2027届高考生物人教版一轮复习课件第6讲 水进出细胞的原理

该高中生物学高考复习课件聚焦“水进出细胞的原理”专题，依据新课标要求梳理渗透作用原理、质壁分离与复原实验两大核心考点，对接高考评价体系分析近三年考情，明确渗透作用（2025重庆卷等）和质壁分离实验（2025陕晋宁青卷等）为高频考点，归纳U型管分析、实验现象判断等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题深度融合与科学思维培养，如结合2025浙江选考真题解析质壁分离后细胞吸水能力变化，用科学思维方法突破渗透平衡中“液面差与浓度差关系”难点，通过实验探究指导（如判断细胞死活、测定细胞液浓度）提升学生解题能力，助力教师精准把握考点，实现高效复习。

SHENG WU XUE 水进出细胞的原理 第6讲 课标要求 1.阐明质膜具有选择透过性。 2.活动：通过模拟实验探究膜的透性。 3.活动：观察植物细胞的质壁分离与复原。 考情分析 1.渗透作用 2025·重庆卷，10；2024·山东卷，4；2023·全国甲卷，4；2023·重庆卷，7 2.质壁分离与复原实验 2025·陕晋宁青卷，5；2025·新课标卷，30；2025·北京卷，15；2025·浙江1月选考，9；2024·江苏卷，7；2023·江苏卷，9 1 目 录 渗透作用 2 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 3 情境 · 探究 · 长句 考点一 渗透作用 1.渗透作用 （1）概念：水分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散，称为渗透作用 半透膜 （2）装置： 渗透压：溶质微粒对水的吸引力，溶质微粒（浓度）越多，对水的吸引力越大（物质的量浓度，不是质量浓度。公式？） 进入漏斗的水分子数量 从漏斗渗出的水分子数量 液面升高 单位时间内 “水往高处流” 宏观：由低浓度溶液流向高浓度溶液 多 少 微观：水分子的移动是双向的 半透膜 浓度差 ①原理分析 （3）发生条件 ① ② 浓度差越大，液面差越大！ 思考1：如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 思考2：液面不再上升后，水分子还会发生扩散吗？半透膜两边的浓度大小？ ②分析上图乙可知：Δh产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换速率相等时，液面不再升高，但此时半透膜两侧溶液浓度仍然不相等，蔗糖溶液的浓度仍然大于清水的浓度。 会，此时水分子进出半透膜的数量达到平衡（渗透平衡） 注意：渗透平衡≠两侧溶液浓度相等 补充：若在液面稳定（渗透平衡）后,半透膜两侧液面仍存在液面差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,液面差越大,浓度差就越大,且液面高的一侧溶液浓度高。 （4）U管分析（溶液浓度S1＞S2） ①当溶质不能通过半透膜时， S1的液面上升，平衡时S1 S2 ②当溶质能通过半透膜，液面高度会如何变化？ 最初单位时间内 S2→S1的水分子数多 S1→S2的水分子少 随着溶质的扩散，最终： S1溶液液面先上升 所以S1溶液液面后 ，最终S1和S2溶液液面 当溶质能通过半透膜表现为S1溶液液面 ，最终S1和S2溶液液面持平 > 下降 持平 先上升后下降 S1和S2溶液浓度相等 解题策略： 若分子可以通过半透膜，相当于阻碍消失，最终会在溶液里均匀分布！ 假设该半透膜只允许水分子通过，则以下情况液面的变化分别为？ 葡萄糖分子量小，相同质量的蔗糖和葡萄糖，葡萄糖的数量更多，渗透压更大，因此右边液面升高 半透膜两边渗透压相等，液面不变 (非电解质不解离，物质的量浓度相同，渗透压相等） (1)1 mol·L－1 NaCl溶液和1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压大小相等。 (2021·湖南卷，3D)( ) mg mg 15 渗透压的高低比较的是两侧溶质微粒的多少（溶质微粒的物质的量浓度） 蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由葡萄糖溶液→蔗糖溶液移动，则左侧液面升高 mg mg 假设该半透膜允许水分子和单糖通过，则以下情况页面的变化分别为？ mg mg 葡萄糖 蔗糖 升高 葡萄糖通过半透膜渗透，在溶液里均匀分布，两边葡萄糖浓度相等 ，但右侧还有蔗糖，右侧溶质微粒多，吸水能力更强，液面上升 mg 清水 蔗糖 上升 ＋ 蔗糖酶 蔗糖分解成果糖和葡萄糖，通过半透膜，在溶液里均匀分布，两侧浓度相等，但右侧有酶，溶质微粒多，吸水能力更强，液面上升 先上升后下降 先下降后上升 2.动物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的细胞膜相当于________。 (2)条件及现象 过程 条件 现象 吸水 外界溶液的浓度____细胞质的浓度 失水 外界溶液的浓度____细胞质的浓度 平衡 外界溶液的浓度____细胞质的浓度 < > ＝ 一层半透膜 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 细胞质与外界溶液之间存在浓度差 拓展：植物吸收水分的方式有两种 ①吸胀作用： 吸收水分主要是依赖于细胞内的亲水性物质,如蛋白质、淀粉、纤维素等,蛋白质的亲水能力最强。 如植物根尖分生区细胞和干种子，没有大液泡的植物细胞主要以吸胀作用方式吸收水分。 ②渗透作用（主要）： 3.成熟植物细胞的吸水和失水 指水经过原生质层进出液泡 （63页原文）成熟的植物细胞由于中央大液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层.后文所说的水进出细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。 (1)条件　成熟植物细胞具有中央(大)______ 。 (2)原理 液泡 原生质体？ (3)现象 提醒　当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水，可能正在吸水，可能处于平衡状态，也可能已死亡。 大于 小于 等于 水分子 进出平衡 质指的是： 壁指的是： 原生质层 细胞壁 浓度差越大，吸水/失水能力越强！ 半透膜和选择透过性膜的区别 1.(2025·重庆卷，10)某兴趣小组利用图1装置，分别使用等 体积2.5 mol·L－1葡萄糖溶液和1.2 mol·L－1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(　　) C 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 考向1　渗透作用的原理及应用[科学思维] 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 2.5 mol·L－1葡萄糖 1.2 mol·L－1蔗糖 2.(2026·河北衡水金卷)哺乳动物细胞在0.9% NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中。一段时间后制作临时装片，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0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B.在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C.在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 D.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 C 考向2　动植物细胞的吸水与失水[科学思维] 3.(2026·江苏江阴联考)研究表明，植物叶片中气孔导度(即气孔张开的程度)与K＋、糖类等含量有关。K＋能在保卫细胞中大量积累，保卫细胞吸水后气孔导度增大，气孔张开，保卫细胞和气孔的结构如图所示。下列分析错误的是(　　) A.水分经原生质层进入液泡增多，气孔导度逐渐变大 B.气孔导度增加，有利于促进叶肉细胞中糖类的合成 C.细胞膜上参与主动运输K＋的载体蛋白也具有催化 ATP水解的作用 D.随保卫细胞中K＋和糖类物质含量升高，细胞吸水能力减弱 D 考点二　实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 1.实验原理 半透膜 大 细胞液 ①具有大液泡 ②具有细胞壁 ③活细胞 干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞能否发生质壁分离？ 发生质壁分离的条件： 2.实验步骤 紫色 细胞壁 要求：①成熟的（有大液泡）、带有颜色的植物细胞 ②无色的成熟细胞也可以选，但一般会配合背景色（如加入红墨水） ③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？ 因为黑藻原生质层中有叶绿体的颜色，能形成明显对比。 逐渐变小 加深 逐渐变大 提醒　①本实验中存在两组对照实验，对照组和实验组在同一装片中先后进行，属于自身前后对照。 ②本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但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；若质量浓度过低，则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。 高浓度盐酸、酒精、醋酸等会杀死细胞，丧失选择透过性，无法发生质壁分离 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。 发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？ 因为细胞壁是_全透_性的，所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是_外界__溶液（浓度会降低）。 拓展：质壁分离与复原实验的应用 发生质壁分离——活细胞 不发生质壁分离—死细胞 （1）判断成熟植物细胞的死活 （2）测定细胞液浓度范围 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 待测成熟植物细胞 一定浓度的蔗糖溶液 镜检 判断细胞死、活的方法：染色排除法（台盼蓝）、细胞质的流动、质壁分离和复原 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大 不同成熟植物细胞 同一浓度的蔗糖溶液 镜检 空心菜细胞 薯叶细胞 0.3 g/mL的蔗糖溶液 5min 3min 溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液） 成熟植物细胞 不同种类溶液 镜检 (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 只发生质壁分离 溶质能透过半透膜（如KNO3溶液） 质壁分离后自动复原 注意：只要细胞能吸收该溶质，都能发生质壁分离自动复原，如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等 × × 提示　1 mol·L－1 NaCl溶液中，含1 mol·L－1的Na＋和1 mol·L－1的Cl－，即溶质微粒浓度为2 mol·L－1，而1 mol·L－1蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1 mol·L－1 NaCl溶液的渗透压大于1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压。 (1)1 mol·L－1 NaCl溶液和1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压大小相等。 (2021·湖南卷，3D)( ) (2)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 (2021·江苏卷，12C)( ) (3)质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。 (2020·山东卷，3C)( ) (4)可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离与复原。(2020·全国卷Ⅰ，4A)( ) (5)需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。(2019·海南卷，7C)( ) (6)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。(2014·全国卷Ⅰ，4B)( ) × × × × 2.(2025·浙江1月选考，9)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(　　) C 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 考向1　实验原理和步骤[科学探究] 3.(2024·江苏卷，7)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 4.(2021·广东卷，13)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 考向2　质壁分离与复原的应用[科学思维] 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 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________(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________，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了____________。A→C段Ⅰ组植物细胞发生了什么现象？ 成熟区 逐渐升高 KNO3溶液 在这个过程中细胞大小如何变化？__________________。 A→C段过程中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 情境·探究·长句 在外界溶液渗透压较高的情况下还能吸水 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)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。 其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察现象并记录。 (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？ Ⅱ组植物是耐盐碱植物 吸水？→什么条件？ 自变量？ 因变量？ 将Ⅱ组植物细胞进行合理分组 配制一系列浓度范围在0.3～0.6 g·mL－1的蔗糖溶液，将上述植物细胞分别置于不同浓度的蔗糖溶液中 分组编号 施加自变量 培养观察 $