高三生物一轮复习课件第4课时　 【备课精讲精研】 水进出细胞的原理

第二单元

细胞的基本结构和物质的运输第4课时

水分进出细胞的原理考点3：观察植物细胞的质壁分离和复原考点1：渗透作用及其现象分析考点2：动物细胞和植物细胞的吸水和失水

课标要求阐明细胞膜具有选择透过性。考点1渗透作用及其现象分析1.渗透作用半透膜半透膜归纳

夯实必备知识2.渗透装置概念辨析

渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）从相对含量高的地方向相对含量低的地方通过半透膜扩散的过程。渗透压：溶液中单位体积溶质微粒对水的吸引力。单位体积溶质微粒越多,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高；反之，溶液渗透压越低。一般而言，溶液中物质的量浓度越高，渗透压越大渗透作用是扩散作用的一种特殊形式。

渗透作用必须有选择透过性膜(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。渗透作用与扩散作用渗透压与物质的量浓度（摩尔质量的大小）(1)液面上升的原因：______________________________________________________________________________________________。(2)液面不会一直上升的原因：

单位时间由烧杯中通过半透膜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因为液面上升到一定程度就会产生一个静水压(图中Δh)，当该压力和漏斗中的吸水能力相等时液面不再上升。图A、图B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题：(1)图A中渗透达到平衡，半透膜两侧

(填“有”或“没有”)水分子的进出。(2)图A中，若S1、S2中溶质不能通过半透膜，则Δh不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为S1

S2(填“>”“<”或“＝”)。3.渗透装置及现象分析有>液面高的一侧的溶液浓度高于液面低的一侧的溶液浓度(3)在图B所示的U型玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。①一段时间后，两管中液面的变化为左管液面，右管液面(填“升高”“降低”或“不变”)。②液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为左管液面，右管液面(填“升高”“降低”或“不变”)。升高降低降低升高n=m/M右管加酶后麦芽糖被水解成单糖（葡萄糖），分子数目增多，渗透压升高，吸水能力增强。1.(2023·石家庄高三模拟)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。图中猪膀胱膜允许单糖透过。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)。下列有关该实验描述正确的是（

）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突破

强化关键能力加酶后水解为单糖，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。还有果糖2.如图为一个渗透装置，假设溶液中的分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断正确的是（

）A.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会下降，液面b会上升C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度相等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突破

强化关键能力AD3.(2023·广东六校联考)某兴趣小组用图甲研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是(

)A.烧杯中蔗糖溶液浓度大于漏斗中蔗糖溶液浓度B.若t2时刻烧杯中加入蔗糖酶，则Δh最终将变小C.t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同D.若t2时刻漏斗中加入蔗糖酶，则Δh将先变大后变小变式训练大于则Δh将先变小后变大，最终将变大漏斗与烧杯的液面不一样高，膜两侧溶液浓度不相等t2时刻漏斗中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，漏斗内溶液浓度会先上升，由于c允许单糖通过，继而漏斗内溶液浓度会下降考点2动物细胞和植物细胞的吸水和失水动物细胞也能渗透吸水，细胞膜相当于

。Z.x.x.KZ.x.x.K类比推理细胞膜水如果将装置中的漏斗换成动物细胞，还会不会发生渗透作用呢？半透膜1.动物细胞的吸水和失水渗透作用条件半透膜两测溶液存在浓度差←细胞膜细胞质外界溶液具有半透膜

现象外界溶液浓度＜细胞质浓度，外界溶液浓度＞细胞质浓度，外界溶液浓度=细胞质浓度，处于动态平衡细胞吸水膨胀（甚至涨破）细胞失水皱缩（失水过多可能死亡）细胞维持正常形态，水分子进出细胞

归纳

夯实必备知识2.成熟植物细胞的吸水和失水全透小细胞质半透膜大液泡原生质体？归纳

夯实必备知识2.成熟植物细胞的吸水和失水细胞膜细胞液外界溶液细胞质液泡膜←原生质层渗透作用条件半透膜两测溶液存在浓度差具有半透膜考点二

动物细胞和植物细胞的吸水和失水归纳

夯实必备知识(1)外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞失水，发生质壁分离现象：(2)外界溶液浓度＜细胞液浓度，细胞吸水略微膨胀，失水的细胞发生质壁分离复原(3)外界溶液浓度=细胞液浓度，水分子进出平衡，细胞保持原态考点二

动物细胞和植物细胞的吸水和失水2.成熟植物细胞的吸水和失水考点二

动物细胞和植物细胞的吸水和失水归纳

夯实必备知识提示：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。半透膜选择透过性膜实例玻璃纸细胞膜透过原理联系半透膜的孔隙的大小，比孔隙小的离子和小分子可以自由通过，比孔隙大的分子不能通过主要是膜上转运蛋白的种类和数量，能与转运蛋白特定部位结合的离子和分子可以通过选择透过性膜一定是半透膜半透膜不一定是具有生物活性的选择透过性膜源于必修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比较半透膜和选择透过性膜1.对动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？并说明理由。

不一定。1)对动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等；2)植物细胞的细胞壁有支持、保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞内溶液浓度大于细胞外溶液浓度。归纳

夯实必备知识2.如图甲、乙、丙分别表示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)。请回答下列问题：(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现哪幅图中的现象？并分析原因。

会出现图甲所示的现象。由于发生渗透作用，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细胞吸水

动态平衡

细胞失水

(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，会出现哪幅图中的现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况又与哪幅相同？将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达到平衡状态时，水分子进出细胞的速率相等，与图乙所示相同。细胞吸水

动态平衡

细胞失水

(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，最终会不会涨破？细胞不会涨破，因为植物细胞有细胞壁的保护。细胞吸水

动态平衡

细胞失水

3.哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中能保持其正常形态。将兔的红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是（

）A.在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离B.在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞C.在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至破裂D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散C突破

强化关键能力从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行扩散4.将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是()A.0～4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B.0～1h内细胞体积与原生质体体积的变化量

相等C.2～3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的

渗透压D.0～1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压C突破

强化关键能力2～3h内细胞正在吸水0～1h内细胞正在失水发生质壁分离，细胞失水，

小于细胞壁的伸缩性比原生质体小考点3观察植物细胞的质壁分离和复原内因(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于____________(2)原生质层比细胞壁伸缩性___外因：

和外界溶液存在浓度差，细胞能渗透吸水和失水。2.实验材料：

的洋葱鳞片叶

细胞。一层半透膜大细胞液紫色外表皮归纳

夯实必备知识1.实验原理？2.实验材料→有紫色大液泡，便于观察紫色洋葱鳞片叶外表皮注意：1、不能用未成熟的细胞，如根尖分生区细胞没有大液泡2、可以用绿色植物的叶肉细胞，如黑藻叶片黑藻叶片细胞质壁分离归纳

夯实必备知识提出问题作出假设设计实验进行实验实验结论原生质层是不是相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜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；③再将植物细胞浸润在

清水中，观察。①细胞的正常形态②高浓度蔗糖溶液中③在清水中探究性实验一般流程设计方案预期结果①在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；②在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。3.实验步骤及现象细胞壁逐渐变小变深清水逐渐变大变浅提醒

本实验中存在两组对照实验，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。全程低倍镜观察4.实验结论(1)当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞

，发生

。(2)发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度

外界溶液的浓度时，细胞_____，发生质壁分离复原。失水质壁分离大于吸水归纳

夯实必备知识观察植物细胞的质壁分离和复原实验下图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，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？为什么选此细胞？

不一定。因为此细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于观察。(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。拓展

提升科学思维(3)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？该实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照(4)c处的溶液是什么？浓度降低的外界溶液。5.下列有关“探究植物细胞的吸水和失水”实验的分析，正确的是()A.“原生质层比细胞壁的伸缩性大”是该实验依据的原理之一B.引流蔗糖溶液时最好把临时装片放在实验桌上进行操作C.滴入蔗糖溶液后可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞体积明显缩小D.把蔗糖溶液换成KNO3溶液一定能观察到质壁分离自动复原现象A突破

强化关键能力若KNO3溶液的浓度过大，可能会导致细胞过度失水死亡，不再发生质壁分离复原细胞壁的伸缩性较小，细胞体积变化不明显放在显微镜的载物台6.(2023·北京丰台区高三模拟)用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列叙述错误的是（

）A.2min后，处于蔗糖溶液中的植物细

胞其细胞壁与原生质层之间充满了

蔗糖溶液B.前2min，处于蔗糖溶液中的植物细

胞吸水能力不断增强C.c点的出现是由于乙二醇进入了植物细胞D.所有植物细胞均可发生质壁分离D根尖分生区细胞【情境推理·探究】7.将若干生理状况基本相同、长度为4cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组)，尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度，结果如下图。据图分析回答下列问题。(1)实验组中是否都发生了质壁分离和复原现象？说出判断依据是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【考点速览•诊断】(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)()质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。(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)()根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作此实验材料。√××(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)()整个实验过程只需低倍镜即可。(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)()黑藻叶肉细胞液泡无颜色，叶绿体的存在有利于观察。××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。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A真题演练乙图细胞失水，细胞液浓度较高从甲到乙发生了质壁分离现象有细胞壁的限制根尖分生区细胞无中央大液泡2.(2022·全国甲，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3.(2021·广东，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()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>③A①处细胞吸水量少于③处细胞4.(2020·全国Ⅱ，5)取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断，下列说法错误的是A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖