第四章物质进出细胞的方式

高中生物一轮复习讲课文稿

开场导入

同学们好，欢迎继续来到高中生物一轮复习课堂。前三章我们学习了细胞学说、组成细胞的分子和细胞的基本结构，从这一章开始，我们要研究细胞是如何与外界进行物质交换的。这一章是整个高中生物的核心章节之一，后面我们学代谢、学神经调节，都要用到这一章的知识。

本章我们分三个板块来复习：第一，细胞的吸水和失水，搞清楚渗透作用的原理和质壁分离实验；第二，物质进出细胞的方式，包括被动运输、主动运输和胞吞胞吐；第三，我们用一讲的时间来刷题，把高频考点和易错点全部过一遍。好，我们开始。

第一讲细胞的吸水和失水

一、半透膜与选择透过性膜

在讲渗透作用之前，我们先辨析一对概念：半透膜和选择透过性膜。很多同学经常搞混。

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薄膜。它就像一张网，网孔有一定的大小，小于孔径的分子或离子可以透过，大于孔径的就不能透过。半透膜的原理是物理性的，只看大小。例子：玻璃纸（包糖果用的）、动物膀胱膜、肠衣等。

选择透过性膜：就是生物膜，比如细胞膜、细胞器膜、核膜。它由磷脂双分子层和蛋白质构成，选择透过性的原理是生物性的——一部分物质可以直接透过磷脂双分子层，另一部分需要膜上的转运蛋白协助才能通过，还有一些物质则不能通过。

【辨析】半透膜只看大小（物理性），选择透过性膜看是否需要（生物性）。选择透过性膜可以充当半透膜（因为它也能让一些物质过、一些不能过），但半透膜不一定是选择透过性膜。活细胞的细胞膜是选择透过性膜，死细胞的细胞膜失去选择透过性，变成全透性。

二、渗透作用

渗透作用的定义：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从溶液的低浓度一侧向高浓度一侧扩散的过程。

注意这里的"浓度"指的是溶液的物质的量浓度（单位体积中溶质微粒的多少），不是质量分数。低浓度溶液中水分子相对较多，高浓度溶液中水分子相对较少，所以水分子仍然是从水多的地方往水少的地方扩散，跟一般的扩散规律一致。

渗透作用发生的条件有两个，缺一不可：第一，要有半透膜；第二，半透膜两侧的溶液要有浓度差。

【渗透条件】半透膜+浓度差。两个条件缺一不可。如果半透膜两侧溶液浓度相等，水分子进出半透膜的速率相等，达到动态平衡，但不发生净渗透。

渗透装置分析（低频考点）

经典的渗透装置：一个烧杯装清水，里面倒扣一个漏斗，漏斗口用半透膜封住，漏斗内装蔗糖溶液。因为蔗糖分子大，不能透过半透膜，而水分子可以。

初始时，清水（低浓度）中的水分子进入漏斗（高浓度）的多，从漏斗出来的少，所以漏斗内液面上升。随着液面上升，漏斗内水柱产生的静水压越来越大，会把水分子往外压。当进入的水分子和出来的水分子数量相等时，达到渗透平衡，液面不再变化。

【平衡时浓度】达到渗透平衡时，半透膜两侧的溶液浓度不一定相等！因为平衡是水分子进出速率相等，这是由浓度差和静水压共同维持的。在这个装置中，漏斗内仍然是蔗糖溶液，烧杯内是清水，所以漏斗内浓度仍然大于烧杯内。这个点经常考，一定要注意。

三、动物细胞的吸水和失水

动物细胞也能发生渗透作用。对于动物细胞来说，细胞膜相当于一层半透膜，细胞质与外界溶液之间存在浓度差。

当外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。因为动物细胞没有细胞壁，如果浓度差较大，细胞甚至会吸水胀破。我们制备纯净细胞膜时，就是把哺乳动物成熟红细胞放在清水中，让它吸水胀破，这利用的就是这个原理。

当外界溶液浓度=细胞质浓度时，水分子进出细胞达到动态平衡，细胞形态不变。生理盐水（0.9%的NaCl溶液）就是等渗溶液，能维持红细胞的正常形态。

当外界溶液浓度>细胞质浓度时，细胞失水皱缩。

【动物细胞】吸水膨胀甚至胀破，失水皱缩，等渗不变。注意：动物细胞没有细胞壁，所以不会发生质壁分离！质壁分离是植物细胞特有的现象。

四、植物细胞的质壁分离和复原

这是本章最重要的实验，也是高考高频考点，大家一定要认真听。

（一）原理

对于成熟的植物细胞来说，原生质层（细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质）相当于一层半透膜。注意，是这三个成分合在一起相当于一层半透膜，不是单独的细胞膜。因为成熟植物细胞的大液泡非常大，细胞液（液泡内的液体）与外界溶液之间的浓度差是主要的，所以把这三个成分看作一个整体。

细胞壁是全透性的，任何物质都可以自由通过，所以细胞壁不参与半透膜的作用。

内因：原生质层的伸缩性比细胞壁大。当细胞失水时，原生质层收缩得厉害，而细胞壁收缩得少，所以原生质层就和细胞壁分离开了，这就是质壁分离。

外因：外界溶液浓度与细胞液浓度之间存在浓度差。

（二）实验过程

实验材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞（有紫色大液泡，便于观察）。

第一步：制作临时装片，在低倍显微镜下观察初始状态。可以看到紫色的大液泡，原生质层紧贴细胞壁。

第二步：从盖玻片一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次，使细胞浸润在蔗糖溶液中。然后在显微镜下观察，可以看到液泡逐渐变小，颜色变深，原生质层与细胞壁逐渐分离，发生质壁分离。

第三步：再从盖玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，重复几次。然后在显微镜下观察，可以看到液泡逐渐变大，颜色变浅，原生质层逐渐恢复原状，这就是质壁分离的复原。

【为什么用0.3g/mL蔗糖溶液】这个浓度既能让细胞质壁分离明显，又不至于让细胞失水过多而死亡，后面还能做复原实验。如果浓度过高（如0.5g/mL），细胞可能短时间失水过多而死亡，就不能复原了。如果浓度过低，质壁分离不明显或速度太慢。

（三）自动复原

用蔗糖溶液做质壁分离后，需要滴加清水才能复原，因为蔗糖分子不能进入细胞。但有些溶液可以让细胞质壁分离后自动复原，不需要滴加清水。哪些溶液呢？

硝酸钾（KNO₃）溶液、甘油、乙二醇、尿素等。这些物质可以被细胞吸收（通过主动运输或自由扩散进入细胞），使细胞液浓度逐渐升高。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞开始吸水，就自动发生复原了。

【自动复原溶液】KNO₃、甘油、乙二醇、尿素等。原理：溶质可以进入细胞，使细胞液浓度升高，细胞自动吸水复原。蔗糖不能进入细胞，所以不能自动复原。

五、质壁分离实验的应用

第一，判断成熟植物细胞的死活。只有活细胞的原生质层才有选择透过性，才能发生质壁分离。如果细胞死了，原生质层变成全透性，就不能发生质壁分离了。所以：能发生质壁分离的是活细胞，不能发生的可能是死细胞。

第二，测定细胞液浓度的大致范围。将待测成熟植物细胞分别放入一系列浓度梯度的蔗糖溶液中，观察质壁分离情况。细胞液浓度介于"刚不发生质壁分离"和"刚发生质壁分离"的两个蔗糖溶液浓度之间。

第三，比较不同植物细胞的细胞液浓度。将不同植物细胞放入同一浓度的蔗糖溶液中，不发生质壁分离的细胞液浓度较高，发生质壁分离的细胞液浓度较低，质壁分离程度越大的细胞液浓度越低。

第四，鉴别不同种类的溶液。将成熟植物细胞放入待测溶液中，只发生质壁分离不能自动复原的，可能是蔗糖溶液（溶质不能进入细胞）；能发生质壁分离且自动复原的，可能是KNO₃溶液等（溶质能进入细胞）。

六、注意事项与易错点

第一，水分子是双向运动的。无论是吸水还是失水，水分子都是既有进入细胞的，也有出细胞的，只是哪边多的问题。吸水时进入的多于出去的，失水时出去的多于进入的。所以"质壁分离时水分子只出不进"是错误的。

第二，渗透平衡时两侧溶液浓度不一定相等。前面讲渗透装置时已经强调过，这里再提醒一次。

第三，浓度指的是物质的量浓度，不是质量分数。比较渗透压时，要看单位体积内溶质微粒的数量。比如1mol/L的NaCl溶液和1mol/L的蔗糖溶液，渗透压不相等——因为NaCl会电离成Na⁺和Cl⁻，溶质微粒数是蔗糖的2倍，所以NaCl溶液渗透压更大。

第四，只有成熟的植物细胞才能发生质壁分离。死细胞（全透性）、动物细胞（无细胞壁）、未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞，没有大液泡）都不能发生质壁分离。细菌虽然有细胞壁，但一般不用于质壁分离实验，现象不明显。

【质壁分离条件】成熟植物活细胞+外界溶液浓度大于细胞液浓度。两个条件缺一不可。

七、典型例题精讲

例题1：将兔的红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中，叙述正确的是？A.高于0.9%的NaCl溶液中，红细胞失水皱缩并发生质壁分离——错误，动物细胞没有细胞壁，不能发生质壁分离。B.0.9%的NaCl溶液中，红细胞形态未变是因为没有水分子进出细胞——错误，是进出的水分子达到动态平衡。C.低于0.9%的NaCl溶液中，红细胞吸水膨胀甚至破裂——正确。D.渗透作用是指水分子从溶液浓度高处向低处扩散——错误，是从低浓度向高浓度。答案选C。

例题2：用不同浓度蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞，再用清水处理观察复原，结果如图。叙述错误的是？A.某组经蔗糖处理后有52%的细胞原生质层收缩程度大于细胞壁——正确，这就是发生质壁分离的细胞比例。B.各组蔗糖溶液中水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液——错误，水分子是双向运动的，可以进入也可以出去。C.某两组经清水处理后质壁分离细胞均复原——正确。D.某两组若持续用清水处理，质壁分离细胞比例可能下降——正确，时间长了可能都复原了。答案选B。

例题3：质壁分离和复原是渗透调节过程，叙述错误的是？A.施肥过多引起烧苗与质壁分离有关——正确，土壤溶液浓度过高，根细胞失水过多。B.质壁分离过程中细胞膜可局部或全部脱离细胞壁——正确，质壁分离就是原生质层与细胞壁分离。C.质壁分离复原过程中细胞吸水能力逐渐降低——正确，吸水越多细胞液浓度越低，吸水能力越弱。D.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液渗透压大小相等——错误，NaCl电离出Na⁺和Cl⁻，溶质微粒数是蔗糖的2倍，渗透压更大。答案选D。

第二讲物质进出细胞的方式

一、被动运输

被动运输就是扩散作用，物质从高浓度一侧向低浓度一侧（顺浓度梯度）运输，不需要消耗能量。被动运输分为自由扩散和协助扩散两种。

（一）自由扩散

自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞，不需要转运蛋白的协助，也不消耗能量。

哪些物质能自由扩散？因为细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，所以：

第一，气体分子：O₂、CO₂、N₂等。

第二，脂溶性小分子：甘油、乙醇、苯、性激素（固醇类）等。根据相似相溶原理，脂溶性物质容易穿过磷脂双分子层。

第三，水分子：有一部分水可以直接穿过磷脂双分子层（因为水分子很小），但大部分水是通过水通道蛋白进行协助扩散的。

影响自由扩散速率的因素：主要是膜两侧的浓度差，浓度差越大，扩散速率越快。此外还与物质本身的大小、脂溶性程度、温度等有关。

【自由扩散例子】气体（O₂、CO₂）、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯、性激素）、部分水。顺浓度梯度，不需载体，不需能量。

（二）协助扩散

协助扩散：物质顺浓度梯度进出细胞，需要膜上转运蛋白的协助，但不消耗能量。

转运蛋白分为两种：通道蛋白和载体蛋白。

通道蛋白：只允许与自身通道的直径、形状、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。通道蛋白形成亲水性通道，物质通过时不与通道蛋白结合，通道打开后物质可以连续通过。例子：水通道蛋白、离子通道（如K⁺通道、Na⁺通道）。

载体蛋白：通过与被转运物质结合，然后改变自身空间构象，将物质转运到膜的另一侧。载体蛋白具有特异性，只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。例子：葡萄糖进入红细胞。

【通道vs载体】通道蛋白：形成通道，物质不结合，连续通过，只参与协助扩散。载体蛋白：与物质结合，改变构象，逐个转运，参与协助扩散和主动运输。

影响协助扩散速率的因素：第一，膜两侧的浓度差；第二，转运蛋白的数量（这是限制因素，当转运蛋白饱和后，即使浓度差再大，速率也不再增加）。

所以在速率-浓度差曲线图上，自由扩散是一条过原点的直线（与浓度差成正比），协助扩散是先上升后趋于平缓（有饱和点）。

【协助扩散例子】葡萄糖进入红细胞、水分子通过水通道蛋白、离子通过离子通道。顺浓度梯度，需载体，不需能量。

二、主动运输

主动运输：物质从低浓度一侧向高浓度一侧（逆浓度梯度）运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量（ATP）。

注意：主动运输只有载体蛋白，没有通道蛋白。通道蛋白只参与协助扩散。

主动运输的能量来源有两种：

第一，ATP直接供能。这是最常见的方式。比如Ca²⁺的主动运输：Ca²⁺与载体蛋白结合，ATP水解使载体蛋白磷酸化，磷酸化导致载体蛋白空间构象改变，将Ca²⁺释放到膜另一侧；然后去磷酸化，载体蛋白恢复原状，准备下一次运输。

第二，协同转运（间接供能）。一种物质顺浓度梯度运输产生的电化学势能，驱动另一种物质逆浓度梯度运输。比如小肠上皮细胞吸收葡萄糖：Na⁺顺浓度梯度进入细胞（电化学势能），同时驱动葡萄糖逆浓度梯度进入细胞。这里葡萄糖的运输虽然没有直接消耗ATP，但维持Na⁺浓度梯度需要钠钾泵（消耗ATP），所以本质上还是消耗能量的，属于主动运输。

【协同转运】一种物质顺浓度梯度（提供势能），另一种物质逆浓度梯度（被驱动）。本质仍是主动运输，因为维持浓度梯度需要消耗ATP。常见例子：小肠上皮细胞吸收葡萄糖（Na⁺-葡萄糖协同转运）、植物根细胞吸收蔗糖（H⁺-蔗糖协同转运）。

主动运输的例子：大多数离子（如Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等）的跨膜运输、小肠上皮细胞吸收葡萄糖和氨基酸、植物根细胞吸收无机盐离子等。

影响主动运输速率的因素：第一，载体蛋白的种类和数量；第二，能量供应（影响因素包括温度、氧气浓度、CO₂浓度等，因为这些影响细胞呼吸产生ATP的速率）。

在速率-氧气浓度曲线图上，主动运输速率随氧气浓度增加而增加，后趋于平缓（载体蛋白饱和）。注意：在氧气浓度为0时，主动运输速率不为0，因为细胞可以通过无氧呼吸提供少量ATP。

主动运输的意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。这体现了细胞膜的选择透过性。

【主动运输】逆浓度梯度，需载体蛋白，需消耗能量（ATP直接或间接）。例子：离子、小肠吸收葡萄糖氨基酸、根吸收无机盐。

三、胞吞和胞吐

胞吞和胞吐严格来说不是跨膜运输（跨了0层膜），但属于物质进出细胞的方式。

胞吞：细胞外的大分子物质或颗粒性物质，与细胞膜上的蛋白质（受体）结合，细胞膜内陷形成小囊泡，将物质包裹进入细胞。例子：白细胞吞噬病原体（吞噬作用）、变形虫摄食、细胞摄取大分子蛋白质等。

胞吐：细胞内的大分子物质先被囊泡包裹，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将物质释放到细胞外。例子：分泌蛋白的分泌（如胰岛素、抗体、消化酶）、神经递质的释放等。

【胞吞胞吐特点】①需要消耗能量（膜的流动需要能量）；②不需要载体蛋白，但需要膜蛋白（如受体）的参与（识别作用）；③结构基础是细胞膜具有一定的流动性；④主要运输大分子物质，但也可以运输小分子（如神经递质乙酰胆碱、γ-氨基丁酸都是小分子，但通过胞吐释放）。

影响胞吞胞吐的因素：温度（影响膜的流动性）、能量供应（温度和氧气浓度影响细胞呼吸）。

四、三种跨膜运输方式比较

五、易错拓展

第一，载体蛋白与受体蛋白的区别。载体蛋白是协助物质运输的蛋白质，如运输葡萄糖、Na⁺、K⁺的载体。受体蛋白是接收信号的蛋白质，大多为糖蛋白，起识别作用，参与细胞间信息交流。两者功能不同，不要混淆。

第二，通道蛋白只参与协助扩散，载体蛋白既参与协助扩散也参与主动运输。所以看到"通道"两个字，就知道是协助扩散。

第三，胞吐不只是运输大分子物质，也可以运输小分子。比如神经递质乙酰胆碱、γ-氨基丁酸都是小分子，但通过胞吐释放。所以"胞吐只运输大分子"是错误的。

第四，葡萄糖的运输方式要看具体细胞。葡萄糖进入红细胞是协助扩散；葡萄糖进入小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞是主动运输（协同转运）；葡萄糖进入其他组织细胞（如肝细胞、肌细胞）一般是协助扩散。所以不能一概而论，要根据具体情境判断。

【葡萄糖运输】红细胞→协助扩散；小肠上皮、肾小管→主动运输；其他组织细胞→协助扩散。具体问题具体分析。

六、典型例题精讲

例题1：物质输入输出细胞都需经过细胞膜，叙述正确的是？A.乙醇是有机物，不能通过自由扩散——错误，乙醇是脂溶性小分子，可以自由扩散。B.血浆中K⁺进入红细胞需要载体蛋白并消耗ATP——正确，离子进入细胞是主动运输。C.抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不消耗能量——错误，分泌是胞吐，也消耗能量。D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞——错误，葡萄糖进入红细胞就是协助扩散。答案选B。

例题2：哺乳动物成熟红细胞膜上有丰富的水通道蛋白，HgCl₂可使水通道蛋白失活。叙述错误的是？A.红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀——正确，即使水通道失活，水仍可通过自由扩散缓慢进入。B.HgCl₂处理后，红细胞在高渗溶液中不会缩小——错误，水仍可通过自由扩散出去，只是速率变慢，最终还是会缩小。C.不经处理的红细胞在低渗溶液中会迅速膨胀——正确，水通道蛋白使水快速进入。D.不经处理的红细胞在高渗溶液中会迅速缩小——正确。答案选B。

例题3：溶酶体膜上有H⁺载体蛋白和Cl⁻/H⁺转运蛋白。H⁺载体蛋白维持溶酶体内H⁺浓度高（主动运输将H⁺运入），Cl⁻/H⁺转运蛋白在H⁺浓度梯度驱动下运出H⁺同时将Cl⁻逆浓度运入。叙述错误的是？A.H⁺进入溶酶体的方式属于主动运输——正确。B.H⁺载体蛋白失活可引起溶酶体内吞噬物积累——正确，H⁺浓度梯度无法维持，Cl⁻运入受阻，溶酶体功能异常。C.转运蛋白缺失突变体中衰老和损伤细胞器不能及时清除——正确。D.溶酶体破裂后释放到细胞质基质的水解酶活性增强——错误，溶酶体内pH约5.0（酸性），细胞质基质pH约7.0，水解酶释放后pH升高，活性降低甚至失活，不会增强。答案选D。

例题4：网格蛋白协助大分子物质胞吞，GTP结合蛋白在包被小窝颈部组装成环，促使细胞膜缢缩为囊泡。叙述错误的是？A.包被小窝的形成与细胞膜的结构特点（流动性）有关——正确。B.破坏GTP结合蛋白对性腺细胞分泌性激素有较大影响——错误，性激素是固醇类，通过自由扩散分泌，不需要胞吞胞吐，所以影响不大。C.细胞膜缢缩成的囊泡基本支架为磷脂双分子层——正确，囊泡也是膜结构。D.与吞噬细胞相比，浆细胞膜上一般具有较多的GTP结合蛋白——正确，浆细胞分泌抗体（胞吐），需要更多囊泡形成。答案选B。

第三讲习题精讲与考点总结

一、全章高频考点梳理

二、吸水失水类易错题

题目1：保卫细胞吸水膨胀使气孔张开。用三种蔗糖溶液处理紫鸭跖草叶片下表皮，溶液一处理后气孔基本不变，溶液二处理后气孔关闭（失水），溶液三处理后气孔张得更大（吸水）。叙述错误的是？A.比较保卫细胞细胞液浓度，三处理后大于一处理后——错误，三处理后细胞吸水了，细胞液浓度被稀释，应该低于一处理后。B.质壁分离最可能出现在溶液二处理后——正确，失水可能导致质壁分离。C.溶液三处理后有较多水分子进入保卫细胞——正确，吸水使气孔张开。D.三种蔗糖溶液浓度高低为二>一>三——正确，能让细胞失水的浓度最高，能让细胞吸水的浓度最低。答案选A。

题目2：将成熟叶片打成小圆片，分别放入相同浓度的甲糖（相对分子质量约为乙糖的2倍，可看作蔗糖）和乙糖（可看作葡萄糖）溶液中。水分交换平衡时，甲组甲糖溶液浓度升高（说明细胞吸水了）。期间没有溶质交换。叙述错误的是？A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水，使甲糖溶液浓度升高——正确。B.若乙糖溶液浓度不变，则乙组叶片净吸水量为零——正确，进出水达到平衡。C.若乙糖溶液浓度降低，则乙组叶片可能发生质壁分离——正确，细胞失水使外界溶液水增多、浓度降低。D.若乙糖溶液浓度升高，则乙组叶片净吸水量大于甲组——错误，因为甲糖相对分子质量是乙糖的2倍，相同质量浓度下，甲糖的物质的量浓度约为乙糖的1/2（甲糖溶质微粒少，渗透压小），所以细胞从甲糖溶液中吸水更多，甲组净吸水量应大于乙组。答案选D。

【渗透压比较】相同质量浓度下，相对分子质量小的溶质，物质的量浓度大，渗透压大。葡萄糖（分子量180）比蔗糖（分子量342）渗透压大。NaCl因为电离，渗透压更大。

题目3：平衡时的渗透装置，半透膜不允许二糖和蛋白质透过，单糖可以透过。叙述错误的是？A.平衡时水分子进出漏斗速率相等——正确。B.平衡时漏斗中溶液浓度高于烧杯中溶液浓度——正确，漏斗内是蔗糖溶液，烧杯是清水。C.向漏斗中加入少量蔗糖酶，最终两液面相平——错误，蔗糖酶使蔗糖水解为单糖（葡萄糖和果糖），单糖可以透过半透膜，最终单糖在两侧平均分配；但蔗糖酶是蛋白质，不能透过半透膜，留在漏斗内，使漏斗内溶质仍多于烧杯，所以漏斗液面仍高于烧杯，不会相平。D.若向漏斗中加入少量蔗糖分子，漏斗液面将上升——正确，溶质增多，吸水力增强。答案选C。

题目4：将胡萝卜切成粗细相同、长度5cm的条，分别放在不同浓度KNO₃溶液中，30分钟和4小时后测量长度。叙述错误的是？A.胡萝卜细胞吸水与K⁺吸收方式不同——正确，吸水是被动运输，K⁺是主动运输。B.KNO₃溶液浓度是该实验的自变量——正确，此外时间也是自变量。C.能观察到质壁分离与复原过程的是最低浓度组和最高浓度组——错误，最低浓度组（长度大于5cm）只吸水，看不到质壁分离；最高浓度组（长度远小于5cm且4小时后不恢复）可能失水过多死亡，不能复原。能看到质壁分离和复原的应该是中间浓度组。D.4小时后最高浓度组胡萝卜细胞可能不能主动吸收K⁺——正确，可能失水过多死亡。答案选C。

三、跨膜运输类易错题

题目1：水通道蛋白（AQP）是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织的三种AQP基因mRNA含量，发现AQP1、AQP3无变化，AQP5在水肿组织中是正常组织的2.5倍。叙述正确的是？A.正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同——错误，三种AQP基因对应三种不同蛋白质，氨基酸序列不完全相同。B.AQP蛋白可与水分子可逆结合，转运水不需要消耗ATP——错误，通道蛋白不与物质结合，水分子直接通过通道。C.只有AQP5蛋白参与唾液腺水肿的形成——错误，"只有"太绝对，其他AQP蛋白含量正常也可能参与。D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同，与AQP蛋白数量有关——正确，AQP5的mRNA含量不同，对应蛋白质数量不同，影响水转运速率。答案选D。

题目2：小肠上皮细胞吸收和释放铜离子，有绒毛一侧通过载体蛋白逆浓度吸收（主动运输），另一侧通过胞吐释放。叙述错误的是？A.进入细胞需要能量——正确，主动运输。B.转运具有方向性——正确，有绒毛侧吸收，另一侧释放。C.进出细胞的方式相同——错误，进入是主动运输，释放是胞吐，方式不同。D.运输需要不同的载体——正确，吸收和释放涉及不同膜蛋白。答案选C。

题目3：人体成熟红细胞运输O₂和CO₂，部分结构功能如图（气体自由扩散、Na⁺/K⁺主动运输、水通道、葡萄糖协助扩散、糖蛋白）。叙述错误的是？A.血液流经肌肉组织时，气体a和b分别是CO₂和O₂——正确，红细胞在肌肉组织释放O₂、带走CO₂。B.气体运输是自由扩散，水通道和葡萄糖运输是协助扩散——正确。C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为主动运输提供能量——正确，成熟红细胞没有线粒体，只能无氧呼吸。D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中——错误，成熟红细胞没有细胞核和核糖体，不能合成新蛋白质，所以糖蛋白不能更新。答案选D。

题目4：ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一种对物质运输具有特异性，转运过程需要ATP水解供能。叙述正确的是？A.ABC转运蛋白可提高O₂的跨膜运输速度——错误，O₂是自由扩散，不需要转运蛋白。B.ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞——错误，该蛋白消耗ATP，是主动运输，逆浓度梯度。C.Cl⁻和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输——错误，转运蛋白具有特异性，不同物质需要不同转运蛋白。D.若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程——正确，主动运输需要能量。答案选D。

四、综合题精讲（海南卷大题）

题目：细胞膜上存在多种蛋白质，参与细胞生命活动。回答下列问题：

（1）细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白对不同物质的跨膜运输起决定性作用，这体现了细胞膜具有的功能特性是？

答案：选择透过性。膜蛋白决定了哪些物质能过、哪些不能过，体现了选择透过性。

（2）水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于？

答案：协助扩散。顺浓度梯度，需要通道蛋白，不消耗能量。

（3）细胞膜上的H⁺-ATP酶是一种转运H⁺的载体蛋白，能催化水解ATP，利用ATP水解释放的能量将H⁺泵出细胞，导致细胞外pH？此过程中载体蛋白发生的变化是？

答案：细胞外pH降低（或下降），因为H⁺被泵出细胞，细胞外H⁺浓度升高。载体蛋白发生的变化是：空间构象发生改变（载体蛋白被磷酸化，导致构象改变）。

（4）胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合，引起靶细胞产生相应生理变化，这一过程体现了细胞膜的功能是？

答案：进行细胞间的信息交流（或信息传递、识别）。激素与受体结合是细胞间信息交流的第一种方式（通过化学物质传递信息）。

（5）植物根细胞借助转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，与25℃相比，4℃条件下吸收速率低的主要原因是？

答案：温度降低，呼吸酶活性降低，细胞呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量减少，所以吸收速率降低。（因为逆浓度梯度吸收是主动运输，需要能量，温度影响细胞呼吸产生ATP。）

【大题答题规范】这类填空题要用教材原话，语言简洁准确。功能特性答"选择透过性"，不要答"流动性"（那是结构特点）。细胞膜功能答"进行细胞间的信息交流"，不要只答"识别"。主动运输速率低的原因要答到"呼吸酶活性降低→能量减少→主动运输速率降低"这个逻辑链。

课堂小结

好了同学们，第四章的内容我们就全部复习完了。这一章知识点多、图表多、材料题多，我带大家最后梳理一下知识体系。

本章围绕"物质进出细胞"展开，包括细胞吸水失水和物质跨膜运输方式两大部分。

第一部分，细胞的吸水和失水。核心是渗透作用（半透膜+浓度差）。动物细胞吸水膨胀、失水皱缩；植物细胞的质壁分离和复原是重点实验，要掌握原理（原生质层相当于半透膜、伸缩性大于细胞壁）、操作（0.3g/mL蔗糖溶液→观察→清水→观察）、自动复原（KNO₃、甘油等）和应用（判断死活、测定细胞液浓度、比较浓度）。注意：水分子双向运动、渗透平衡浓度不一定相等、只有成熟植物活细胞才能质壁分离。

第二部分，物质进出细胞的方式。被动运输（顺梯度、不耗能）包括自由扩散（气体、脂溶性小分子，不需载体）和协助扩散（葡萄糖进红细胞、水通道、离子通道，需载体）。主动运输（逆梯度、需载体、需能量）包括ATP直接供能和协同转运（间接供能），例子有离子、小肠吸收葡萄糖氨基酸、根吸收无机盐。胞吞胞吐（大分子和小分子都可，需能量，膜流动性为基础）。

给大家几个记忆口诀：

运输方式判断："顺梯度不耗能，逆梯度要耗能；自由扩散不要载体，协助扩散主动运输要载体。"

自由扩散例子："气体脂溶水部分"——O₂、CO₂、甘油、乙醇、苯、性激素、部分水。

主动运输例子："离子小肠和根"——大多数离子、小肠吸收葡萄糖氨基酸、根吸收无机盐。

质壁分离条件："成熟植物活细胞，外液浓度要更高。"

最后提醒大家：这一章最容易错的就是各种"不一定"和"特例"——葡萄糖不一定是协助扩散（看细胞类型）、胞吐不一定运输大分子（神经递质是小分子）、通道蛋白只参与协助扩散（不参与主动运输）、渗透平衡时浓度不一定相等、水分子不是只出不进（双向运动）、死细胞不能质壁分离。把这些特例都记住，第四章的分就稳了。

好，今天的课就到这里，我们下一章再见！