2020版生物新导学大一轮北师大版讲义：第二单元细胞的结构与细胞内外的物质交换第6讲

第6讲　细胞内外的物质交换
[考纲要求]　1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。2.实验：(1)通过模拟实验探究膜的透性；(2)观察植物细胞的质壁分离和复原。
考点一　细胞膜的选择透过性

1．扩散
物质从浓度高的地方向浓度低的地方移动的过程，叫做扩散。
2．半透膜
某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性膜，叫做半透膜。
3．渗透作用
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，叫做渗透作用。
4．渗透系统的组成
一个完整的渗透系统，由两个溶液体系以及两者之间的半透膜组成。

5．发生渗透作用的条件
(1)具有半透膜。
(2)膜两侧溶液具有浓度差。
6．动植物细胞的渗透吸水和失水
(1)
知识延伸　半透膜与选择透过性膜的比较
①区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
②共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。

(2)成熟植物细胞的吸水和失水

①当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。
②当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。

判断关于渗透作用的叙述
(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度(　×　)
(2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜(　×　)
(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用(　×　)
(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核(　×　)
(5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的(　×　)

如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析：

(1)b的颜色和大小如何发生变化？
提示　颜色逐渐加深；b逐渐变小。
(2)c处的浓度与细胞外的浓度相等。
(3)当停止质壁分离时，b与c的浓度相等。

1．不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化

(1)溶质不能通过半透膜的情况
①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，外观上表现为S1溶液液面上升；若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反，外观上表现为S1溶液液面下降。
②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
(2)溶质能通过半透膜的情况
若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度相等，外观上表现为S1溶液液面先上升后下降，最终S1和S2溶液液面持平；若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反。
2．成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较
项目
渗透作用模型
植物细胞与外界溶液形成的渗透系统
图解

基本条件
半透膜、浓度差
原生质层——选择透过性膜；
浓度差——细胞液与外界溶液之间的浓度差
原理
水分子通过半透膜的扩散作用
水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散
水扩散总趋势
低浓度溶液→高浓度溶液

特别提醒　有关渗透作用的两个易错点
(1)水的运输特点：无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。
(2)渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态，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。

命题点一　渗透作用现象的分析
1．某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水。下图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。有关该实验描述正确的是(　　)

A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降
B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液面基本相平
C．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变
D．加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖
答案　B
解析　长颈漏斗中开始有蔗糖溶液，渗透压较高，液面上升，加酶后蔗糖在蔗糖酶的作用下分解为葡萄糖和果糖，溶质分子数目增多，渗透压更高，液面继续上升，但是单糖分子可以通过半透膜进入烧杯中，漏斗内液面下降，最终漏斗内外液面基本相平，B项正确。
2．成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验，该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示，图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞被放在某外界溶液中处于的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述中错误的是(　　)

A．由图甲中漏斗内液面上升可知，实验开始时b侧液体浓度大于a侧
B．由图乙可知，图甲中漏斗内溶液的吸水速率在下降
C．图丙中相当于图甲中c结构的是③④⑤
D．把图丙所示状态的细胞放在清水中，会发生质壁分离
答案　D
解析　图甲漏斗内液面上升，说明实验开始时b侧液体浓度高于a侧，A项正确；随漏斗内液面上升，半透膜(c)两侧的浓度差越来越小，故漏斗内溶液的吸水速率在下降，B项正确；图丙中细胞膜③、液泡膜⑤及两者之间的细胞质④相当于半透膜，C项正确；把图丙细胞放在清水中，会发生质壁分离复原，D项错误。






比较不同溶液浓度的大小
比较项目
漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及结论
①若漏斗内液面上升，则M>N
②若漏斗内液面不变，则M＝N
③若漏斗内液面下降，则M