2027届高三生物人教版一轮复习课件第7讲 水进出细胞的原理

该高中生物学高考复习课件聚焦“水进出细胞的原理”核心考点，依据课标要求梳理物质跨膜运输类型，结合2023-2025年重庆卷、山东卷等考情，明确渗透作用、质壁分离与复原实验为高频考点，系统整合概念内涵、实验步骤及变式分析，构建针对性备考体系。 课件亮点在于高考真题导向与实验探究结合，如以2025年陕宁青卷质壁分离题为例，解析KNO3溶液自动复原现象，培养科学思维和探究实践素养，提供“浓度比较-膜透性分析-结果判断”答题模板，助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准开展高效复习教学。

大概念一 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 2027高考一轮复习 第7讲 水进出细胞的原理 课标要求及考情分析 课标要求 1.举例说明哪些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；哪些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 考情分析 1.渗透作用 2025·重庆卷；2024·山东卷；2023·全国甲卷；2023·重庆卷 2.质壁分离与复原实验 2025·陕晋宁青卷；2025·新课标卷；2025·北京卷；2024·江苏卷；2023·江苏卷 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 一.渗透作用 玻璃纸 （半透膜） 渗透装置 1.认识半透膜 是一类小分子物质可以通过,而大分子物质不能通过的多孔性薄膜 如玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣等 2.扩散 分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象 原理：重量不同，需要的离心速率不同。重量越轻，所需的离心速率越大。 【教材隐性知识】源于必修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无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于微粒的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于分子大小，还与细胞的需求有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 一.渗透作用 蔗糖溶液 清水 玻璃纸 （半透膜） 渗透装置 从溶质分析： 低浓度→高浓度 从水分子分析： 相对含量高→相对含量低 水分子双向扩散，直到进出速率达到动态平衡 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 一.渗透作用 蔗糖溶液 清水 玻璃纸 （半透膜） 渗透装置 3.渗透作用 水分子或其他溶剂分子透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液扩散 1）概念： 2）条件： ①具有半透膜； ②半透膜两侧存在浓度差 溶液浓度低 渗透压低 溶液浓度高 渗透压高 含水量高 含水量低 半透膜 水（溶剂） 蔗糖（溶质） 渗透压：溶质微粒对水的吸引力 3）水的运输： 渗透压：1mol/LNaCl溶液___1mol/L蔗糖溶液 ＞ 单位V中溶质微粒数 水分子双向扩散，直到进出速率达到动态平衡 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 一.渗透作用 3.渗透作用 4）原理： 5）装置： 6）变式： 3）结果： 动态平衡 水分子双向扩散，直到进出速率达到动态平衡 变式： 问题①：A、B侧分别加入2mol/L的蔗糖溶液和2mol/L的葡萄糖溶液 若半透膜只允许水分子通过，分析液面变化及原因 问题③：A、B侧分别加入质量分数为10%的蔗糖溶液和质量分数为10%的葡萄糖溶液 问题②：A、B侧分别加入质量浓度为0.3g/ml的葡萄糖溶液和0.3g/ml的麦芽糖溶液 问题④：在①中左侧加入少量蔗糖酶 问题⑤：②中液面稳定后若把B侧高出部分吸走 A B 液面不变 右侧液面升高，最终达到平衡 A液面高于B液面 右侧液面升高，最终达到平衡 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高 A液面高于B液面 蔗糖被水解为两分子单糖，导致A侧渗透压高于B侧，B→A的水分子扩散速率大于A→B 液面稳定后，将B侧液面高出部分吸走：B侧液面继续升高并达到新的平衡 由于水柱产生的静水压的存在，B侧剩余溶液的渗透压依然大于A侧，因此B侧液面仍会升高至平衡 ④蔗糖被水解为两分子单糖，导致A侧渗透压高于B侧，B→A的水分子扩散速率大于A→B 变式： 问题⑥：S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜，S1溶液渗透压大于S2溶液浓度 若半透膜允许水分子及某些溶质通过，分析液面变化及原因 问题⑦：S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜 S1液面先上升后下降，最后液面持平。 若S1的物质的量浓度<S2的物质的量浓度 S1液面始终低于S2液面 若S1的物质的量浓度>S2的物质的量浓度 S1液面升高→S1中的溶质透过半透膜进入S2 →S2液面升高，最终高于S1 若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就还存在浓度差。 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高 A液面高于B液面 蔗糖被水解为两分子单糖，导致A侧渗透压高于B侧，B→A的水分子扩散速率大于A→B 液面稳定后，将B侧液面高出部分吸走：B侧液面继续升高并达到新的平衡 由于水柱产生的静水压的存在，B侧剩余溶液的渗透压依然大于A侧，因此B侧液面仍会升高至平衡 若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就还存在浓度差。 B液面更高 溶液体积大，吸收水多，液面高度大 A B 液面一样高， A先于B平衡 A半透膜面积大，吸水快 ⑧ 变式： 不同膜面积下，液面变化分析： ⑨ ⑩若半透膜等大，A侧为20%的蔗糖溶液，B侧为10%的蔗糖溶液,（蔗糖分子不能穿过半透膜） 利用渗透系统比较不同溶液浓度的大小？ N M ①若漏斗内液面上升，则M>N ②若漏斗内液面不变，则M＝N ③若漏斗内液面下降，则M<N 渗透平衡时，若半透膜两侧液面仍存在液面差, 则液面高的一侧溶液浓度高，吸水能力也强，渗透压也高。 淀粉 碘液 烧杯内盛 漏斗内 结论 变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能 淀粉和碘都能通过半透膜 变蓝 变蓝 不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜 探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例) 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高 A液面高于B液面 蔗糖被水解为两分子单糖，导致A侧渗透压高于B侧，B→A的水分子扩散速率大于A→B 液面稳定后，将B侧液面高出部分吸走：B侧液面继续升高并达到新的平衡 由于水柱产生的静水压的存在，B侧剩余溶液的渗透压依然大于A侧，因此B侧液面仍会升高至平衡 变式： 问题⑥：S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜，S1溶液渗透压大于S2溶液浓度 若半透膜允许水分子及某些溶质通过，分析液面变化及原因 问题⑦：S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜 S1液面先上升后下降，最后液面持平。 若S1的物质的量浓度<S2的物质的量浓度 S1液面始终低于S2液面 若S1的物质的量浓度>S2的物质的量浓度 S1液面升高→S1中的溶质透过半透膜进入S2 →S2液面升高，最终高于S1 若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就还存在浓度差。 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高 A液面高于B液面 蔗糖被水解为两分子单糖，导致A侧渗透压高于B侧，B→A的水分子扩散速率大于A→B 液面稳定后，将B侧液面高出部分吸走：B侧液面继续升高并达到新的平衡 由于水柱产生的静水压的存在，B侧剩余溶液的渗透压依然大于A侧，因此B侧液面仍会升高至平衡 若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就还存在浓度差。 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 二.生物细胞的吸水和失水 1.动物细胞吸水、失水 细胞膜相当于半透膜 细胞质与外界溶液可以具有浓度差 外界溶液 细胞膜 半透膜 蔗糖溶液 细胞质基质 相当于 相当于 现象： 动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统 医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。 注意: 细胞是否涨破主要取决于细胞内外的浓度差的大小。 生物细胞也能发生渗透作用吗？ 生物细胞结构也具备以下两个条件吗？ 1、具有半透膜。 2、半透膜两侧具有浓度差。 当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？不一定。如外界溶液浓度不是很低，有可能达到平衡。 动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统。 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 二.生物细胞的吸水和失水 2.成熟植物细胞吸水、失水 条件： 成熟植物细胞有中央大液泡 质壁分离 质壁分离复原 细胞壁 细胞膜 细胞液 细胞质 液泡膜 现象： 生物细胞也能发生渗透作用吗？ 生物细胞结构也具备以下两个条件吗？ 1、具有半透膜。 2、半透膜两侧具有浓度差。 当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？不一定。如外界溶液浓度不是很低，有可能达到平衡。 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 二.生物细胞的吸水和失水 2.成熟植物细胞吸水、失水 原生质层相当于半透膜 细胞液与外界溶液具有浓度差 条件： 成熟植物细胞有中央大液泡 细胞壁 细胞膜 细胞液 细胞质 液泡膜 原生质层 漏斗内溶液 细胞液 相当于 成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。 全透性，伸缩性小 伸缩性大，具有选择透过性 水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡，这一点与动物细胞有所区别。 考点二 探究植物细胞的吸水和失水 一.实验原理 半透膜 大 细胞液 二.实验材料 材料特点：活细胞、有细胞壁、有大液泡 植物的导管细胞 哺乳动物成熟红细胞 洋葱根尖细胞 洋葱鳞片叶外表皮细胞 黑藻 酵母菌 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。细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。 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？ 动物细胞无细胞壁，不可能发生质壁分离。 考点二 探究植物细胞的吸水和失水 三.实验思路 浓蔗糖 清水 高中唯一只能用低倍镜的显微观察类实验 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。 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？ 动物细胞无细胞壁，不可能发生质壁分离。 制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片 低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置 低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置 滴蔗糖溶液 制片 观察 观察 滴清水 观察 滴加清水，吸水纸引流 一侧滴加0.3g/mL蔗糖溶液，另侧用吸水纸引流 低倍镜下（中央液泡大小，原生质层位置） 考点二 探究植物细胞的吸水和失水 四.实验步骤 所有质壁分离的细胞都可以复原吗？严重失水或失水时间过长会导致细胞死亡，无法质壁分离复原。 蔗糖溶液浓度不能过高(如0.5 g/mL)，否则会因为失水过多而死亡。 考点二 探究植物细胞的吸水和失水 四.实验现象与结论 试剂 中央液泡变化 原生质层位置变化 细胞大小 蔗糖溶液 清水 变小，颜色变深 逐渐恢复原来大小，颜色恢复 脱离细胞壁 恢复原位 基本不变 基本不变 【温馨提示】质壁分离及复原过程中水分子的移动都是____的 双向 所有质壁分离的细胞都可以复原吗？严重失水或失水时间过长会导致细胞死亡，无法质壁分离复原。 发生质壁分离或复原的条件有哪些？（1）活细胞 （2）具有大液泡 （3）具有细胞壁 1.质壁分离复原的特殊情况分析： 1）已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不能复原的原因？ 细胞已经死亡 2）醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。 3）某种情况下会发生质壁分离不加清水却能自动复原 KNO3等溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞失水，发生质壁分离，质壁分离后因细胞主动吸收K+和NO3_等溶质微粒，而使细胞液浓度增大，植物细胞又会吸水，引起质壁分离后的自动复原。 可穿膜物质如KNO3、甘油、乙二醇、尿素等 所有质壁分离的细胞都可以复原吗？严重失水或失水时间过长会导致细胞死亡，无法质壁分离复原。 如果用可穿膜的物质(尿素、脂肪酸、甘油、乙二醇、KNO3等)溶液实验时，会出现质壁分离并自动复原。 (因为细胞失水质壁分离的同时，会通过自由扩散或主动运输吸收该类物质；当细胞液浓度大于外界溶液时，细胞开始吸水，质壁分离复原)。 2.质壁分离与复原实验的应用拓展: 1）判断成熟植物细胞的死活 2）测定细胞液浓度范围 若植物细胞液的浓度未知，将其分别放入A、B两种的蔗糖溶液中。 A B 3）比较未知浓度溶液的浓度大小 4）比较不同植物细胞的细胞液浓度 A B C 5）鉴别不同种类的溶液 6）生活中杀菌、防腐、腌制食品 若将植物细胞放入0.8g/ml的蔗糖溶液时，会怎样？细胞已经死亡 判断细胞死、活的方法： 染色排除法——细胞膜的选择透过性（台盼蓝染色） 细胞质的流动——观察叶绿体的流动 质壁分离和复原——渗透吸水和失水 若植物细胞液的浓度未知，将其分别放入A、B两种的蔗糖溶液中。发现在A溶液中植物细胞的液泡会缩小，B溶液中植物细胞的液泡会变大，求植物细胞液的浓度范围？ 细胞①可能正在失水，②可能正在吸水，③可能处于平衡状态，④也可能已死亡。 (细胞随着质壁分离的进行，吸水能力不断增强) 1）请判断内外溶液浓度关系如何？ 2）植物细胞吸水会涨破吗？ 3）当外界溶液浓度小于细胞液时，植物细胞一定会吸水吗？ 思考 由于细胞壁是全透性的，质壁分离时，细胞壁与细胞膜之间充满的是外界溶液 细胞液浓度越大，细胞吸水能力越强。(细胞随着质壁分离的进行，吸水能力不断增强) 部分植物为抵抗外界高浓度的不良环境，细胞会通过增加细胞液浓度，从而增加吸水能力。 当植物吸水时，由于外面有细胞壁，不会因吸水而涨破。植物细胞失水时，由于细胞壁的保护作用，细胞体积几乎不变。 不一定，由于植物细胞细胞壁的保护作用，当植物细胞吸水达到饱和时，细胞体积不再变化，水进出细胞达到动态平衡；若植物细胞死亡也不会吸水。 将相同鲜萝卜条分别置于0.3g/mL蔗糖溶液、清水、0.3g/mLKNO3溶液、0.5g/mL蔗糖溶液中，测量萝卜条均长与时间的关系曲线，请回答问题。 ①请在上图中标注a～d的溶液名称。 ②b曲线在用清水处理前即由下降趋势转为上升趋势，与该过程相关的细胞器有哪些？ 清水 0.5g/mL蔗糖溶液 0.3g/mL蔗糖溶液 KNO3溶液 核糖体、线粒体(因主动运输吸收KNO3) 液泡 (参与质壁分离和复原) 更利于观察 例题 植物吸收水分的方式有两种： 吸胀作用和渗透作用 吸胀作用：吸收水分主要是依赖于细胞内的亲水性物质,如蛋白质、淀粉、纤维素等,蛋白质的亲水能力最强。 没有大液泡的植物细胞主要以吸胀作用方式吸收水分； 知识拓展：吸胀作用 渗透作用是具有大液泡的成熟植物细胞的吸水方式。 Lavf52.104.0 $