第2单元 第7讲 第1课时 细胞的吸水和失水(Word学生用书)-【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习

该高中生物学高考复习学案系统梳理了细胞吸水和失水专题，涵盖渗透作用原理、动植物细胞吸水失水规律及质壁分离实验等核心考点，按“原理阐释-实例分析-实验探究”逻辑架构知识网络，通过填空设问、变式分析等问题导向设计，引导学生自主构建从微观机制到宏观现象的认知体系。 亮点在于诊断性自测与实验探究结合，如开篇设置2道模拟题检测基础，“深挖教材”设计拓展问题培养科学思维，实验分析环节通过三次观察目的、对照实验等问题链强化探究实践。每个考点配经典真题演练，助力学生自主诊断提升，教师可依学情精准指导，有效培养自主复习能力与学科核心素养。

第7讲　细胞的物质输入和输出 第1课时　细胞的吸水和失水 课标 要求 1.阐明质膜具有选择透过性 2.教学活动:观察植物细胞的质壁分离和复原 考点一　细胞的吸水和失水(固本·识记类) 1.渗透作用 (1)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过　　　　的扩散。  (2) [提醒]①半透膜是指有些物质(如水分子)可以通过,有些物质(如蔗糖分子)不能通过的多孔性薄膜,如:玻璃纸、膀胱膜、鱼鳔、卵壳膜等。 ②浓度是指物质的量浓度而非质量浓度。 (3)渗透的方向 (4)渗透作用的现象分析 ①溶液浓度:S1>S2,单位时间内,由S2→S1的水分子数多于S1→S2。 ②外观表现:S1液面上升,一段时间后达到平衡。 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相对平衡。 [提醒]若渗透平衡后,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。 渗透作用变式分析 (1)溶质分子都不能通过半透膜(如S1是0.3 g·mL-1的淀粉溶液,S2是0.3 g·mL-1的蔗糖溶液) 结果:S2液面上升,S2中溶质浓度高于S1。 (2)只有一种溶质和水可以通过半透膜(如S1是葡萄糖溶液,S2是蔗糖溶液,葡萄糖可以通过半透膜,蔗糖不能通过半透膜) ①S1物质的量浓度大于S2物质的量浓度 结果:S1液面先上升后下降,最终低于S2;葡萄糖最终在S1和S2中分布平衡,S2中溶质的总浓度超过S1。 ②S1物质的量浓度小于S2物质的量浓度 结果:S2液面上升,且S2液面始终高于S1;葡萄糖最终在S1和S2中分布平衡,S2中溶质的总浓度超过S1。 (3)两种溶质和水都可以通过半透膜(如:S1、S2都是葡萄糖溶液,S1物质的量浓度大于S2物质的量浓度) 结果:S1先上升后下降,最终S1、S2液面持平;葡萄糖最终在S1和S2中分布平衡。 [提醒]渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指渗透压。 2.动物细胞的吸水和失水 (1)原理 (2)现象 ①外界溶液浓度　　　细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀;  ②外界溶液浓度　　　细胞质浓度⇒细胞失水皱缩;  ③外界溶液浓度　　　　细胞质浓度⇒水分子处于进出平衡状态,细胞形态不变。  3.成熟植物细胞的吸水和失水 2 当　　　　　　　　>　　　　　　　时,细胞失水,发生　　　　　　现象。  ②当　　　　　　　　　<　　　　　　　时,细胞吸水,失水的细胞发生　　　 　　　现象。  深挖教材·拓思维 1. 细胞失水发生质壁分离,原生质层与细胞壁分离的原因是　　　　　 　　　 　　　　　　　　　　　　　　。[2025·全国卷]  2.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?判断并说明原因: 　 　。  2. 临床上输液要用生理盐水的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。[必修1 P63“思考·讨论”]   1.[2025·重庆卷] 某兴趣小组利用图甲装置,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。图乙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 2.[2025·河南郑州模拟] 在玻璃圆筒中装满30%的蔗糖溶液,用猪膀胱封口后,把圆筒整体浸沉在5%的蔗糖溶液中。观察发现,圆筒上的猪膀胱逐渐向外膨胀,膨胀到一定程度后不再变化。对该实验现象的合理解释是 (　) ①猪膀胱向外膨胀是因为外界的水分子通过猪膀胱进入圆筒内 ②猪膀胱向外膨胀是因为猪膀胱将外界环境中的蔗糖吸收进圆筒内 ③猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为通过膀胱膜进出圆筒的水分子已处于动态平衡状态 ④猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为膀胱膜两侧蔗糖溶液已不存在浓度差 A.①④ B.②④ C.①③ D.②③ 考点二　实验:探究植物细胞的吸水和失水(实验·探究类) 1.提出问题:水分进出植物细胞是通过渗透作用吗?原生质层是否相当于一层半透膜? 2.作出假设:原生质层相当于一层半透膜。 3.实验原理 (1)植物细胞的　　　　　　相当于一层半透膜,植物细胞通过　　　　作用吸水和失水。细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性,原生质层的伸缩性　　　　细胞壁的伸缩性。  (2)细胞液和外界溶液存在浓度差,细胞能渗透吸水和失水 ①外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞　　　　,原生质层　　　　→发生　　　　　　。  ②外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞　　　　→已发生质壁分离的细胞发生　　　　　　现象。  4.实验步骤 ▶实验分析 (1)实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么?     (2)本实验中存在几次对照实验?分别是什么?     (3)为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料?在合适的条件下,洋葱鳞片叶内表皮细胞能发生质壁分离及复原现象吗?     (4)在细胞失水的过程中,细胞液的浓度和失水速率之间有什么关系?     (5)质壁分离发生后在细胞壁与原生质层之间存在的是外界溶液还是细胞液,为什么?   5.结论:植物的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 1.质壁分离发生的条件 (1)从细胞角度分析 a.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。 b.具有中央液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。 (2)从溶液角度分析 a.在一定浓度的溶液中发生质壁分离,若溶质不能通过原生质层,则在该溶液中不能发生自动复原现象,只有更换为清水或低渗溶液,才能复原。 b.在一定浓度的溶液中发生质壁分离,若溶质可以通过原生质层,如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等溶液,则可以自动复原,因为K+、N、甘油、尿素、乙二醇等可以进入细胞内,使细胞液浓度升高,细胞渗透吸水而发生自动复原。 c.如果将细胞放入浓度过高的溶液中,质壁分离速度较快,细胞有可能失水过多死亡,这样即使更换清水或低渗溶液也不能观察到复原现象。 2.质壁分离和复原实验的应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 　 注:所用蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度。 (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 　 注:所用蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度。 (4)比较未知溶液浓度的大小 (5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 关于“探究植物细胞的吸水和失水”实验,下列说法正确的是　　　　。  A.可使用洋葱作为实验材料,观察植物细胞的质壁分离现象[2025·陕青宁晋卷] B.观察植物细胞质壁分离时,在低倍镜下无法观察到质壁分离现象[2023·江苏卷] C.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。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[2024·江苏卷] D.质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小[山东卷] E.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。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[2024·江苏卷] F.“观察植物细胞的质壁分离和复原”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.果脯在腌制中慢慢变甜是细胞主动吸收糖分的结果 经典真题·明考向 1.[2025·北京卷] “探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3 g·mL-1蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是 (　) A.图甲,水分子通过渗透作用进出细胞 B.图甲,细胞壁限制过多的水进入细胞 C.图乙,细胞失去的水分子是自由水 D.与图甲相比,图乙中细胞液浓度小 2.[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 (　) 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 3.[2024·山东卷] 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 第7讲　细胞的物质输入和输出 第1课时　细胞的吸水和失水 考点一 ● 必备知识 1.(1)半透膜　(2)半透膜　浓度差 (3)低浓度　高浓度　高　低 2.(1)细胞膜　细胞质　(2)①<　②>　③= 3.全透性　小　细胞质　①外界溶液浓度 细胞液浓度　质壁分离　②外界溶液浓度　细胞液浓度　质壁分离复原 【深挖教材】 1.细胞失水体积缩小,原生质层比细胞壁的伸缩性大 2.不一定。对于动物细胞来说,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,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 3.因为生理盐水的浓度和血浆的浓度基本一致,输生理盐水可以维持血细胞渗透压的稳定,不会使细胞因为过度吸水和失水而出现形态和功能的异常 ● 典型例题 1.C　[解析] 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,由于葡萄糖溶液组的物质的量浓度比蔗糖溶液组更大,即玻璃纸两侧的浓度差更大,所以水分子透过玻璃纸进入漏斗的速率更快,上升的高度更高,之后,因为葡萄糖分子能通过玻璃纸,蔗糖分子不能通过,一段时间后葡萄糖溶液组玻璃纸两侧的浓度差会逐渐减小,因此垂直管内溶液高度变化较蔗糖溶液组小,故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,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,B错误;Y表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化,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;葡萄糖溶液(Y)因葡萄糖能透过玻璃纸,最终液面会下降并稳定,蔗糖溶液(X)液面先上升后稳定,最终保持动态平衡,D错误。 2.C　[解析] 根据实验现象可知,猪膀胱相当于半透膜,蔗糖分子不能通过,水分子能通过。猪膀胱向外膨胀是因为玻璃圆筒内装的30%的蔗糖溶液比圆筒外5%的蔗糖溶液浓度高,水分子从外界通过猪膀胱进入圆筒内导致的,①正确,②错误;③膀胱膨胀到一定程度后不再变化,是因为水分子进出猪膀胱达到动态平衡状态,玻璃圆筒内液体体积不再增大,③正确;动态平衡状态下,膜两侧溶液浓度仍存在差异(圆筒内浓度高于外界),只是水分子的扩散速率相等,而非浓度差消失,④错误。综上,①③正确,②④错误,故选C。 考点二 ● 必备知识 3.(1)原生质层　渗透　大于　(2)①失水　收缩　质壁分离　②吸水　质壁分离复原 4.逐渐变小　加深　逐渐变大 【实验分析】 (1)观察原生质层和细胞壁的初始位置,以便与处理后的状态形成对照。 (2)两次,分别是滴加蔗糖溶液前后的自身对照,滴加清水前后的自身对照。 (3)洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,便于观察。在合适条件下,内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象。 (4)二者之间呈负相关,细胞液浓度越来越大,失水速率越来越小。 (5)充满着外界溶液,因为细胞壁具有全透性。 ● 典型例题 AE　[解析] 在低倍镜下就能观察到质壁分离现象,B错误。制作临时装片时,通常是先滴一滴清水在载玻片上,然后将撕下的表皮放在清水上,再盖上盖玻片,C错误;质壁分离过程中,黑藻细胞失水,原生质体体积变小,绿色会加深,而随着不断失水,细胞液的浓度增大,吸水能力增强,D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,是细胞失水过多死亡,糖分进入细胞的结果,G错误。 经典真题·明考向 1.D　[解析] 图甲中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;细胞壁有保护和支撑作用,能限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;图乙,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;与图甲相比,图乙中细胞失水发生质壁分离,所以图乙中细胞液浓度更大,D错误。 2.C　[解析] 水分交换达到平衡时,细胞b体积增大,即细胞b吸水,说明水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,A正确;水分交换达到平衡时,细胞a体积不变,细胞b体积增大,即细胞b吸水,细胞c发生质壁分离,即细胞c失水,说明水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,B正确;在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,水分交换平衡时,细胞c发生了质壁分离,说明细胞c失水,外界蔗糖溶液的浓度降低,此时细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,而细胞a的细胞液浓度与初始外界蔗糖溶液浓度相等,所以细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度,C错误,D正确。 3.B　[解析] 细胞失水过程中,细胞液浓度增大,A正确; 依题意可知,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,则外层细胞的细胞液中单糖多,且外层细胞还进行光合作用合成单糖,故外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高,B错误; 依题意可知,内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大,失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离,C正确;依题意可知,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,有利于外层细胞的光合作用产物向内部薄壁细胞转移,可促进外层细胞的光合作用,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $