第一章 第7讲 水进出细胞的原理及应用（配套教参）-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义（人教版）

第一单元走近细胞和组成细胞的分子 第7讲 水进出细胞的原理及应用 构建体系，素养建模 对应学生P33 网络构建素养呈现 知识体系 定内容 核心素养一一定能力 概念 条件 生命 通过对动植物细胞结构的比较，理解动植物细胞 渗透作用 观念 符合渗透作用的条件和发生渗透作用现象的差异 现象分析 进出 拓展应用 概念 科学 通过分析影响渗透作用和物质跨膜运输的因素， 动物细胞吸 思维 培养利用逻辑思维分析问题的能力 水和失水 现象 的 植物细胞吸 原理 通过观察植物细胞吸水和失水及探究物质跨膜运 水和失水 现象 科学 输的方式的实验，掌握探究性实验设计的一般 及 实验原理 探究 程序 用 材料用具 质壁分离和复原 实验步骤 社会 通过对渗透作用和质壁分离应用的分析，养成学 现象结论 责任 以致用、关注生产生活实际的习惯 拓展应用 研析考点>层级突破 对应学生P33 透析考点素养培育 考点 渗透作用与细胞的吸水和失水 [必备知识·复盘] 2.动物细胞的吸水和失水 教材夯实 (1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜 1.渗透作用 (2)条件及现象 概念 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从相对含 量高的一侧向相对含量低的一侧扩散 过程 条件 现象 必备 具有半透膜 条件 外界溶液的浓度<细 膜两侧具有浓度差 吸水 胞质的浓度 膨胀 蔗糖分子 半透膜 水分子 外界溶液的浓度>细 装置) 失水 半透膜 一段时间后 胞质的浓度 皱缩 清水 B 清水 外界溶液的浓度=细 解读 ①原理分析 平衡 。蔗糖分子 胞质的浓度 无明显变化 。水分子 半透膜：水分子能 3.成熟植物细胞的吸水和失水 通过，而蔗秘分子 单位体积内水分 。°0° 不能通过 (1)条件：成熟植物细胞具有中央（大）液泡。 子裁：8侧大于A侧 (2)原理 水分子移动 全透性：即水分子和溶解在 进入A侧的水分子多于进入B侧的水分子 细胞壁特性 水里的物质均能通过 A侧液面上升 伸缩性小 ②分析图乙可知：△h产生的压强与水和蔗糖溶液 细胞膜 产生的渗透压达到平衡，当半透膜两侧水分子的 液泡膜 原生质层（伸缩性大），相当于 交换速率相等时，液面不再升高，但此时半透膜两 细胞质 层半透膜 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。 细胞液：液泡内的液体 37· 高考总复习生物学 (3)现象 A,保卫细胞失水后质壁分离 当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，活的植物 B.表皮细胞失水后质壁分离 细胞就通过渗透作用失水，发生质壁分离现象。 C,保卫细胞吸水后形态改变 将己发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时 D.表皮细胞吸水后形态改变 细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，植物细胞吸 解析：C[根据题干信息“当表皮细胞中的K+等 水，发生质壁分离复原现象。 大量进入保卫细胞时，气孔张开”，可推测K等大 教考衔接当 量进入保卫细胞后，保卫细胞的细胞液渗透压升 1.细胞失水过程中，细胞液浓度增大 高，细胞吸水膨胀，进而导致气孔张开，所以气孔张 (2024·山东卷，4A)(/) 开是因为保卫细胞吸水后形态改变，C正确，ABD 2.植物细胞失水时胞内结合水与自由水的比值增大。 错误。] (2024·新课标卷，2C)(√) 2.将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别用一定浓度的 3.具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。 甲、乙溶液处理，一段时间内，细胞的原生质体相对 (×) 体积变化如图。下列说法错误的是 4.细胞膜和核膜以及两膜之间的细胞质称为原生 ↑原生质体的 质层。 (X) 相对体积/% 素养培优 100 甲 L.(必修1P6“旁栏思考”)甘油、乙醇等分子为什么 50 b 能以自由扩散的方式进出细胞？ d …乙 04 答案：因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分 时间/h 子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入 A.a~d阶段液泡的体积逐渐减小，颜色加深 细胞。 B.a~b阶段甲溶液的溶质分子可能进入细胞液 2.(情景探究)如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度 C.与a点相比，d点时洋葱表皮细胞的吸水能力大 溶液中水分子的跨膜运输示意图（箭头大小代表水 D.处于a、c两点的洋葱表皮细胞的细胞液浓度大 分子数的多少)。 体相等 ·。0.0· g0,000 。0 H,05 解析：D[a点时细胞失水，c点时细胞吸水（但由 0·0 于细胞壁的限制，细胞体积不再继续增大)，a~c 马H ·.88o o. ·HO .9 0。 段洋葱表皮细胞不断从甲溶液中吸收溶质分子，两 。:水分子.：。 0 d 者的细胞液浓度不同，D错误。] 入溶质分子。·。 0.000 ◆[提升点2]通过渗透作用的应用考查获取信息 甲 乙 丙 能力和综合应用能力 (1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现图 3.如图为一个渗透装置，假设溶 所示现象，原因是 质分子或离子不能通过半透 膜，实验开始时，液面a和b平 (2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3g/mL 齐。下列判断错误的是( 的蔗糖溶液中，会出现图 所示现象，达到 A.如果甲、乙都是蔗糖溶液， 平衡时，水分子进出细胞的状况是图 甲的浓度低于乙，则液面a 半透膜 所示。 会下降，液面b会上升 (3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间 内细胞体积增大，最终 (填“会”或“不会”) B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者 涨破，原因是 的质量分数相同，则液面a会上升，液面b会 下降 答案：(1)甲成熟红细胞发生渗透作用，从细胞外 C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶 进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水 液的浓度不一定相等 分子，因此细胞吸水(2)丙乙(3)不会植物 D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶 细胞的细胞壁有支持和保护作用 液的渗透压一定相等 解析：D[如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低 [关键能力·提升] 于乙，则水分子运动的总趋势是由甲流向乙，液面a ◆[提升点1]通过细胞吸水和失水考查信息提取 会下降，液面b会上升，A正确；如果甲、乙分别是 能力和识图能力 葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，由 1.如图为显微镜下观察到 于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量 的叶表皮。保卫细胞的 气孔 浓度大于乙，则液面a会上升，液面b会下降，B正 细胞壁具有伸缩性，当 保卫细胞 确；当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，由于两 表皮细胞中的K等大 表皮细胞 侧的液面高度差可能不同，因此甲、乙溶液的浓度 量进入保卫细胞时，气 不一定相等，甲、乙溶液的渗透压也不一定相等， 孔张开。由此推测，气孔张开是由于 C正确，D错误。] ·38. 第一单元走近细胞和组成细胞的分子 4.冰点降低法是测定溶液渗透压的精确物理化学方 液中吸水，由于细胞壁的支持作用，细胞内外渗透 法。纯水在标准大气压下冰点为0℃，冰点降低值 压可不相等，C错误。植物细胞的失水与吸水主要 与溶液摩尔浓度成比例关系。FM一4型国产冰点 与液泡有关，其中溶解有糖类、蛋白质、无机盐和色 渗透压计的测算公式为：OS=△t/1.857(OS为 素等物质，D正确。] 1kg水中所溶解溶质颗粒数目，可反映溶液渗透压 归纳总结 -》》》 大小；△t为冰点降低值)。经过对若干不同待测植 渗透装置的变式分析 物材料的专业处理，分别测得其细胞液冰点降低值 如下表。下列相关叙述错误的是 10%的 液面（等高） 植物材料组别 1 2 5 6 蔗糖 3 溶液 10%的 冰点降低值（℃）0.580.830.961.230.780.76 半透膜葡萄糖溶液 A.精确测定植物细胞的渗透压有利于农业生产中 如图为渗透作用的初始状态，其中半透膜只允许水 化肥的定量使用 分子通过（图中浓度为质量分数）。 B.将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88℃ (1)向稳定后的U形管的左侧加入少量蔗糖酶 的蔗糖溶液中，3、4组的植物细胞吸水 未加酶时：葡萄糖相对分子质量较小，10%的葡萄 C.将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88℃ 糖溶液的物质的量浓度更大，水分子流向总趋势 的蔗糖溶液中，稳定后各组细胞液渗透压均 为10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液，右侧液 相同 面升高。 D.植物细胞的失水与吸水主要与液泡有关，其中 加蔗糖酶后：一分子蔗糖被水解产生两分子单糖 溶解有糖类、蛋白质、无机盐和色素等物质 (葡萄糖和果糖)，导致左侧浓度升高，水分子流向 解析：C[精确测定植物细胞的渗透压有利于农业 总趋势为10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液， 生产中化肥的定量使用，避免造成烧苗现象，A正 则左侧液面升高，最终高于右侧。 确。仅3、4组植物细胞的细胞液大于该蔗糖溶液， (2)若把稳定后的U形管右侧液面高出的部分吸走， 细胞吸水，B正确。3、4组植物细胞放入该蔗糖溶 则右侧液面继续升高并达到新的平衡。 探究实践四 探究植物细胞的失水和吸水 对应学生P35 教材夯实 易错警示 1.实验原理 质壁分离和复原实验的四个注意点 (1)单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断 内因 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透 细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。 (2)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓 ②原生质层比细胞壁的伸缩性大 度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越 外因 强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于 细胞液浓度。 细胞液与外界溶液之间具有一定的浓度差，细 胞能渗透吸水或失水 (3)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向 的，最终表现为进或出的水分子多 2.实验步骤 (4)本实验用显微镜观察了三次，第二次与第一次 制片 材料 紫色洋葱鳞片叶外表皮 形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照 有大液泡，且内会紫色花青素便于观察 方法为自身对照。 低倍镜 观察 ①有一个紫色的中央大液泡 向题探究片 ②原生质层紧贴细胞壁 如图表示正在进行质壁分离 滴蔗糖 方法质量浓度为0.3g/mL 口吸水纸 的紫色洋葱细胞，请分析： 、溶液 的蔗糖溶液 引流 (1)实验时一定要选择紫色洋 葱鳞片叶外表皮细胞吗？为 低倍镜①中央液泡逐渐变小（颜色加深） 观察 什么？ ②原生质层与细胞壁逐渐分离 答案：不一定。紫色洋葱鳞片 教材中唯一一 叶外表皮细胞的细胞液中含 滴清水 方法 吸水纸 有色素，使液泡呈现紫色，便 引流 口清水个只在低倍镜 ,下观察的实验 于观察，而其他满足条件的细胞也可作为实验 低倍镜一→①中央液泡逐渐变大（颜色变浅） 材料。 观察 ·②原生质层逐渐贴近细胞壁 (2)b的大小和颜色如何发生变化？ 答案：b逐渐变小，颜色逐渐加深。 质壁分离（质量浓度为 0.3g/mL的蔗糖溶液) (3)c处的液体是什么？ 结论 质壁分离复原（清水） 答案：发生质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间（© 处)充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。 ·39·