第2单元 第6课时 水进出细胞的原理（课件PPT）-【优化指导】2026年高考生物学一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

高考总复习 生物学 第二单元　细胞的基本结 构与物质的输入和输出 第6课时　水进出细胞的原理 素养目标 1.结合细胞膜的化学组成，理解细胞膜具有选择透过性的原因。(生命观念) 2．通过分析影响渗透作用的因素，培养逻辑思维能力。(科学思维) 3．选择合适的实验材料，观察植物细胞的质壁分离与复原，分析实验结果，得出实验结论。(科学探究) 4．通过对渗透作用和质壁分离应用等有关问题的分析，关注生活生产中的实际应用。(社会责任) 1．渗透作用 (1)概念：_________(或其他溶剂分子)通过_________的扩散。 (2)发生的条件 ①具有_________。 ②半透膜两侧具有_________。 (3)渗透的方向 水分子从水的相对含量___的一侧向相对含量___的一侧渗透。 水分子 半透膜 半透膜 浓度差 高 低 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 2．动植物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的吸水和失水 ①原理 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 ②现象 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 (2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) ①原理 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 ②现象 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 1．辨析正误(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)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。 ( 　) 提示：当半透膜两侧溶液浓度相等时，半透膜两侧的水分子进出平衡。 (2)哺乳动物成熟的红细胞没有具膜结构的细胞器，因此不能发生渗透作用。( 　) 提示：哺乳动物成熟红细胞的细胞膜相当于半透膜，可以发生渗透作用。 × × 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 (3)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。( 　) 提示：原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 (4)植物细胞和动物细胞吸水时，细胞体积都会明显变大。( 　) 提示：植物细胞有细胞壁，其伸缩性较低，所以吸水时体积不会发生明显变化。 × × 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 2．教材深挖 (必修1 P63“思考·讨论”拓展)对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？为什么？ ________________________________________________________________________________________________________________________。 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 答案：不一定。对于动物细胞来说，单位时间内水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等。但植物细胞有细胞壁的支持、保护，单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 1．渗透作用的现象分析 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 (1)水分子移动方向：由低浓度溶液流向高浓度溶液是表观现象，实际上水分子是双向移动的，只是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。 (2)漏斗内液面上升的原因：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。 (3)漏斗内液面停止上升的原因：随着液面的不断上升，漏斗内液体的压强越来越大，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快，水分子进出漏斗的速率越来越接近，直至完全相等，漏斗内液面不再升高，此时水分子的进出达到动态平衡。 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 2．渗透作用实验装置的拓展应用 (1)验证渗透作用发生的条件 ①具有半透膜 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 ②半透膜两侧溶液具有浓度差 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 (2)比较不同溶液浓度的大小 漏斗内溶液浓度为M，烧杯内溶液浓度为N，以下为各种现象及对应的结论： 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 角度 基于渗透作用的原理及装置的分析，考查科学思维 1．(2025·河北石家庄模拟)在探究膜的透过性活动中，设计如下图所示实验装置。下列说法错误的是(　　) B 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 注：甲、乙两组分别静置 12 h。 A．可取甲组透析袋外溶液，用斐林试剂热水浴检测葡萄糖能否通过透析膜 B．若葡萄糖分子可通过透析膜，则甲组的透析袋体积会不断缩小 C．若乙组透析袋内溶液颜色变蓝，则说明碘—碘化钾能通过透析膜 D．若乙组透析袋外溶液颜色不变蓝，说明淀粉不能通过透析膜 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 解析：甲组透析袋内是葡萄糖溶液，取甲组透析袋外溶液，用斐林试剂检测，若出现砖红色沉淀，说明葡萄糖能透过透析袋，A正确；若葡萄糖分子可通过透析膜，则甲组透析袋内的葡萄糖可以透过透析袋进入烧杯中，而烧杯内的水分子也可以进入透析袋，甲组透析袋内的葡萄糖溶液浓度降低，但是透析袋体积会增大，B错误；乙组透析袋内是淀粉溶液，透析袋外是碘—碘化钾溶液，假如乙组透析袋内溶液颜色变蓝，则说明碘—碘化钾能通过透析膜，C正确；乙组透析袋内是淀粉溶液，透析袋外是碘—碘化钾溶液，透析袋外溶液颜色不变蓝，说明淀粉不能通过透析膜，D正确。 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 关于渗透装置的两个“≠” (1)渗透≠扩散：渗透作用必须通过半透膜，扩散则不一定需要；扩散适用于各种物质的扩散，而渗透仅指溶剂分子的扩散。渗透是一种特殊的扩散。 (2)渗透平衡≠两侧溶液浓度相等：渗透平衡时半透膜两侧液面仍存在高度差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，且液面高的一侧溶液浓度高。 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 角度 基于动植物细胞吸水与失水分析，考查科学探究 2．保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　) A 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后＞①处理后 B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②＞①＞③ 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 [多维解题] 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 解析：由图可知，①处理后细胞的吸水量少于③处理后细胞的吸水量，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后＞③处理后，A错误；②处理后的细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确；通过保卫细胞的状态可推知，3种蔗糖溶液浓度高低为②＞①＞③，D正确。 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 3．下图是高等动植物与原生生物细胞避免渗透膨胀的三种机制。下列叙述正确的是（ ） C 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 A．动植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等 B．植物细胞发生渗透吸水，以细胞膜充当发生渗透所需的半透膜 C．动物细胞避免渗透膨胀需要蛋白质协助 D．若将原生生物置于低渗溶液中，其收缩泡的伸缩频率减慢 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 解析：动植物细胞在低浓度溶液中都会发生渗透吸水，吸水到一定程度后均会达到渗透平衡，动物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等，植物细胞吸水达到渗透平衡时，由于细胞壁的支撑作用，细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，A错误；植物细胞发生渗透吸水，以原生质层充当发生渗透所需的半透膜，B错误；动物细胞需要转运蛋白协助将离子转运到细胞外，以减小细胞内溶液的渗透压，避免渗透膨胀，C正确；将原生动物置于低渗溶液中，其会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，其收缩泡的伸缩频率会加快，D错误。 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 1．实验原理 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 2．实验步骤 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 3．结论 (1)植物细胞的____________相当于一层半透膜。 (2)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，____________，发生质壁分离。 (3)当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，____________，发生质壁分离的复原。 原生质层 细胞失水 细胞吸水 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 1．辨析正误(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。 ( 　) (2)质壁分离是指细胞质与细胞壁发生分离。( 　) 提示：质壁分离是指原生质层与细胞壁发生分离。 (3)在质壁分离过程中，细胞液的吸水能力逐渐变大。( 　) (4)发生质壁分离的细胞，细胞壁与原生质层之间的液体是清水。( 　) 提示：发生质壁分离的细胞，细胞壁与原生质层之间的液体是外界溶液。 × × √ √ 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 2．教材深挖 (必修1 P64“探究·实践”拓展)(1)黑藻叶片叶肉细胞的液泡是无色的，为什么可以作为质壁分离的材料？ ________________________________________________________ ________________________________________________________ (2)若视野中发现某细胞的细胞壁与原生质层处于分离状态，此时细胞一定在进行质壁分离吗？ ________________________________________________________ ________________________________________________________ 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 答案：(1)因为黑藻叶片叶肉细胞的原生质层中有叶绿体等有颜色的结构，能形成明显对比。 (2)不一定，也可能正在进行质壁分离的复原，还可能正处于水分进出平衡状态。 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 1．本实验存在的两组对照实验分析 本实验存在的两组实验均为自身对照。自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 2．质壁分离发生的条件 (1)从细胞角度分析 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。 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 (2)从溶液角度分析 ①在一定浓度(溶质不能透过膜)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，才可复原)。 ②在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如甘油、乙二醇等)中可发生质壁分离后自动复原现象。 ③在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 3．植物细胞质壁分离及复原的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞 (2)测定细胞液浓度范围 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 (3)比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度 (4)鉴别不同种类的溶液(如乙二醇溶液和蔗糖溶液) 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 角度 考查教材基础实验 1.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)植物细胞质壁分离程度可用原生质层长度(B)与细胞长度(A)的比值(B/A)表示。某同学用同一浓度的蔗糖溶液对4种不同植物细胞处理后，得到结果如下表。由此可推测(　　) 细胞 细胞 Ⅰ 细胞 Ⅱ 细胞 Ⅲ 细胞 Ⅳ B/A 1 1 0.85 0.78 B 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 A. 处理前细胞 Ⅰ 的细胞液浓度等于细胞 Ⅱ 的细胞液浓度 B．处理前细胞 Ⅲ 的细胞液浓度大于细胞 Ⅳ 的细胞液浓度 C．实验中B/A的值越小，植物细胞的吸水能力越弱 D．一段时间后，细胞 Ⅲ 和细胞 Ⅳ 的B/A值会逐渐增加到1 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 解析：在同一浓度的蔗糖溶液中，细胞 Ⅰ 、 Ⅱ 的B/A值为1，可能细胞液浓度与蔗糖溶液浓度相等，也可能发生了细胞吸水，因此处理前细胞 Ⅰ 的细胞液浓度和细胞 Ⅱ 的细胞液浓度不一定相同，A错误；用同一浓度的蔗糖溶液处理不同细胞，B/A的值越大，说明发生质壁分离的程度越小，因此处理前细胞 Ⅲ 的细胞液浓度大于细胞 Ⅳ 的细胞液浓度，B正确；对于同一植物细胞而言，B/A的值越小，细胞的吸水能力越强，C错误；蔗糖不能透过细胞膜进入细胞，一段时间后，细胞 Ⅲ 和细胞 Ⅳ 的B/A值会逐渐趋于稳定，D错误。 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 角度 考查高考拓展实验 2.科学家设计了一个简单的、能有效测定植物组织细胞的细胞液浓度的方法，部分步骤如下： 步骤一　1号和2号试管加等量0.125 mol/L的蔗糖溶液。 步骤二　植物叶片打洞，取一定量小圆片放入1号试管30分钟，其间摇动数次，加入一粒极小的亚甲基蓝结晶(它对溶液浓度影响极小，可忽略不计，但溶液浓度变化会引起它定向扩散)轻轻摇动。 步骤三　用毛细滴管吸一滴1号试管的蓝色溶液，然后伸入2号试管中部轻轻放出一滴蓝色溶液，观察蓝色小液滴移动方向并记录。 以下是预期的实验结果和结论。 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 情况 预期的实验结果 预期的实验结论 第一种 下沉 1号试管中溶液浓度增大 第二种 上浮 1号试管中溶液浓度降低 第三种 均匀扩散 1号试管中溶液浓度不变 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 (1)在第一种情况中，1号试管中的植物细胞________(填“有”或“没有”)发生质壁分离。 (2)设计该实验的原理是___________________________________， 可通过________________________判断溶液浓度的变化情况。实验组是________(填“1”或“2”)号试管。 (3)仅靠以上的一组实验不一定就能确定该植物叶细胞的细胞液浓度，还需要增加一定的操作才能达成“测定该植物叶细胞的细胞液浓度”的目的，请写出相关的操作和结果分析：_____________________________ ________________________________________________________________。 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 答案：(1)没有 (2)植物细胞细胞液与外界溶液存在浓度差时会发生渗透吸水或失水现象　蓝色小液滴的移动情况　1 (3)替换不同浓度的蔗糖溶液，重复以上实验；当获得第三种预期结果时，对应的蔗糖溶液浓度即为该植物叶细胞的细胞液浓度 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 解析：(1)在第一种情况中，1号试管中溶液浓度增大，说明细胞吸水，植物细胞没有发生质壁分离。(2)该实验的原理是在不同浓度的蔗糖溶液中，植物细胞细胞液与外界溶液存在浓度差时会发生渗透吸水或失水现象，外界溶液浓度变化可通过蓝色小液滴的移动情况来判断。实验组是1号试管，植物细胞吸水或失水使溶液浓度改变，对照组是2试管，没有加入小圆片，属于空白对照。(3)要想达成实验目的，应该设置不同浓度梯度下的实验，即替换不同浓度的蔗糖溶液，重复以上实验；当获得第三种预期结果时，对应的蔗糖溶液浓度即为该植物叶细胞的细胞液浓度。 考点二 (实验)探究植物细胞的吸水和失水 1．(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 (　　) C 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 解析：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。由水分交换达到平衡时三种细胞发生的变化可知，水分交换前细胞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，因此细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确。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，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，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正确。 2．(经典高考题)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是 (　　) A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关 B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁 C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低 D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 D 解析：施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞会因失水而发生质壁分离，进而引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；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，1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不同，因NaCl溶液中含有Na＋和Cl－，故其渗透压高于葡萄糖溶液，D错误。 3．(2023·全国甲卷)探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学以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 (　　) C 解析：用30%蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡的体积都会扩大，细胞液浓度下降，A、B错误。随着所用蔗糖溶液浓度上升，当蔗糖溶液浓度超过细胞液浓度后，细胞开始失水，原生质体和液泡的体积减小，细胞液浓度上升，C正确、D错误。 4．(2022·湖南高考)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如下图所示。下列叙述错误的是 (　　) A A.甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L B.乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原 C.该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加 D.若将该菌先65 ℃水浴灭活后，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化 解析：甲组NaCl处理后原生质体表面积增大，说明细胞吸水，因此表明细胞内浓度大于0.3 mol/L，但细胞内NaCl浓度不一定大于0.3 mol/L，A错误；乙、丙组NaCl处理后原生质体表面积均减小，说明细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原，B正确；该菌的正常生长，即细胞由小变大可导致原生质体表面积增加，该菌吸水也会导致原生质体表面积增加，C正确；若将该菌先65 ℃水浴灭活，原生质层失去选择透过性，则再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化，D正确。 ►情境素材 用清水、2 mol/L的乙二醇溶液、2 mol/L的蔗糖溶液分别浸泡取自同一部位的植物表皮。每隔相同时间在显微镜下测量视野中若干个细胞的长度x和原生质体长度y(如图1)，并计算x/y的平均值，得到图2所示结果。原生质体指的是细胞壁以内各种结构的总称。 ►命题设计 设计1　考查对基础知识的理解和迁移应用 (1)产生a～b变化的内因是 ________________________________________________________ (答出两点即可)，在此过程中，原生质体的吸水能力____________。 设计2　考查推理判断能力 (2)d点________(填“达到”或“未达到”)渗透平衡，此时原生质层内外溶液浓度________(填“相等”或“不相等”)。 设计3　考查推理判断能力 (3)c点________(填“达到”或“未达到”)渗透平衡，此时原生质层内外溶液浓度________(填“相等”或“不相等”)。 设计4　考查原因分析与长句表达 (4)请解释AB时间段内，相同时间点下乙二醇组的x/y低于蔗糖组的原因是__________________________________________________。 答案：(1)原生质层具有选择透过性(原生质层相当于半透膜)，原生质层的伸缩性强于细胞壁　逐渐增强 (2)达到　不相等 (3)未达到　相等 (4)蔗糖无法进入原生质体，而乙二醇可进入，因此相同时间点下乙二醇组原生质体渗透压高于蔗糖组，失水速度慢，y值大 解析：(1)在蔗糖溶液中a～b发生质壁分离，质壁分离的内因是原生质层具有选择透过性(原生质层相当于半透膜)，且原生质层的伸缩性强于细胞壁；该过程中细胞不断失水，渗透压增大，故原生质体的吸水能力逐渐增强。(2)d点前后细胞的x/y不变，说明达到渗透平衡；由于有细胞壁的限制，此时原生质层内外溶液浓度不相等。(3)因乙二醇属于脂类小分子物质，可以进入细胞内部从而使表皮细胞发生质壁分离复原，故c点之后x/y减小，c点未达到渗透平衡，此时原生质层内外溶液浓度相等。(4)由于蔗糖无法进入原生质体，而乙二醇可进入，因此相同时间点下乙二醇组原生质体渗透压高于蔗糖组，失水速度慢，y值大，故AB时间段内，相同时间点下乙二醇组的x/y低于蔗糖组。 请完成：课时跟踪练(6) 温馨提示 谢谢观看！ $$