考点08 水进出细胞的原理（精讲课件）-备战2025年高考生物一轮复习考点帮（新高考通用）

第二单元 细胞的基本结构和物质的运输 考点08 水进出细胞的原理 打造卓越，赢在起点——2025年高考一轮复习 课标要求 考情分析 1.活动：通过模拟实验探究膜的透性。 2.活动：观察植物细胞的质壁分离和复原。 质壁分离及复原实验及其应用 2023·全国甲·T4　2022·全国甲·T2　 2022·湖南·T10　2021·湖南·T3 2021·广东·T13　2021·重庆·T20　 2020·全国Ⅱ·T5 素养目标 考情分析 SZ-LWH (1)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等(　　) (2)上图装置中，烧杯内溶液液面下降的速率逐渐减缓(　　) × √ (3)上图中Δh不变时，半透膜两侧的溶液浓度相等(蔗糖不能通过半透膜)(　　) × (4)上图装置达到渗透平衡时，半透膜两侧没有水分子的进出(　　) × (5)当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破(　　) (6)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成(　　) × × (7)利用洋葱根尖分生组织和添加胭脂红的蔗糖溶液进行实验，现象更加明显(　　) × 自主回顾·素养储备 易 错 辨 析 渗透作用 动、植物细胞的吸水和失水 探究植物细胞的吸水和失水 名师在线·考点预览 精讲精练+考向强化+核心归纳+能力提升 目 录 考点1 考点2 考点3 蔗糖溶液 清水 半透膜 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散过程，是自由扩散的一种形式 （物质的量浓度） 渗透现象 1 概念： 2 一、渗透作用 1.漏斗管内的液面为什么会升高？ 2.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ 单位时间内，透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量 纱布不是半透膜,无法产生渗透现象 没有浓度差,水分子进出平衡,液面也不会升高. 浓度是指：溶液中溶质的物质的量浓度，即单位体积中溶质分子的微粒数，微粒数多的溶液吸水力强。 有一层________ 条 件 半透膜两侧的溶液具有________ 浓度差 半透膜 渗透现象分析 渗透作用发生的条件 3 一、渗透作用 ①液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等， 即动态平衡。 ②渗透平衡时： △h的液体重力=漏斗中溶液的吸水力 溶液S1 溶液S2 平衡前：S2＞S1 S表示溶液浓度 渗透过程：S2↓ S1↑ 平衡后：S2＞S1 平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等，S1与S2的浓度差越大，高度差就越大。 渗透平衡 4 一、渗透作用 ② 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液移动，右侧液面升高 ① 液面不变 渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。 1.半透膜只允许水分子通过 ③ 蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液移动，则左侧液面升高，最终高于右侧 一、渗透作用 2.溶质能通过半透膜的渗透装置 S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜 S1溶液 S2溶液 半透膜 S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜， S1溶液浓度大于S2溶液浓度 S1溶液 S2溶液 半透膜 ①由于半透膜两侧存在浓度差，由S2 →S1的水分子数多于S1 →S2的。导致S1液面上升。 ②随后S1中的溶质透过半透膜进入S2 ，浓度差逐渐减小，S1和S2的溶液浓度相等，液面持平。 ① S1的物质的量浓度大于S2的物质的量浓度 S2液面先下降 当S1中的溶质透过半透膜进入S2 ， S2>S1时, S2液面升高，最终高于S1 ② S1的物质的量浓度小于S2的物质的量浓度 S1液面始终低于S2液面 一、渗透作用 √ 考向1　渗透作用的原理及应用分析 1.在右图所示的装置中，A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液，溶液之间均用半透膜隔开，一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差，如图所示，h1＞h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为(　　)  A．A＝B＝C B．A＞B＞C C．A＞C＞B D．无法确定 考点 强化训练 2.某同学设计的实验装置如图所示，开始时向U型管两侧分别加入等量的1 mol/L的蔗糖溶液和1 mol/L的麦芽糖溶液，平衡后分别加入等量的蔗糖酶溶液(对U型管中溶液浓度和体积的影响可忽略)，图中膀胱膜允许单糖分子通过。下列分析正确的是 A.该装置不能发生渗透作用 B.加酶前两侧的渗透压不等 C.最终右侧渗透压高于左侧 D.最终平衡后左侧液面高于右侧 √ 考点 强化训练 细胞核功能的实验探究 1 二、动、植物细胞的吸水和失水 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 清水 10%NaCl溶液 0.9%NaCl溶液 ①细胞质浓度 > 外界溶液溶质的浓度 ，细胞吸水膨胀 ②细胞质浓度 < 外界溶液溶质的浓度，细胞失水皱缩 ③细胞质浓度 = 外界溶液溶质的浓度，细胞形态不变 动物细胞的吸水和失水 1 二、动、植物细胞的吸水和失水 动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统。 原理： ①半透膜： ②浓度差： 细胞膜 细胞质与外界溶液具有浓度差 医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。 二、动、植物细胞的吸水和失水 细胞液 细胞膜 细胞质 液泡膜 成熟的植物细胞 细胞壁 ——全透性，伸缩性小 原生质层 ——有一定浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差 ——伸缩性大，具有选择透过性 成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。 原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 植物细胞的吸水和失水 2 二、动、植物细胞的吸水和失水 当外界溶液浓度_____细胞液浓度时，细胞发生质壁分离现象 当外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破 当外界溶液浓度_____细胞液浓度时，细胞维持正常形态 大于 小于 等于 原理： ①半透膜： ②浓度差： 原生质层 细胞液与外界溶液之间的浓度差 植物细胞的吸水和失水 2 二、动、植物细胞的吸水和失水 考向二　质壁分离与复原实验结果分析及应用 3.(2023·全国甲，4)探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是 3 4 √ 考点 强化训练 3 4 √ 4．(2024·茂名高三调研)下图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度＜b溶液浓度，c为清水，图B为在显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是(　　)  A．图A中装置2的液面一段时间后会 高于装置1的液面 B．图B中的④⑤⑥相当于图A中的② C．若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉 D．图B中的⑦与图A中的②通透性不同 考点 强化训练 5．(2021·湖北选择考)红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小，在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是(　　) A．细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，水分子从低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Cl－，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液 C．细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，Na＋和Cl－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Cl－，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液 √ 考点 强化训练 提出问题： 1.水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 2.原生质层是否相当于一层半透膜？ 作出假设： 水分进出植物细胞是通过渗透作用，原生质层相当于一层半透膜。 实验设计思路： 当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会失水，发生质壁分离； 当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞就会吸水，发生质壁分离复原。 细胞通过渗透作用吸水或失水，液泡的大小、颜色会变化； 原生质层与细胞壁会分离或复原。 预测： 三、探究植物细胞的吸水和失水 实验材料的选择 ① 成熟的植物活细胞，保证细胞具有中央大液泡和原生质层。 ② 细胞液应具有颜色，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液为紫色， 易于观察。 ③ 还可以使用具有较多叶绿体的材料，如黑藻（绿到发黑）， 通过观察叶绿体分布情况判断是否发生质壁分离现象 实验器材 刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜 如果细胞无色，可在外界溶液中加染料，便于观察 三、探究植物细胞的吸水和失水 贴近 细胞壁 逐渐 变小 分离 清水 逐渐 变大 实验步骤 三、探究植物细胞的吸水和失水 实验现象 滴加蔗糖溶液 滴加清水 质壁分离 质壁分离复原 液泡（细胞液） 0.3g/mL的蔗糖溶液 （或外界溶液） 细胞壁 三、探究植物细胞的吸水和失水 实验结果 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 P65第一段 外界溶液 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 逐渐变小 逐渐变大，恢复原来大小 逐渐脱离细胞壁 逐渐贴近细胞壁 基本不变 基本不变 实验结论 三、探究植物细胞的吸水和失水 质壁分离与复原 1.条件： ①细胞是活的（死细胞的细胞膜具有全透性），具有细胞壁。 ②细胞有中央大液泡。 ③细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度。 细胞发生质壁分离后，细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界溶液。 干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞不能发生质壁分离。 三、探究植物细胞的吸水和失水 25 （1）外因： 原生质层具有选择透过性 细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性 外界溶液浓度大于细胞液浓度 （2）内因： 宏观上：植物由坚挺→萎蔫 微观上：质壁分离 （3）表现： 液泡： 细胞液颜色： 原生质层与细胞壁分离 大→小 浅→深 质壁分离与复原 2.原因： 三、探究植物细胞的吸水和失水 26 补充： 1.在一定浓度（溶质不能透过半透膜）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（溶质可透过半透膜）的溶液中（如硝酸钾、甘油、尿素、乙二醇等）可发生质壁分离，并能自动复原，因为K+、NO3-、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。 质壁分离与复原 三、探究植物细胞的吸水和失水 27 3.在质壁分离过程中，由于细胞失水，细胞液渗透压升高，细胞对水的吸引力增强。 4.质壁分离复原过程中，细胞液渗透压下降，植物细胞吸水能力逐渐减弱，失水能力逐渐增强。 5. 对于植物细胞而言，由于细胞壁的存在，细胞不可能无限吸水，细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。 补充： 质壁分离与复原 三、探究植物细胞的吸水和失水 28 判断成熟植物细胞的死活 待测成熟植物细胞 一定浓度 蔗糖溶液 镜检 发生质 壁分离 无质壁 分离 活细胞 死细胞 1 质壁分离与复原实验拓展 提升·关键能力 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 测定细胞液浓度范围 2 提升·关键能力 成熟植 物细胞 不同种 类溶液 镜检 只发生 质壁分离 质壁分离 后自动复原 溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液） 溶质能透过半透膜（如KNO3溶液） 鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液） 3 提升·关键能力 我国盐碱地总面积约为15亿亩，对其进行开发利用能提高农业产能。过去的思路主要是治理盐碱地使其适应作物，如今科研人员提出要向选育更多适应盐碱地的耐盐碱作物的方向转变。请思考以下问题： 1.盐碱地上大多数作物很难生长，主要原因是什么？ 提示　土壤盐分过多，土壤溶液浓度大于植物根部细胞的细胞液浓度，大多数作物因无法从土壤中获取充足的水分而难以生长。 2.在植物细胞发生质壁分离的过程中，请比较外界溶液、细胞质基质、细胞液的浓度大小。 提示　外界溶液浓度＞细胞质基质浓度＞细胞液浓度。 提升·关键能力 3.现有普通植物和耐盐碱植物若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组植物细胞，结果如图1所示。请回答下列有关问题： 提升·关键能力 (1)应选择根尖的 (填“成熟区” “伸长区”“分生区”或“根冠”)细胞 进行上述实验。图1中A→B段，Ⅰ组植物 的吸水能力 ，此时，在细胞壁 和原生质体之间充满了 。A→ C段Ⅰ组植物细胞发生了什么现象？在这 个过程中细胞大小如何变化？ 提示　Ⅰ组植物细胞发生了质壁分离与质壁分离的复原。在这个过程中细胞大小基本不变。 成熟区 逐渐升高 KNO3溶液 提升·关键能力 (2)实验过程中并未添加清水，Ⅱ组植物原生质体体积逐渐增大的原因可能是什么？ 提示　Ⅱ组植物细胞液浓度大于外界溶液浓度，水分子透过原生质层进入细胞液，细胞发生渗透吸水。 (3)请比较大小：质壁分离结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度 外界溶液浓度；质壁分离复原结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度 外界溶液浓度。 ＝ ≥ 提升·关键能力 (4)该兴趣小组继续探究了该耐盐碱植物的细胞液浓度，实验结果如图2，请你根据实验结果尝试写出他们的实验思路。 提示　配制一系列浓度范围在0.3～0.6 g·mL－1的蔗糖溶液，将Ⅱ组植物细胞进行合理分组，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察现象并记录。 提升·关键能力 谢谢! 打造卓越，赢在起点 $$