2026届高考生物一轮总复习必修1第2单元细胞的基本结构与物质输入和输出第3讲水进出细胞的原理课件

必修1分子与细胞第二单元细胞的基本结构与物质输入和输出第3讲水进出细胞的原理考情研读·备考定位课标要求核心素养1．阐明质膜具有选择透过性。2．实验：通过模拟实验探究膜的透性。3．实验：探究植物细胞的吸水和失水。1．通过对动植物细胞结构的比较，理解动植物细胞符合渗透作用的条件和发生渗透作用现象的差异。(生命观念)2．通过分析影响渗透作用和物质跨膜运输的因素，培养利用逻辑思维分析问题的能力。(科学思维)3．通过观察植物细胞的吸水和失水及探究物质跨膜运输的方式的实验，掌握探究性实验设计的一般程序。(科学探究)4．通过对渗透作用和质壁分离应用等有关问题分析，养成学以致用、关注生产生活实际的习惯。(社会责任)考点二考点一考点一渗透作用与细胞的吸水和失水必备知识·夯实基础知|识|巩|固1．渗透作用①原理分析名师解读②分析上图乙可知：Δh产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换速率相等，液面不再升高，但此时半透膜两侧溶液浓度仍然不相等，蔗糖溶液的浓度仍然大于清水的浓度。2．动物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的细胞膜相当于_________。(2)条件及现象半透膜<>＝教材隐含知识(必修1P63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)现象当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，活的植物细胞就通过渗透作用______，发生____________现象。将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度______外界清水的浓度，植物细胞吸水，发生__________________现象。失水质壁分离大于质壁分离复原思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等。(

)(2)植物细胞内的液体环境主要指的是细胞质基质中的细胞液。(

)(3)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。(

)答案：(1)×

(2)×

(3)×延|伸|探|究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(2)S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能通过半透膜提示：(1)①液面不变②右侧液面升高③左侧液面高于右侧(2)①S1液面先升高，随后S2液面升高，最终高于S1

②S1液面始终低于S2液面剖析难点·考点突破重|难|精|讲判断细胞吸水和失水的主要依据(与细胞正常状态相比)依据分析细胞液浓度变化细胞液浓度增大，表明细胞渗透失水；细胞液浓度减小，表明细胞渗透吸水原生质体体积变化原生质体体积增大，表明细胞渗透吸水；原生质体体积减小，表明细胞渗透失水依据分析细胞液中色素颜色深浅变化(细胞液中含有色素的细胞)细胞液中色素颜色变深，表明细胞渗透失水；细胞液中色素颜色变浅，表明细胞渗透吸水液泡直径与细胞壁直径比值变化液泡直径与细胞壁直径比值减小，表明细胞渗透失水；液泡直径与细胞壁直径比值增大，表明细胞渗透吸水考向一渗透作用的原理分析及应用

(多选)(2025·江苏常州期中)如图为渗透装置，实验开始时漏斗内外液面高度相同。实验开始后漏斗中的液面在30小时内呈上升状态，之后下降，最终漏斗内液面高于外面。下列叙述正确的是(

)精|准|命|题例1A．鱼鳔膜不具备细胞结构，故没有半透膜功能，对蔗糖具有全透性B．漏斗内液面出现先升后降现象与膜的性质有关，与漏斗内液体的种类无关C．液面稳定后，取漏斗中液体放入另一如图装置的漏斗内，则漏斗内液面也会出现先升后降的现象D．若将30%蔗糖溶液换成30%的NaCl溶液，漏斗内液面先升后降的现象也会出现，但上升和下降的速度更快答案：CD解析：分析题意，鱼鳔膜两侧分别是清水和蔗糖溶液，实验开始后漏斗中的液面在30小时内呈上升状态，之后下降，说明其具有选择透过性，具有半透膜的功能，A错误；漏斗内液面出现先升后降现象与膜的性质有关，与漏斗内液体的种类也有关，B错误；液面稳定后，鱼鳔膜两侧的浓度差不同，漏斗内的渗透压仍大于烧杯内，故取漏斗中液体放入另一如图装置(外部是清水)的漏斗内，则漏斗内液面也会出现先升后降的现象，C正确；若将30%蔗糖溶液换成30%的NaCl溶液，漏斗内液面先升后降的现象也会出现，由于NaCl的渗透压更大，水分子等进出速率更快，故上升和下降的速度更快，D正确。〔变式训练1〕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。下列判断不正确的是(

)A．如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙的浓度，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答案：D解析：如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙的浓度，则水主要由甲向乙扩散，导致液面a下降，液面b上升，A正确；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，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量浓度大于乙的，甲的渗透压大于乙的，因此液面a会上升，液面b会下降，B正确；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可能不同，因此甲、乙溶液的浓度不一定相等，C正确；由于两侧液面高度可能不同，当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压不一定相等，D错误。考向二动植物细胞的吸水与失水分析

(2024·天津河西模拟)科研人员将A、B两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其重量变化，结果如图所示。下列相关描述错误的是(

)例2A．甲浓度条件下，A植物细胞的液泡体积变小B．乙浓度条件下，A、B两种植物的成熟细胞处于质壁分离状态C．实验前两种植物细胞液浓度的大小关系为B>AD．五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙>戊>甲>丁>乙答案：D解析：甲浓度条件下，A植物细胞重量减少，说明细胞失水，液泡体积变小，A正确；乙浓度条件下，A、B两种植物细胞重量都大量减轻，说明A、B两种植物细胞都失水，都处于质壁分离状态，B正确；丙浓度条件下，B植物的重量增加量大于A植物，说明B植物的吸水量大于A植物，则两种植物细胞液浓度的大小关系为B>A，C正确；以B植物作为研究对象，丙浓度条件下细胞吸水最多，则丙溶液浓度最小，其次是戊，甲溶液中B植物既不吸水也不失水，与细胞液浓度相等，乙浓度条件下失水最多，则乙溶液的浓度最大，因此五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙，D错误。〔变式训练2〕红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小，在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是(

)A．细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液B．细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液C．细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液D．细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液答案：B解析：大多数水分子以协助扩散的方式进出细胞，少数水分子以自由扩散的方式进出细胞，而Na＋和Cl－以主动运输的方式进出红细胞。自由扩散和协助扩散比主动运输更容易，故细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－。由于自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，主动运输是逆浓度梯度运输，故水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液，Na＋和Cl－从低渗溶液运输至高渗溶液，B正确，A、C、D错误。考点二探究植物细胞的吸水和失水必备知识·夯实基础知|识|巩|固观察植物细胞的质壁分离及复原(1)实验原理①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层_________。②_________具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。③原生质层比细胞壁的伸缩性___。半透膜细胞液大(2)实验步骤(3)现象与结论思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)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。(

)(2)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。(

)(3)利用洋葱根尖分生组织和添加胭脂红的蔗糖溶液进行实验，现象更加明显。(

)(4)选用黑藻成熟叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。(

)答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)×延|伸|探|究1．下图表示处于质壁分离状态的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，请分析并回答相关问题：(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？选用此细胞的理由是什么？(2)c处的溶液是什么？(3)c处溶液浓度是否一定大于b处？理由是什么？提示：(1)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。(2)浓度降低的外界溶液。(3)不一定，不能确定此植物细胞正在吸水、失水还是处于动态平衡之中。2．将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3mol/L的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中，原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间的变化如图，请分析各曲线变化的原因。提示：曲线A表示细胞在蒸馏水中：细胞略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。曲线B表示细胞在0.5mol/L的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。曲线C表示细胞在

0.3mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。剖析难点·考点突破重|难|精|讲1．质壁分离及复原发生的条件(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。②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。(2)从溶液角度分析①在一定浓度(溶质不能透过半透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，才可复原)。②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。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盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合做质壁分离实验的溶液。2．质壁分离实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞的死活(2)测定细胞液浓度范围(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小(4)比较未知浓度的溶液的浓度大小(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)考向一结合实验原理和步骤，考查科学思维

(2022·浙江卷)“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。下列叙述正确的是(

)精|准|命|题例1A．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答案：A解析：能发生质壁分离的细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确；乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；

由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会涨破，C错误；

根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。〔变式训练1〕

(2021·湖南卷)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答案：D解析：施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1mol/L的NaCl溶液和1mol/L的蔗糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于蔗糖溶液，D错误。考向二结合实验拓展应用，考查科学探究能力

(2021·广东卷)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例2答案：A解析：滴加蔗糖溶液①后一段时间，保卫细胞气孔张开一定程度，说明保卫细胞在蔗糖溶液①中吸收一定水分；滴加蔗糖溶液②后一段时间，保卫细胞气孔关闭，说明保卫细胞在蔗糖溶液②中失去一定水分；滴加蔗糖溶液③后一段时间，保卫细胞气孔张开程度较大，说明保卫细胞在蔗糖溶液③中吸收水分多，且多于蔗糖溶液①，由此推断三种蔗糖溶液浓度大小为：②>①>③，D正确；通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确。〔变式训练2〕

(2025·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答案：D解析：据题图可知，甲和丁溶液中细胞均失水，且丁中细胞失水更多，故甲溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离程度小于丁溶液中的，A错误；本实验所用洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度相同，实验后，乙溶液中细胞失水最多，说明乙溶液中细胞的细胞液浓度最高，B错误；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，C错误；戊蔗糖溶液浓度中细胞原生质体体积不变，说明细胞既不吸水也不失水，推测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，D正确。素养提升·强化思维构|建|网|络真|题|再|现1