第2单元 第3课时 水进出细胞的原理-【优化探究】2027年高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（江苏专版）

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，依据课标要求梳理细胞膜选择透过性、膜透性模拟实验、质壁分离与复原观察三大考查内容，结合2021-2024江苏卷等真题统计，明确渗透作用原理、质壁分离实验分析等高频考点，构建“必备知识梳理+错漏诊断+考向精练”的复习体系。 课件亮点在于高考真题深度融合与核心素养培养，如通过2024山东卷仙人掌细胞吸水失水题、2025北京卷质壁分离图像题，训练科学思维与探究实践能力。特设“错漏诊断”辨析渗透平衡误区，“精练迁移应用”设计透析袋实验题，帮助学生掌握实验设计与结果分析技巧，教师可据此精准把握考点，提升复习效率。

细胞的基本结构与物质运输 第二单元 第3课时　水进出细胞的原理 1.阐明细胞膜具有选择透过性。 2.活动:通过模拟实验探究膜的透性。 3.活动:观察植物细胞的质壁分离与复原 课标要求 2024·江苏卷,7　2022·江苏卷,5　2021·江苏卷,12 真题统计 内容索引 NEIRONGSUOYIN 演练感悟 考点二 观察植物细胞的质壁分离和复原 真题 细胞的吸水和失水 考点一 细胞的吸水和失水 考点一 梳理 必备知识 1.渗透作用 (1)渗透作用原理 溶剂 半透膜 浓度差 多 少 低 高 (2)装置分析 ①液面上升的原因:单位时间由烧杯进入漏斗中的水分子数____ (填“>”“<”或“=”)单位时间由漏斗进入烧杯中的水分子数。 ②液面不会持续上升的原因:当漏斗内的液面上升到一定高度后,液柱 (如图Δh)产生的压力将加快漏斗中水分子向烧杯扩散的速度,当该压力和漏斗中的吸水力__________时,液面不再上升。 > 达到平衡 [点拨]　①溶液的浓度:这里的浓度是溶液的物质的量浓度,不是溶液的质量分数。 ②渗透平衡≠两侧溶液浓度相等:渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,而两侧溶液的浓度不一定相同,两侧的液面高度也不一定相同。 拾遗•挖掘 (人教必修1 P67“拓展应用2”)温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率,检验该结论的实验设计思路为将该渗透装置放于不同温度的环境中,通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢,判定温度是否影响扩散速率。 2.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 失水 外界溶液的浓度___细胞质的浓度 平衡 外界溶液的浓度___细胞质的浓度 半透膜 < > = 3.成熟植物细胞的吸水和失水 (1)条件:成熟植物细胞具有中央(大)_______ 。 (2)原理 液泡 (3)现象 大于 小于 等于 [点拨]　①当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时,细胞可能正在失水,可能正在吸水,可能处于平衡状态,也可能已死亡。 ②原生质层的组成:原生质层包括细胞膜和液泡膜及两层膜之间的细胞质,不包括细胞核与细胞液。 拾遗•挖掘 (人教必修1 P63图4-1)若将菠菜叶肉细胞置于清水中,一段时间内细胞体积增大,最终不会涨破,原因是植物细胞的细胞壁有支持和保护作用。 【错漏诊断】 1.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。( ) 2.(2021·湖南卷)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等。( ) 3.渗透装置中,漏斗内溶液液面上升的速率逐渐减缓。( ) 4.当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破。( ) 5.(2025·天津卷)植物细胞能发生质壁分离和复原,表明细胞膜具有选择透过 性。( ) 6.细胞吸水过程中,吸水力逐渐增强。( ) × × √ × √ × 精练 迁移应用 考向1　渗透作用的实验探究及分析 1.(2026·江苏常州高级中学模拟)透析袋是一种半透膜,水、葡萄糖等小分子和离子可以通过,而蔗糖、淀粉、蛋白质等则无法通过。某实验小 组搭建了如图所示的实验装置验证上述结论。A是袋内溶 液,烧杯中B是蒸馏水。下列现象会出现的是 (　　) A.若A是蛋白质溶液,B中加入双缩脲试剂后B中可发生紫色反应 B.若A是葡萄糖溶液,则透析袋的体积会先增大后减小 C.若A是淀粉溶液,B中加入碘—碘化钾溶液,则A不变蓝 D.若A和B分别是质量分数都为10%的蔗糖溶液和葡萄糖溶液,则透析袋体积不变 B 解析:若A是蛋白质溶液,B中加入双缩脲试剂,蛋白质分子不能通过半透膜,则B中不会发生紫色反应,A不符合题意;若A是葡萄糖溶液,B中为蒸馏水,刚开始时A浓度>B浓度,因此水分子会进入A中,即透析袋的体积会增大,一段时间后A中浓度下降,且葡萄糖会透过半透膜,B中浓度上升,水分子又会进入B中,即透析袋的体积会减小,B符合题意;若A是淀粉溶液,B中加入碘—碘化钾溶液,碘—碘化钾可透过半透膜,与淀粉发生反应,则A应该变蓝,C不符合题意;若A是质量分数为10%蔗糖溶液,B为10%的葡萄糖溶液,由于葡萄糖能从B进入A,但蔗糖不能从A进入B,A渗透压升高,透析 袋吸水,导致透析袋体积变大,D不符合题意。 2.(多选)如图甲、乙为常见的两套渗透装置图(图中S1为30%蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为30%葡萄糖溶液;已知单糖能通过半透膜,但二糖和多糖不能通过半透膜),下列有关叙述正确的是(　 　) A.待装置甲S1液面稳定后加入蔗糖酶,漏 斗管内液面会升到一定高度后保持不变 B.装置甲漏斗中液面上升速率逐渐下降 C.实验刚开始时,装置甲中水分子从S2侧进入另一侧的速率小于装置乙中水分子从S2侧进入另一侧的速率 D.装置乙的现象是S3液面先上升后下降,最终S3和S2液面持平 BCD 解析:待装置甲S1液面稳定后加入蔗糖酶,蔗糖水解为单糖,导致漏斗内溶液的物质的量浓度升高,S1液面先上升;由于单糖可以通过半透膜,导致液面上升后又下降,A错误;装置甲中,S1为30%蔗糖溶液、S2为蒸馏水,所以漏斗中液面上升,但随着半透膜两侧的浓度差逐渐减小,漏斗中液面上升速率逐渐下降,最后在半透膜两侧水分子扩散速率达到平衡,B正确;渗透装置中水分子扩散速率取决于半透膜两侧溶液物质的量的浓度差,由于蔗糖是二糖,葡萄糖是单糖,则30%的蔗糖溶液的物质的量的浓度小于30%葡萄糖溶液的,因此实验刚开始时,装置甲中水分子从S2侧进入另一侧的速率小于装置乙中水分子从S2侧进入另一侧的速率,C正确;装置乙中,初期S2、S3中存在浓度差,因为水的渗透作用,S3液面会上升,但由于葡萄糖能通过半透膜,一段时间后S3液面又会下降,最终S3和S2 液面持平,D正确。 考向2　动植物细胞的吸水与失水 3.(2024·山东卷,4)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 B 解析:植物细胞失水过程中,液泡中的水分透过原生质层进入外界溶液中,细胞液浓度增大,A正确;干旱环境下,内部薄壁细胞液泡中的单糖合成多糖的速率比外层细胞快,则其细胞液溶质微粒比外层细胞少,故其细胞液浓度比外层细胞低,B错误;据题意可知,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大,故失水比例相同的情况下,与内部薄壁细胞相比,外层细胞更易发生质壁分离,C正确;内部薄壁细胞内的单糖是由外层细胞光合作用合成后转运进来的,干旱环境下,内部薄壁细胞中的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运入内部薄壁细胞,从而有利于外层细胞的光合作用,D正确。 4.(多选)(2026·江苏徐州模拟)图甲是人的红细胞处在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定浓度的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。下列有关叙述正确的是(　　) A.图甲中150 mmol·L-1 NaCl溶液不影响人红细胞的功能 B.图甲中显示可用小于100 mmol·L-1 NaCl溶液处理人红细胞制备纯净细胞膜 C.图乙中OA段,细胞的吸水能力逐渐增强 D.图乙中细胞失水量的变化过程中只有水分子渗出和进入细胞 答案:ABC 解析:图甲中,150 mmol·L-1 NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比等于1,说明该溶液渗透压与细胞内液的渗透压相等,不影响人红细胞功能,A正确;图甲中人红细胞在浓度小于100 mmol·L-1 NaCl溶液中会吸水涨破,因此,用小于该浓度的NaCl溶液处理人红细胞可制备纯净细胞膜,B正确;图乙中OA段细胞的失水量逐渐增大,则细胞液浓度会逐渐增大,因此,细胞的吸水能力逐渐增强,C正确;图乙中细胞失水量的变化过程中,既有水分子渗出,也有水分子、钾离子和硝酸根离子进入细胞,D错误。 考点二 观察植物细胞的质壁分离和复原 梳理 必备知识 1.实验原理 大 2.实验步骤、现象与结论 紫色 细胞壁 逐渐变小 加深 逐渐变大 拾遗•挖掘 (人教必修1 P64“探究·实践”拓展)将质量浓度为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液换成一定浓度的乙二醇溶液,细胞发生质壁分离后能自动复原。 (1)细胞发生质壁分离的原因是细胞在高浓度的外界溶液中失水。 (2)细胞发生质壁分离自动复原的原因是乙二醇进入细胞内,使细胞液浓度升高,细胞渗透吸水。 [点拨]　①本实验中存在两组对照实验,对照组和实验组在同一装片中先后进行,属于自身前后对照。 ②不使用幼嫩细胞的原因:细胞壁起不到支持和保护作用,细胞不会发生质壁分离和复原。 【错漏诊断】 1.(2025·陕晋青宁卷)观察植物细胞的质壁分离现象实验过程须保持细胞活性。 ( ) 2.在“探究植物细胞的吸水和失水”实验操作中,共涉及三次使用显微镜观察,第一、二、三次均用低倍镜观察。( ) 3.选用黑藻成熟叶片进行观察质壁分离与复原时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。( ) 4.可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离与复原。( ) 5.观察质壁分离与复原实验中,吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染显微镜镜头。( ) √ √ × × × 深研 重难问题 探究　我国盐碱地总面积约为15亿亩,普通稻很难在盐碱地上生长,由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻,也称耐盐碱水稻,适合在海边滩涂等盐碱地生长。海水稻试种、推广成功后,保守计算可增产粮食500亿公斤,多养活约2亿人。 (1)普通稻很难在盐碱地上生长,主要原因是什么? 提示: 盐碱地的土壤盐分过多,土壤溶液浓度大于植物根部细胞的细胞液浓度,普通稻细胞会发生质壁分离,无法从土壤中获取充足的水分,难以生长。 探究　我国盐碱地总面积约为15亿亩,普通稻很难在盐碱地上生长,由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻,也称耐盐碱水稻,适合在海边滩涂等盐碱地生长。海水稻试种、推广成功后,保守计算可增产粮食500亿公斤,多养活约2亿人。 (2)为研究海水稻与普通稻的吸水能力,某研究小组使用0.4 g·mL-1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞,结果如图所示。 ①图中表示海水稻和普通稻的曲线分别是什么? 提示: 曲线Ⅰ表示海水稻,曲线Ⅱ表示普通稻。 深研 重难问题 探究　我国盐碱地总面积约为15亿亩,普通稻很难在盐碱地上生长,由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻,也称耐盐碱水稻,适合在海边滩涂等盐碱地生长。海水稻试种、推广成功后,保守计算可增产粮食500亿公斤,多养活约2亿人。 (2)为研究海水稻与普通稻的吸水能力,某研究小组使用0.4 g·mL-1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞,结果如图所示。 ②普通稻原生质体体积变化的原因是什么? 提示: A~B段虽然普通稻吸收K+和N,但细胞液浓度仍低于KNO3溶液浓度,细胞失水,原生质体体积变小;B~C段细胞继续吸收K+和N使细胞液浓度高于外界溶液,细胞吸水,原生质体体积增大。 深研 重难问题 探究　我国盐碱地总面积约为15亿亩,普通稻很难在盐碱地上生长,由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻,也称耐盐碱水稻,适合在海边滩涂等盐碱地生长。海水稻试种、推广成功后,保守计算可增产粮食500亿公斤,多养活约2亿人。 (3)为探究海水稻的细胞液浓度,研究小组用不同浓度的蔗糖溶液处理海水稻细胞,实验结果如图所示,试写出进一步的探究实验思路。 提示: 配制一系列浓度范围为0.35~0.45 g·mL-1且梯度更小的蔗糖溶液,分别处理相同的海水稻细胞,其他条件相同且适宜,培养一段时间后观察现象并记录。 深研 重难问题 探究　我国盐碱地总面积约为15亿亩,普通稻很难在盐碱地上生长,由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻,也称耐盐碱水稻,适合在海边滩涂等盐碱地生长。海水稻试种、推广成功后,保守计算可增产粮食500亿公斤,多养活约2亿人。 (4)对盐碱地进行开发利用能提高农业产能,尝试提出合理利用盐碱地的思路。 提示: ①治理盐碱地使其适应普通作物生长;②选育适应盐碱地的耐盐碱作物。 深研 重难问题 质壁分离与复原实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 归纳提升 (2)测定细胞液的浓度范围 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 (4)比较同一溶质未知浓度溶液的浓度大小 (5)鉴别不同种类的溶液(如乙二醇溶液和蔗糖溶液) 精练 迁移应用 考向　质壁分离与复原的实验分析 1.(2026·广东深圳模拟)某实验小组利用乙二醇溶液和蔗糖溶液进行质壁分离实验的探究,如图是实验过程中原生质体的相对体积随时间的变化情况。下列相关叙述正确的是(　　) A.乙二醇溶液组C点的细胞液浓度高于A点的细胞液浓度 B.0~60 s两组实验结果存在差异是因为两组实验所用溶液 的浓度不同 C.要测量原生质体相对体积的大小,一般选择紫色洋葱内表皮细胞 D.蔗糖溶液组BD段原生质体的相对体积不变是因为没有水分子的流动 A 解析:乙二醇溶液组在未更换外界溶液的条件下发生质壁分离复原的原因是乙二醇进入细胞内,导致细胞液浓度高于外界溶液浓度,因此与A点相比,C点的细胞液浓度高,A正确;由图可知,两组实验所用溶液的浓度都是2 mol·L-1,浓度相同,造成两组0~60 s实验结果不同的原因是溶质种类不同,B错误;紫色洋葱内表皮细胞没有颜色,不利于观测,因此要选择紫色洋葱外表皮细胞,C错误;BD段原生质体的相对体积不变是因为水分子内流与外流速度相同,即水分子进出细 胞达到动态平衡,D错误。 2.(2021·江苏卷,12)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验,下列相关叙述正确的是(　　) A.用镊子撕取的外表皮,若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验 B.将外表皮平铺在洁净的载玻片上,直接用高倍镜观察细胞状态 C.为尽快观察到质壁分离现象,应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液 D.实验观察到许多无色细胞,说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡 A 解析:紫色洋葱外表皮细胞和叶肉细胞都是成熟的植物细胞,它们都有原生质层和中央液泡,放在一定的蔗糖溶液中都可以发生质壁分离,只是紫色洋葱外表皮细胞的细胞液呈紫色,更易观察,所以即使撕取的紫色洋葱鳞片叶外表皮上带有少量的叶肉细胞,也不会影响实验结果,A正确;使用显微镜观察装片时,需先在低倍镜下找到观察目标,再将目标移至视野中央,然后换用高倍镜观察,B错误;在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液,不一定能尽快观察到质壁分离现象,正确做法是在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,C错误;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色中央液泡,观察到的无色液泡可能是所撕取的外表皮带有的少量叶肉细胞,而不是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,D错误。 真题　演练感悟 2 3 1 4 1.(2025·北京卷,15)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3 g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是(　　) A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞 B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞 C.图2,细胞失去的水分子是自由水 D.与图1相比,图2中细胞液浓度小 D 2 3 1 4 解析:图1中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;细胞壁有保护和支持的作用,可以限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;图2中,细胞发生质壁分离,此时细胞失去的水分子是自由水,C正确;与图1相比,图2中细胞发生质壁分离,此时细胞失去了水,所以图2细胞液浓度更大,D错误。 2 3 1 4 2.(2024·广西卷,13)科研工作者以烟草悬浮细胞为材料,研究不同质量浓度的聚乙二醇(PEG)对细胞膜通透性的影响,结果 如图所示。下列说法错误的是(　　) A.高浓度PEG使细胞活力显著下降 B.随着PEG浓度增加,eATP和iATP总量持续增加 C.iATP相对水平越高,说明细胞膜的通透性越小 D.在PEG胁迫下,eATP相对水平与iATP相对水平 呈负相关 B 2 3 1 4 解析:分析题意,吸光值OD600值越小,表示细胞膜通透性越小,由图可知,高浓度PEG下OD600值增大,即细胞膜通透性增大,细胞活力下降,A正确;据图可知,随着PEG浓度增加,iATP减小,而eATP变化范围较小,故eATP和iATP总量并非持续增加,B错误;吸光值OD600值越小,表示细胞膜通透性越小,由图示可知, iATP相对水平越高,OD600值越小,说明细胞膜通透性越小,C正确;从图中可观察到在PEG胁迫下,eATP相对水平升高,而iATP相对水平降低,故二者呈负相关,D正确。 2 3 1 4 3.(2025·浙江1月卷,9)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,示意图如图所示。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 C 2 3 1 4 解析:据图甲、乙可知,该细胞发生了质壁分离,故该叶肉细胞在实验过程中一定保持活性,A错误;①细胞膜与②细胞壁的分离,与细胞壁的全透性和细胞膜的选择透过性均有关,B错误;与图甲相比,图乙细胞因失水导致渗透压升高,即细胞吸水能力增强,C正确;细胞的体积包括细胞壁所在的范围,因细胞壁的伸缩性较差,故质壁分离前后细胞的体积基本不变,D错误。 2 3 1 4 4.(2025·新课标卷,29)将某植物叶肉细胞放入一定浓度的KCl溶液中,起初细胞失水发生质壁分离,一定时间(t)后细胞开始吸水,并逐渐复原。回答下列问题。 (1)植物细胞与外界溶液进行水分交换时,水分子跨膜运输的两种方式是 　　　　　　　　　　　。  解析:水分子跨膜运输的方式有自由扩散、协助扩散,水分子更多的是借助膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。 自由扩散、协助扩散 2 3 1 4 (2)细胞失水发生质壁分离,原生质层与细胞壁分离的原因是 __________________________________________________。  解析:当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞发生失水导致体积缩小,且原生质层比细胞壁的伸缩性大,细胞会发生质壁分离现象。 细胞失水体积缩小,原生质层比细胞壁的伸缩性大 2 3 1 4 (3)一定时间(t)后细胞开始吸水的原因是________________________ _______________________。  K+和Cl-进入细胞,使细胞内 渗透压高于外界溶液 解析:KCl会电离出K+和Cl-,K+和Cl-进入细胞,使细胞内渗透压高于外界溶液,细胞吸水。 $