁后剩余的部分)体积变化情况，如图所示。下列相关叙述正确的是 A.在蔗糖溶液中，植物细胞体积明显逐渐减小 B.在d点时，蔗糖溶液中仍有水分子进出植物细胞 C.在0～240 s内，乙二醇没有通过细胞膜进入细胞内 D.在c点与a点代表体积相等时，推测植物细胞液浓度相同 √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 在蔗糖溶液中，由于细胞失水，原生质体的体积明显缩小，但细胞壁伸缩性较小，细胞体积没有明显变化，A错误；水分子进出细胞在任何时刻都可发生，d点进出达到平衡，B正确；0～240 s内，乙二醇通过细胞膜进入细胞内，导致细胞液浓度增大，细胞吸水导致质壁分离自动复原，C错误；c点相比于a点，有部分乙二醇进入了细胞，由于细胞壁的限制，c点的原生质体体积和a点的体积相等，但二者的细胞液浓度未必相等，D错误。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 题组二　被动运输 6.将刚萎蔫的菠菜叶放入清水中，菠菜叶细胞含水量能够得到恢复的主要原因是 A.自由扩散和主动运输 B.主动运输和胞吞 C.自由扩散和协助扩散 D.协助扩散和主动运输 √ 萎蔫的菠菜叶由于细胞失水，导致细胞液浓度升高，将其放入清水中，由于细胞液浓度大于清水，因此细胞吸水，而水分子进入细胞的方式为自由扩散和协助扩散，C正确。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 7.(2025·大连高一检测)下图中a、b表示物质跨膜运输的两种方式，下列叙述错误的是 A.a表示自由扩散 B.b表示渗透作用 C.b可能是葡萄糖的跨膜运输方式 D.温度会影响a、b的运输速率 √ a只与浓度有关，且与浓度呈正相关，属于自由扩散，A正确；b随着浓度差的增加，运输速率增加，达到一定量后不再改变，说明还与转运蛋白的数量有关，属于协助扩散，B错误；葡萄糖的跨膜运输可能是协助扩散，运输方式与b相同，C正确；温度会影响分子之间的运动，进而影响a自由扩散和b协助扩散两种运输方式，D正确。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 8.K＋可通过通道蛋白进出细胞，如图表示K＋通道模式图。下列有关叙述错误的是 A.K＋通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合 B.K＋借助K＋通道顺浓度梯度通过细胞膜的过程属于协助扩散 C.膜内外K＋浓度梯度的大小会影响K＋的运输速率 D.水分子和Na＋也能借助该通道进出细胞 √ 通道蛋白具有专一性，水分子和Na＋不能借助K＋通道进出细胞，D错误。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 9.如图表示被转运的溶质以协助扩散方式排出细胞的过程，有关分析错误的是 A.载体蛋白构象发生改变的过程中需要消耗能量 B.载体结合位点与被转运的溶质之间具有专一性 C.人体成熟红细胞以该方式吸收葡萄糖 D.被转运的溶质从高浓度到低浓度，且具有载体饱和效应 √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 协助扩散过程中载体蛋白构象发生改变，不需要消耗能量，A错误；载体结合位点与被转运的溶质特异性结合，具有专一性，B正确；人体成熟红细胞以协助扩散方式吸收葡萄糖，C正确；协助扩散是顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，具有载体饱和效应，D正确。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 10.GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白，其作用过程如下图所示。下列相关叙述错误的是 A.GLUT2顺浓度梯度转运葡萄糖 B.GLUT2的空间结构可发生改变 C.GLUT2的数量与转运葡萄糖的速率无关 D.GLUT2的转运功能具有专一性 √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 由题图可知，GLUT2属于转运蛋白中的载体蛋白，转运葡萄糖的过程不消耗能量，顺浓度梯度进行，为协助扩散，A正确；GLUT2的状态A与状态B说明GLUT2的空间结构可发生改变，B正确；协助扩散的转运速率与转运蛋白的数量有关，C错误；转运蛋白的转运功能具有专一性，D正确。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 11.(多选)(2025·江苏常州高一模拟)科研人员将 A、B两种植物的成熟叶片(细胞形态正常)置于 不同浓度的蔗糖溶液中，培养相同时间后检测 其重量变化，结果如图所示。下列相关描述错 误的是 A.甲浓度下，A叶片细胞的吸水能力变小 B.五种溶液的浓度从高到低依次是：丙＞戊＞甲＞丁＞乙 C.丙浓度下培养一段时间后，A植物细胞液浓度可能依然与外界溶液浓度不相等 D.如果在甲溶液中添加蔗糖酶，A植物的重量可能会先下降后上升 √ √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 甲浓度条件下，A植物的成熟叶片细胞重量减 小，细胞失水，则A叶片细胞液浓度升高，吸 水能力变大，A错误；以B植物作为研究对象， 丙浓度下细胞吸水最多，则丙的浓度最小，其 次是戊，甲溶液中B植物既不吸水也不失水， 与细胞液浓度相等，乙浓度下失水最多，则乙的浓度最大，因此五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙＜戊＜甲＜丁＜乙，B错误；由于细胞壁的限制，植物细胞不会无限吸水，丙浓度下培养一段时间后，A植物细胞液浓度可能依然大于外界溶液浓度，C正确；蔗糖酶可将一分子蔗糖分解为两分子单糖，溶液浓度增大，在最初一段时间，A植物细胞失水增加，A植物的重量可能会先下降，而后当单糖进入细胞中后，细胞液浓度上升，细胞吸水，A植物的重量会上升，D正确。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 √ 12.(多选)(2025·江苏苏州高一检测)如图为两种不同扩散方式对应的速率与物质浓度的关系，下列相关叙述正确的是 A.蛋白质变性剂能够抑制协助扩散，也会抑制自由扩散 B.一定浓度范围内，协助扩散的运输速率高于自由扩散 C.能介导物质X运输的蛋白不一定能介导物质X的类似物的运输 D.同一物质可分别通过图示的两种方式进入细胞且均不需要消耗能量 √ √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 自由扩散不需要蛋白质(转运蛋白)介导，而协助扩散需要，故蛋白质变性剂不影响自由扩散，但会抑制协助扩散，A错误；据图可知，一定浓度范围内，协助扩散的运输速率比自由扩散快，B正确；转运蛋白具有专一性，能介导物质X运输的蛋白不一定能介导物质X的类似物的运输，C正确；水进入细胞的方式有自由扩散和协助扩散，均不需要消耗能量，D正确。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 √ 13.(多选)(2024·河北廊坊高一上期末考试)微塑料是指微粒直径小于5毫米的塑料颗粒，有些微塑料的粒径甚至达到微米或纳米的级别。微塑料或会导致人体脑部炎症和心脏问题等。东芬兰大学的研究人员使用分子建模方法来研究纳米塑料在膜结构中的运动。结果表明，对于某些微塑料，被动运输的物质跨膜运输方式可能是其进入细胞的重要途径。下列关于这些微塑料的说法正确的是 A.若纳米塑料进入细胞只与其浓度有关，则其跨膜运输方式为简单扩散 B.若纳米塑料进入细胞需要通道蛋白参与，则其跨膜运输方式为协助扩散 C.若纳米塑料进入细胞需要载体蛋白参与，则载体蛋白的自身构象会发生改变 D.纳米塑料在通过细胞膜结构的过程中，一定需要消耗能量 √ √ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 根据题干信息，某些微塑料通过细胞膜的方式是被动运输，如果纳米塑料进入细胞只与其浓度有关，则其跨膜运输方式为简单扩散，因为协助扩散还与转运蛋白有关，A正确；若纳米塑料进入细胞需要通道蛋白参与，说明其跨膜运输方式为协助扩散，B正确；若纳米塑料进入细胞需要载体蛋白参与，则载体蛋白在每次转运时其自身的构象会发生改变，C正确；由题干信息可知，某些微塑料通过细胞膜的方式是被动运输，被动运输不消耗能量，D错误。 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 14.(13分)(2025·湖南永州高一期中)研究发现，水分子存在两种跨膜运输机制：一种是自由扩散，另一种是通过水通道蛋白的协助扩散。某兴趣小组为探究肾小管上皮细胞的吸水方式，进行了如下实验。 (注：Hg2＋能显著抑制水通道蛋白的活性。) 步骤 相关操作 ① 实验分组：甲组：肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的HgCl2溶液 乙组：肾小管上皮细胞＋X ② 将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，重复多次，显微镜观察 ③ 统计一段时间内的细胞破裂数目 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 回答下列问题： (1)人的肾小管上皮细胞吸水或失水取决于细胞内外溶液的________。当外界溶液的浓度_______(填“高于”或“低于”)细胞内溶液的浓度时，细胞会吸水膨胀甚至破裂。 步骤 相关操作 ① 实验分组：甲组：肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的HgCl2溶液 乙组：肾小管上皮细胞＋X ② 将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，重复多次，显微镜观察 ③ 统计一段时间内的细胞破裂数目 浓度差 低于 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 人的肾小管上皮细胞吸水或失水取决于细胞内外溶液的浓度差。当外界溶液的浓度低于细胞内溶液的浓度时，细胞会吸水膨胀甚至破裂。 步骤 相关操作 ① 实验分组：甲组：肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的HgCl2溶液 乙组：肾小管上皮细胞＋X ② 将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，重复多次，显微镜观察 ③ 统计一段时间内的细胞破裂数目 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 (2)自由扩散与协助扩散的共同点有__________________________________ ___________________________________(答出其中一点)。步骤①中“X”应为_______________。 步骤 相关操作 ① 实验分组：甲组：肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的HgCl2溶液 乙组：肾小管上皮细胞＋X ② 将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，重复多次，显微镜观察 ③ 统计一段时间内的细胞破裂数目 都是顺浓度梯度进行的跨膜运输(或不 需要消耗细胞内化学反应释放的能量) 等量的生理盐水 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 自由扩散和协助扩散的相同点有：都不需要能量，都是由高浓度向低浓度扩散。由题意可知，HgCl2溶液中Hg2＋能显著抑制水通道蛋白的活性，所以甲组中水通过水通道蛋白的协助扩散被抑制，因此乙组不能抑制水通道蛋白的活性，所以乙组中X是等量的生理盐水。 步骤 相关操作 ① 实验分组：甲组：肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的HgCl2溶液 乙组：肾小管上皮细胞＋X ② 将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，重复多次，显微镜观察 ③ 统计一段时间内的细胞破裂数目 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 (3)实验结果及结论分析： 若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明水进入肾小管上皮细胞的主要方式是__________；若________________________________，说明水进入肾小管上皮细胞的主要方式是___________。 步骤 相关操作 ① 实验分组：甲组：肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的HgCl2溶液 乙组：肾小管上皮细胞＋X ② 将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，重复多次，显微镜观察 ③ 统计一段时间内的细胞破裂数目 自由扩散 甲组破裂的细胞数目明显少于乙组 协助扩散 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 因为甲组中，Hg2＋能显著抑制水通道蛋白的活性，若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明水跨膜运输几乎不需要通道蛋白，进而可知水进入肾小管上皮细胞的主要方式是自由扩散；若甲组破裂的细胞数目少于乙组，说明水跨膜运输需要通道蛋白，进而可知水进入肾小管上皮细胞的主要方式是协助扩散。 步骤 相关操作 ① 实验分组：甲组：肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的HgCl2溶液 乙组：肾小管上皮细胞＋X ② 将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，重复多次，显微镜观察 ③ 统计一段时间内的细胞破裂数目 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 2 12 15.(15分)(2024·山西大同部分学校高一上月考)某校兴趣小组开展了探究不同浓度的酒精对洋葱鳞片叶内表皮细胞毒害作用的课题研究，首先配制了体积分数分别为5％、10％、15％、20％、25％的酒精溶液，然后分别量取10 mL上述溶液置于5个培养皿中，每个培养皿按如图所示步骤进行操作，实验中取每组溶液处理后的表皮制作3个临时装片。已知胭脂红是一种红色的水溶性食用色素，不能进入活细胞。经预实验确认0.06 g/mL的胭脂红溶液是一种高渗溶液(比细胞液渗透压高的溶液)，实验中不计酒精分子引起的渗透压变化。回答下列问题： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 该实验还需设置对照组，对照组除不添加酒精外其他实验条件和处理方式均与实验组相同，以保证单一变量。步骤①中培养皿要加盖的原因是防止酒精挥发，使酒精溶液浓度维持稳定。 (1)该实验还需设置对照组，对照组除___________外其他实验条件和处理方式均与实验组相同。步骤①中培养皿要加盖的原因是_____________。 不添加酒精 防止酒精挥发 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 (2)步骤⑤中为减小实验误差，应在__________(填“低倍镜”“高倍镜”或“先低倍镜后高倍镜”)下观察。该实验中可通过观察并统计视野中发生质壁分离的细胞数目和细胞总数，计算其比值来表示细胞的存活率的原因是____________________________________________________________ _____________________。实验中可依据_____________________________ (实验现象)来判断表皮细胞发生了质壁分离。 低倍镜 活细胞在0.06 g/mL的胭脂红溶液中可发生质壁分离，死细胞在该溶液中不会发生质壁分离 细胞壁和原生质层之间出现红色 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 步骤⑤中，选择在低倍镜下进行观察计数，有助于减小实验误差，原因是在低倍镜下，视野中观察到的细胞数目相对较多，能够减小样本数目过少造成的实验误差。由于活细胞在0.06 g/mL的胭脂红溶液(一种高渗溶液)中可发生质壁分离，死细胞在该溶液中不发生质壁分离，因此该实验中可通过观察并统计视野中发生质壁分离的细胞数目和细胞总数，计算其比值来表示细胞的存活率。发生质壁分离的细胞，其细胞壁和原生质层之间会有胭脂红溶液，因此可依据细胞壁和原生质层之间出现红色来判断表皮细胞发生了质壁分离。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 (3)实验中每组溶液处理后的表皮制作3个临时装片的目的是_____________ ____________________，观察到用体积分数为5％、10％、15％、20％的酒精溶液处理的组别中，每组的3个临时装片中细胞发生质壁分离的程度不完全相同，原因可能是________________________________。 避免偶然因素 对实验结果造成影响 每组细胞的细胞液浓度不完全相同 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 实验中每组溶液处理后的表皮制作3个临时装片的目的是避免偶然因素对实验结果造成影响。观察到用体积分数为5％、10％、15％、20％的酒精溶液处理的组别中，每组的3个临时装片中细胞发生质壁分离的程度不完全相同，原因可能是每组细胞的细胞液浓度不完全相同。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 (4)该兴趣小组观察并计算得到洋葱鳞片叶内表皮细胞的存活率与酒精浓度的关系，如图所示，据此得出的结论是______________________________ ________________________________________________________________ _______________________________。 在较低浓度范围内，酒精对洋葱鳞片叶内表皮细胞基本无毒害作用；当酒精浓度超过20％后，对洋葱鳞片叶内表皮细胞的毒害作用明显增强 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 返回 分析曲线可知：当酒精浓度小于20％时，细胞的存活率为100％；当酒精浓度大于20％时，随着酒精浓度的升高，细胞的存活率降低；当酒精浓度大于25％时，细胞的存活率为0，即此时细胞都已经死亡，因此能得出的结论是在较低浓度范围内，酒精对洋葱鳞片叶内表皮细胞基本无毒害作用；当酒精浓度超过20％后，对洋葱鳞片叶内表皮细胞的毒害作用明显增强。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 1 12 谢 谢 观 看 第4章　细胞的物质输入和输出 $