第6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，涵盖渗透作用原理、动植物细胞吸水失水及质壁分离实验三大考查内容，依据高考评价体系梳理近三年广东卷、陕晋宁卷等真题考点分布，明确选择与非选择题型的命题权重，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题精析+实验探究+素养提升”策略，如以2025重庆卷渗透装置题为例，运用科学思维分析液面变化原理，结合质壁分离自动复原实验培养探究实践能力。特设易错点如“渗透平衡≠浓度相等”解析，帮助学生掌握答题技巧，教师可依托考点权重精准教学，助力高考冲刺。

第6讲　 SHENG WU XUE 水进出细胞的原理 01 目录 02 观察植物细胞的质壁分离与复原  渗透作用与细胞的吸水和失水  考点分类 命题规律 2026 2025 2024 考点01 渗透作用与细胞的吸水和 失水  2026・广东卷 2026・陕晋青宁卷 2025·重庆卷，10； 2025・北京卷，T5 2024·湖南卷，14；2024·山东卷，4　 考点02 观察植物细胞的质壁分离与复原  2026·浙江卷  2025·北京·T15 2025·陕晋青宁卷T5 2024·江苏卷　 2024·浙江卷 命题规律·考情解读 考情・靶向定位 对标素养，研判高考命题趋势 考情・靶向定位 考情分析 1．从命题题型和内容上看，高考命题涵盖选择题与非选择题，题目相对综合，常以选择题形式考查渗透作用发生的条件、运输方式的判断；非选择题则常结合特定的生命情境（如施肥过多导致烧苗、质壁分离自动复原等）。以考查基础知识的迁移应用和综合分析能力为主。主要涉及渗透作用的原理、以及探究植物细胞吸水失水的实验（质壁分离与复原）等核心内容。 2．命题重实验、重原理辨析、重影响因素与综合说理。命题偏向教材基础实验，聚焦质壁分离与复原实验操作、选材、现象判断，弱化复杂曲线，侧重对渗透作用基本逻辑、的考查，侧重基础正误辨析。 课标要求 明确目标 1.阐明渗透作用发生的条件，说明水分子或其他溶剂分子通过半透膜的移动特点。（生命观念） 举例说明动、植物细胞的吸水和失水原理；（生命观念、科学思维） 3. 掌握“观察植物细胞质壁分离与复原”实验的操作要点，尝试分析不同物质（如KNO₃、尿素）导致的自动复原现象。（科学探究） 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水  基础·精细梳理 疑难·精准突破 典例·精心深研 一、渗透作用 1.概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过__________的扩散。 半透膜 ②膜两侧溶液具有浓度差。 ①具有半透膜。 渗透作用所指的溶液浓度为物质的量浓度而非质量浓度。 2.发生条件: 3.方向: ①从溶质的角度分析： 低浓度溶液→高浓度溶液 ②从水分子自身的角度分析： 水分子高含量一侧→低含量一侧 注意：渗透≠扩散，渗透作用必须通过半透膜，扩散则不一定需要； 扩散适用于各种物质，渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 半透膜 一些小分子物质（如水）能透过,而另一些较大物质则不能透过的多孔性薄膜。能否跨膜取决于物质的直径与孔径的大小。 非生物膜： 生物膜： 细胞膜、核膜、细胞器膜 玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣 是指具有活性的生物膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。 选择透过性膜 选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。 拓展：半透膜与选择性透过膜 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 思考1：漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？ 两溶液的水分子双向运动，但由于蔗糖溶液渗透压>清水渗透压，对水的吸引力越强 渗透压 溶液中的溶质微粒对水的吸引力。 单位时间内进漏斗的水分子多于出漏斗的水分子 液面上升 随着液面上升，水柱产生的静水压F2逐渐增大，当F2=F1时,该渗透系统（即该装置）达到渗透平衡，此时半透膜两侧水分子交换速率相等，液面不再升高。 即渗透平衡 4.渗透结果： （液面高度不再发生变化） 达到渗透平衡 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 有，在达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动速率相等。 若存在上图所示的液面差Δh，此时溶液浓度S1 S2。 ＞ (△h的液体重力=漏斗中溶液的吸水力) 渗透平衡 两侧溶液浓度相等 注意： ≠ 渗透平衡时半透膜两侧液面仍存在液面高度差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差， 且液面高的一侧溶液浓度高。 思考2：当漏斗中的液面不再升高（即渗透平衡）时，还有水分子进出吗？此时，漏斗内外溶液浓度一定相同吗？如果不同，浓度较高的是? 浓度差越大，高度差就越大 水分子是双向移动的 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 渗透作用的发生需有浓度差 渗透作用的发生需有半透膜 （△h的初始值为0） 拓展1 验证渗透作用发生的条件 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 漏斗内溶液浓度为M，烧杯内溶液浓度为N，以下为各种现象及对应的结论： (初始漏斗内外液面相平) 拓展2 比较不同溶液浓度的大小 M N 若漏斗内液面上升，则M______N 若漏斗内液面不变，则M______N 若漏斗内液面下降，则M______N ＞ ＝ ＜ 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 (以碘和淀粉为例) 烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论 变蓝 不变蓝 不变蓝 变蓝 变蓝 变蓝 不变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能 淀粉能通过半透膜，而碘不能 淀粉和碘都能通过半透膜 淀粉和碘都不能通过半透膜 拓展3 探究物质能否通过半透膜的方法 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 拓展4 渗透装置的变式分析 1.假设该半透膜只允许水分子通过，溶质不能通过半透膜的情况 液面 （等高） 2 mol/L 蔗糖溶液 2 mol/L 葡萄糖 溶液 半透膜 ① （1）①装置中液面如何变化？ 半透膜两边渗透压相等，液面不变 （2）②装置中液面如何变化？ 左液面高于右液面 ② 1mol/L NaCl溶液 1mol/L 蔗糖溶液 NaCl在溶液中以Na+和Cl-的形式存在，渗透压为2mol/L 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 拓展4 渗透装置的变式分析 1.假设该半透膜只允许水分子通过，溶质不能通过半透膜的情况 液面 （等高） 10% 蔗糖溶液 10% 葡萄糖 溶液 半透膜 加蔗糖酶 （1）此装置中液面如何变化？ （2）若液面稳定后，将右侧液面高出部分吸走,则液面如何变化？ (3)若在两侧加等量蔗糖酶，则液面如何变化？ 相对分子质量：葡萄糖<蔗糖， 物质的量浓度：10%葡萄糖>10%蔗糖 右侧液面升高并达到新的平衡（液面高度比之前低） 蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由葡萄糖溶液→蔗糖溶液移动多，则左侧液面升高 右液面高于左液面 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 （1）S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜， S1溶液浓度大于S2溶液浓度？ （2）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。 ②若S1的物质的量浓度 > S2的物质的量浓度 ①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 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 拓展4 渗透装置的变式分析 2.溶质能通过半透膜的渗透装置 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 3.半透膜表面积大小 在其他条件相同的情况下，半透膜的表面积越大，单位时间内通过半透膜进出漏斗的水量越多，液面变化越明显 ∆hA=∆hB 拓展4 渗透装置的变式分析 A、B两个漏斗中液体体积和浓度相同，所以最终液面高度 ，但是A漏斗的半透膜面积大，吸水 。到达平衡时 。 相同 快 短 A B 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 1.(2025·重庆，10)某兴趣小组利用图1装置，分别使用等体积2.5 mol·L－1葡萄糖溶液和1.2 mol·L－1蔗糖溶液，室温下观察渗透现象。图2是两种溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化。下列叙述正确的是（ ） A.X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化 B.t1～t3由X液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯 C.t2～t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖 D.t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变 C 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 2.如图A所示的甲、乙、丙三个渗透装置中, 三个漏斗颈的内径相等, 漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如下表所示。图B中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。曲线1、2、3 与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是( ) 装置编号 甲 乙 丙 半透膜面积 S S/2 S 蔗糖溶液体积 T T 2T A.1—乙；2—甲；3—丙 B.1—丙；2—甲；3—乙 C.1—甲；2—乙；3—丙 D.1—丙；2—乙；3—甲 B 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 细胞失水皱缩 保持原正常形态 外界溶液浓度 低于 细胞质浓度 外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 细胞吸水膨胀甚至涨破 蒸馏水 生理盐水 高浓度溶液 外界溶液浓度 大于 细胞质浓度 二、动物细胞的吸水和失水 原理 渗透作用 条件 ①动物细胞的 相当于半透膜； ②细胞质基质与外界溶液具有浓度差 细胞膜 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 教材隐含知识 (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。 无生命的物理性 微粒的大小 具有活性 分子大小 细胞的需求 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 1.植物吸收水分的方式有两种 (提醒：如植物根尖分生区细胞和干种子，没有大液泡的植物细胞主要以吸胀作用方式吸收水分。 是具有液泡的成熟 的吸水方式,也是植物体吸水的主要方式。一个有液泡的成熟植物细胞是一个渗透系统。 (1)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。 (2)渗透作用 植物细胞 细胞或组织的吸水能力： 纤维素<淀粉<蛋白质 三、 成熟植物细胞的吸水和失水 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 1.条件： 。 成熟植物细胞具有中央大液泡 三、植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例） 2.原理 水进出植物细胞：主要是指水经过原生质层进出液泡。 原生质层≠原生质体 原生质层=细胞膜+液泡膜+两层膜之间的细胞质 原生质体=植物细胞-细胞壁（包含细胞核、细胞液） ①半透膜： ②浓度差： 原生质层 细胞液与外界 溶液之间的浓度差 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 当外界溶液浓度_____细胞液浓度时，细胞发生质壁分离现象 当外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破 当外界溶液浓度_____细胞液浓度时，细胞维持正常形态 大于 小于 等于 三、植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例） 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。 请问观察到这个细胞，你觉得它是失水还是吸水？ 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 ①“烧苗” 现象 ②糖渍、盐渍食品不变质 ③用浓度较高的蔗糖或盐溶液腌制食品 一次施肥过多，土壤溶液浓度过高，甚至超过根细胞液浓度，导致根不易吸水或因失水而造成 “烧苗”。 是因为在食品的外面形成很高浓度的溶液，使微生物 (如细菌) 不能在上面生存、繁殖，所以能较长时间地保存。 细胞大量失水死亡，细胞膜失去选择透过性，蔗糖或Na+、Cl−进入死细胞，使腌制食品具有甜或咸味。 生活中的小现象 考点一 细胞的多样性和统一性 考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原  基础·精细梳理 疑难·精准突破 典例·精心深研 1.实验原理 半透膜 大 细胞液 一、植物细胞的质壁分离及复原实验 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 2.选材 一、植物细胞的质壁分离及复原实验 洋葱鳞片叶外表皮细胞 0.3g/mL的蔗糖溶液、吸水纸、 清水等 思考1：实验材料选取的注意事项有哪些？ 必须选活的、成熟的、有大液泡，最好有颜色的植物细胞，以便于在显微镜下观察。如洋葱鳞片叶外表皮细胞。 思考2：可选用黑藻（叶肉细胞液泡是无色的）或洋葱鳞片叶内表皮细胞吗？ 黑藻叶片具有大液泡和较多叶绿体，可通过观察叶绿体分布状况来判断。洋葱鳞片叶内表皮细胞含有大液泡，都能发生质壁分离及复原，但液泡无色，直接观察现象不明显。（如果在外界溶液中添加某些 色素分子，则可以观察到明显现象，是？ ） 在高浓度溶液中发生质壁分离 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 3.实验步骤及结论 紫色 细胞壁 逐渐变小 加深 逐渐变大 细胞体积基本不变 质壁分离过程中，吸水能力逐渐增强 质壁分离复原过程中 吸水能力逐渐减弱 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 蔗糖溶液（外界溶液） 1.发生质壁分离的细胞，细胞壁和原生质层之间的溶液是什么？ 2.有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，分析原因可能是什么？ 蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。 3.将洋葱表皮细胞浸入浓度为一定浓度的KNO3溶液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间，自动发生质壁分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。请分析原因？ 由于细胞可选择性地吸收K＋和NO3－，导致细胞液浓度大于外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离自动复原。 考点一 细胞的多样性和统一性 疑难·精准突破 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 29 (2)从溶液角度分析。 ①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(用 处理，方可复原)。 ②在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如 等)中可发生质壁分离后自动复原现象。 ③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。 4．理解质壁分离发生的条件 清水或低渗溶液 KNO3、甘油、尿素、乙醇 (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。具有中央大液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。 ②细菌细胞一般也能发生质壁分离，但现象不明显。 K+等可转运到细胞，细胞液浓度升高，吸水自动复原 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 拓展 质壁分离实验的应用 1.判断成熟植物细胞的死活 想一想还可用什么方法判断细胞死活？ 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 2.测定细胞液浓度范围 把引起50%的细胞刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度， 称为细胞的等渗浓度 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 3.比较不同植物细胞的细胞液浓度的大小 不同成熟植物细胞 同一浓度的蔗糖溶液 镜检 比较刚刚发生质壁分离的时间或比较发生质壁分离的程度 时间越短或质壁分离的程度越大，细胞液浓度越低 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 4.比较不同溶液的浓度大小 同一植物成熟细胞 未知浓度的蔗糖溶液 镜检 比较刚刚发生质壁分离的时间或比较发生质壁分离的程度 时间越短或质壁分离的程度越大，溶液浓度越高 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 5.鉴别不同种类的溶液(以KNO3溶液和蔗糖溶液为例) 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 考向1　实验原理和步骤[科学探究] 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(　　) D 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 考点一 细胞的多样性和统一性 疑难·精准突破 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 2.(2023·全国甲卷) 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(　　) C 考点一 细胞的多样性和统一性 疑难·精准突破 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 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 3．(2024·山东卷)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 考点一 细胞的多样性和统一性 疑难·精准突破 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 4.保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　) A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后 B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ A 考点一 细胞的多样性和统一性 疑难·精准突破 考点二 观察植物细胞的质壁分离与复原 $