（2）验证渗透作用发生的条件
①具有半透膜
烧杯内盛清水，漏斗内盛蔗糖溶液
②具有浓度差
（3）探究物质能否通过半透膜（以碘和淀粉为例）
烧杯内盛
淀粉溶液
漏斗内
盛碘液
结论
变蓝
不变蓝
碘能通过半透膜，而淀粉不能
不变蓝
变蓝
淀粉能通过半透膜，而碘不能
变蓝
变蓝
淀粉和碘都能通过半透膜
不变蓝
不变蓝
淀粉和碘都不能通过半透膜
易错警示 有关渗透作用发生的2个总结
（1）发生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相等。
（2）溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
1．如图表示一中间隔以半透膜（只允许水分子通过）的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。
然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后a、b两侧液面的变化是（ ）
A．加酶前a侧液面上升，加酶后b侧液面上升并高于a侧液面
B．加酶前a侧液面上升，加酶后b侧液面上升并等于a侧液面
C．加酶前后a、b两侧液面不变
D．加酶前a、b两侧液面不变，加酶后b侧液面上升并高于a侧液面
答案 D
解析 溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，但加入麦芽糖酶后，麦芽糖分解，使得b侧溶液的渗透压增大，水分由a侧向b侧转移。
2．（2013·江苏卷，27）如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：
（1）漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。
渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。
（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的____________，两者在物质透过功能上的差异是___________________。
（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。
实验材料：
紫色洋葱。
实验器具：
如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。
实验试剂：
蒸馏水，0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下：
①选两套渗透装置，标上代号X和Y。
在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。
渗透平衡时出现液面差的装置有________（填代号）。
②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中央分别滴加________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是______________________。
（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是____________________________。
答案
（1）S1>S2
（2）原生质层 原生质层能主动运输（转运）有关物质而半透膜不能 （3）①X ②标号 蒸馏水 ③质壁分离 （4）KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
解析
（1）由于渗透平衡后漏斗内液面高，再结合液体压强原理，说明此时S1的浓度高；
（2）成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜；但原生质层具有选择透过性，可主动转运细胞需要吸收或排出的物质，而半透膜不具有生物活性；（3）①蔗糖不能透过半透膜，而KNO3可透过半透膜，故两者达到动态平衡时，装蔗糖溶液的实验组的漏斗内外出现液面差。
②实验分组应注意编号并标注，制作植物细胞临时装片时在载玻片上先滴一滴蒸馏水，可保持细胞的活性，并有利于材料展开。
③成熟的植物细胞处于不同种类的高浓度的外界溶液中时都会因渗透失水而发生质壁分离现象。
④由于KNO3可被植物细胞吸收，而蔗糖不会被细胞吸收，因此一段时间后，KNO3实验组的细胞液因浓度升高而吸水，发生质壁分离自动复原现象。
“U”型管中水分子移动方向的分析
（1）膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，浓度低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
（2）两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。
（3）如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
考点二 物质跨膜运输的方式[重要程度：
★★★★☆]
物质跨膜运输的方式[连线]
1．根据图解确定物质跨膜运输方式
2．探究物质运输方式的异同点
物质
种类
运输
方式
方向
载体
蛋白
能量
实例
小分子物
质
被动
运输
自由
扩散
由高浓度
向低浓度
不需要
不需要
水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等
协助
扩散
由高浓度
向低浓度
需要
不需要
葡萄糖进入红
细胞
主动
运输
由低浓度
向高浓度
需要
需要
无机盐离子、氨基酸等
大分
子物
质
胞吐
胞吞
由膜内
到膜外
不需要
需要
分泌蛋白等
由膜外
到膜内
不需要
需要
变形虫吞食绿脓杆菌
3．根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式
（1）物质浓度
（2）氧气浓度
4．探究物质跨膜运输的方式
（1）探究是主动运输还是被动运输
（2）探究是自由扩散还是协助扩散
易错警示 有关物质出入细胞的8个“不要漏掉”：
（1）需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。
（2）消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。
（3）从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。
（4）影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。
（5）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。
（6）运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。
（7）胞吞（吐）的大分子物质穿过细胞膜的层数为0，因为该过程是通过膜的融合将物质转入或转出细胞的。
（8）RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。
1．如图表示物质跨膜运输的一种方式。
据图分析正确的是（ ）
A．这种运输方式可逆浓度梯度进行
B．乙醇分子是以这种方式进入细胞的
C．细胞产生的能量增加会提高这种物质的运输速率
D．载体蛋白在物质运输过程中形状会发生改变
答案 D
解析 图示的这种物质跨膜运输方式的特点是物质从浓度高的一侧运向浓度低的一侧，即顺浓度梯度运输，需要载体蛋白的协助，因此可判断这种运输方式为协助扩散，不需要消耗能量。
乙醇分子的运输方式是自由扩散。
由图可知，载体蛋白在物质运输过程中形状会发生改变。
2．据报道，一种称做“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。
小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为（ ）
A．渗透作用B．胞吞
C．协助扩散D．主动运输
答案 B
解析 “瘦素穿肠蛋白”是一种蛋白质，属于生物大分子，其吸收方式最可能是胞吞。
3．如图中曲线a、b表示物质跨膜运输（不包括胞吞和胞吐）的方式，下列表述错误的是（双选）
（ ）
A．只有在氧气存在时才会发生方式b所示的物质运输
B．质壁分离过程中，水分子通过方式a进出细胞
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D．b运输方式能体现细胞膜的流动性
答案 AD
解析 由图可知，曲线a表示物质的运输速率与被转运分子的浓度成正比，因此曲线a表示的是自由扩散；曲线b表示在一定范围内物质的运输速率与被转运分子的浓度呈正相关，而超过一定的范围，物质的运输速率与被转运分子的浓度无关，因此曲线b表示的是主动运输或协助扩散。
A项错误，协助扩散不消耗能量，而主动运输亦可由无氧呼吸供能；B项正确，水分子通过自由扩散方式进出细胞；C项正确，方式b的最大运输速率与载体蛋白的种类和数量有关；D项错误，主动运输和协助扩散都需要载体蛋白，体现了细胞膜对物质进出细胞具有选择透过性。
“三步法”速判物质出入细胞的方式
实验五 观察植物细胞的质壁分离和复原[重要程度：
★★★☆☆]
1．实验原理
（1）成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
（2）当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当细胞液浓度>外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。
2．实验流程
1．用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料的原因
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。
2．本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验造成的影响是：
选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。
若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
3．发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间的物质分析
因为细胞壁是全透性的，所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。
4．从细胞角度分析能否发生质壁分离及复原
（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）不能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。
5．从溶液的角度分析：
（1）在一定浓度（溶质不能透膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原。
（2）在一定浓度（溶质可透膜）的溶液（如KNO3、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。
易错警示 关于质壁分离和复原的4个注意点：
（1）将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中植物细胞会发生质壁分离复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
（2）质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。
（3）质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，总结果是单向的。
（4）本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。
1．某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表所示：
实验组
5分钟后的现象
再过5分钟
滴加清水5分钟后
①
0.3g/mL的蔗糖溶液
x
无变化
质壁分离复原
②
0.5g/mL的蔗糖溶液
质壁分离
y
无变化
③
1mol/L的KNO3溶液
质壁分离
质壁分离复原
z
④
1mol/L的醋酸溶液
细胞大小无变化
细胞大小无
变化
细胞大小无
变化
对上表的推断或解释不正确的是（ ）
A．x为质壁分离，因为细胞壁的伸缩性小于原生质层
B．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡
C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅
D．④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
答案 D
解析 洋葱表皮细胞在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象，而在质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液中会因质壁分离失水过多而死亡。
在物质的量浓度为
1mol/L的KNO3溶液中由于钾离子和硝酸根离子能通过细胞的主动吸收进入细胞，故洋葱表皮细胞发生质壁分离后出现自动复原现象，由于钾离子和硝酸根离子进入细胞内，细胞液浓度增大，因此滴加清水后，细胞体积稍增大。
而质量浓度为1mol/L的醋酸溶液会杀死细胞，故在醋酸溶液中细胞无变化。
2．某小组确定研究课题：
探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。
该小组选用水生植物黑藻作为实验材料，并作实验假设：
如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加。
该小组学生设计的实验步骤如下：
（一）配制质量浓度为10%、20%、30%的蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。
（二）从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片表面的水分，分别放入不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡10分钟。
（三）取出叶片制成装片，显微镜下观察，选取5个细胞测量其A、B值（如图A为细胞的长度，B为原生质体的长度）。
在此基础上，请你参与设计、分析与讨论。
（1）请你设计一张表格，用于记录原始数据，去除最大值与最小值，计算并记录
B/A（%）值。
（2）该小组同学根据记录数据所作的曲线如图。
请你就该结果作出分析并得出结论。
分析：
__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论：
__________________________________________________________________。
（3）讨论：
①该小组同学应选用记录表中哪组数据作图？
________。
②如果要说明上述质壁分离现象是由相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，你怎么处理实验？
________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）
细胞
10%的蔗糖溶液
20%的蔗糖溶液
30%的蔗糖溶液
B
（μm）
A
（μm）
B/A
（%）
B
（μm）
A
（μm）
B/A
（%）
B
（μm）
A
（μm）
B/A
（%）
1
2
3
4
5
平均值
（2）①B/A值越小，说明质壁分离程度越大；②随着溶液浓度的增加，B/A值下降，说明质壁分离程度随溶液浓度的增加而增大 细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加
（3）①平均值组 ②设置清水对照组，观察清水中的黑藻细胞，确认其细胞形态正常，无质壁分离现象
解析 本实验探究的是植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。
植物细胞外界溶液浓度是自变量，实验过程中设置质量浓度为10%、20%、30%的蔗糖溶液相互对照；质壁分离程度是因变量，测量其A、B值并计算B/A（%）值，将B/A（%）值作为衡量质壁分离程度的指标。
根据曲线图分析，注意B/A值与质壁分离程度的关系，B/A值的变化与外界溶液浓度的关系，根据这两个关系进而判断出细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。
植物细胞质壁分离及质壁分离复原的拓展应用
（1）判断成熟植物细胞是否是活细胞
（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
（4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）
1．渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。
2．动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离现象。
3．物质的跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，细胞对物质的输入和输出具有选择性。
4．被动运输包括自由扩散和协助扩散，它们都是顺浓度梯度运输的过程，不消耗能量，
但是协助扩散需要载体蛋白。
5．主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要载体蛋白的协助和消耗能量。
6．胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒性物质进出细胞的物质运输方式，靠ATP提供动力。
高考模拟 提能训练
高考题组
1．（2013·北京卷，2）在细胞生命活动中，不可能发生的过程是（ ）
A．神经递质由突触小泡分泌到胞外
B．mRNA从细胞核进入细胞质
C．老化受损的细胞器融入溶酶体中
D．O2通过主动运输进入线粒体
答案 D
解析 神经递质由突触小泡以“胞吐”形式分泌到细胞外，A正确；mRNA在细胞核中转录产生后，经由核孔进入细胞质，B正确；老化受损的细胞器将被溶酶体“吞入”消化，C正确；O2进入线粒体的方式为“自由扩散”，D错误。
2．（2013·浙江卷，2）某哺乳动物神经细胞内外的K＋和Na＋浓度见下表。
下列属于主动转运的是（ ）
细胞内浓度（mmol·L－1）
细胞外浓度（mmol·L－1）
K＋
140.0
3.0
Na＋
18.0
145.0
A．K＋经钾离子通道排出细胞
B．K＋与有关载体蛋白结合排出细胞
C．Na＋经钠离子通道排出细胞
D．Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞
答案 D
解析 根据表格，神经细胞外Na＋浓度较高，细胞内K＋浓度较高，K＋和Na＋经过离子通道排出细胞属于被动转运，A项、C项错误；K＋与有关载体蛋白结合排出细胞，运输方向由高浓度向低浓度，运输方式为易化扩散，B项错误；Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞，运输方向由低浓度向高浓度，运输方式为主动转运，D项正确。
3．（2011·新课标全国卷，4）撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。
然后，两组外表皮都用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。
此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是（ ）
A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输
B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输
C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输
D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输
答案 C
解析 甲组在完全培养液中培养一段时间后，与0.3g/mL的蔗糖溶液浓度差没有乙组和蔗糖溶液的浓度差大，所以甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低。
H2O的运输方式是被动运输中的自由扩散。
模拟题组
4．如图为渗透作用实验，开始时如图1，A代表清水，B、C代表蔗糖溶液（蔗糖不能透过半透膜），过一段时间后结果如图2，漏斗管内的液面不再发生变化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的高度差。
下列说法错误的是（双选）（ ）
A．图1中B的浓度大于C的浓度
B．图2中B的浓度等于C的浓度
C．图1A中水分子扩散到B的速率大于A中水分子扩散到C的速率
D．图2A中水分子扩散到B的速率大于B中水分子扩散到A的速率
答案 BD
解析 图2漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态，H1高于H2，所以图1、2中B的浓度均大于C的浓度。
平衡状态时，图2A中水分子扩散到B的速率等于B中水分子扩散到A的速率。
5．下列关于物质X跨膜运输的描述，错误的是（ ）
A．如果X跨膜运输的方式是自由扩散，则在一定范围内，其运输速率与物质浓度成
正比
B．如果X是葡萄糖，则在顺浓度梯度的情况下可通过协助扩散进入细胞
C．如果X（氧气除外）跨膜运输的方式是被动运输，则其运输速率与氧气浓度无关
D．如果X是脂溶性的物质，其跨膜运输的方式一般是协助扩散
答案 D
解析 如果X跨膜运输的方式是自由扩散，其运输速率取决于膜两侧的浓度差，即在一定范围内，其运输速率与物质浓度成正比；葡萄糖进入细胞的方式有协助扩散和主动运输两种，在顺浓度梯度的情况下可通过协助扩散进入细胞；被动运输不消耗能量，其运输速率与氧气浓度无关；脂溶性物质的跨膜运输方式一般是自由扩散。
6．如图表示细胞膜的结构和物质进出细胞的方式，下列说法不正确的是（ ）
A．在图①a～e过程中，代表细胞分泌Na＋过程的是e
B．在图①所示的结构中，主要由A物质决定着不同生物膜的功能差异
C．与图②中曲线Ⅰ相符的过程是图①中的过程a或e
D．在图①所示的结构中，A和B物质大都不是静止的
答案 C
解析 由图①中D结构可以判断细胞膜的内外侧，a、b、c、d、e分别代表主动运输、自由扩散、协助扩散和主动运输；图②所示为物质由细胞外向细胞内的主动运输过程，所以与图②中曲线Ⅰ相符的过程是图①中的过程a。
一、单项选择题
1．如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。
三个渗透装置的半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如表所示。
装置编号
甲
乙
丙
半透膜面积
S
S/2
S
蔗糖溶液体积
T
T
升级会员 