4.1 被动运输-【重难点手册】2025-2026学年高中生物必修第一册（人教版）

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 重点和难点 课标要求 重点：①被动运输的原理和特点；②探究植物细胞的 1.概述渗透现象的原理及条件。 吸水和失水。 2.概述动物细胞吸水和失水的条件。 难点：①探究植物细胞的吸水和失水；②转运蛋白的 3.概述植物细胞吸水和失水的条件。 种类和作用。 基础梳理 识记点(1水进出细胞的原理 高效能学习流程 1.渗透作用 (1)聚焦目标：将黄金时间 (1)概念：水分子（或其他溶剂分子）通过① 的扩散。 聚焦于一个正确的目标上，尽可 (2)渗透的方向：水分子从② 的一侧向 能取得优异的成绩。 (2)设计程序：预习→上课 ③ 的一侧渗透。 →作业→反思与归纳→构建 2.水进出哺乳动物红细胞 系统。 (1)动物细胞所形成的“渗透装置”： (3)时间规划：为主动学习 a.半透膜：④ 留出时间，节省被动学习时间。 b.浓度差：⑤ (2)将哺乳动物的成熟红细胞放人不同浓度的氯化钠溶液中 的变化： a.当外界溶液的浓度⑥ 细胞质的浓度时，细胞失水 皱缩； b.当外界溶液的浓度⑦ 细胞质的浓度时，细胞形态 不变； c.当外界溶液的浓度⑧ 细胞质的浓度时，细胞吸水膨 识记点答案 胀，甚至涨破。 【识记点1】 3.水进出植物细胞（以成熟植物细胞为例） ①半透膜；②水相对含量 (1)植物细胞所形成的“渗透装置”： 高；③水相对含量低；④细胞膜； a.半透膜（原生质层）：⑨ ⑤细胞质与外界溶液之间的浓 b.浓度差：细胞液与外界溶液之间的浓度差。 度差；⑥大于；⑦等于；⑧小于； ⑨细胞膜、液泡膜以及两层膜之 (2)植物细胞细胞壁的主要功能：⑩ 间的细胞质；⑩保护和支持； (3)动物细胞吸水会涨破，植物细胞吸水过多① (填 ①不会。 “会”或“不会”)涨破。 94 第4章细胞的物质输入和输出通 识记点(2自由扩散和协助扩散 【识记点2】 ①不需要；②自由扩散； 1.自由扩散和协助扩散的共同特点 ③协助扩散；④协助扩散；⑤载 物质进出细胞时，顺浓度梯度进行的扩散，① 消耗能量。 体蛋白；⑥通道蛋白：⑦协助扩 2.自由扩散和协助扩散示意图 散；⑧AC;⑨ABC 细胞外 ● ● 00d b00 防易错夕 载体蛋白 通道蛋白 只容许与自 只容许与自 身通道的直 细胞内。 身结合部位 径和形状相 转运特点相适应的分 适配、大小和 (1)判断图中字母代表的物质运输方式。 子或离子通 电荷相适宜 a:② ;b:③ ;c:④ 收 的分子或离 子通过 (2)图中的转运蛋白d、e分别是⑤ 、⑥ ◆防易错② 自身构象 改变 不改变 (3)水分子进出细胞的主要方式为⑦ 是否与转 (4)对下列影响自由扩散和协助扩散的因素进行分类（填序号）。 运的分子 结合 不结合 结合 自由扩散：⑧ 。 协助扩散：⑨ 是否具有 具有 具有 特异性 A.膜内外浓度差的大小 B.转运蛋白的数量 葡萄糖通过 水分子通过 C.温度 D.能量 实例 载体蛋白进 水通道蛋白 入红细胞 进出细胞 重难拓展 重难点①渗透作用是怎样发生的 敲黑板⊙ 1.渗透系统的组成 渗透装置及平衡分析 若漏斗内溶液为S,烧杯 (1)半透膜可以是活体膜（如细胞膜），也可以是死体膜（如玻 内溶液为S2,渗透作用装置图 璃纸)。 如图所示。 (2)半透膜两侧的浓度差，实质是单位体积溶液中溶质分子数 的差，即物质的量浓度之差。 2.渗透现象 (1)渗透结果 半透膜 蔗糖分子 (1)当S1浓度>S2浓度时， 半透膜 水分子由S2→S的数目多于由 水分子 。△五大小取决 S→S2的数目，漏斗内液面上 于半透膜两侧 蔗糖 的浓度差 升，高于烧杯内溶液液面。 溶液 一段时间后 (2)当S浓度<S2浓度时， 半透膜 清水 清水 水分子由S→S2的数目多于由 ◆敲黑板列 95 重难点手册高中生物学必修1分子与细胞RJ。 (2)现象分析 S2→S的数目，漏斗内液面下 蔗糖 半透膜：水 降，低于烧杯内溶液液面。 漏斗内 分子 +分子能通过， 由B侧进入 而蔗糖分子 S与S进行双向的水分子 A侧 08叶水分子 A侧的水分 不能通过 子多于由A 移动，观测双向水分子的移动数 半透膜 单位体积内 !侧进入B侧 目差，通常以液面的高低变化来 烧杯内。。°。 水分子数：B !的水分子 B侧两侧水分子相向运动 侧大于A侧 判断。 漏斗内液面上升 在达到渗透平衡时，一般 例1如图为渗透作用的装置示意图，其中半透膜为膀胱膜， S和S2的浓度并不相等。以上 甲、丙装置中A、B、a、b溶液的浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示。 渗透平衡≠浓度相等 乙、丁装置分别表示一段时间后甲、丙装置的状态，液面上升的高 图为例，因为两侧液面形成的液 面差△会形成静水压，在达到 度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且Ma>MB、 渗透平衡时，水分子仍有进出， M。=Mb>MA,则达到平衡后( 只是进出达到平衡，漏斗中液面 停止上升，S的浓度仍会大于 S2的浓度。 半透膜 半透膜 半透膜 半透膜 记方法回 甲 丙 假设与推断 A.h1>h2、Ma>Mb B.h1>h2、Ma<M: (1)若半透膜两侧是同种溶 C.h1<h2、Ma<Mb D.h1<h2、Ma>Mh 液，溶剂分子的运动可以根据质 解析由于M=M>MA>MB,所以甲和丙装置中漏斗液面均升高。 量浓度或物质的量浓度的差值 根据题设条件，M。一MA<Mb一Mg,所以丙装置中半透膜两侧溶液的浓度 来判定。 差更大些，因而丁装置中液面上升高度h2大于乙装置中液面上升高度h1。 ①若溶质不能通过半透膜， 只是高浓度一侧液面升高，达到 由于丁装置中漏斗内进入的水分子数多于乙装置中漏斗内进入的水分子 渗透平衡时，半透膜两侧溶液的 数，因而达到平衡后，M>Mb。◆记方法海 浓度一般不相等，液面高的一侧 答案D 形成静水压，会阻止溶剂分子由 重难点(2水进出细胞的原理是怎样的 低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 1.动物细胞的吸水与失水（以红细胞为例） ②若溶质能透过半透膜，则 (1)红细胞的细胞膜相当于渗透系统中的半透膜，红细胞内的 高浓度一侧液面先升高，随后另 一侧液面升高，最后两侧液面 血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。 持平。 (2)红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞膜内外溶液 (2)若半透膜两侧是不同种 浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多，若吸水过 溶液，溶剂分子的运动只能根据 多，可导致红细胞膨胀甚至破裂。 物质的量浓度的差值判定。如 (3)动物细胞的吸水相当于成熟植物细胞的渗透吸水。 半透膜两侧是质量分数相同的 (4)水分子是顺相对含量梯度进出动物细胞的。 葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄 糖溶液一侧单位体积中葡萄糖 2.植物细胞的吸水和失水 分子数多（水分子数少），水分子 (1)吸水方式 由蔗糖溶液一侧通过半透膜向 ①未成熟的植物细胞主要靠吸胀作用吸水。 葡萄糖溶液一侧扩散。 ②成熟的植物细胞主要靠渗透作用吸水。 96 第4章细胞的物质输入和输出通 (2)成熟的植物细胞是一个渗透系统（如图） 敲黑板⊙ 成熟植物细胞、动物细胞 蔗糖细胞液 与渗透系统的比较 溶液 令 细胞膜 生 细胞核 渗透系统 成熟植物 动物细胞 半透膜 细胞质 细胞 清水 质 L液泡膜 原生质层： 细胞膜：选择 细胞壁 选择透过 基本 性膜： 透过性膜； 外界溶液 ◆敲黑板？ 组成 半透膜、 浓度差：细胞 或条 胞液与外界质与外界游 浓度差：细 浓度差 例②（经典高考题）在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和 件 溶液之间浓 液之间浓度 吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态（如图 度的不同 的不同 细胞液通过细胞质通过 所示)。下列叙述中正确的是( 水分子通 过半透膜 原生质层与细胞膜与外 原理 的扩散作 外界溶液之界溶液之间 间发生渗透发生渗透作 用 作用 用 水扩 20 um 20 um 20 um 散的 低浓度溶液±高浓度溶液 甲 丙 方向 A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜 B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生 诊考策迪 C.与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较低 (1)根据图中20um刻度 可判断实验过程中显微镜的放 D.由乙转变为丙的过程中，没有水分子从胞内扩散到胞外 大倍数未改变。 解析由甲、乙、丙三种细胞状态可知，甲→乙为细胞失水过程，乙→丙 (2)甲→乙过程，细胞失水， 为细胞吸水过程。本实验的对照方法为自身对照，对比甲、乙、丙三种细胞 发生质壁分离。 的大小可知，在实验过程中显微镜的放大倍数未改变，A错误；实验过程中 己→丙过程，细胞吸水，发 同一个细胞可依次发生失水和吸水过程，B正确；与甲相比，乙细胞由于失 生质壁分离复原。 水，细胞液浓度增大，C错误；质壁分离和质壁分离复原过程中水分子的扩 (3)渗透作用过程中水分子 散是双向的，D错误。诊考策 的扩散是双向同时进行的，只是 答案B 有量的差异。 重难点3被动运输有什么特点 防易错风 1.被动运输 扩散、自由扩散和渗透的比较 (1)概念：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学 是否通过物质 反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 类型 运动方向 半透膜 类型 (2)类型：被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。◆防易错 密度大→ 不一定 溶质、 扩散 密度小 通过 溶剂 2.自由扩散和协助扩散的比较 自由 密度大+ 溶质 通过 自由扩散 扩散 密度小 溶剂 协助扩散 密度大→ 物质借助膜上的转运蛋白进出 渗透 通过 溶剂 物质通过简单的扩散作用进出 密度小 概念 细胞的方式 细胞的扩散方式 转运蛋白 不需要转运蛋白 需要转运蛋白 图示 自由 关系 散 扩散 渗透 物质运 高浓度→低浓度 输方向 97 用重难点手册高中生物学必修1分子与细胞RJ 续表 拓思维回 自由扩散 协助扩散 影响被动运输的因素 (1)自由扩散的运输速率与 消耗能量 不耗能 浓度差呈正相关。 ①无机小分子：O2、CO2等； 离子和一些较小的有机分子， (2)协助扩散的运输速率在 举例 ②脂溶性有机小分子：甘油、乙 如葡萄糖、氨基酸等 一定范围内随浓度差的增大而 醇、苯等 增大，超过一定限度后，由于受 ◆拓思维回 转运蛋白数量的限制，运输速率 3.转运蛋白的类型 不再随浓度差的增大而增大。 载体蛋白 通道蛋白 自由扩散 协助扩散 只容许与自身结合部位相适 只容许与自身通道的直径和形状相适 应的分子或离子通过，而且 配、大小和电荷相适宜的分子或离子通 0膜两侧物质浓度差 特点 每次转运时都会发生自身构 过。分子或离子通过通道蛋白时，不需 (3)被动运输不耗能，运输 象的改变 要与通道蛋白结合 速率与细胞能量供应无关。 被动运输 葡萄糖、氨基酸、核苷酸或某 水通道蛋白，Na+、K+、Ca+等的离子 举例 舞 些离子等的载体蛋白 通道蛋白◆防易错 0细胞能量供应 载体 o 00 o80蛋白 。。通道蛋白 图示 的 防易错) 0.0 水分子进出细胞的方式 水分子进出细胞时，既可以 例3（经典高考题）红细胞在高渗NaCI溶液（浓度高于生理 直接穿过磷脂双分子层，也可以 盐水)中体积缩小，在低渗NaCI溶液（浓度低于生理盐水）中体积 穿过水通道蛋白，因此水分子通 增大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是( )。 过细胞膜的方式有自由扩散和协 A.细胞膜对Na+和CI的通透性远高于水分子，水分子从低 助扩散两种，以协助扩散为主。 渗溶液扩散至高渗溶液 B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和C1,水分子从低 渗溶液扩散至高渗溶液 C.细胞膜对Na+和CI的通透性远高于水分子，Na+和CI 从高渗溶液扩散至低渗溶液 D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和CI,Na+和CI 从高渗溶液扩散至低渗溶液 解析红细胞可主动吸收Na+、CI,在高渗NaCl溶液中体积缩小，说 明红细胞细胞内液的渗透压小于高渗NaCI溶液，红细胞吸收Na+和CI的 幅度较小，而失水幅度较大，即红细胞对水分子的通透性远高于N十和 Cl,水分子从红细胞的细胞内液扩散至高渗NaCl溶液，B正确。 答案B 98 第4章细胞的物质输入和输出通 培优突破 突破点1 如何设计实验研究植物细胞的吸水和失水 问题 1.探究示例：观察植物细胞的质壁分离和复原。 敲黑板⊙ 2.观察现象：农作物施肥过多会“烧苗”。 吸水和失水实验中 3.提出问题：植物细胞在什么情况下会失水？ 材料和试剂的选择 4.作出假设：植物细胞原生质层相当于半透膜，细胞液浓度小 (1)实验材料的选择：一是 于外界溶液浓度时，细胞会失水。 成熟的植物活细胞，保证细胞具 5.设计实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。 有大液泡和原生质层，具有选择 透过性；二是细胞液最好有颜 6.实验原理 罗全透性 色，易于观察。常用紫色洋葱作 (1)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。 为实验材料，其成熟表皮细胞的 相当于半透膜，具有选择透过性 液泡非常大，且呈紫色。 (2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层 (2)选用化学试剂的条件： 收缩，进而发生质壁分离。 具有一定的渗透压 一是对细胞无毒害；二是浓度适 (3)当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁 当。常选用0.3g·mL1的蔗 分离复原。◆敲黑板 糖溶液作分离剂。若蔗糖溶液 7.步骤与结果： 的浓度低于0.3g·mL1,则质 实验步骤 现象与结果 壁分离不明显或不发生；若蔗糖 制作洋葱鳞片叶外选择紫色洋葱：液泡较大且 溶液的浓度高于0.3g·mL1, 表皮的临时装片 为紫色，便于观察 则质壁分离速度快，甚至会使细 观察细胞的状态 具有紫色中央大液泡，原生 质层紧贴细胞壁 胞因失水过多而死亡，不能发生 原生质层与细胞壁之间充满蔗糖溶液 质壁分离复原。 滴加质量浓度为 中央液泡逐渐变小，紫色变 0.3g·mL的蔗 深，原生质层与细胞壁逐渐 糖溶液并观察 分离（质壁分离） 拓思维回 中央液泡逐渐变大，紫色变 对质壁分离和复原现象的 滴加清水并观察 →浅，原生质层逐渐贴近细胞 变量分析 壁（质壁分离复原） 低倍镜观察 结论：细胞外溶液浓度>细胞内溶液浓度，细胞失 因变 自变量 显微镜观察 肉眼 水—质壁分离 观察 细胞外溶液浓度<细胞内溶液浓度，细胞吸 (液泡 水 质壁分离复原 外界溶 ◆拓思维回 (大→小) 液浓度 细胞 植物由 细胞液颜色 8.推论：根据液泡变小、紫色变深这个事实，可以推知水分子 大于细 渗透 质壁分 坚挺到 (浅→深) 胞液浓 失水 原生质层与 萎蔫 能通过原生质层。如果蔗糖分子能进入液泡，原生质层两侧呈等 细胞壁分离 渗状态，则不能发生质壁分离，故原生质层不允许蔗糖分子通过。 液泡 外界溶 这样，用演绎一推理的方式论证了原生质层具有选择透过性，相当 (小→大) 液浓度 细胞 植物由 小于细 渗透 于半透膜。 分离 细胞液颜色 萎蔫到 (深→浅) 胞液浓 吸水 坚挺 质壁分离 [注意]①观察时应特别注意液泡的颜色及大小、原生质层 复原 与细胞壁的位置。②质壁分离时间不宜过长，时间过长细胞容易 99 重难点手册高中生物学必修1分子与细胞RJ 死亡，不能发生质壁分离复原。 ◆记方法过 例④(2025·皖南八校联考)回答下列有关“探究植物细胞吸 水和失水”实验的问题： (1)在本探究实验中，可以先作出假设：植物细胞的原生质层 记方法回 相当于一层半透膜。原生质层与原生质体结构的不同之处是： 质壁分离和复原实验的应用 (1)测定细胞液的浓度范围 ;水分进出成熟的植物细胞实际上是指水分通 待测细胞十一系列浓度梯 过原生质层进出 (2)本实验可以通过观察 现象来了解植物细胞失水 度的蔗糖溶液分别镜检，细胞 液浓度范围等于未发生质壁分 和吸水的情况。在生物材料的选择上，优先选择紫色洋葱鳞片叶 离和刚刚发生质壁分离的外界 外表皮的原因是： 。 是否可以选择根 溶液的浓度范围。 尖分生区细胞？请判断并说明理由： 实验单一变量：蔗糖溶液的 (3)本实验选择了质量浓度为0.3g·mL1的蔗糖溶液作为 浓度。 实验试剂，若更换为与0.3g·mL1的蔗糖溶液等渗的KNO3溶 (2)比较不同植物细胞的细 液，可能的实验现象是 胞液浓度 (4)作物根系无氧呼吸会产生酒精导致烂根。为研究酒精对 不同植物细胞十同一浓度 细胞的毒害作用，某小组用不同体积分数的酒精溶液处理紫色洋 的蔗糖溶液镜检刚刚发生质壁 葱鳞片叶外表皮，处理1个、2个、3个单位时间后，制成临时装片 分离时所需的时间比较→判断 细胞液浓度的大小（时间越短， 研究细胞质壁分离的情况，结果如图所示。 细胞液浓度越小)。 出 一1个单位时间 实验单一变量：不同植物 0100% ---2个单位时间 细胞。 3个单位时间 (3)比较未知浓度溶液的浓 506 度大小 同一植物的成熟细胞十未 制 s 0 5%10%15%20%25%30%酒精浓度（体积分数） 知浓度的溶液镜检刚刚发生质 该实验的自变量是 处理2个单位 壁分离所需的时间比较→判断 时间下，不同酒精浓度处理，质壁分离细胞所占百分比的变化情况 溶液浓度的大小（时间越短，未 为 从紫色洋 知溶液的浓度越大)。 葱鳞片叶外表皮的不同细胞角度分析，实验结果可说明 实验单一变量：未知浓度的 溶液。 (4)鉴别不同种类的溶液 解析(1)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 (如KNO3溶液和蔗糖溶液) 生质体是指植物细胞除去细胞壁的部分。原生质体包括细胞核和细胞液， 溶质不能通过 原生质体≠原生质层 质壁 →半透膜的溶液 成熟植物 分离 原生质层不包括。水分进出成熟的植物细胞实际上是指水分通过原生质层 (如蔗糖溶液) 细胞十不镜检 进出液泡。(2)本实验可以通过观察质壁分离和质壁分离复原现象来了解 同种类的 质壁分 溶质能通过半 溶液 离后又 →透膜的溶液（如 植物细胞失水和吸水的情况。优先选择紫色洋葱鳞片叶外表皮的原因是： 自动复 原 KNO3溶液) 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡，容易观察。本实验不能选根尖 实验单一变量：不同种类的 分生区细胞是由于根尖分生区细胞没有大液泡。(3)将0.3g·L1蔗糖 溶液。 更换为0.3g·mL1的KNO3溶液，由于外界溶液的浓度大于细胞液的浓 100 第4章细胞的物质输入和输出 度，细胞失水，导致植物细胞发生质壁分离；质壁分离的同时，K+和NO?进 (5)判断细胞的死活 入细胞液，细胞液的浓度逐渐升高，细胞吸水。综上所述，可能的实验现象 待测细 发生质壁分离和复原 胞+蔗 镜检 活细胞 是发生质壁分离后复原。(4)该实验的自变量为酒精浓度和处理的单位时 糖溶液 不发生质壁分离→死细胞 间。据图分析可知，处理2个单位时间下，质壁分离细胞所占百分比的变化 实验单一变量：待测细胞的 情况为：在酒精浓度（体积分数）为0%~15%时，质壁分离细胞所占百分比 生活状态 不变；酒精浓度（体积分数）超过15%时，随酒精浓度增大，质壁分离细胞所 占百分比逐渐下降。这说明作为质壁分离材料的紫色洋葱鳞片叶外表皮的 不同细胞对酒精毒害的耐受能力有差异。 答案(1)原生质体包括细胞核和细胞液，原生质层不包括；液泡。 (2)质壁分离和复原；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡，容易观察； 不可以，根尖分生区细胞没有大液泡。(3)质壁分离后会自动复原。 (4)酒精浓度、处理的单位时间；在酒精浓度（体积分数）为0%~15%时，质 壁分离细胞所占百分比不变，酒精浓度（体积分数）超过15%时，随酒精浓度 增大，质壁分离细胞所占百分比逐渐下降；紫色洋葱鳞片叶外表皮的不同细 胞对酒精毒害的耐受力是不同的（合理即可）。 HAIIIMIIABIAMIM01011010111111 关键能力提升 IBMIIENAIMIEIIIIIIIMMIIIIIMIIBMIMIIIIINBTIMNIIIIMI0MNBBMII0I 题型方法 (3)在2min后，处于2mol·L1乙二醇 溶液中的细胞的原生质体体积的变化是由于 题型(1研究细胞液浓度的相关问题 逐渐进入细胞内，引起细胞液的浓度 例1[深挖教材：教材P74非选择题T3] 用物质的量浓度为2mol·L1的乙二醇溶液 (4)并不是该植物的所有活细胞都能发生 和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物 质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有 细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质 等结构特点。 体体积变化情况如下图所示。回答下列问题。 解析(1)坐标曲线图中，0~120s,两条曲线均下 降，说明物质的量浓度为2mol·L1的乙二醇溶液 A 1002mol·L1乙二醇溶液y% 和物质的量浓度为2mol·L1的蔗糖溶液浓度大于 该植物细胞的细胞液浓度，引起细胞失水，发生质壁 50 分离，原生质体体积减小，细胞液浓度增大。(2)物质 2mol·L蔗糖溶液 的量浓度为2mol·L1的蔗糖溶液的曲线，在120s以 s B D 0 后保持相对稳定，且原生质体的体积一直小于初始状 60 120180 240 300 时间/s 态时的体积，说明细胞的失水达到最大限度，细胞 (1)原生质体体积AB段的变化说明： 直处于质壁分离状态，因为细胞壁是全透性的，所以 在该段时间内，水从原生质体 ,细胞 在细胞壁与原生质体之间充满了蔗糖溶液。要使该 液的浓度 细胞快速复原，应将其置于清水中，使水分子重新进 (2)在1min后，处于2mol·L-1蔗糖溶 入细胞。(3)物质的量浓度为2mol·L1的乙二醇 液中的细胞的细胞液浓度将 ,此时，在 溶液的曲线，在120s以后的变化为原生质体体积不 细胞壁与原生质体之间充满了 溶液。 断增大，最后恢复原状，说明120s以后，乙二醇进入 乙二醇可透过原生质层 要使该细胞快速复原，应将其置于 中。 细胞，细胞液浓度增大，细胞开始吸水，发生质壁分离 101 重难点手册高中生物学必修1分子与细胞RJ 复原。(4)能发生质壁分离的植物细胞应具备的条件 浓度变大，t。一t1时间段内液泡体积最小的时 是活细胞、具有大液泡。 刻是t1 答案(1)渗出；增大。(2)缓慢增大后趋于稳定； D.图2中，t1一t2时间段水分的最终流动 蔗糖；清水。(3)乙二醇；增大。(4)大液泡。 途径是细胞液→细胞质基质→外界溶液 深挖教材 题型（②被动运输的判断 本题考查植物细胞在不同溶液中细胞液浓度 例2(2023·浙江1月选考)缬氨霉素是 的变化情况。这道教材习题涉及对质壁分离和复 种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜 原现象原理的考查，2024年江苏卷、2024年海南卷 均考查了细胞液浓度变化的相关问题，该知识，点难 上，将K+运输到细胞外（如图所示），降低细胞 度不大，但该知识点考查的灵活性很强，可能以后 内外的K+浓度差，使微生物无法维持细胞内 会在高考中以新的形式或新的角度进行考查。同 离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是 学们需要准确掌握其本质，才能以不变应万变。 )。 跟踪练①(2025·湖北新八校联考)图1 携带K的 为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化 缬氨霉素 百分比，分别对应实验第1~7组，整个过程中 细胞始终有活性。西葫芦条的质量变化百分 缬氨霉素 比(%)=西葫芦条的质量变化/西葫芦条的初 细胞内 ǒ 细胞外 始质量×100%；另选取其他西葫芦细胞置于 A.缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外 定浓度的KNO3溶液中，测得细胞液浓度与 B.缬氨霉素为运输K+提供ATP 该溶液浓度的比值(P值)随时间变化的曲线 C,缬氨霉素运输K+与质膜的结构无关 如图2所示。下列叙述错误的是( ）。 D.缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力 响 20 4567组 解析结合题意可知，缬氨霉素将K+运输到细胞 16 盆 外，可降低细胞内外的K+浓度差，另结合图中缬氨霉 尔 素运输K+的过程不消耗能量，可推测缬氨霉素运输 0.10.20.30.40.50.6蔗糖溶液的浓度/ K+的方式为协助扩散，顺浓度梯度运输，A正确；结 (mol·L) 合A选项分析可知，K的运输方式为协助扩散，不需 图1 要消耗ATP,B错误；缬氨霉素是一种脂溶性抗生素， 能结合在细胞膜上，能在磷脂双分子层间移动，该过 程与质膜具有一定的流动性这一结构特，点有关，C错 误；噬菌体为DNA病毒，病毒没有细胞结构，故缬氨 霉素不会影响噬菌体的侵染能力，D错误。 时间 图2 答案A A.图1实验结束后，第1~5组西葫芦细 名师支招 胞的细胞液浓度减小，第6、7组西葫芦细胞的 借助图示理解自由扩散和协助扩散 细胞液浓度升高 (1)自由扩散：非极性物质的脂溶性强，容易跨 B.根据图1的实验结果判断，本实验所用西 膜扩散，如O2和CO2。不带电荷的极性小分子如 葫芦的细胞液浓度在0.4~0.5mol·L1之间 H2O和乙醇可以快速通过磷脂双分子层，甘油稍 慢，如图1所示。 C.图2中，t。一t1时间段液泡中细胞液的 102 ,第4章细胞的物质输入和输出用 人工脂双层 跟踪练2(2025·河北衡水中学练习)细 CO 胞膜上的Piezo通道在触觉产生过程中能感知 气体 0 并传导信号，是机械刺激激活的阳离子（如 快速 小的不带 乙醇(CHOH) 通过 电荷的极 水(HO) Ca+、Na+等)通道，为碗状结构，广泛存在于 性分子 尿素(H,N NH 多种细胞中，其作用机理如图所示，当机械刺 大的不带 电荷的极 葡萄糖 激作用于细胞膜时，膜张力的改变引起Piezo 性分子 不能 K、Mg2、Ca 蛋白发生可逆形变，使得通道开放。下列叙述 直接 离子 CI、HCO、 通过 HPO 错误的是( ) 带电荷的氨基酸 极性分子 ATP 机械刺激 细胞膜 iezo 通道 图1 人工脂双层对分子和离子的通透性示意图 (2)协助扩散：红细胞吸收葡萄糖的速率远远 高于自由扩散，且存在最大速率，这说明红细胞对 激活。 葡萄糖的吸收需要膜上转运蛋白的参与。像这样 A.Ca2+能通过Piezo通道是因为Ca2+与该 借助转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助 通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜 扩散（图2）。转运蛋白又分为通道蛋白和载体蛋白 B.Ca2+通过协助扩散经过Piezo通道进入 两种类型。 细胞，该过程受Ca+浓度的影响 HO 88葡萄糖 H,0 C.若Piezo通道开放会使其周边的膜变弯 载体蛋白 通道蛋白 曲并继续放大该通道的敏感性，该过程属于正 t 反馈调节 细胞膜 CO D.Piezo通道被激活后，进入细胞的Ca2+ 自由扩散 协助扩散 可激活K+通道，进而使K+大量外流，细胞渗 图？自由扩散和协助扩散示意图 透压升高 11001111111111111101111111111111101110111511111011111111111111111111111111 核心素养聚焦 1111181011111001111111111011111111110111110100011111111111011011111011111 考向(1 观察植物细胞的质壁分离 B.①与②的分离，与①的选择透过性无关 例①(2025·浙江1月选考)某同学利用 C.与甲相比，乙细胞吸水能力更强 幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流 D.与甲相比，乙细胞体积明显变小 动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图 考查内容 核心素养 试题难度 如下。下列叙述正确的是( 植物细胞的吸水和 科学探究、科学思维 ★★★★☆ 失水 较高浓度 ①细胞膜 蔗糖溶液 ②细胞壁 解析由题意可知，该细胞可观察叶绿体和细胞 ③液泡 质流动，说明细胞没有失活，A错误；①与②的分离， ④叶绿体 与①的选择透过性有关，其原因是蔗糖可通过具有全 透性的细胞壁，但不能通过具有选择透过性的细胞 A.实验过程中叶肉细胞处于失活状态 膜，B错误；与甲相比，乙细胞处于失水状态，细胞液渗 103重难点手册高中生物学必修1分子与细胞RJ 是有无核膜包被的细胞核，因此绿眼虫不同于蓝细 射性，丙组变形虫的自身细胞核无放射性，细胞质 菌的最本质特点是绿眼虫有以核膜为界限的细胞 有放射性的实验结果。核孔是大分子物质进出细 核。(2)线粒体是真核细胞内的动力工厂，因此为 胞核的通道，因而RNA由细胞核进入细胞质的通 伸缩泡的伸缩提供动力的细胞器是线粒体；绿眼虫 道为核孔。(3)若乙组和丙组变形虫中的甲组变形 是一种生活在淡水环境中的单细胞生物，若将绿眼 虫细胞核及二者自身细胞质的放射性不同，由于该 虫放置在海水中，细胞内的渗透压升高，因此伸缩 实验中的自变量为是否有自身细胞核的存在，因而 泡的伸缩频率会减慢，以保存细胞内的水分。(3)细 可推测该事实的出现最可能是丙组变形虫自身细 胞膜的选择透过性与细胞膜上蛋白质的种类和数 胞核的影响造成的。] 量有关，因此该特性的结构基础是细胞膜上转运蛋 第4章细胞的物质输入和输出 白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化。 第1节被动运输 ①是高尔基体，在分泌蛋白的形成过程中，高尔基 [跟踪练1]D[题图1中，1~5组西葫芦条质量增 体可对来自内质网的蛋白质进一步修饰加工，形成 加，说明其吸水了，细胞液浓度减小；6、7组西葫芦 包裹着分泌蛋白的囊泡。(4)绿眼虫含有叶绿体， 条质量减少，说明其失水，细胞液浓度升高，A正确。 能进行光合作用，这是植物细胞的特征，但其不含 蔗糖浓度为0.4ol·L1时，细胞吸水；蔗糖浓度为 细胞壁，这又与动物细胞的结构类似，因此植物学 0.5mol·L1时，细胞失水。故西葫芦细胞液浓度 家认为它是植物，动物学家认为它是动物。] 介于0.4~0.5mol·L1之间，B正确。题图2中， [跟踪练3]D[氨基酸在核糖体上经脱水缩合形 to一t1时间段P值小于1，细胞失水，故t。一t1时 成肽链，肽链进入内质网中进行初加工，再进入高 间段内液泡体积最小的时刻是t1,C正确。t1一t2 尔基体中进行进一步修饰加工，因此放射性先在核 时间段P值大于1，细胞吸水，故t1一t2时间段水 糖体上出现，然后依次是内质网和高尔基体，所以 分最终流动途径是外界溶液→细胞质基质→细胞 题图甲中a、b、c曲线分别代表核糖体、内质网和高 液，D错误。] 尔基体，A正确；在分祕蛋白合成和运输过程中，相 [跟踪练2]D[通道蛋白只容许与自身通道的直 关结构的膜面积变化情况为内质网膜面积减小，高 径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子 尔基体膜面积基本不变（先增后减），细胞膜面积相 通过，所以Ca2+之所以能通过Piezo通道是因为 对增大，因此题图乙中d、e、f曲线分别代表内质网 Ca2+与该通道的直径和形状相适配、大小和电荷相 膜、细胞膜和高尔基体膜，B正确；分泌蛋白的合成、 适宜，A正确；Ca2+通过协助扩散经过Piezo通道进 加工和分泌过程需要的能量主要由线粒体提供，与 入细胞，协助扩散属于被动运输，该过程受Ca2+浓 度的影响，B正确；通道开放会使Piezo通道周边的 该过程相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线 膜变弯曲，并且弯曲能放大Piezo通道对膜张力变 粒体，C正确；5S在细胞内依次经过的结构是核糖 化的敏感性，这属于正反馈调节，C正确；据题图可 体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜，D 系统作用的结果会加速系统) 错误。] 工作的进程 知，Piezo通道被激活后，进入细胞的Ca2+可激活 第3节细胞核的结构和功能 K+通道，进而使K大量外流，细胞内溶质微粒的 [跟踪练1](1)尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的 数量减少，细胞渗透压降低，D错误。] 原料，且放射性有助于追踪RNA的运输路径。 第2节主动运输与胞吞、胞吐 (2)有；无；有；核孔。(3)丙组变形虫自身细胞核。 [跟踪练1]C[根据题干信息“甲状腺滤泡细胞内 [(1)该实验的目的是研究RNA在细胞质和细胞核 厂浓度是血浆中I厂浓度的30倍”，血浆中厂进人 之间的运输，而尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的 滤泡上皮细胞是逆浓度梯度进行的，是主动运输， 原料，且放射性有助于追踪RNA的运输路径，故 Na进入细胞是从高浓度向低浓度运输，为协助扩 用32P标记尿嘧啶核糖核苷酸有利于达到实验目 散，A错误；由题图分析可知，钠钾泵消耗ATP将 的。(2)若RNA只能由细胞核运输至细胞质，而不 细胞内多余的钠离子逆浓度梯度运出，因此钠钾泵 能反方向运输，则会出现乙组变形虫的细胞质有放 通过主动运输将细胞内的Na逆浓度梯度运出，B 220