2027届高三生物一轮复习课件++必修1第4章+水分子进出细胞的原理

课标要求1.阐明质膜具有选择透过性。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。考情分析1.渗透作用2025·重庆卷，10；2024·山东卷，4；2023·全国甲，4；2023·重庆卷，7；2022·湖南卷，10；2022·全国甲，2；2021·广东卷，132.质壁分离与复原实验2025·新课标卷，30；2025·北京卷，15；2025·浙江1月选考，9；2023·江苏卷，9；2022·浙江6月选考，11；2021·江苏卷，12；2021·重庆卷，20；2021·湖南卷，3课标要求·考情分析观察植物细胞的质壁分离与复原渗透作用（模拟实验探究膜的透性）01水进出动物细胞的原理水进出植物细胞的原理020304第4章

水进出细胞的原理1.概念：

(或其他溶剂分子)通过

的扩散，称为渗透作用。一、渗透作用半透膜：是一类可以让某些物质通过而另一些物质不能通过的多孔性薄膜的总称。物质能否通过取决于分子的大小。如玻璃纸、肠系膜、蛋壳膜、鱼鳔、猪膀胱膜等水分子半透膜半透膜

浓度差(物质的量浓度，而非质量浓度)2.发生条件：思考与讨论：(1)水分子的运动方向是？(2)水本身有重力，为什么会“水往高处流”？水分子可自由透过半透膜，故水分子的移动是双向的清水一侧半透膜蔗糖一侧总体方向：水分子多水分子少【知识链接】渗透压①概念：溶液中

对水的吸引力。②大小：取决于

，即溶质微粒的物质的量浓度，与其呈

关系。③比较：质量分数为10%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液的渗透压大小相等吗？1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液呢？溶质微粒

单位体积溶液中溶质微粒的数目正相关

一、渗透作用3.渗透方向：水分子从水的

的一侧向

的一侧渗透，即顺相对含量梯度运输。相对含量高相对含量低4.渗透装置分析：(1)液面上升的原因：单位时间内由烧杯进入漏斗中的水分子数

单位时间由漏斗中通过半透膜进入烧杯中的水分子数。大于（漏斗内溶质的渗透压高于烧杯中，吸引水分子进入漏斗）一、渗透作用(2)渗透平衡：①如图：液面高度不发生变化，水分子在半透膜处双向运动速率相等，即达到渗透平衡。②渗透平衡的原因：S1与S2的浓度差逐渐减小，渗透压差值减小水分子从S1进入S2的动力逐渐减小S1与S2液面的高度差逐渐增大，静水压增大水分子从S1进入S2的阻力逐渐增大动力=阻力，水分子进出速率相等渗透开始时，S2的浓度＞S1的浓度渗透平衡时，S2的浓度＞S1的浓度只是S1与S2的浓度差缩小了。【溶质不能透过半透膜的情况】例：下图甲是渗透作用装置示意图，实验开始时内外液面持平。下列相关叙述错误的是(

)A.水分子能自由透过半透膜，而蔗糖不能透过半透膜B.水分子由蔗糖溶液渗出半透膜外的速率，可用图乙表示C.蔗糖溶液浓度不断下降直至稳定，可用图乙来表示D.玻璃管内液面高度不断增大直至稳定，可用图丙来表示BA.渗透平衡时，烧杯中的水分子仍然能够进入漏斗B.渗透平衡时，溶液S1的浓度大于溶液S2的浓度C.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时△h将增大D.若向烧杯中加入适量同现S2浓度相等的蔗糖溶液，再次平衡时△h将减小【溶质不能透过半透膜的情况】例：如图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。当渗透达到平衡时，液面差为△h。下列有关叙述错误的是（

）C【溶质不能透过半透膜的情况】例：如图表示一个中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等质量分数的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是(

)A.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度B.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度C.加酶前后A、B两侧液面不变D.加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧高度AA．甲高于乙B．乙高于甲C．先甲高于乙，后乙高于甲D．先甲低于乙，后乙低于甲【溶质能透过半透膜的情况】例：与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜（允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）隔开（如图所示），一段时间后液面的情况是（）C【溶质能透过半透膜的情况】例：某同学设计实验如图所示，实验开始时，U型管两侧液面相等，图中半透膜允许单糖通过，据图分析，以下说法错误的是（）A.若U型管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧溶液浓度一定是相等的B.若U型管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，则实验现象为：高浓度的一侧液面上升C.若U型管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，则实验现象为：高浓度一侧液面先升高，随后另一侧液面升高，最终两侧液面会持平D.若U型管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态A一、渗透作用5.渗透平衡时液面高度变化的判断方法（以下数据均为质量浓度）①若a、b是同种物质且均不能通过半透膜，如a为5%蔗糖,b为10%蔗糖，则

。②若a、b是同种物质且均能通过半透膜，如a为5%葡萄糖,b为10%葡萄糖，则

。③若a为10%葡萄糖,可以通过半透膜，b为10%蔗糖,不能通过半透膜，则

。b侧液面高b先升高后降低，最终无高度差a先升高后降低，b先降低后升高，最终b侧液面高【特别提醒】1.渗透作用≠扩散：扩散指分子从高浓度一侧向低浓度一侧的分子运动；渗透作用仅指溶剂分子的扩散，必须通过半透膜，扩散适用于各种物质的扩散，不一定需要通过半透膜，所以说渗透作用是扩散的一种特殊形式。(2)水分子是双向移动的，但从宏观上看总趋势是由低浓度溶液流向高浓度溶液。(3)半透膜两侧的浓度差，用物质的量浓度来比较大小更合适，严格意义上讲，用半透膜两侧溶液的渗透压差值来描述更精准。(4)渗透平衡≠两侧溶液浓度相等：只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等。（渗透平衡时，哪边液面高，哪边浓度大）图1图2真题溯源·考向感知(2025重庆卷)某兴趣小组利用图1装置,分别使用等体积2.5mol/L葡萄糖溶液和1.2mol/L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。下列说法正确的是(

)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(2023重庆，T7)某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤，袋内溶液逐渐变为蓝色；当a为②、b为③，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是（

）A.若a为①+②、b为③，水浴后透析袋外最终会出现砖红色B.若a为①+②、b为⑤，透析袋外的溶液最终会出现蓝色C.若a为①+④、b为⑤，透析袋内的溶液最终会出现棕红色D.若a为①+④、b为③，水浴后透析袋内最终会出现砖红色C反渗透技术通过施加适当强度的外界压力，使溶剂逆着自然渗透的方向从半透膜一侧向另一侧作反向渗透。反渗透技术常用于海水淡化、家庭净水等，下列叙述正确的是（

）A.自然渗透作用下，水分子从淡水侧向海水侧单向运动B.海水淡化过程中，应对淡水侧施加压力C.半透膜的筛选机理与细胞膜、原生质层等一致D.及时移走淡水有利于反渗透作用的持续进行D二、水进出动物细胞的原理提出问题水分子通过细胞膜进出动物细胞也是渗透作用吗？渗透作用的发生条件：具有半透膜→细胞膜

;半透膜两侧存在浓度差→细胞质浓度和外界溶液浓度。作出假设水分子可以跨过细胞膜通过渗透作用原理，从低浓度进入高浓度溶液。实验设计实验材料：哺乳动物成熟的红细胞、清水、生理盐水、高浓度的NaCl溶液、显微镜等实验结果清水中高浓度NaCl生理盐水实验结论动物细胞也是渗透系统将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后，用显微镜观察细胞形态变化---渗透作用二、水进出动物细胞的原理提出问题水分子通过细胞膜进出动物细胞也是渗透作用吗？渗透作用的发生条件：具有半透膜→细胞膜

;半透膜两侧存在浓度差→细胞质浓度和外界溶液浓度。作出假设水分子可以跨过细胞膜通过渗透作用原理，从低浓度进入高浓度溶液。实验设计实验材料：哺乳动物成熟的红细胞、清水、生理盐水、高浓度的NaCl溶液、显微镜等实验结果清水中高浓度NaCl生理盐水实验结论动物细胞也是渗透系统将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后，用显微镜观察细胞形态变化---渗透作用清水中二、水进出动物细胞的原理---渗透作用细胞膜细胞质高浓度NaCl生理盐水<吸水膨胀

>

失水皱缩=死细胞，运输水和无机盐有大液泡(由小液泡融合而成)，不能分裂有1个或多个小液泡，不能分裂无液泡，正在分裂有大液泡，不能分裂，部分是死细胞三、水进出植物细胞的原理三、水进出植物细胞的原理细胞膜两膜之间的细胞质液泡膜原生质层成熟的植物细胞模式图细胞液水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。---主要通过利用细胞中的亲水物质(如蛋白质、多糖等)来吸水，即吸胀作用吸水。(一)不成熟植物细胞(如分生区)、干种子等：(二)成熟植物细胞(即有大液泡)：【知识链接】原生质体细胞壁（全透性，保护和支持作用，伸缩性比较小）(二)成熟植物细胞(即有大液泡)细胞膜液泡膜细胞液清水中0.3g/mL蔗糖溶液中清水中质壁分离复原---渗透作用细胞壁与原生质层分离

外因内因探究(成熟的)植物细胞的吸水和失水提出问题水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是不是相当于一层半透膜？作出假设1.实验原理：探究(成熟的)植物细胞的吸水和失水设计实验①制作临时装片,观察植物细胞正常形态；②将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小变化；③再将植物细胞浸润在清水中，观察其大小变化。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞探究(成熟的)植物细胞的吸水和失水进行实验2.实验步骤：紧贴细胞壁0.3g/mL的蔗糖溶液逐渐变小变深清水逐渐变大变浅注意：①低倍镜观察即可（3次）；②自身对照，测初始状态；如何更换溶液？探究(成熟的)植物细胞的吸水和失水实验结果蔗糖溶液中---质壁分离清水中---质壁分离复原实验结论成熟的植物细胞是通过渗透作用吸水和失水的，植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。C

（江苏卷）下图为某学生在一定浓度的蔗糖溶液对细胞影响的实验中所观察到的细胞图，请判断下列叙述中正确的是（）

A．图中①②⑥组成了细胞的原生质层

B．图中细胞处于质壁分离状态，此时⑥处的溶液一定大于⑦处的浓度

C．图中①是细胞壁，⑥中充满了蔗糖溶液

D．图中⑦是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅正在进行质壁分离一定浓度的蔗糖溶液中再置于清水中在质壁分离复原的过程中原生质层两侧溶液的浓度大小关系？原生质层两侧浓度大小关系？外界溶液浓度

>

细胞液的浓度，细胞渗透失水外界溶液浓度

<细胞液的浓度，细胞渗透吸水细胞的吸水能力逐渐

。细胞的吸水能力逐渐

。增强减弱4.质壁分离及复原实验的取材：成熟的植物细胞（有大液泡、细胞壁、活细胞）酵母菌细胞如：紫色洋葱内、外表皮细胞；叶肉细胞；根尖成熟区细胞紫色洋葱外表皮细胞黑藻叶肉细胞根尖成熟区细胞酵母菌细胞思考：无色细胞，观察效果差，如何改进？5.质壁分离及复原实验的试剂：常用0.3g/ml的蔗糖溶液，刚好质壁分离，细胞不会死亡；若大于0.5g/ml的蔗糖溶液，能质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡；若用盐酸、醋酸等，会杀死细胞。若用尿素、乙二醇、甘油、KNO3、NaCl、葡萄糖溶液：先质壁分离后自动复原现象，因细胞吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大。思考：图中哪一点溶质开始进入细胞？【课后习题再提示】P67T2、32.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.原生质层比细胞壁的伸缩性大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3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是（）A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原B.甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原DB渗出增大缓慢增大至趋于稳定蔗糖清水乙二醇增大大液泡【课后习题再提示】P74非选择题3【课后习题再提示】P67拓展应用1配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞分别置于配制好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液的浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于两个浓度之间。某兴趣小组探究了一种耐盐碱植物的细胞液浓度，实验结果如图，请你根据实验结果尝试写出他们的实验思路。6.质壁分离及复原实验的应用：(1)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小(2)证明原生质层具有选择透过性(3)判断细胞死活(4)测定细胞液的浓度范围：判断细胞死活的方法：染色排除法细胞质的流动质壁分离和复原细胞液浓度介于_______________和______________的两蔗糖溶液浓度之间

未发生质壁分离

刚发生质壁分离_短也可比较质壁分离的程度6.质壁分离及复原实验的应用：(5)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小：

将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图像如下图。则有关各细胞实验前细胞液浓度的判断，正确的是(

)A.甲>乙>丙B.乙>甲>丙C.乙>丙>甲D.丙>甲>乙B也可比较质壁分离的程度，或细胞膨胀程度6.质壁分离及复原实验的应用：(6)比较未知浓度溶液的浓度大小（2021广东卷，节选）D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③（）√只发生质壁分离的发生质壁分离后自动复原的下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3g/mL蔗糖溶液、0.5g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（

）

A.a

B.bC.cD.d6.质壁分离及复原实验的应用：(7)鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）B7.细胞吸水和失水原理在生产生活中的应用①对农作物的合理灌溉：

既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于根尖渗透吸水。②盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象：

是由于土壤溶液浓度过高，导致根细胞不易渗透吸水，甚至渗透失水造成的。③防腐杀菌(糖渍、盐渍食品不易变质）：

原因是高浓度的溶液使微生物(如细菌)不能生存和繁殖，从而长时间保存食物。④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，可以维持人体细胞正常的形态和功能。（2024江苏卷，7）有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述合理的是（）A.制作临时装片时,先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片B.用低倍镜观察刚制成的临时装片,可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央C.用吸水纸引流使0.3g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象D.通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态D命题角度1实验操作规范与现象解析能力

（2025北京卷，15）“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/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图1

清水图2

蔗糖溶液

命题角度1实验操作规范与现象解析能力（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命题角度1实验操作规范与现象解析能力

（2025课标卷，30）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________________________。（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______________________________________________。（3）一定时间（t）后细胞开始吸水的原因是___________。自由扩散和协助扩散细胞失水体积缩小，原生质层比细胞壁的伸缩性大K+和Cl-进入细胞，使细胞内渗透压高于外界溶液命题角度1实验操作规范与现象解析能力（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cC.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C命题角度2

细胞失水和吸水的原理的应用（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，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（）AA.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后