4.1.1 水进出细胞的原理 （Word学生用书）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中生物必修一（人教版）

本讲义聚焦“水进出细胞的原理”核心知识点，先通过构建渗透作用模型阐明其概念、发生条件及方向，再结合动物细胞细胞膜和植物细胞原生质层的结构，分析细胞吸水失水的原理及现象，形成从抽象模型到具体细胞应用的学习支架。 该资料以实验探究为特色，通过渗透作用装置分析、动植物细胞吸水失水实验等活动，培养科学思维与探究实践能力，结合判断题和归纳总结强化结构与功能观。课中助力教师引导学生深度理解，课后通过练习题和易错提醒帮助学生查漏补缺。

第1课时　水进出细胞的原理 1.通过构建渗透作用的相关模型，阐明细胞膜的选择透过性。 2.举例说出细胞吸水、失水的原理。 知识点一　渗透作用 1.概念：渗透作用是指　　　　　　　　　　通过半透膜的扩散。 2.渗透作用的实验装置、发生条件及现象 实验前：漏斗管内外液面高度相等； 实验后：漏斗管内液面　　　　。 3.渗透作用的方向 若半透膜两侧存在浓度差，水分子从水的相对含量　　　的一侧向相对含量　　　的一侧渗透。 【微思考】　当漏斗内液面达到稳定后，是否还有水分子进出半透膜？ （1）渗透作用是扩散的一种特殊形式。（　　） （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）纱布、玻璃纸都是半透膜。（　　） （4）具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。（　　） 探究　渗透作用原理 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，一段时间后会出现液面上升的现象，据图回答： （1）渗透作用的原理和过程分析 ①漏斗管内的液面升高的原因：由于单位体积的清水中水分子数　　　　蔗糖溶液中的水分子数，因此单位时间内由　　　　进入　　　　　　的水分子数多于由　　　　　　进入　　　　的水分子数。 ②漏斗管内的液面不会一直升高的原因：管内的水柱产生的压力会加快漏斗中的水分子向　　　　扩散的速度，最终膜两侧水分子扩散的速度达到　　　　，液面不再上升。 ③渗透装置中，当漏斗内的溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度　　　　（填“相同”或“不相同”）；此时，漏斗内溶液浓度　　　　（填“低于”“等于”或“高于”）烧杯中清水的浓度。 （2）渗透作用的条件 ①如果用纱布代替玻璃纸（半透膜），漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ ②如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ ③归纳渗透作用的发生所具备的两个条件。 归纳总结 1.判断渗透系统中液体变化的方法 （1）液面变化的判断 ①若半透膜两侧，A侧溶质可以通过半透膜，B侧溶质不能通过半透膜，则B侧液面升高。 ②若半透膜两侧，A侧和B侧溶质相同，且均不能通过半透膜，则浓度高的一侧液面升高。 ③若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜，则不存在高度差。 （2）高度差的大小取决于浓度差的大小，浓度差越大，高度差越大。 （3）浓度变化：渗透系统中，溶质不能通过半透膜时，实验刚开始浓度大的一侧达到平衡后的浓度仍大于另一侧。 2.水分子的运动规律 （1）水的运输方向：从含水量高的一侧向含水量低的一侧运输。 （2）半透膜两侧的水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动差异所导致的。 （3）当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。 1.（2025·河北唐山期中）下列现象中属于渗透作用的是（　　） A.水分子通过细胞壁渗出细胞 B.K＋通过细胞膜进入细胞 C.水分子通过细胞膜进入细胞 D.葡萄糖分子通过细胞膜进入细胞 2.如图甲、乙所示是渗透作用装置，其中半透膜为膀胱膜（二糖不能通过，水分子和单糖可以自由通过）。实验开始前图中溶液A、B、a、b（四种溶液可能为清水、葡萄糖溶液或者蔗糖溶液），其浓度分别用MA、MB、 Ma、Mb 表示。一段时间达到平衡后，甲、乙装置中漏斗的液面上升高度分别为h1、h2， a、b的浓度分别为M1、M2，则下列判断错误的是（　　） A.若A、B、a、b均为蔗糖溶液， h1＞h2， MA＝MB，则 Ma＞ Mb B.若A、B、a、b均为某种物质，且MA＝MB、 Ma ＝Mb，达平衡后h1＝h2，无法判断该物质是葡萄糖还是蔗糖 C.若A、B、a、b均为蔗糖溶液， Ma＝Mb＞MA＞MB，则h1＜h2， M1＞M2 D.若A为清水， a为蔗糖溶液，达到平衡时，吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，达到新的平衡时h1增大 易错提醒 渗透平衡≠浓度相等 　　渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。渗透平衡后，溶液浓度高的一侧液面高（反之亦然，即液面高的一侧溶液浓度也高）；浓度差越大，液面高度差也越大。 知识点二　水进出细胞的原理 1.动物细胞的吸水和失水 （1）条件及现象 半透膜 浓度差 细胞形态 细胞膜相当于一层半透膜 外界溶液的浓度 ＞ 细胞质的浓度 　　　 ＜ 　　　 ＝ 　　　 （2）动物细胞的细胞膜相当于　　　　。 2.植物细胞的吸水和失水 （1）成熟植物细胞具备的条件 （2）原理和现象 ①原理：植物细胞通过　　　　作用吸水和失水。 ②现象 a.外界溶液浓度　　　　　细胞液浓度时，细胞失水，发生　　　　　　。 b.外界溶液浓度　　　　　细胞液浓度时，细胞吸水，已经质壁分离的细胞发生　　　　　　　　。 1.（教材P63“图4－1”）据下图思考回答有关问题： （1）红细胞的细胞膜　　　　（填“是”或“不是”）半透膜，红细胞发生失水或吸水取决于　　　　　　　　　　　　　　。 （2）结合此图分析，医生常给脱水的病人注射0.9％的生理盐水，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.（教材P63“图4－2”）从原生质层的概念出发，原生质层　　　　（填“包含”或“不包含”）细胞核，　　　　（填“包含”或“不包含”）核糖体、线粒体、叶绿体等细胞器。 （1）植物细胞壁是全透性的，是细胞的边界。（　　） （2）植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。（　　） （3）细胞液就是指细胞内的液体。（　　） （4）动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破。（　　） 归纳总结 动植物细胞都能形成渗透系统 1.（教材P63“图4－1”改编）将数量相同的小鼠成熟红细胞分别放入a、b、c三种不同浓度的等量蔗糖溶液中，浸泡一段时间后，三种溶液中红细胞的形态如图所示。下列说法正确的是（　　） A.三种溶液的浓度关系为c＞b＞a B.a中的细胞在此过程中吸水能力下降 C.c中的细胞在浸泡过程中一定会由于吸水而涨破 D.若将a中的蔗糖溶液改为浓度相当的葡萄糖溶液，则细胞可能出现先皱缩后恢复原状的现象 2.若如图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法错误的是（　　） A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 B.一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水 C.当溶液浓度甲＞乙时，细胞发生渗透失水，当溶液浓度乙＞甲时，细胞发生渗透吸水 D.当溶液浓度甲＝乙时，细胞处于动态平衡状态，水分子停止进出细胞 1.渗透作用是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散现象。成熟植物细胞能通过渗透作用吸水或失水。下列有关叙述正确的是（　　） A.根尖成熟区表皮细胞主要通过渗透作用吸水 B.温度不会影响水分子通过成熟植物细胞膜的速率 C.达到渗透平衡时半透膜两侧的溶液浓度一定相等 D.成熟植物细胞发生渗透吸水时，水分子不会渗出细胞 2.关于细胞的吸水与失水说法错误的是（　　） A.动物细胞的细胞膜相当于渗透装置中的半透膜 B.植物细胞的原生质层可以看作一层半透膜 C.植物细胞的细胞壁相当于渗透装置中的半透膜 D.当植物细胞液的浓度小于外界溶液浓度的时候，细胞失水 3.（2025·河北唐山期中）如图为渗透现象示意图，实验开始时，烧杯液面与漏斗液面相同（均为a），下列选项中正确的是（　　） A.当漏斗液面不再升高时说明蔗糖分子透过半透膜达到渗透平衡 B.若用纱布替代半透膜重复此实验，则实验结束时漏斗最终液面高度在a与b中间 C.漏斗液面上升过程中水分子只能由烧杯透过半透膜进入漏斗而不能由漏斗渗出 D.农作物施肥过多造成的“烧苗”现象与图示现象都是通过渗透作用实现的 4.如图表示青菜叶下表皮在不同浓度蔗糖溶液中，由2个保卫细胞构成的气孔的开闭情况（图中a、b、c分别表示用蔗糖溶液①②③浸润后的保卫细胞）。相关叙述错误的是（　　） A.使用的蔗糖溶液浓度：②＞①＞③ B.处理后保卫细胞的细胞液浓度：a＜b C.处理后保卫细胞吸水能力：b＞c D.处理后保卫细胞液泡的颜色：a＞c 完成课后作业　第4章　第1节　第1课时 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章　细胞的物质输入和输出 第1节　被动运输 第1课时　水进出细胞的原理 知识点一 主干梳理 1.水分子（或其他溶剂分子） 2.半透膜　升高 3.高　低 微思考　提示：有。此时水分子进出半透膜的速率达到平衡，故液面不再变化。 概念辨析 （1）√ （2）×　提示：水分子仍会通过半透膜，只是进出水分子数相等。 （3）×　提示：纱布不是半透膜，具有全透性。 （4）×　提示：发生渗透作用需要具备两个条件：具有半透膜和膜两侧存在浓度差。 重难探究 （1）①多于　清水　蔗糖溶液　蔗糖溶液　清水　②外　平衡　③不相同　高于 （2）①提示：不会。原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。 ②提示：不会。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。 ③提示：具有半透膜；膜两侧溶液存在浓度差。 即学即练 1.C　细胞壁由纤维素和果胶组成，具有全透性，所以不属于渗透作用，A错误；K＋不是溶剂分子，所以不属于渗透作用，B错误；水分子是溶剂分子，所以通过细胞膜进入细胞属于渗透作用，C正确；葡萄糖分子不是溶剂分子，所以不属于渗透作用，D错误。 2.D　若A、B、a、b均为蔗糖溶液，蔗糖不能通过半透膜，h1＞h2，说明甲吸收水分多于乙，因为 MA＝MB，根据渗透作用原理，吸收水分多的一侧溶液浓度大，所以Ma＞ Mb，A正确；若A、B、a、b均为某种物质，且MA＝MB、 Ma＝Mb，达到平衡后h1＝h2，说明甲和乙吸收的水分一样多，那么该物质在半透膜两侧的浓度最终相等，该物质可能是葡萄糖，因为葡萄糖能通过半透膜，也可能是蔗糖，因为其不能通过半透膜，但水分子达到平衡后，甲、乙装置中漏斗液面一样，所以无法判断该物质是葡萄糖还是蔗糖，B正确；若A、B、a、b均为蔗糖溶液， Ma＝Mb＞MA＞MB，甲中漏斗液面上升高度h1小于乙中h2，因为浓度差越小，液面上升高度越小，同时M1＞M2，C正确；若A为清水，a为蔗糖溶液，达到平衡时，吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，由于蔗糖不能透过半透膜，漏斗内溶液浓度降低，达到新的平衡时h1将减小，而不是增大，D错误。 知识点二 主干梳理 1.（1）皱缩　膨胀　不变　（2）半透膜 2.（1）全透性　原生质层　大　（2）①渗透　②a.＞　质壁分离　b.＜　质壁分离复原 边角叩问 1.（1）是　红细胞内外溶液的浓度差　（2）生理盐水（质量分数为0.9％的NaCl溶液）的浓度与人红细胞内的浓度相等，不会使红细胞吸水或失水，可以维持红细胞的正常形态 2.不包含　包含 概念辨析 （1）×　提示：细胞膜才是细胞的边界。 （2）×　提示：原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质组成。 （3）×　提示：细胞液指液泡内的液体。 （4）×　提示：植物细胞有细胞壁的保护作用，不会吸水涨破。 即学即练 1.D　红细胞在a溶液中失水皱缩，说明a溶液浓度大于细胞内浓度，在b溶液中形态基本不变，说明b溶液浓度和细胞内浓度基本相等，在c溶液中膨胀，说明c溶液浓度小于细胞内浓度，a（大于细胞浓度）、b（和细胞浓度相等）、c（小于细胞浓度）三种蔗糖溶液的浓度关系为a＞b＞c，A错误；a中的细胞处于失水状态，在此过程中吸水能力逐渐上升，B错误；c中的细胞在浸泡过程中不一定会由于吸水而涨破，如蔗糖溶液的浓度与细胞内的液体浓度相差不大，就不会吸水涨破，C错误；当将a中的蔗糖溶液改为浓度相当的葡萄糖溶液后，由于葡萄糖溶液浓度高于细胞浓度，所以细胞会失水，但葡萄糖可以进入细胞，造成细胞内浓度升高，从而吸收水分，所以细胞会发生先皱缩后恢复原状的现象，D正确。 2.D　植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；当溶液浓度甲＞乙时，细胞发生渗透失水；当溶液浓度乙＞甲时，细胞发生渗透吸水；当溶液浓度甲＝乙时，此时处于动态平衡状态，水分子进出细胞的速率相等。 【随堂热练】 1.A　根尖成熟区表皮细胞有大液泡，主要通过渗透作用吸水，A正确；温度会改变细胞膜磷脂双分子层的流动性，从而影响水分子通过成熟植物细胞膜的速率，B错误；渗透实验中，达到渗透平衡时，水分子进出半透膜的速率相同，半透膜两侧的溶液浓度不一定相等，C错误；发生渗透吸水时，水分子的扩散是双向的，水主要由细胞外水分子数相对较多的一侧向水分子数相对较少的一侧渗透，同时也有少量水分子反方向渗透，D错误。 2.C　动物细胞也能渗透吸水或失水，原因之一是细胞膜相当于半透膜，A正确；植物细胞的原生质层可以看作一层半透膜，B正确；细胞壁是全透性的，不能作为半透膜，C错误；当植物细胞液的浓度小于外界溶液浓度的时候，细胞失水，D正确。 3.D　当漏斗液面不再升高时说明水分子透过半透膜达到渗透平衡，蔗糖不能透过半透膜，A错误；纱布具有全透性，漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中，因此不会产生液面差，B错误；漏斗液面上升过程中，水分子进入漏斗内的多于从漏斗渗出的，C错误。 4.D　保卫细胞壁外侧较薄，内侧较厚，所以保卫细胞吸水时，细胞膨胀，气孔张开，据图分析可知，a细胞吸水，①为保卫细胞的低渗溶液，b细胞失水，②为保卫细胞的高渗溶液，c细胞吸水，③为保卫细胞的低渗溶液，且c细胞吸水量大于a细胞，说明③浓度低于①，3种蔗糖溶液浓度高低为②＞①＞③，A正确；据图可知，a细胞发生了渗透吸水，b细胞发生了渗透失水，因此处理后b细胞细胞液浓度＞a细胞细胞液浓度，B正确；保卫细胞的吸水能力大小与其细胞液浓度呈正相关，b细胞发生渗透失水，细胞液浓度增大，c细胞发生渗透吸水，细胞液浓度减小，因此处理后b细胞细胞液浓度＞c细胞细胞液浓度，因此b细胞的吸水能力＞c细胞的吸水能力，C正确；保卫细胞液泡没有颜色，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $