2025届高三生物一轮复习：第7讲 水进出细胞的原理

2.3

基因工程的应用1.7水进出细胞的原理1.阐明质膜具有选择透过性1.活动：通过模拟实验探究膜的透性。2.活动：观察植物细胞的质壁分离和复原。考情分析质壁分离及复原实验及其应用2023·全国甲·T4

2022·全国甲·T2

2022·湖南·T10

2021·湖南·T32021·广东·T13

2021·重庆·T20

2020·全国Ⅱ·T5课标要求联系生活清水泡过的青菜很硬挺连续嗑带盐的瓜子口腔和唇的黏膜感觉干涩水是如何进出细胞的？渗透现象演示单击演示单击演示蔗糖分子水分子半透膜：是具有一定孔径让小分子(如水分子)通过而较大分子（如蔗糖分子）不能通过的一类多孔性薄膜的总称。(如：膀胱膜、玻璃纸、卵壳膜等)1.渗透作用水分子双向移动考点一通过模拟实验探究膜的透性教材p62BA单位体积内的水分子数：烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液）所以，漏斗液面升高(1)漏斗管内的液面为什么会升高?由清水进入蔗糖溶液的水分子数由蔗糖溶液进入清水的水分子数单位时间内：分析：总趋势：从

到

。清水（B）蔗糖溶液(A)1.渗透作用大本p40（2）液面不再上升后，水分子还会发生扩散吗？此时半透膜两边的浓度大小是怎样的？①会，此时水分子进出半透膜的数量达到平衡（渗透平衡）

。②蔗糖溶液浓度仍大于清水中的溶液浓度(清水没有浓度，蔗糖分子无法到达清水)。总结：

渗透平衡后，液面不再升高，但液面仍存在高度差Δh，则液面高的一侧溶液浓度高，蔗糖溶液的浓度仍然大于清水的浓度，且高度差越大，两侧溶液的浓度差越大。1.渗透作用大本p40考点一通过模拟实验探究膜的透性渗透作用概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。②半透膜的两侧的溶液具有浓度差①具有半透膜条件：方向：低浓度高浓度含水量高含水量低半透膜水（溶剂）注：浓度是指物质的量浓度，不是质量浓度。考点一通过模拟实验探究膜的透性总结

渗透作用大本p40n：物质的量m:质量分数\质量V：溶液体积C：物质的量浓度(1)1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等(

)渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，溶质微粒越多，溶液渗透压越高。mol/LNaCl溶液中，含1mol/L的Na＋和1mol/L的Cl－，即溶质微粒浓度为2mol/L，而1mol/L蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1mol/LNaCl溶液的渗透压大于1mol/L蔗糖溶液的渗透压×(2)上图中Δh不变时，半透膜两侧的溶液浓度相等(蔗糖不能通过半透膜)(

)×(3)上图装置达到渗透平衡时，半透膜两侧没有水分子的进出(

)×Δh不变时，半透膜两侧水分子进出达到平衡，因为蔗糖分子不能通过半透膜，所以蔗糖溶液浓度仍大于清水浓度。达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子的进出速率相等渗透装置的变式分析：渗透平衡时液面高度分析(1)半透膜只允许水分子通过液面不变提升.关键能力右侧液面升高浓度是指物质的量浓度，不是质量浓度C：物质的量浓度相同m:质量分数\质量葡萄糖相对分子质量较小，10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度更大，水分子流向总趋势为10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液，右侧液面升高。大本p42左侧液面高于右侧提升.关键能力m:质量分数\质量相同加蔗糖酶后：一分子蔗糖被水解产生两分子单糖(葡萄糖和果糖)，导致左侧浓度升高，水分子流向总趋势为10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液，则左侧液面升高，最终高于右侧。蔗糖溶液加蔗糖酶大本p42渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，溶质微粒越多，溶液渗透压越高。(1)半透膜只允许水分子通过考向1

围绕渗透作用的原理及应用，考查科学思维1.(2024·广东梅州市调研)如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断错误的是(

)DA.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面a会下降，液面b会上升B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面a会上升，液面b会下降C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度不一定相等D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等大本p41当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，由于两侧的液面高度差可能不同，因此甲、乙溶液的浓度不一定相等，甲、乙溶液的渗透压也不一定相等(2)S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能通过半透膜S1液面先升高，随后S2液面升高，最终高于S1S1液面始终低于S2液面提升.关键能力1.某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水，倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。图中猪膀胱膜允许单糖通过。下列有关叙述，正确的是()A.漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降B.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，

最后保持内外液面基本相平C.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变D.加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖B考向一渗透作用的原理及应用分析长颈漏斗中有蔗糖溶液，渗透压较高，液面上升，加酶后蔗糖水解为单糖，溶液中溶质分子数目增多，渗透压更高，液面继续上升，但是单糖分子可以通过猪膀胱膜进入烧杯中，使两边渗透压相等，漏斗中渗透压降低至内外液面基本相平2.某同学设计的实验装置如图所示，开始时向U型管两侧分别加入等量的1mol/L的蔗糖溶液和1mol/L的麦芽糖溶液，平衡后分别加入等量的蔗糖酶溶液(对U型管中溶液浓度和体积的影响可忽略)，图中膀胱膜允许单糖分子通过。下列分析正确的是()A.该装置不能发生渗透作用B.加酶前两侧的渗透压不等C.最终右侧渗透压高于左侧D.最终平衡后左侧液面高于右侧C考向一渗透作用的原理及应用分析加酶前，左右两侧物质的量浓度相等，渗透压相等两侧分别加入等量的蔗糖酶溶液后，蔗糖水解成葡萄糖和果糖，溶液中溶质分子数目增多，左侧渗透压上升最终平衡后由于右侧渗透压高，液面上升，高于左侧1.动物细胞的吸水和失水动态平衡细胞膜细胞质吸水膨胀失水皱缩考点二动物细胞、植物细胞的吸水和失水大本p41细胞质细胞膜液泡膜原生质层细胞壁细胞液半透膜,且伸缩性大外界溶液全透性，伸缩性小相当于（细胞内液体环境）水进出植物细胞主要指水通过原生质层进出液泡细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。2.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)成熟植物细胞的结构液泡大本p411.如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现图________所示现象，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。甲成熟红细胞发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水大本p41(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，会出现图________所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图________所示。(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终________(填“会”或“不会”)涨破，原因是________________________________________________________________________________________________。1.如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。丙乙不会

植物细胞的细胞壁有支持和保护作用大本p41(3)探究植物细胞的吸水和失水大本p42①提出问题：原生质层是否相当于一层半透膜②作出假设：原生质层是相当于一层半透膜③实验分析：材料：对照分析：活细胞，有细胞壁、大液泡、细胞液泡有颜色（最好）自身对照④实验步骤紫色细胞壁大本p42

低倍镜观察质壁分离0.3g/ml的蔗糖溶液处理植物细胞失水紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞壁与原生质层之间充满蔗糖溶液（充满外界溶液）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。逐渐变小加深逐渐变大④实验步骤大本p420.3g/ml的蔗糖溶液处理

清水植物细胞吸水质壁分离的复原注意

质壁分离与复原的过程中植物细胞的大小基本不变，因为外面有一层细胞壁，伸缩性小，但原生质层体积会变化比较明显。质壁分离过程中细胞失水，但吸水能力增强；质壁分离复原过程中细胞吸水，但吸水能力减弱。（1）内因：①原生质层伸缩性

细胞壁伸缩性

②原生质层相当于一层半透膜（2）外因：外界溶液浓度

细胞液浓度②

质壁分离产生原因：①“质壁分离”的“质”与“壁”分别指什么？③

现象“质”指原生质层“壁”指细胞壁大于大于(3)探究植物细胞的吸水和失水大本p42(3)探究植物细胞的吸水和失水(1)观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮。(2021·全国乙卷，2D)()(2)质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(2020·山东卷，3C)(

)

(3)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。(2020·全国卷Ⅰ，4A)(

)

(4)需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。(2019·海南卷，7C)(

)

(5)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。(2014·全国卷Ⅰ，4B)(

)(6)在“探究植物细胞的吸水和失水”实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、三次用高倍镜观察()

√××大本p43××质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作此实验材料。整个实验过程只需低倍镜即可。黑藻叶肉细胞液泡无颜色，叶绿体的存在有利于实验现象的观察。×三次都是用低倍镜进行观察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

关键.真题必刷A大本p44叶肉细胞可以发生质壁分离，且细胞质中还含有叶绿体，而洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有少量叶肉细胞，也不影响实验结果该实验只在低倍镜下观察，无需使用高倍镜应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流，重复几次紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡，那些无色的细胞应该是鳞茎细胞，不是鳞片叶外表皮细胞1.如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析：(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？为什么？不一定。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于观察，而其他满足条件的细胞也可作为实验材料。(2)b的大小和颜色如何发生变化？

b逐渐变小，颜色逐渐加深。(3)c处的液体是什么？大本p43发生质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间(c处)充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。2.发生质壁分离后的细胞是否都可以发生复原？为什么？不一定，外界浓度过高或分离时间过长会导致细胞失水过多而死亡，从而不再发生复原现象我国盐碱地总面积约为15亿亩，对其进行开发利用能提高农业产能。过去的思路主要是治理盐碱地使其适应作物，如今科研人员提出要向选育更多适应盐碱地的耐盐碱作物的方向转变。请思考：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，大多数作物因无法从土壤中获取充足的水分而难以生长。提升关键能力

3.盐碱地上大多数作物很难生长，主要原因是什么？1.(2022·浙江6月选考，11)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示：A下列叙述正确的是(

)A.由实验结果推知，甲图细胞是有活性的B.与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低C.丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破D.若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显考向1

结合实验原理和步骤，考查科学思维大本p43甲图细胞具有发生质壁分离的能力，因此是活细胞与甲图细胞相比，乙图细胞由于渗透失水导致细胞液浓度较高植物细胞有细胞壁的保护，因而不会涨破根尖分生区细胞无大液泡，无法观察到质壁分离现象C2.(2024·广东惠州调研)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是(

)A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比结构②的伸缩性大C.乙→丙的变化是由外界溶液浓度小于细胞液浓度所致D.细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂考向1

结合实验原理和步骤，考查科学思维大本p43甲状态时，水分子仍然通过跨膜运输进出细胞内在的原因是结构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小细胞壁的支持和保护作用，一段时间后该细胞不会破裂D3.(2021·湖南卷，3)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(

) A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关 B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁 C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低 D.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等考向1

结合实验原理和步骤，考查科学思维大本p43对农作物施肥过多，根细胞外土壤溶液浓度过高，会导致质壁分离，引起“烧苗”现象原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成质壁分离复原过程中，细胞液浓度逐渐降低，吸水能力逐渐降低1mol/LNaCl溶液中，含1mol/L的Na＋和1mol/L的Cl－，即溶质微粒浓度为2mol/L，而1mol/L蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1mol/LNaCl溶液的渗透压大于1mol/L蔗糖溶液的渗透压4.(2024·广东惠州调研)基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是(

) A.成熟植物细胞的死活

B.原生质层比细胞壁伸缩性大 C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水

D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞D考向2结合实验拓展应用，考查科学探究能力大本p43成熟植物细胞放到适宜浓度的蔗糖溶液中，若不能发生质壁分离则说明是死细胞，反之是活细胞质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性成熟的植物细胞进行质壁分离复原时，会进行渗透吸水质壁分离实验无法证明水分子可以通过通道蛋白进入细胞1.判断成熟植物细胞的死活2.测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一定浓度蔗糖溶液

镜检发生质壁分离无质壁分离活细胞死细胞待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间提升关键能力

质壁分离与复原实验的拓展应用例：将新鲜马铃薯切成相同的6组细条，放在一定浓度的蔗糖溶液中，结果如下表，则马铃薯的细胞液浓度大约在

范围。0.4～0.5mol·L－1比原来短比原来长比值1为判断分界点待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间3.比较未知浓度溶液的浓度大小提升关键能力

质壁分离与复原实验的拓展应用细胞液的浓度是一样的或者原生质层的体积变得越小，外界未知溶液的浓度越大，原生质体的体积变得越大，外界未知溶液的浓度越大5.(2024·吉林长春质检)用细胞液浓度相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别制成5个临时装片，同时滴加甲、乙、丙、丁、戊5种不同浓度的蔗糖溶液，处理相同时间后，观察记录原生质体的体积变化，绘制结果如图所示。下列有关叙述正确的是(

)A.甲溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离程度大于丁溶液中的B.实验后，甲～戊溶液中外表皮细胞的细胞液浓度最低的是乙溶液C.将丙溶液中的外表皮细胞浸润在清水中，可发生质壁分离的复原D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度与戊蔗糖溶液浓度相当考向2结合实验拓展应用，考查科学探究能力D大本p44失水吸水动态平衡丙溶液中的原生质体体积增大，说明该浓度下细胞吸水，并未发生质壁分离戊蔗糖溶液浓度中原生质体体积不变，说明细胞既不吸水也不失水，推测外表皮细胞的细胞液浓度与戊蔗糖溶液浓度相当甲和丁溶液中细胞均失水，且丁中细胞失水更多，故甲中细胞的质壁分离程度小于丁中的乙溶液中细胞失水最多，乙中细胞的细胞液浓度最高乙>丁>甲>戊>丙A2.(2021·广东卷，13)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，下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考向2结合动植物细胞吸水与失水，考查科学思维蔗糖分子属于二糖，不能进入保卫细胞，在清水中，保卫细胞因渗透吸水导致气孔开放大本p421.(2023·全国甲卷，4)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大本p44关键.真题必刷用30%的蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡的体积会扩大，细胞液浓度下降4.比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大（也可通过质壁分离的程度来判断）例：如图为三种不同的植物细胞放入同一浓度的蔗糖溶液后的状态，则这三种细胞原先的细胞液浓度大小关系是

.a>b>c提升关键能力

质壁分离与复原实验的拓展应用3.(2022·全国甲卷，2)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(

) A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度 D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度关键.真题必刷大本p44C细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等水分交换平衡时细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度(小于初始蔗糖溶液浓度)，故平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度（等于初始蔗糖溶液浓度）3.现有普通植物和耐盐碱植物若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组植物细胞，结果如图1所示。请回答下列有关问题：提升关键能力

(1)应选择根尖的

(填“成熟区”“伸长区”“分生区”或“根冠”)细胞进行上述实验。图1中A→B段，Ⅰ组植物的吸水能力

，此时，在细胞壁