第2章 第9课时 水进出细胞的原理(教用Word)-【金榜题名】2026年高考生物一轮总复习

第9课时　水进出细胞的原理 高考目标定位 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。 考点一　渗透作用 判断正误 　(1)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等(　×　) 提示　渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，溶质微粒越多，溶液渗透压越高。1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的蔗糖溶液的渗透压大小不相等，因为NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，而蔗糖溶液中只含有蔗糖分子，故NaCl溶液渗透压高于蔗糖溶液。 (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)(　×　) 提示　Δh不变时，半透膜两侧水分子进出达到平衡，因为蔗糖分子不能通过半透膜，所以蔗糖溶液浓度仍大于清水浓度。 (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(　×　) 提示　达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子的进出速率相等。 　渗透装置的变式分析：渗透平衡时液面高度分析 (1)半透膜只允许水分子通过 (2)S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能通过半透膜 考向一　渗透作用的原理及应用分析 【例1】　(2025·金华模拟)为了探究温度是否影响水分子通过半透膜的扩散速率，通过设计模拟实验观察U型管液面高度变化，下列设计正确的是(　　 ) A．必须使用细胞膜进行实验 B．半透膜两侧溶液浓度必须不同 C．半透膜两侧物质都不能通过半透膜 D．各实验组的温度必须不同 【答案】　D 【解析】　A、本实验需要用到半透膜利用渗透装置进行实验，半透膜可以是生物膜(如细胞膜)，也可以是物理性的膜(如玻璃纸)，A错误； B、若半透膜一侧溶质分子能通过半透膜，那进行实验时半透膜两侧溶液的初始浓度可以相同，B错误； C、半透膜两侧物质也可以通过半透膜，C错误； D、本实验是探究温度是否影响水分子通过半透膜的扩散速率，自变量是温度，因此各实验组的温度必须不同，D正确。 故选D。 【例2】　(2025·重庆测试)图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的蔗糖溶液，且a溶液浓度＞b溶液浓度，c为清水。图B为显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述正确的是(　　 ) A．图A中的②相当于图B中的④、⑤、⑥ B．图A渗透平衡后，装置2的液面会高于装置1的液面 C．图B中的⑦与图A中的②控制物质进出的原理不同 D．若图B表示正在吸水的根毛细胞，则④处溶液浓度大于⑧ 【答案】　C 【解析】　A、图B细胞中含有大液泡，因此可以构成渗透系统，其中原生质层相当于图A中的②半透膜，图B中⑥为细胞膜，⑦为液泡膜，以及两者之间的⑧细胞质共同构成原生质层，故图A中的②相当于图B中的⑥、⑦、⑧，A错误； B、根据题干“a溶液浓度＞b溶液浓度，c为清水”，所以一段时间后装置2的液面低于装置1的液面，B错误； C、图B中的⑦液泡膜具有选择透过性，而图A中的②则没有选择透过性，只要颗粒大小小于膜上的孔均可以通过，控制物质进出的原理不同，C正确； D、若图B所示为某农作物根毛细胞，若正在吸水，则④处外界溶液浓度小于⑧，D错误。 故选C。 考点二　动物细胞、植物细胞的吸水和失水 1．动物细胞的吸水和失水 2．成熟植物细胞的吸水和失水 (1)成熟植物细胞的结构 (2)探究植物细胞的吸水和失水 判断正误 　(1)当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破(　×　) 提示　红细胞不一定会涨破；因为红细胞吸水膨胀后，细胞内的溶液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，细胞内的溶液浓度下降后有可能与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。 (2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成(　×　) 提示　植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成。 (3)在“探究植物细胞的吸水和失水”实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、三次用高倍镜观察(　×　) 提示　在该实验操作中，三次都是用低倍镜进行观察。 (4)质壁分离与复原实验中吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染显微镜镜头(　×　) 提示　吸水纸的主要作用是吸引液体在盖玻片下移动，使植物细胞浸润在所滴加的液体中。 (5)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(　×　) 提示　洋葱根尖分生组织细胞属于幼嫩的细胞，没有中央大液泡，不适合用于观察植物细胞的失水和吸水。 (6)选用黑藻成熟叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察(　×　) 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。 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： (1)应选择根尖的成熟区(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组植物的吸水能力逐渐升高，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液。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。 (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。 (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。 【归纳总结】　质壁分离与复原实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 (4)比较未知浓度溶液的浓度大小 (5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 考向二　质壁分离与复原实验结果分析及应用 【例3】　(经典高考题)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是(　　 ) A．用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验 B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态 C．为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液 D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡 【答案】　A 【解析】　A、洋葱鳞片叶叶肉细胞有原生质层和大液泡，所以可以发生质壁分离，且细胞质中不含有叶绿体，而洋葱外表皮细胞呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有叶肉细胞，也不影响实验结果，A正确； B、质壁分离实验中全程只在低倍镜下观察，B错误； C、为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中，C错误； D、紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡，那些无色的细胞应该是鳞茎细胞，不是鳞片叶外表皮，D错误。 故选A。 【例4】　(2022·全国甲卷)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(　　 ) A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度 D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 【答案】　C 【解析】　A、由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确； B、水分交换达到平衡时，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确； C、由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误； D、在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。 故选C。 1．(必修1 P62)渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 2．(必修1 P62)如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 3．如图表示将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中的示意图，据图回答问题： 图中②是液泡膜，③是细胞膜，④是细胞质，②③④共同构成的⑥为原生质层。 4．洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离的结构基础是原生质层具有选择透过性，原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 5．质壁分离及复原实验可验证植物细胞也是一个渗透系统。以紫色洋葱外表皮细胞为实验材料制成临时装片后，为使表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，操作方法是从盖玻片的一侧滴加(质量浓度为0.3_g/mL的)蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。 6．将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后没有观察到质壁分离现象，可能的原因有该细胞是死细胞，或者是根尖分生区细胞，或者发生质壁分离后又自动复原(答出两点原因)。 7．某同学以紫色洋葱外表皮为材料，通过质壁分离与复原实验方法来设计实验，想区分渗透压几乎相同的质量分数为15%的葡萄糖溶液和30%的蔗糖溶液两种溶液。该实验中能作为区分不同溶液的现象是能发生质壁分离的复原的一组所用的溶液为葡萄糖溶液，不能发生质壁分离的复原的一组所用的溶液为蔗糖溶液。 8．由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻，适合在海边滩涂等盐碱地生长。有人提出，海水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种(生长在普通土壤上)的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路)：分别取海水稻和普通水稻根成熟区细胞，制成临时装片；配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液并对细胞进行处理，观察对比两种植物细胞发生质壁分离的情况。 学科网（北京）股份有限公司 $$