2026届高三生物一轮复习课件第6讲水进出细胞的原理

第6讲 水分进出细胞的原理 2026届高三生物一轮复习 课标要求 1.物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动，阐明细胞膜具有选择透过性。 2.举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 考情分析 1.渗透作用 2024·山东，4 2024·湖南，14； 2023·重庆，7 2023·全国甲，4 2.质壁分离及复原实验及其应用 2025·新课标，29 2024·山东，4； 2024·江苏，9 渗透作用 定义：水分子（或其它溶剂分子）从相对含量高的地方向相对含量低的地方通过半透膜的扩散过程，是一种自由扩散 发生的条件 有一层______ 半透膜两侧的溶液具有______ 浓度差 半透膜 方向 水分子_____→水分子_____ ____浓度溶液→____浓度溶液 多 少 高 低 溶质的物质的量浓度 P选一5 只比较单位体积内的微粒数，与微粒的大小与种类无关。 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 漏斗内液面升高的原因 漏斗内液面不能无限升高的原因 当漏斗内的液面上升到一定高度后，水柱产生的压力将加快漏斗中水分子向外扩散的速度，最终达到平衡 两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变。 渗透方向是宏观方向，不是单个水分子的运动方向 考点1 渗透作用 考点1 渗透作用 1）、漏斗内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 两侧溶液有浓度差，单位时间内透过半透膜进入漏斗的水分子数量多于从漏斗渗出的水分子数量 蔗糖溶液 初始液面 玻璃纸(半透膜) 清水 最终液面 不会，液面上升到一定程度就会产生一个静水压(图中Δh)，当该压力和漏斗中的吸水能力相等时液面不再上升,水分子双向运动速率相等,即动态平衡。 △h 考点1 渗透作用 蔗糖溶液 初始液面 玻璃纸(半透膜) 清水 最终液面 △h 2）、如果用纱布代替半透膜，漏斗内的液面还会升高吗，为什么？ 3）、如果烧杯中是相同浓度的蔗糖溶液，会出现什么结果，为什么？ 不会，纱布的孔隙大，蔗糖分子也可以自由通透，单位时间内进出漏斗的分子总数相同，因而液面不会升高。 漏斗管液面保持不变，因为单位时间内透过半透膜进入漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。 01 渗透作用及其现象分析 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 考点1 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 S1的物质的量浓度大于S2的物质的量浓度 当S1中的溶质透过半透膜进入S2 ② S1的物质的量浓度小于S2的物质的量浓度 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。 01 渗透作用及其现象分析 S2液面先下降 S2液面升高，最终高于S1 S1液面始终低于S2液面 考点1 渗透作用 01 渗透作用及其现象分析 （3）半透膜的面积不同 A、B两个漏斗中液体体积和浓度相同 最终液面高度相同，但是A漏斗的半透膜面积大，吸水快。 考点1 渗透作用 01 渗透作用及其现象分析 溶液体积大，吸收水多，液面高度大 （4）漏斗的体积不同 考点1 渗透作用 A、B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题： 1、图A中渗透达到平衡，半透膜两侧_____(填 “有”或“没有”)水分子的进出。 2、图A中，若S1、S2中溶质不能通过半透膜， 则Δh不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为 S1_______S2(填“>”“<”或“＝”)。 3、在图B所示的U型玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶 液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。 ①一段时间后，两管中液面的变化为左管液面_______，右管液面_______(填“升 高”“降低”或“不变”)。 ②液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为 左管液面______，右管液面_______(填“升高”“降低”或“不变”)。 ③若把稳定后的 形管右侧液面高出的部分吸走，则右侧液面的变化是 （填“升高”“降低”或“不变”) 。 有 > 升高 降低 降低 升高 【用活教材】 升高 考点1 渗透作用 1.动物细胞的吸水和失水 细胞膜 细胞质 类比推理 考点2 动物细胞的吸水和失水 （2）成熟植物细胞的吸水和失水 ①原理 细胞壁 全透 小 原生质层 选择透过性 液泡膜 细胞液 半透膜 大 蔗糖溶液 半透膜 清水 外界溶液 细胞核 考点3 植物细胞的吸水和失水 具有大液泡 原生质体：去除细胞壁外剩下的部分 细胞膜 细胞液 外界溶液 细胞质 液泡膜 ←原生质层 渗透作用 条件 半透膜两测溶液存在浓度差 具有半透膜 外界溶液浓度＞细胞液浓度： 外界溶液浓度＜细胞液浓度： 外界溶液浓度=细胞液浓度： 不会吸水涨破 细胞失水，发生质壁分离现象 细胞吸水略微膨胀，失水的细胞发生质壁分离复原 水分子进出平衡，细胞保持原态 考点3 植物细胞的吸水和失水 细胞壁 逐渐变小 清水 逐渐变大 实验：探究植物细胞的吸水和失水(必修一P64 ) 真题体验（14年 全国Ⅰ卷）4.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是（ ） A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察 B →有紫色大液泡，便于观察 ☆细胞体积基本不变，细胞液浓度增大，吸水能力增强 注意： a、不用换高倍镜 b、自身前后对照 充满外界溶液 (蔗糖溶液) 正常的黑藻细胞 质壁分离的黑藻细胞 1、本实验存在的两组对照实验 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3 植物细胞的吸水和失水 15 2、引起质壁分离的原因 外因： 外界溶液浓度＞细胞液浓度 内因： 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 考点3 植物细胞的吸水和失水 3.质壁分离和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 判断细胞死、活的方法： 染色排除法——细胞膜的选择透过性（台盼蓝染色） 细胞质的流动——观察叶绿体的流动 质壁分离和复原——渗透吸水和失水 考点3 植物细胞的吸水和失水 3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液） 考点3 植物细胞的吸水和失水 如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。 【学透教材】 1．临床上输液用生理盐水的目的是补充无机盐。 （ ） 2．红细胞吸水与失水的多少取决于红细胞内外浓度的差值。 （ ） 3．植物细胞内的液体环境主要指的是细胞质基质中的细胞液。 （ ） 4．植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。 （ ） 5．成熟的植物细胞在发生质壁分离的过程中，细胞吸水能力逐渐增强。（ ） × √ × × √ 【用活教材】 对动植物细胞来说，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？并说明理由。 不一定。对动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等；但植物细胞的细胞壁有支持、保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞内溶液浓度大于细胞外溶液浓度。 【典例】（2024·山东）仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（ ） A. 细胞失水过程中，细胞液浓度增大 B. 干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低 C. 失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离 D. 干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用 考向 考查动植物细胞吸水与失水 B 素养提升 变式1：科研人员将人的成熟红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，测定红细胞溶血（溶血是指红细胞破裂后血红蛋白渗出的现象）所需时间，实验结果如图所示。以下叙述错误的是（ ） A. 成熟红细胞在蒸馏水中从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子 B. 处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质分子进入细胞导致细胞质浓度升高 C. 氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度依次减小 D. 上述实验可以证明脂溶性物质更易通过细胞膜 C 变式2：（不定项）将萝卜条放在不同浓度的蔗糖溶液中进行实验，在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条细胞液的浓度变化的关系如图，其中b点代表实验前细胞液的浓度,且a=b。假设实验前所选的各组萝卜条的细胞液的浓度均相同。下列有关叙述不正确的是( 　 ) A.蔗糖溶液浓度小于a时，萝卜条细胞失水，发生质壁分离现象 B.蔗糖溶液浓度为a时，萝卜条细胞内外的水分子无跨膜运输  C.蔗糖溶液浓度大于a点时，萝卜条细胞失水，质量将减少 D.将处于a浓度蔗糖溶液中的萝卜条移入清水中，则该萝卜 条细胞会发生吸水涨破 ABD 【题后提升】判断细胞的吸水、失水的两种方法 （1）通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，水分进出细胞处于动态平衡。 （2）根据重量或长度变化（如萝卜条）来判断：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。 【学透教材】 1．用黑藻观察植物细胞吸水和失水时，叶绿体的存在有利于实验的观察。（ ） 2．质壁分离与复原实验中，吸水纸的作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染显微镜镜头。 （ ） 3．质壁分离与复原实验中观察的主要指标是液泡的大小、颜色及原生质层的位置 。 （ ） 4．质壁分离与复原实验中共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜，第二次和第三次需要用高倍显微镜观察。 （ ） √ × × √ 【典例1】(2024·江苏)有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离 和复原”实验。下列相关叙述合理的是(　　) A．制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片 B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央 C．用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象 D．通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态 D 变式1：(2022·浙江6月)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确 的是（ ） A. 由实验结果推知，甲图细胞是有活性的 B. 与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低 C. 丙图细胞的体积将持续增大，最终胀（涨）破 D. 若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显 A 变式2：（不定项）某同学为观察植物细胞的质壁分离和复原，将同一植物相同部位的细胞分别置于一定浓度的KNO3溶液和蔗糖溶液中，发生质壁分离后再置于清水中。实验过程中两组细胞的液泡体积随时间的变化曲线如图所示。下列相关叙述正确的是(　 ) A.曲线Ⅰ表示KNO3溶液组细胞的液泡体积的变化 B.植物细胞自a点开始从外界溶液中吸收溶质分子 C.b点时，水分子进出植物细胞达到动态平衡 D.c点时，液泡体积不变，两组实验中细胞的细胞液浓度相等 AC 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。 2、从溶液角度分析 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（如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等）中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、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质壁分离自动复原。 ③在高浓度溶液中，质壁分离的速度会加快，但由于溶液浓度过高会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原。 ④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合作为质壁分离实验的溶液。 【题后提升】质壁分离及复原发生的条件 【典例2】 (2021·广东）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。如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（ ） 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 A 考向二 考查探究植物细胞的吸水和失水实验的“拓展应用” 变式1：将成熟的植物细胞去除细胞壁后便能得到原生质体。某实验小组将相同的完整成熟植物细胞放在不同浓度的蔗糖溶液中一段时间后测得数据如表（初始原生质体体积/初始细胞体积），下列分析不正确的是（ ） A. 浓度C一定与细胞液浓度相等 B. 三种蔗糖溶液浓度大小关系是 C. 经处理后，处于浓度A的细胞液浓度最大 D. 当原生质体体积/细胞体积时，细胞处于质壁分离状态 A 蔗糖浓度 浓度A 浓度B 浓度C 原生质体体积/细胞体积 0.7 0.8 1.0 变式2：某活动小组欲通过质壁分离实验推测植物耐寒的机理。材料和用具如下：质量浓度为的蔗糖溶液，常温和低温预处理24小时的紫色洋葱鳞片叶、葫芦藓叶片、吸水纸、显微镜等。实验数据如表，下列说法正确的是（ ） A. 洋葱鳞片叶外表皮细胞和葫芦藓叶肉细胞的原生质层中都有花青素，便于观察实验现象 B. 常温下洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度大于葫芦藓叶肉细胞液浓度 C. 低温预处理后，溶液中的蔗糖分子进入细胞液导致最早出现质壁分离所需时间增加 D. 该实验表明植物细胞可通过增加细胞液的浓度来适应低温环境 项 目 洋葱鳞片叶外表皮 葫芦藓叶片 常温预处理 预处理 常温预处理 预处理 细胞最早出现质壁分离所需时间/秒 80 166 153 230 相同时间发生质壁分离的细胞所占比例/% 100 35 100 30 相同时间质壁分离的细胞其原生质体长度与细胞长度比值/% 41 80 40 87 D 高考真题演练 1、(2024·湖南)缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一，自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化，如图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线。下列叙述错误的是（ ） A. 缢蛏在低盐度条件下先吸水，后失水直至趋于动态 平衡 B. 低盐度培养,缢蛏通过自我调节以增加组织 中的溶质含量 C. 相同盐度下，游离氨基酸含量高的组织渗透压也高 D. 缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关 B 高考真题演练 2、（2023•全国）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（ ） C A B C D 高考真题演练 3、（2025·新课标）将某植物叶肉细胞放入一定浓度的KCl溶液中，起初细胞失水发生质壁分离，一定时间（t）后细胞开始吸水，并逐渐复原。回答下列问题： （1）植物细胞与外界溶液进行水分交换时，水分子跨膜运输的两种方式是 。 （2）细胞失水发生质壁分离，原生质层与细胞壁分离的原因是 。 （3）一定时间（t）后细胞开始吸水的原因是 。 自由扩 散、协助扩散 细胞失水体积缩小， 原生质层比细胞壁的伸缩性大 K+和C1-进入细胞，使细胞内渗透压 高于外界溶液 $$