44.1第1课时　水进出细胞的原理 课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦水进出细胞的原理，涵盖渗透作用的概念、条件及动植物细胞吸水失水机制，通过教材“问题探讨”导入，结合模型建构与实验探究搭建学习支架，衔接原理与细胞实例的认知脉络。 其亮点在于以情境探究（如渗透装置液面变化分析）和实验操作（如植物细胞质壁分离实验步骤）为主线，通过结论辨析题和对点应用突破，落实科学思维与探究实践。例如利用质壁分离实验判断细胞死活、测定细胞液浓度，助力学生深化理解，教师可高效开展教学。

第1课时　水进出细胞的原理 课标要求 学习目标 核心内容 阐明质膜具有选择透过性 1.通过建构渗透作用的相关模型,强化科学思维 2.通过“探究植物细胞的吸水和失水”的实验,理解水分进出细胞的原理,并掌握科学探究的一般程序 1.渗透作用的原理和发生条件 2.探究植物细胞的吸水和失水 主题一 渗透作用 主题二 水进出细胞的原理 目录索引 主题一 渗透作用 基础知识•落实 1.概念:水分子(或其他溶剂分子)通过__________的扩散,称为渗透作用。  2.方向:水分子从水的相对含量__________的一侧向相对含量__________的一侧渗透。  3.渗透作用具备的两个条件 半透膜 浓度差 半透膜 高 低 阅读教材第62页“问题探讨”及“水进出细胞的原理”,完成下列问题。 结论要语辨一辨 (1)具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。(　　) (2)如果半透膜两侧存在浓度差,渗透的方向就是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。(　　) (3)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。 (　　) (4)0.3 g/mL的葡萄糖溶液和0.3 g/mL的蔗糖溶液的渗透压相等。(　　) × √ × × 情境探究•提升 用半透膜封住长颈漏斗的口部,在长颈漏斗内注入蔗糖溶液,然后把漏斗放到清水中,使内外液面相平,一段时间后会出现漏斗内液面上升的现象,这就是渗透现象,结合下图分析渗透现象发生的条件和原理。 (1)在该装置中,漏斗管内的液面升高,原因是__________________。  当漏斗内液面上升到一定高度后液面不再上升,原因是____________。  (2)渗透装置中,当漏斗内溶液不再上升时,半透膜两侧溶液的浓度_______ (填“相等”或“不相等”),判断的理由是___________________________。  单位体积的清水中水的相对含量高于蔗糖溶液,单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数 Δh随着漏斗内液面的上升而增大,漏斗内的静水压增大,使水分子由漏斗进入烧杯的速率逐渐增大,当水分子进出漏斗的速率相等时,漏斗内的液面不再上升 不相等 当漏斗内液面不再上升时,水分子通过半透膜的双向扩散速率相等,此时漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中的清水,液面差Δh所产生的压强对水的作用抵消了半透膜两侧溶液浓度差对水的作用 对点应用•突破 基础转化点1 渗透装置分析 AI解读渗透作用的发生需满足两个条件:具有半透膜、半透膜两侧溶液存在浓度差。 1.如图为研究渗透作用的实验装置,漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,水分子可以透过半透膜,而蔗糖分子则不能。当渗透达到平衡时,液面差为m。下列叙述正确的是(　　) A.渗透平衡时,S1溶液的浓度等于S2溶液的浓度 B.若向漏斗中加入蔗糖分子,则平衡时m变小 C.达到渗透平衡时,仍有水分子透过半透膜进出 D.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,再次平衡时m将增大 C 解析　一般漏斗内外溶液的浓度并不相等,因为液面高的一侧形成的静水压,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧渗透,故两者浓度关系仍是S1>S2,A项错误。若向漏斗中加入蔗糖分子,则漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)浓度差增大,平衡时m变大,B项错误。达到渗透平衡时,水分子透过半透膜进出平衡,C项正确。达到渗透平衡时,漏斗内溶液(S1)浓度下降,漏斗外溶液(S2)浓度则增大,漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)浓度差下降,此时若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,再次平衡时m将减小,D项错误。 2.某实验小组用半透膜(不允许单糖和蔗糖通过,允许水分子通过)制作U型装置:甲侧加质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,乙侧加等体积的质量浓度为0.3 g/mL的果糖溶液。待液面不再变化时,甲、乙两侧都加入等量的蔗糖酶。下列叙述正确的是(　　) A.加入蔗糖酶后,甲侧溶液浓度降低,液面上升 B.实验过程中,乙侧液面先上升后下降,最终不变 C.加入蔗糖酶后,甲侧溶液中水分子大量向乙侧移动 D.最终达到平衡时,甲、乙两侧溶液浓度相同 B 解析　加入蔗糖酶后,蔗糖被水解为葡萄糖和果糖,甲侧溶质分子增多,溶液浓度升高,渗透压增大,水分子从乙侧向甲侧移动得更多,导致甲侧液面上升,A项错误。实验开始时,由于半透膜不允许果糖和蔗糖通过,只允许水分子通过,且两侧溶液质量浓度相同,但蔗糖是二糖,果糖是单糖,所以甲侧溶液的物质的量浓度低于乙侧,水分子更多地从甲侧移动到乙侧,乙侧液面先上升;加入蔗糖酶后,蔗糖被水解为葡萄糖和果糖,甲侧溶质分子增多,溶液浓度升高,渗透压增大,水分子又从乙侧更多地移动到甲侧,乙侧液面下降,最终达到平衡不再变化,B项正确。加入蔗糖酶后,乙侧溶液中的水分子大量向甲侧移动,C项错误。最终达到平衡时,因为甲侧蔗糖水解后溶质分子增多,渗透压更大,所以甲侧溶液浓度高于乙侧,D项错误。 主题二 水进出细胞的原理 基础知识•落实 1.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  膨胀 失水 外界溶液的浓度______细胞质的浓度  皱缩 平衡 外界溶液的浓度______细胞质的浓度  不变 半透膜 < > = 阅读教材第62~65页,结合“图4-1水进出哺乳动物红细胞的示意图”及“4-2成熟的植物细胞模式图”回答下列问题。 2.植物细胞的吸水和失水 (1)成熟植物细胞的结构 a.原生质层:指细胞膜、__________膜以及两层膜之间的__________。原生质层具有选择透过性,相当于一层__________。  b.浓度差:细胞内的溶液主要是指液泡内的__________,也包括细胞质基质,当它和外界溶液有浓度差时,细胞会发生渗透吸水或失水。  c.植物细胞通过__________吸水和失水。  伸缩性 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 液泡 细胞质 半透膜 细胞液 渗透作用 (2)植物细胞发生质壁分离与复原的原因 半透膜 大 浓度差 (3)实验过程 细胞壁 变小 变深 分离 变大 紧贴 (4)实验结果 试剂 中央液泡变化 原生质层位置变化 细胞大小 蔗糖溶液 ________________ 脱离细胞壁 __________ 清水 逐渐恢复原来大小 恢复原位 __________ 变小 基本不变 基本不变 结论要语辨一辨 (1)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破。(　　) (2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。(　　) (3)“观察植物细胞质壁分离与复原”实验中,至少需要对装片进行三次观察。 (　　) (4)质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(　　) (5)质壁分离过程中,原生质层先在角隅处脱离细胞壁。(　　) × × √ × √ 情境探究•提升 1.如图是将洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中(甲),再放到清水中(乙)的实验过程的图解,回答下列问题。 (1)该细胞的原生质层包括图中的__________ (填序号)。甲过程中,⑤的颜色__________,吸水能力__________。甲过程中,进入__________ (填细胞结构)的有__________,而进入④细胞质的只有__________。  ②③④ 逐渐变深 逐渐增强 细胞壁 水和蔗糖 水 (2)本实验进行了_________次显微观察,其目的是__________________ _________________________________________________________。  (3)实验过程中,某同学在甲过程中错用0.6 g/mL的蔗糖溶液处理细胞,再经乙过程处理后,发现无法观察到细胞应出现的相关变化,其原因最可能是______________________________________________________。  (4)成熟的植物细胞出现质壁分离的原因是__________________。  3 进行前后对照, 以便观察经蔗糖溶液或清水处理前后细胞状态的变化 蔗糖溶液浓度太高,细胞过度失水而死亡 成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜;细胞壁的伸缩性比原生质体的伸缩性小;细胞液与外界溶液存在浓度差 2.将同一洋葱鳞片叶外表皮制成两组相同的临时装片,分别浸润在一定浓度的KNO3溶液(甲)和蔗糖溶液(乙)中,测得液泡体积的变化情况如图所示。请分析作答。 (1)实验起始时,甲、乙两种溶液中渗透压较高的是__________________,判断的依据是____________________________________。  KNO3溶液(甲) 实验起始时,甲中细胞的液泡体积下降得比乙中的快,说明甲和细胞液的浓度差大,甲的渗透压比乙高 (2)细胞在甲中能发生质壁分离并自动复原,原因是_________________。  细胞能吸收K+和N,使细胞液浓度逐渐增大,当高于外界溶液浓度时,细胞开始吸水发生质壁分离复原 对点应用•突破 基础转化点2 水进出细胞的原理 AI解读①原生质层能控制物质进出并具有选择性,相当于半透膜;当其两侧溶液存在渗透压差值时,细胞可通过渗透作用吸水或失水。②细胞内外两侧的溶液中,渗透压大的溶液会从渗透压小的溶液中获取水分。 3.将家兔的成熟红细胞平均分为a、b、c三组,分别置于不同浓度的氯化钠溶液中,一段时间后观察到的细胞形态如图。下列叙述正确的是(　　) B A.三组中只有b组和c组水分子在进出细胞 B.三组氯化钠溶液浓度大小关系为c>a>b C.若将b组细胞换成大肠杆菌细胞,则会涨破 D.此时, b组细胞吸水能力大于c组细胞 解析　三组中都有水分子在进出细胞,A项错误。兔的成熟红细胞在高浓度氯化钠溶液中失水,在低浓度氯化钠溶液中吸水,根据三组细胞形态可知,三组氯化钠溶液浓度大小关系为c>a>b,B项正确。大肠杆菌有细胞壁,细胞壁可支持、保护细胞,若将b组细胞换成大肠杆菌细胞,则不会涨破,C项错误。细胞失去水分越多,吸水能力越强,故此时,c组细胞吸水能力大于b组细胞,D项错误。 基础转化点3 植物细胞质壁分离与复原实验及应用 AI解读①当外界溶液渗透压大于细胞内溶液渗透压时,植物细胞失水,可出现质壁分离;当细胞内、外溶液渗透压相等时,水分子进出细胞达到相对平衡;当外界溶液渗透压小于细胞内溶液渗透压时,植物细胞吸水,可出现质壁分离复原。②可利用该实验判断细胞活性、测定细胞液或外界溶液渗透压的大小。 4.在观察某植物细胞的失水和吸水实验中,依次观察到的结果如图,其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是(　　) A.甲状态时既没有水分子进入细胞,也没有水分子运出细胞 B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大 C.乙→丙的变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度 D.丙状态的细胞若继续处于该外界条件下,一段时间后该细胞会涨破 甲 乙 丙 C 解析　甲状态时,水分子仍然可进出细胞,A项错误。甲→乙变化表明,细胞发生了质壁分离,其原因之一是结构①所示的细胞壁的伸缩性比结构②所示的原生质层的伸缩性要小,B项错误。乙→丙的变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度,细胞吸水所致,C项正确。细胞发生渗透作用至丙状态,且继续处于该外界条件下,因细胞壁的支持和保护作用,一段时间后该细胞不会涨破,D项错误。 课堂小结 本 课 结 束 $