第2单元 第6讲 水进出细胞的原理(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·生物

该高中生物学讲义围绕“水进出细胞的原理”核心考点，涵盖渗透作用、动植物细胞吸水和失水及探究实验，按“原理阐释-实例分析-实验验证”逻辑架构知识点。通过考点梳理（含易错提醒、教材情境）、方法指导（实验拓展应用）、真题训练（近5年高考题）环节，帮助学生突破难点，体现复习系统性和针对性。 资料突出科学思维与探究实践融合，如设计“萝卜条在尿素、KNO3、蔗糖溶液中的长度变化”情境，引导学生用归纳演绎法分析渗透方向及物质跨膜方式。设置分层练习与真题精讲（2024山东T4等），培养学生结构与功能观，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

第6讲　水进出细胞的原理 课标要求 1.阐明细胞膜具有选择透过性。2.活动：探究植物细胞的吸水和失水。 考情分析 动植物细胞的 吸水和失水 ①2025河南T9　②2024山东T4　③2023全国甲T4　④2023重庆T7 ⑤2022湖南T10⑥2022全国甲T2 探究植物细胞 的吸水和失水 ①2025陕晋宁青T5②2025浙江T9③2024江苏T7④2022浙江T11 考点一　动植物细胞的吸水和失水 1．渗透作用 漏斗内液面停止上升的原因：随着液面不断上升，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度加快，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。 [易错提醒]　渗透平衡后，半透膜两侧液面存在液面差，且半透膜两侧的溶液仍存在浓度差。 2．细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的吸水和失水 (必修 1 P63思考·讨论)红细胞的细胞膜相当于半透膜：习惯上说的半透膜是________________薄膜，物质能否通过取决于________；选择透过性膜是______________的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于________________，还与________________有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。 提示：无生命的物理性　分子大小　具有活性　分子大小　细胞的需求 (2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) ①原理 [易错提醒]　原生质层≠原生质体。原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质；原生质体包括细胞膜、细胞核和细胞质。 ②现象 [答案自填] 半透膜　浓度差　细胞膜　细胞质　失水皱缩　大于　小于　等于 [高考·教材·情境] 1．高考速览 (1)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成，它们相当于一层半透膜。(　　) (2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。(　　) (3)不同浓度的水溶液间发生渗透作用时，水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行扩散。(　　) (4)(2021·湖南T3)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等。(　　) (5)(2020·全国ⅡT3)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。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 2．(教材思考)结合教材，分析并回答下列问题： (1)如果半透膜两侧存在________，那么渗透的方向是________________________________________________________________________。 (2)吃比较咸的食物嘴唇感觉比较干的原因是________________________________________________________________________________。 (3)洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离的结构基础是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：(1)浓度差　水分子从水的相对含量高的一侧向水的相对含量低的一侧渗透　(2)与细胞内液相比，外界溶液浓度高，口腔上皮细胞失水　(3)原生质层具有选择透过性，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 3．(情境导悟)将若干生理状况基本相同、长度为4 cm的鲜萝卜条均分为四组，分别置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液(实验组)中，尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。每隔5 min测量一次每组萝卜条的平均长度，结果如下图所示。据图分析并回答下列问题： (1)实验组中是否都发生了质壁分离和复原现象？__________________________。说出判断依据：____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)1组中的尿素分子和2组中的K＋、NO都进入了细胞，进入的方式分别为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示：(1)不是，第3组只发生质壁分离　据题图可知，在尿素溶液中，萝卜条长度先变短再变长，最后保持原来的长度不变，说明细胞先失水发生质壁分离，后来由于尿素进入细胞，细胞吸水发生质壁分离的复原；在KNO3溶液中，萝卜条长度先变短再变长，最后保持原来的长度不变，说明细胞先失水发生质壁分离，后来K＋、NO进入细胞，细胞吸水发生质壁分离的复原；在蔗糖溶液中，萝卜条长度变短，之后长度未恢复，细胞只失水发生质壁分离　(2)尿素分子进入细胞的方式是自由扩散，K＋、NO进入细胞的方式是主动运输 1．(2026·湖北部分高中高三联考)为探究渗透作用的条件，生物学习小组的同学设计了下图装置。在U型管的底部安装半透膜，在甲、乙两侧注入等量的蒸馏水，然后将两个装有等量、等质量分数的淀粉溶液和葡萄糖溶液的透析袋，分别置于甲、乙两侧的蒸馏水中，一段时间后分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测，同时在乙侧加入适量碘液(大分子无法通过透析袋和半透膜，小分子可以自由通过)。下列说法错误的是(　　) A．甲、乙两侧溶液中均会产生砖红色沉淀 B．液面稳定后甲侧的液面高于乙侧 C．甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色 D．葡萄糖可以通过协助扩散的方式通过透析袋和半透膜 解析：选D。葡萄糖属于小分子物质，可通过透析袋和半透膜，故一段时间后甲、乙两侧溶液中均含有葡萄糖，分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测，均会产生砖红色沉淀，A正确；由于葡萄糖能通过半透膜，而淀粉不能通过半透膜，则液面稳定后甲侧的渗透压高，其液面高于乙侧，B正确；碘液可与淀粉反应呈蓝色，由于淀粉不能通过透析袋和半透膜，故只有甲侧透析袋内有淀粉而乙侧没有，故甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色，C正确；由题干可知，葡萄糖通过扩散的方式自由通过透析袋和半透膜，D错误。 2．某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，图一为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图，图二为实验过程中测得其x/y的值随时间变化的曲线图。下列叙述正确的是(　　) A.随着x/y的值增大，细胞吸水能力增强 B．M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞 C．该细胞在实验过程中细胞内外浓度差逐渐减小 D．在t3时，细胞内外存在浓度差，但处于动态平衡状态 解析：选D。随着x/y的值增大，细胞原生质体的体积变大，细胞吸水能力减弱，A错误；据题图可知，细胞发生了质壁分离和质壁分离复原，故t0时就有M溶液的溶质微粒进入细胞，细胞内外溶液浓度差并非一直减小，B、C错误；t3之后，细胞原生质体的体积基本不变，但由于细胞壁的伸缩性较小，细胞内外可能仍然有浓度差，水分子进出细胞达到平衡，D正确。 考点二　探究植物细胞的吸水和失水 1．实验原理 (1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层______________。 (2)______具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。原生质层比细胞壁的伸缩性____________________________________________。 2．实验步骤 3．现象与结论 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；反之，细胞吸水，发生质壁分离复原。 4．注意事项 (1)本实验是教材中唯一一个只在低倍镜下观察的实验。 (2)单独观察处于质壁分离状态的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离、水分子进出达到动态平衡还是正在发生质壁分离复原。 (3)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强。 (4)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，最终表现为出或进的水分子多。 [答案自填] 半透膜　细胞液　大　细胞壁 逐渐变小　清水　逐渐变大 1．本实验存在的两组对照实验 本实验存在的两组实验均为自身对照，自身对照指对照处理和实验处理在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。 2．质壁分离及复原实验分析 (1)从细胞角度分析 ①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。 ②细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。 (2)从溶液角度分析 ①本实验选用质量浓度为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。 ②在一定浓度(溶质可透过半透膜，如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)的溶液中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO、甘油、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。 3．实验拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 1．(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 解析：选C。该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，能利用此细胞继续进行质壁分离实验，说明在此过程中细胞没有失活，A错误；①与②的分离，与①的选择透过性有关，其原因是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；与题图甲相比，题图乙细胞的细胞液渗透压升高，吸水能力更强，C正确；与题图甲相比，题图乙细胞体积几乎不变，D错误。 (1)发生质壁分离的细胞大小基本不变，中央液泡变小，颜色变深，吸水能力变强。(必修1 P64探究·实践) (2)植物细胞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。(必修1 P65正文) 　 2．(2026·河北衡水高三调研)为测定紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液浓度，某同学用不同质量分数的蔗糖溶液处理该细胞，实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是(　　) 蔗糖溶液 质量分数 10% 15% 20% 25% 细胞形态 未发生质 壁分离 开始发生 质壁分离 明显质 壁分离 严重质 壁分离 A.该细胞的细胞液浓度相当于10%的蔗糖溶液 B．蔗糖溶液质量分数为15%时，细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度 C．蔗糖溶液质量分数为20%时，细胞失水，细胞吸水能力减弱 D．若改用一定浓度的KNO3溶液，细胞可能先发生质壁分离后自动复原 解析：选D。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水；当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离。10%蔗糖溶液处理时细胞未发生质壁分离，说明其细胞液浓度大于或等于10%的蔗糖溶液，不能确定其细胞液浓度相当于10%的蔗糖溶液，A错误；15%蔗糖溶液处理时细胞开始发生质壁分离，细胞失水，说明此时细胞液浓度小于外界蔗糖溶液浓度，B错误；20%蔗糖溶液处理时细胞明显质壁分离，细胞失水，细胞液浓度升高，细胞的吸水能力增强，C错误；KNO3溶液中的K＋和NO可被细胞吸收，使细胞液浓度升高，所以若改用一定浓度的KNO3溶液，细胞可能先发生质壁分离，之后随着离子进入细胞，细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，发生自动复原，D正确。 3．取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水量的变化如图1所示，液泡直径的变化如图2所示，下列叙述正确的是(　　) A．第4 min 后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡 B．图2中曲线Ⅰ和图1中甲溶液中细胞失水量曲线对应 C．第2 min前乙溶液中花瓣细胞的失水速率大于甲溶液中的 D．甲、乙两种溶液的浓度可能相同，但溶质不可能相同 解析：选D。由题图1可知4 min后细胞能吸水，故乙溶液中细胞未死亡，A错误。分析题图2可知，曲线Ⅰ液泡先变小后变大，对应题图1乙溶液中细胞失水量变化曲线；曲线Ⅱ液泡先变小后维持不变，对应题图1甲溶液中细胞失水量变化曲线，B错误。据题图1可知，第2 min 前甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液中的，C错误。由题图可知，乙溶液中的花瓣细胞发生了质壁分离复原，甲溶液中的花瓣细胞没有，故甲溶液中的溶质不能被细胞吸收，乙溶液中的溶质可以被细胞吸收，即甲、乙两种溶液的溶质不可能相同，但溶液浓度可能相同，D正确。 1．(2024·山东等级考)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 解析：选B。细胞失水过程中，水从细胞中流出，细胞液浓度增大，A正确；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单糖多，且外层细胞还能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；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；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。 2．(2023·高考全国卷甲)探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是(　　) 解析：选C。用30%蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，细胞失水，随着时间的延长，原生质体和液泡的体积均减小，细胞液浓度升高，用清水处理后，细胞吸水，原生质体和液泡的体积均逐渐恢复，细胞液浓度降低，A、B不符合题意。当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，细胞吸水，由于有细胞壁的限制，原生质体和液泡的体积均略微增加，细胞液浓度降低；当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞失水，原生质体和液泡的体积均逐渐减小，细胞液浓度升高，C符合题意，D不符合题意。 3．(2022·浙江6月选考)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如下图所示。 下列叙述正确的是(　　) A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的 B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低 C．丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破 D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显 解析：选A。甲图细胞能够发生质壁分离及复原，因此其是活的植物细胞，A正确；乙图细胞已经发生失 水，液泡体积变小，其细胞液浓度高于甲图细胞，B错误；植物细胞存在细胞壁，不会吸水涨破，C错误；根尖分生区细胞还未成熟，没有中央大液泡，不能用来观察质壁分离，D错误。 4．(2022·高考全国卷甲)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 解析：选C。由“①细胞a未发生变化”可推出细胞a在该蔗糖溶液中的吸水量等于失水量，即水分交换前，细胞a的细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等；由“②细胞b体积增大”可推出细胞b在该蔗糖溶液中的吸水量大于失水量，即水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度；由“③细胞c发生了质壁分离”可推出细胞c在该蔗糖溶液中的失水量大于吸水量，即水分交换前，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。由上述分析可知，水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，A、B合理。水分交换平衡时，细胞a和细胞c的细胞液浓度都与各自所处的外界蔗糖溶液的浓度相等，由于细胞c发生了质壁分离，有水分进入蔗糖溶液中使外界溶液的浓度减小，故水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C不合理，D合理。 学科网（北京）股份有限公司 $