1.说出渗透作用发生的条件。1.生命观念——感悟正常的物质进出对细胞代谢的重
2.分析质壁分离与复原的原理和要意义，认同生物体的结构和功能相适应的特点。
过程。2.科学探究——通过对“探究植物细胞的吸水和失水”
3.说明两种被动运输方式的异实验的设计和操作，进一步掌握探究类实验的设计思
同。路，提升实验操作能力。
分点突破(一)水进出细胞的原理
基础落实
1.渗透作用
(1)含义：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
(2)方向：水分子从水相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
2.水进出动物细胞(以哺乳动物红细胞为例)
(1)动物细胞形成的“渗透装置”
①半透膜：细胞膜。
②浓度差：细胞质与外界溶液之间的浓度差。
(2)现象(连线)
条件现象
①外界溶液的浓度〈细胞质的浓度、奥，
②外界溶液的浓度,细胞质的浓度/。
③外界溶液的浓度=细胞质的浓度------c.
3.水进出植物细胞(以成熟植物细胞为例)
植物细胞所形成的“渗透装置”
(1)半透膜(原生质层)：细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
(2)浓度差：细胞液与外界溶液之间的浓度差。
深化认知
一、在“思考探究”中解惑
1.渗透作用与扩散作用有何区别？
提示：渗透作用必须有半透膜，扩散作用则不一定需要；扩散作用适于各种物质，渗透
作用仅指溶剂分子。
2.如果在渗透实验装置中，烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗液面还会
升高吗？为什么？
等于由漏斗进入烧杯内的水分子。
3.应用“动物细胞的吸水和失水”的原理解释：为什么静脉注射时要将药物加到0.9%的
NaCl溶液中？
提示：因为人体血浆的渗透压与浓度为0.9%的NaCl溶液渗透压相当，用这种浓度的注
射液不会改变动物细胞的形态。
二、在“系统思维”中提能
1.渗透装置图解
半透膜:水分子单位体积内水分
可以通过，而蔗子含量：烧杯内
糖分子不可以＞漏斗内
两侧水分子，都在运动
［水分子数：进入漏3的＞进入烧麻砌
整体［表现
|漏斗内次面上升I
2.当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因
分析如图可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为Hi，由于水槽中的液体与
漏斗中的液体具有浓度差，即渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是必产生的压
强与渗透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换速率相同时，液面不再升高。
3.动、植物细胞都是渗透系统
细胞膜4
与外
溶
界
具
细胞质液
浓
有
差
度
动物细胞
易错提醒
（1）水分子的运输特点：无论细胞吸水还是失水，半透膜两侧水分子的移动都是双向的。
（2）渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看
作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
（3）浓度的实质：渗透系统中的溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度。
应用评价
1.（2021江苏淮安高一期中）如图甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用时的初
A.图中③为半透膜，水分子能自由通过
B.图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等
C.图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
D.图甲中溶液①和②浓度差越大，则图乙中的水柱越高
解析：B图甲中③代表半透膜，水分子能自由通过，A正确；由于漏斗内液柱压力的
作用，当液面不再上升时，小分子进出达到平衡，但溶液②的浓度依然大于溶液①的浓度，
B错误；图甲和图乙比较，漏斗内液面上升，说明图甲中漏斗内溶液②浓度高于烧杯中溶液
①浓度，C正确；图甲中溶液①和②浓度差越大，则水分跨膜运输的数量越多，则图乙中的
水柱上升得越高，D正确。
2.（2021浙江杭州高一期末）如图甲是渗透作用装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标
A.图甲所示装置中漏斗内溶液的浓度变化可用曲线丙表示
B.水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示
C.漏斗管内的液面高度变化可用曲线丙表示
D.半透膜内外溶液的浓度差可用曲线乙表示
解析：A开始时，漏斗内为质量分数为30%的蔗糖溶液，漏斗外为蒸像水，漏斗内溶
液浓度高于漏斗外溶液浓度，水分子整体表现为由膜外进入膜内，蔗糖溶液浓度降低，直至
平衡，可用曲线乙表示，A错误。开始时，半透膜两侧浓度差大，水分子进入半透膜内的速
率较大，随着水分子不断进入膜内，半透膜两侧的浓度差越来越小，半透膜内外液面的高度
差越来越大，当高度差产生的压强等于膜两侧的渗透压之差时，半透膜两侧达到渗透平衡,
该过程中水分子进入半透膜的速率和半透膜两侧的浓度差逐渐下降，直至平衡，均可用曲线
乙表示，B、D正确。随着水分子的进入，漏斗管内的液面逐渐上升，达到渗透平衡时停止，
可用曲线丙表示，C正确。
分点突破（二）探究植物细胞的吸水和失水
1.实验原理
外界溶液
（1）外因：＞细胞液浓度
浓度
—导致渗透失水
原生质层相当于一层半透膜」----
（2）内因
细胞壁的伸缩性小于原生质层-导致质壁分离
2.实验过程
制作装片一I制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片
有一个塞电的中央大液泡,原生质
低倍镜观察层紧贴细胞壁
_在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液.
滴加蔗糖溶液_在另一侧用吸水纸吸引
点苻鬲加雨观察液泡大小和原生质层的位置,及
低借跳优祭|一细胞大小
在盖玻片的一侧滴加清水,在另一侧
滴加清水一
用吸水纸吸引
|低俏镣观察观察鲤大小和原生质层的位置,及
细胞天不
3.实验现象
加蔗糖溶液加清水
中央液泡大小变小恢复原状
液泡颜色变深变浅
原生质层的位置与细胞壁分离与细胞壁紧贴
细胞大小基本不变基本不变
1.如果一次性施肥过多或过浓，植物就会出现萎蕉现象，俗称“烧苗探究回答下列
问题：
(1)解释“烧苗”现象出现的原因。
提示：一次性施肥过多或过浓，就会造成土壤溶液溶质的浓度大于根毛细胞液溶质的浓
度，结果使根毛细胞液中的水分渗透到土爆溶液中去，这样根毛细胞不但吸收不到水分，反
而还要失去水分，就会出现植物叶片萎篇等“烧苗”现象。
(2)如何预防“烧苗”现象？若出现“烧苗”现象有什么补救措施吗？
提示：不能一次性施肥过多或过浓。应及时适量地浇水或换土，植物过度失水死亡后将
无法补救。
2.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表
皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的
实验思路，并分析其中的基本原理。
提示：实验思路：
基本原理：遵循渗透作用的原理，即当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞发生
质壁分离，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞发生质壁分离的复原，当细胞液的
浓度等于外界溶液的浓度时，细胞形态不变。
1.质壁分离及复原发生的条件
(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（溶质不能透过膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，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）。
②在一定浓度（溶质可透过膜）的溶液（如KN03、甘油等）中可发生质壁分离后自动复原
现象。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。
2.质壁分离及复原实验的应用
（1）判断细胞的死活
待测细胞+蔗糖溶液堡若发生质壁分离，则为活细胞；若不发生质壁分离，则为死
细胞。
（2）测定细胞液浓度的范围
待测细胞十一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别"以镜细检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。
（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度
（4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
相同植物的只发生质壁分离一溶质不能通
成熟细胞过细胞膜（如蔗糖溶液）
镜栓；
不同种类溶液质壁分离后又自动复原f溶质
（适宜浓度）能通过细胞膜（如KNO3溶液）
1.（2021江苏常州高一期中）如图是用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做质壁分离及其复原
实验时得到的显微照片，下列有关叙述错误的是（）
A.图中细胞此时细胞液浓度可能大于、小于或者等于外界溶液浓度
B.该实验中，需先后在显微镜下观察三次，且细胞的大小基本不变
C.若将30%的蔗糖溶液改为一定浓度的氯化钠溶液，则细胞可能发生先质壁分离，后
自动复原的现象
D.图中细胞呈现紫色的是细胞液，若改为洋葱鳞片叶内表皮细胞，则不会发生质壁分
离
解析：D图示细胞为质壁分离状态，下一刻可能为继续分离、也可能为复原，也可能
保持该种状态，故此时细胞液浓度可能大于、小于或者等于外界溶液浓度，A正确；质壁分
离及复原实验中先后用低倍观察三次，第一次观察正常细胞，第二次观察质壁分离现象，第
三次观察质壁分离复原现象，形成自身前后对照，由于细胞壁的弹性较小，因此整个实验过
程中，细胞的大小基本不变，B正确；若将30%的蔗糖溶液改为一定浓度的氯化钠溶液，由
于初始的外界溶液浓度高于细胞液的浓度，故细胞会失水，发生质壁分离，随后由于钠离子
和氯离子能进入细胞，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞会吸水，会发生质壁分离后
自动复原的现象，C正确；图中细胞呈现紫色的是细胞液，若改为洋葱鳞片叶内表皮细胞,
也会发生质壁分离，只是细胞液没有颜色，D错误。
2.（2022北京高一月考）如图是植物细胞某种生理过程的实验图解，下列说法正确的是
A.农民施肥后发现有“烧苗”现象与图乙过程相似
B.2、3、4构成了该细胞的原生质层
C.该细胞的失水和吸水主要取决于细胞质与外界溶液的浓度差
D.蔗糖分子可进入1和3
解析：B农民施肥后发现有“烧苗”现象，原因是植物根细胞在高浓度的土壤溶液中失
水，与图甲过程相似，A错误；原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，即图
中的2、3、4,B正确；该细胞的失水和吸水主要取决于细胞液与外界溶液的浓度差，C错
误；由于细胞壁具有全透性，细胞膜具有选择透过性，故蔗糖分子可进入1,但是不能进入
3,D错误。
3.通过质壁分离实验不可以鉴定（）
A.成熟植物细胞的死活
B.蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减
C.植物细胞能否进行渗透吸水
D.植物细胞细胞液的大致浓度
解析：B死亡的成熟植物细胞的细胞膜丧失了选择透过性，不会发生质壁分离及其复
原，即质壁分离实验可鉴定植物细胞的死活，A不符合题意；质壁分离与复原实验的原理是
渗透作用，而蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性是通过吸胀吸水实现的，因此无法通过实验鉴
定其亲水性，B符合题意；成熟的植物细胞进行质壁分离，会进行渗透失水，能进行质壁分
离的复原，说明能进行渗透吸水，C不符合题意；质壁分离实验可用于鉴定植物细胞细胞液
的大致浓度，D不符合题意。
分点突破（三）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能量。
2.类型
比较项目自由扩散（也叫简单扩散）协助扩散（也叫易化扩散）
物质通过简单的扩散作用进出细借助膜上的转运蛋白进出细胞的
定义
胞的方式物质扩散方式
运输方向高浓度—低浓度高浓度—低浓度
是否需要转运蛋白不需要需要
是否消耗能量不消耗不消耗
①气体：02、C02、NH3等
②固醇、甘油、脂肪酸等葡萄糖进入红细胞
举例
③乙醇、苯等
H2O
(1)膜内外物质浓度梯度的大小。
(2)某些物质的运输速率还与转运蛋白的数量有关。
(3)温度变化会影响物质运输速率。
1.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，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。
2.自由扩散和协助扩散的速率和线粒体有直接关系吗？为什么？
提示：没有。线粒体是细胞的“动力车间”，为细胞提供能量，自由扩散和协助扩散不需
要消耗细胞内化学反应释放的能量。
1.膜上的两种转运蛋白
名称转运对象特点
载体蛋白与自身结合部位相适应的分子或离子每次转运时都会发生自身构象的改变
与自身通道的直径和形状相适配、大
通道蛋白转运分子不需要与通道蛋白结合
小和电荷相适宜的分子或离子
2.转运蛋白的特性
(1)专一性：一种转运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：细胞膜上的转运蛋白数量有限，在运输过程中当所有转运蛋白都已承担相应
的运输任务时，运输的速度不再因其他条件而加快。
1.(2021江苏扬州高一期末)下列有关物质跨膜运输的说法，错误的是()
A.红细胞去除膜蛋白后水的运输速率会降低
B.一种物质不会有多种跨膜运输方式
C.通道蛋白介导的水分子的协助扩散速率比自由扩散快
D.通道蛋白只容许与自身通道大小和电荷相适宜的分子或离子通过
解析：B水主要是通过通道蛋白以协助扩散的方式进入红细胞的，故去除膜蛋白后水
的运输速率会降低，A正确；一种物质可以有多种跨膜运输方式，比如水可以自由扩散，也
可以借助水通道蛋白进行协助扩散，B错误；细胞膜上磷脂分子具有疏水的尾部，对水分子
的跨膜运输有一定的阻碍作用，故通道蛋白介导的水分子的协助扩散速率比自由扩散更快，
C正确；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子
通过，被转运物质不需要与通道蛋白结合，D正确。
特别提醒
(1)相同的离子、水溶性有机小分子可能是协助扩散，也可能是主动运输。
(2)水分子少数通过自由扩散方式进出细胞，多数借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩
散方式进出细胞。
2.如图表示与自由扩散、协助扩散有关的图例或曲线。下列选项中对应正确的是()
A.肺泡上皮细胞吸收氧气——①④
B.人的成熟红细胞吸收葡萄糖——②③
C.甘油进出细胞——①③
D.肌肉细胞吸收水一②④
解析：C①②表示两种跨膜运输方式，分别是自由扩散、协助扩散，③④表示两种影
响因素曲线，分别对应自由扩散、协助扩散。肺泡上皮细胞吸收氧气是自由扩散，对应①③；
人的成熟红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，对应②④；甘油进出细胞属于自由扩散，对应①
③；肌肉细胞吸收水的方式是自由扩散和协助扩散，对应①②③④。
3.如图，A、B是两种被动运输方式的转运速率和细胞外浓度之间的关系曲线。据图回
答下列问题:
<*
照
附
阊
阐
辟
婢
0
细胞外浓度细胞外浓度细胞能量供应
ABC
（1）图A表示的转运方式是,其转运速率主要取决于。
（2）图B表示的方式若是协助扩散，那么ab段的限制因素是,be段的限制因素
是o
（3）请在C图中画出被动运输的转运速率和细胞能量供应的关系曲线。
（4）下列物质中，以方式A进行转运的有；以方式B进行转运的有。
①02和C02进出肺泡
②甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收
③红细胞吸收血液中的葡萄糖
④胆固醇进入肝细胞
解析：（1）由题图分析可知，图A表示的转运方式为自由扩散，其转运速率主要取决于
细胞内外物质的浓度差。（2）图B表示的转运方式若是协助扩散，那么ab段的限制因素是细