第4章 第1节 第1课时 水进出细胞的原理-【优学精讲】2025-2026学年高中生物必修1 分子与细胞教用课件（人教版）

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 1 第1课时 水进出细胞的原理 2 1.阐明渗透作用的条件及原理。 2.举例说出细胞吸水和失水的原理。 返回导航 课标要求 3 1 考点一 渗透作用及原理分析 2 考点二 水进出细胞的原理 3 随堂 效果检测 4 PART 01 考点一 渗透作用及原理分析 5 1.渗透作用的概念：①____分子（或其他溶剂分子）通过半透膜 （如玻璃纸、猪肠衣、鸡的卵壳膜等）的扩散。 水 . . 返回导航 6 2.渗透作用的实验装置、发生条件及现象 实验前：漏斗管内外液面高度相等； 实验后：漏斗管内液面④______。 浓度差 选择透过性 上升 返回导航 7 3.渗透作用的方向 若半透膜两侧存在浓度差，水分子从水的相对含量⑤____的一侧向相对含 量⑥____的一侧渗透。 高 低 返回导航 8 （1）渗透作用是扩散的一种特殊形式。( ) √ （2）具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。( ) × 解析：发生渗透作用的两个条件：一是具有半透膜，二是膜两侧存在浓度 差，故具有浓度差的溶液之间不一定会发生渗透作用。 （3）达到渗透平衡时，半透膜两侧的水分子进行的是双向运动。( ) √ （4）渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量分数。( ) × 解析：渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是物质的量浓度。 返回导航 9 ［探究］ 根据教材P62“问题探讨”中的渗 透现象示意图，回答下列问题： （1）漏斗管内的液面升高的原因：由于单 位体积的清水中水分子数______蔗糖溶液 中的水分子数，因此单位时间内由______ 进入__________的水分子数多于由_______ ___进入______的水分子数。 多于 清水 蔗糖溶液 蔗糖溶液 清水 返回导航 10 （2）漏斗管内的液面不会一直升高的原因：管内的水柱产生的压力会加 快漏斗中的水分子向____扩散的速度，最终膜两侧水分子扩散的速度达到 ______，液面不再上升。 外 平衡 （3）渗透装置中，当漏斗内的溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度 是否相同？________。原因是 _____________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 。 不相同 （4）如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面______（填“会”或“不会”） 升高，原因是__________________________________________。 不会 纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过 漏斗内溶液浓度仍然高，由于漏斗管内 液面升高形成的静水压会阻止水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故 半透膜两侧溶液浓度关系仍是漏斗内溶液浓度高于烧杯中溶液的浓度 返回导航 11 1.渗透作用具备的两个条件 （1）具有半透膜；（2）膜两侧溶液存在浓度差。 2.水分子的运动规律 （1）水的运输方向：从含水量高的一侧向含水量低的一侧运输。 （2）半透膜两侧的水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动 差异所导致的。 （3）当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。 返回导航 12 1.某科研小组设计下图所示的渗透装置，其中蔗糖不能透过半透膜，漏斗 内溶液和漏斗外溶液 为两种不同浓度的蔗糖溶液，液面不动 （渗透平衡）时液面差为 。下列说法正确的是( ) A.渗透平衡后和浓度的大小关系为 B.渗透平衡后无水分子通过半透膜 C.漏斗中溶液液面上升速率逐渐加快 D.向漏斗内加适量清水 将变小 √ 返回导航 13 解析：选D。漏斗内溶液和漏斗外溶液 为两种不同浓度的蔗糖溶 液，渗透平衡时液面差为，此时浓度和浓度的大小关系为 ， A错误；渗透平衡后水分子仍然进出半透膜，只不过进出半透膜的水分子 的量相等，B错误；浓度大于 浓度，所以漏斗中溶液液面上升，但随 着液面高度差的增大，液面上升速率逐渐减慢，C错误；向漏斗内加适量 清水， 的浓度会变小，则两种蔗糖溶液的浓度差变小，达到渗透平衡后 将变小，D正确。 返回导航 14 2.把体积与质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜（允许水分子 和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过）隔开（如下图所示），最终甲、 乙两侧液面的情况及浓度关系是( ) A.甲侧低于乙侧，且乙侧溶液浓度较高 B.甲侧高于乙侧，且乙侧溶液浓度较低 C.甲侧高于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 D.甲侧低于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 √ 返回导航 15 解析：选A。因为葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，所以在体积与质量分数相 同的情况下，葡萄糖分子数目多于蔗糖分子数目，故开始时，水分子整体 表现为由乙侧向甲侧流动，导致甲侧液面升高；但由于葡萄糖分子能通过 半透膜而蔗糖分子不能，故一段时间后，乙侧溶液浓度逐渐增大，最终水 分子整体表现为由甲侧流向乙侧，乙侧液面高于甲侧液面，由于有液面高 度差产生的静水压存在，所以乙侧溶液浓度高于甲侧溶液浓度。 返回导航 16 （1）渗透平衡 水分子不进出。渗透平衡时水分子进出速率相等，表现为 液面高度不再变化。 （2）半透膜 选择透过性膜。选择透过性膜具有生物活性，即使是小分子， 只要不是细胞选择吸收的，也不能通过；选择透过性膜可以看成是一类功 能完善的半透膜。 返回导航 17 PART 02 考点二 水进出细胞的原理 18 1.动物细胞的吸水和失水 半透膜 浓度差 返回导航 19 低 吸水膨胀 高 失水皱缩 相同 （3）结论：动物细胞相当于一个渗透系统，可以通过⑧______作用吸水 和失水。 渗透 返回导航 20 2.植物细胞的吸水和失水 质壁分离 质壁分离的复原 渗透 返回导航 21 （1）探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察。 ( ) × 解析：探究人体红细胞因失水而发生形态变化时，需用显微镜观察。 （2）动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破。( ) × 解析：由于细胞壁的存在，植物细胞放在蒸馏水中不会吸水涨破。 返回导航 22 （3）原生质层由细胞壁、细胞膜、液泡膜及所有细胞质组成。( ) × 解析：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。 （4）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。( ) × 解析：植物细胞内的液体环境主要指液泡中的细胞液。 返回导航 23 ［探究1］ 分析教材P63图4-1，思考并回答以下问题： （1）红细胞中的细胞膜相当于渗透装置中的________。当外界溶液浓度 低时，红细胞一定会吸水涨破吗?________。 （2）临床上输液要用生理盐水的原因是______________________________ ________________________________________________________________。 半透膜 不一定 生理盐水的渗透压与血浆的渗透压基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常 返回导航 24 ［探究2］ 将新鲜的黄瓜放入蔗糖与食醋配制成的糖醋汁中，可腌制成酸 甜可口的咸菜。请回答下列问题： （1）开始时黄瓜萎缩变软，糖醋汁增多的原因是_____________________ ___________________________。 黄瓜细胞液的浓度小于 糖醋汁的浓度，黄瓜细胞失水 （2）两天后，黄瓜有酸甜味道，说明腌制的黄瓜细胞内既有蔗糖分子又 有醋酸分子，分析其原因是________________________________________ ___________________________________。 黄瓜细胞过度失水死亡，细胞膜失去了选择 透过性，糖醋汁可自由进入黄瓜细胞中 返回导航 25 动物细胞和成熟植物细胞都相当于渗透系统 返回导航 26 1.哺乳动物细胞在的 溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞 置于不同浓度的 溶液中，一段时间后取出制成临时装片，用显微镜观 察并比较其形态变化。下列叙述正确的是( ) A.在高于的 溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B.在的 溶液中，红细胞保持正常形态是由于此时没有水分子进 出细胞 C.在低于的 溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至破裂 D.若半透膜两侧存在浓度差，渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶 液浓度较低处进行的扩散 √ 返回导航 27 解析：选C。红细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；在 的 溶液中，红细胞保持正常形态是由于此时水分子进出红细胞达到动态 平衡，B错误；在低于的 溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚 至破裂，C正确；若半透膜两侧存在浓度差，渗透作用是指水分子从溶液 浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散，D错误。 返回导航 28 2.某学生在显微镜下观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离或复原的 过程，右图为该学生画的细胞图像。下列叙述正确的是 ( ) A.图中1、2、6组成了细胞的原生质层 B.此状态下，5处的浓度可能大于、小于或等于7处的浓度 C.图中结构1不具有伸缩性，结构2和4具有伸缩性 D.水分子进出4的方式不是渗透作用 √ 返回导航 29 解析：选B。原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，由 题图中的2、4、5组成，A错误；由题图可知，此状态下的紫色洋葱鳞片叶 外表皮细胞处于质壁分离或质壁分离复原过程中，因此细胞可能处于失水、 吸水或动态平衡状态，无法确切判断5处与7处的浓度大小，B正确；结构1 是细胞壁，具有一定的伸缩性，C错误；4是液泡膜，是选择透过性膜，水 分子进出4的方式是渗透作用，D错误。 返回导航 30 【知识框架】 返回导航 31 PART 03 随堂 效果检测 32 1.下列现象中属于渗透作用的是( ) A.水分子通过细胞壁渗出细胞 B. 通过细胞膜进入细胞 C.水分子通过细胞膜进入细胞 D.葡萄糖分子通过细胞膜进入细胞 √ 返回导航 33 2.（2025·河北石家庄高一期末）下图表 示常见的两套渗透装置，其中 为 的蔗糖溶液，为蒸馏水， 为 葡萄糖溶液，一段时间后， 向装置A漏斗中加入适量的蔗糖酶。两 个装置的半透膜（假设只允许水和葡萄糖通过）面积相同，初始时半透膜 两侧液面高度一致。 返回导航 34 A.装置A漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后至稳定 B.若不加入酶，则装置A达到渗透平衡时，半透膜两侧溶液浓度小于 C.装置B半透膜增加一层，渗透平衡时，两侧溶液浓度不同 D.装置B两侧液面的高度变化为先降低后升高， 先升高后降低，平衡 后液面高度相同 √ 下列有关叙述正确的是 ( ) 返回导航 35 解析：选D。实验起始时，装置A中的浓度大于 浓度，漏斗中的液面 会上升，加酶后，酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖，使 浓度增大，漏 斗中液面继续上升，葡萄糖能够通过半透膜进入，使与 浓度差减小， 漏斗中的液面会下降至稳定，A错误；若不加入酶，装置A达到渗透平衡 后，漏斗中溶液存在重力势能，水分子进出半透膜速率相等，但装置A中 漏斗内的蔗糖不可能进入烧杯中，所以浓度仍大于 浓度，B错误；葡 萄糖属于小分子物质，可以通过半透膜，装置B半透膜增加一层，渗透平 衡时，两侧溶液浓度相同，且装置B两侧液面的高度变化为 先降低后升 高， 先升高后降低，平衡后液面高度相同，C错误，D正确。 返回导航 36 3.（教材P63图4-2改编）右图为成熟植物细胞的模式图，中央有一个明显 的大液泡，细胞质体积变小，下列相关叙述正确的是( ) A.1、2、3构成了原生质层 B.植物细胞的细胞壁具有选择透过性，起保护和支持的作用 C.植物细胞吸水和失水的原因是细胞膜内外具有浓度差 D.将植物细胞放在低浓度溶液中，植物细胞会吸水涨破 √ 返回导航 37 解析：选A。由题图可知，1是细胞膜，2是细胞质，3是液泡膜，原生质层 由1（细胞膜）、3（液泡膜）以及这两层生物膜之间的2（细胞质）构成， A正确；植物细胞的细胞壁具有全透性，对植物细胞具有保护和支持的作 用，B错误；植物细胞吸水和失水的原因是原生质层内外存在浓度差，C 错误；由于细胞壁的存在，植物细胞不会吸水涨破，D错误。 返回导航 38 4.一次性施肥过多，作物会变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是( ) A.根细胞从土壤中吸收的养分过多 B.土壤溶液浓度大于细胞液浓度 C.土壤溶液浓度小于细胞液浓度 D.土壤溶液浓度等于细胞液浓度 解析：选B。一次性施肥过多使土壤溶液浓度大于细胞液浓度，根细胞会 因渗透作用失水。 √ 返回导航 39 $