第2单元 第3讲 水进出细胞的原理(Word教师用书)-【金版新学案】2027年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（不定项）

该高中生物学讲义聚焦“水进出细胞的原理”高考核心考点，涵盖渗透作用、质壁分离等核心概念，紧扣课标“阐明细胞膜选择透过性”“探究植物细胞吸水和失水”等要求。知识点按“基础原理—实验探究—真题应用”逻辑架构，通过必备知识梳理、关键能力提升、分层练习及真题精讲，系统帮助学生突破难点。 资料以生命观念和科学思维为指导，创新采用“析概念-点易错-练表达”分层策略，如辨析渗透浓度与质量分数差异、纠正原生质层结构认知误区。结合探究实践设计（如温度对扩散速率影响实验）和2025年高考真题解析，培养学生实验分析与解题能力，为教师把控复习节奏、提升学生应考效率提供有力支持。

第3讲　水进出细胞的原理 课标要求 核心概念 1.阐明细胞膜具有选择透过性。 2.活动：通过模拟实验探究膜的透性。 3.活动：探究植物细胞的吸水和失水。 渗透作用、半透膜、质壁分离、原生质层、选择透过性 层级Ⅰ　根基稳筑牢——夯实必备知识 必备知识梳理 析概念·点易错·练表达 一、渗透作用与细胞吸水和失水 1.渗透作用 2.动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 析概念 1.下列关于渗透作用与细胞吸水和失水的叙述正确的是(③) ①渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量分数 ②1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 ③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 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 ⑤植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核 点易错 1.在液面稳定时，此时处于动态平衡，半透膜两侧有水分子进出，只不过数目基本相同。 2.在液面稳定后，只要存在液面差，原高浓度的溶液浓度仍大于原低浓度的溶液浓度。 练表达 1.(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？ 提示：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。 　②植物细胞的吸水和失水 2.(必修1 P67“拓展应用”T2)温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率，检验该结论的实验设计思路为将该渗透装置放于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定温度是否影响扩散速率。 课堂笔记： 二、探究植物细胞的吸水和失水 1.实验原理 2.实验步骤 3.结论 (1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 (2)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离。 (3)当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的复原。 析概念 2.下列关于探究植物细胞的吸水和失水的实验的叙述正确的是(④) ①在实验操作中，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 ②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 ③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 ④选用黑藻成熟叶片进行实验时，叶绿体的存在不会干扰实验现象的观察 点易错 1.对照类型：探究细胞的失水和吸水两个过程在同一装片中先后进行，属于自身对照。 2.不使用幼嫩细胞的原因：细胞壁起不到支持和保护作用，更关键的是幼嫩细胞没有大液泡，不能发生明显渗透作用，细胞不会发生质壁分离和复原。 练表达 3.(必修1 P64“探究·实践”拓展)将质量浓度为0.3 g·mL－1的蔗糖溶液换成一定浓度的KNO3溶液，细胞发生质壁分离后能自动复原。 (1)细胞发生质壁分离的原因是细胞在高浓度的外界溶液中失水而发生质壁分离。 (2)细胞自动发生质壁分离复原的原因是K＋、N都可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而自动发生质壁分离的复原。 层级Ⅱ　要义深剖析——提升关键能力 主题(一)　渗透作用的深化理解 (2025·重庆卷)某兴趣小组利用图1装置，分别使用等体积2.5 mol/L葡萄糖溶液和1.2 mol/L蔗糖溶液，室温下观察渗透现象。图2是两种溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正确的是(　　) A.X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化 B.t1～t3由X液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯 C.t2～t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖 D.t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变 答案：C 解析：葡萄糖分子能通过玻璃纸，蔗糖分子不能通过。开始时葡萄糖溶液和蔗糖溶液的浓度分别为2.5 mol/L和1.2 mol/L，由于葡萄糖能通过玻璃纸，最终会使两侧葡萄糖浓度相等，而蔗糖不能通过，所以开始时葡萄糖溶液一侧浓度高，水分子进入多，但随着葡萄糖通过玻璃纸，其液面会下降。蔗糖溶液一侧由于蔗糖不能通过，水分子持续进入，液面持续上升。葡萄糖溶液浓度大于蔗糖溶液浓度，所以X表示蔗糖溶液在垂直管中的高度变化，A错误。t1～t3时X液面快速上升，这只能说明单位时间内从烧杯进入漏斗的水分子数量多于从漏斗进入烧杯的水分子数量，并不是水分子不会从漏斗进入烧杯，B错误。因为葡萄糖能通过玻璃纸进入烧杯，葡萄糖是还原糖，所以在t2～t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖，C正确。由于葡萄糖能通过玻璃纸，最终两侧葡萄糖浓度会相等，t5后液面会下降至稳定，但蔗糖不能通过玻璃纸，t5后，蔗糖溶液在垂直管中的液面上升后稳定，最终保持动态平衡，所以在t5后至动态平衡前，垂直管中液面高度不会不变，D错误。 1.分析影响渗透作用中液面变化的因素 半透膜面积的大小 半透膜两侧的浓度差 在其他条件相同的情况下，半透膜的面积越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显 在其他条件相同的情况下，半透膜两侧的浓度差越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显 结果：VB＞VC，ΔhB＝ΔhC 结果：VB＞VC，ΔhB＞ΔhC 注：VB、VC为溶液体积变化速率；ΔhB、ΔhC为平衡状态时，装置内外液位差。 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 (2)比较不同溶液浓度的大小(溶质不能通过半透膜) 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： 考向1　渗透作用的原理及装置分析 1.(2026·广东江门模拟)如图为某兴趣小组进行渗透作用实验的装置，所用的生物膜允许水分子通过，但蔗糖不能通过。实验开始时，甲、乙漏斗内液面持平且均高于漏斗外侧。下列说法错误的是(　　) A.甲所在一侧装置为实验组，另一侧为对照组 B.甲漏斗液面将会上升，乙漏斗液面将会下降 C.当漏斗内液面高度稳定时，仍有水分子通过生物膜 D.当渗透平衡时，甲、乙漏斗内外两侧溶液浓度相同 答案：D 解析：该小组进行渗透作用实验，甲所在一侧装置的漏斗中加入了蔗糖溶液，为实验组，而另一侧即乙所在一侧装置的漏斗中加入的是清水，为对照组，A正确；甲漏斗内是蔗糖溶液，浓度高于漏斗外，液面将会上升，乙漏斗内外都是清水，乙漏斗液面将会下降，最后与乙漏斗外面的清水高度齐平，B正确；当漏斗内液面高度稳定时，仍然有水分子通过半透膜，水分子进出平衡，C正确；甲漏斗中是蔗糖，蔗糖不能通过半透膜，故当渗透平衡时，甲漏斗内溶液浓度高于漏斗外侧，D错误。 考向2　动、植物细胞的吸水和失水 2．(不定项)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．0～4 h物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B．0～1 h细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C．2～3 h物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D．0～1 h液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压 答案：ABD 解析：据题图可知，0～4 h原生质体的相对体积先是逐渐减小，说明细胞液浓度小于物质A溶液的浓度，细胞失水，然后原生质体相对体积达到最小后又逐渐增大，说明部分物质A通过细胞膜进入细胞内，细胞液浓度增大，细胞吸水，表现为原生质体相对体积逐渐增大，A错误；因为细胞壁的伸缩性较小，原生质体的伸缩性较大，所以0～1 h细胞体积的变化量小于原生质体体积的变化量，B错误；2～3 h原生质体的相对体积增大，表明细胞吸水，此时物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C正确；0～1 h原生质体的相对体积减小，表明细胞失水，此时液泡中液体(细胞液)的渗透压小于细胞质基质的渗透压，细胞质基质的渗透压又小于物质A溶液的渗透压，D错误。 主题(二)　植物细胞吸水和失水的探究分析 (2025·浙江1月选考)某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。 下列叙述正确的是(　　) A.实验过程中叶肉细胞处于失活状态 B.①与②的分离，与①的选择透过性无关 C.与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强 D.与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 答案：C 解析：“观察叶绿体和细胞质流动”和“观察质壁分离”，均需保持细胞活性，A错误；①与②的分离，与①的选择透过性有关，其原因就是因为蔗糖可通过全透性的细胞壁，但不能通过具有选择透过性的细胞膜，B错误；与图甲相比，图乙细胞处于失水状态，细胞液渗透压升高，吸水能力更强，C正确；与图甲相比，图乙细胞体积几乎不变(植物细胞体积是看细胞壁)，D错误。 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(如乙二醇溶液和蔗糖溶液) 考向1　探究植物细胞的吸水和失水实验 1.(2026·河北衡水模拟)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 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 答案：B 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。 考向2　植物细胞质壁分离与复原的应用 2.(2026·四川巴中模拟)某兴趣小组用不同浓度(0～0.6 mol/L)的蔗糖溶液处理了一批黄瓜条，按照蔗糖溶液浓度由低到高的顺序分成7组，一定时间后测定黄瓜条的质量变化，处理数据后得到如图所示的结果。下列叙述错误的是(　　) A.实验后，第1～7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高 B.本实验所用的黄瓜细胞的细胞液浓度在0.4～0.5 mol/L之间 C.该实验中涉及的半透膜指的是细胞膜 D.实验后，第1～7组黄瓜细胞的吸水能力依次升高 答案：C 解析：黄瓜条的质量变化百分比大于0，细胞吸水，黄瓜条的质量变化百分比小于0，细胞失水，第1、2、3、4和5组黄瓜吸水，细胞液浓度减小，且吸水量依次减少，故实验后，第1～5组的细胞液浓度依次升高，第6组和第7组黄瓜细胞失水，细胞液浓度增大，且失水量依次增加，故实验后，第6组～7组的细胞液浓度依次升高，且都高于前5组，因此，实验后，第1～7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高，A正确；蔗糖溶液浓度为0.4 mol/L时，黄瓜细胞吸水，蔗糖溶液浓度为0.5 mol/L，黄瓜细胞失水，其细胞液浓度在0.4～0.5 mol/L之间，B正确；该实验中涉及的半透膜指的是原生质层(包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质)而不是细胞膜，C错误；实验后，若第6组和第7组细胞(都失水)没有死亡，由于第1～7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高，所以吸水能力依次升高，D正确。 知能快检窗——查落实·固基础 　下列关于水进出细胞原理的叙述，正确的是(　　) A.渗透作用发生需要半透膜，该过程中水由高浓度溶液一侧向低浓度溶液一侧流动 B.渗透平衡时，半透膜两侧没有水分子的进出 C.红细胞的细胞膜相当于渗透装置的半透膜 D.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破 E.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成，成熟植物细胞在等浓度溶液中，水分子依然可通过原生质层 F.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 G.质壁分离的过程中植物细胞吸收水分的能力逐渐增强 H.植物细胞不会吸水涨破与细胞壁有关 I.果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果 答案：CGH 解析：渗透的方向是水由水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧流动，A错误；达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子的进出速率相等，而不是没有进出，B错误；红细胞不一定会涨破，因为红细胞吸水膨胀后，细胞质的浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，细胞质的浓度下降后有可能与外界溶液的浓度相等，此时，红细胞将不再吸水，D错误；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，E错误；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，F错误；果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞失水过多而死亡，糖分进入细胞的结果，I错误。 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