2025版高考生物一輪總復(fù)習(xí)教師用書必修1第2單元細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)輸入和輸出第3講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出考點一滲透作用與細(xì)胞的吸水和失水

第3講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出考情研讀·備考定位課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1．闡明質(zhì)膜具有選擇透過性。2．舉例說明哪些物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，不需要額外提供能量；哪些物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，需要能量和載體蛋白。3．舉例說明大分子物質(zhì)可以通過胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞。1．結(jié)合細(xì)胞膜的化學(xué)組成，理解細(xì)胞膜具有選擇透過性的原因。(生命觀念)2．比較自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動運(yùn)輸和胞吞、胞吐方式的異同點，并能根據(jù)一種物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的特點判斷其運(yùn)輸方式。(科學(xué)思維)3．選擇合適的實驗材料，觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原，分析實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。(科學(xué)探究)考點一滲透作用與細(xì)胞的吸水和失水必備知識·夯實基礎(chǔ)知|識|鞏|固1．滲透作用(1)概念：指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴(kuò)散過程。(2)原理1．滲透作用與擴(kuò)散的比較擴(kuò)散：分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)動的現(xiàn)象。滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散。2．滲透方向：水分子的移動方向是雙向移動，但最終結(jié)果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)較多。3．這里的濃度是溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度，不是溶質(zhì)的質(zhì)量濃度。例如向兩燒杯水中，各加入1g葡萄糖和1g蔗糖完全溶解后，葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大于蔗糖溶液物質(zhì)的量濃度。4．液面穩(wěn)定時，處于動態(tài)平衡，兩者之間還是有水分子進(jìn)出，只不過數(shù)目基本相同。5．液面穩(wěn)定后，只要存在液面差，原高濃度的溶液濃度仍大于原低濃度的溶液。2．動植物細(xì)胞的吸水和失水(1)動物細(xì)胞的吸水和失水②現(xiàn)象(2)植物細(xì)胞的吸水和失水(以成熟植物細(xì)胞為例)①原理②現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水膨脹，由于存在細(xì)胞壁，細(xì)胞不會漲破當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞維持正常形態(tài)思|維|辨|析易錯整合，判斷正誤。(1)滲透作用中膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量濃度。(×)(2)當(dāng)外界溶液濃度低時，哺乳動物成熟紅細(xì)胞一定會吸水漲破。(×)(3)紅細(xì)胞吸水與失水的多少取決于紅細(xì)胞內(nèi)外濃度的差值。(√)(4)植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的細(xì)胞液。(×)(5)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。(×)延|伸|探|究1．對于動植物細(xì)胞來說，單位時間內(nèi)，水分子進(jìn)出細(xì)胞的數(shù)量相等時，細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度一定相等嗎？為什么？提示：不一定。對于動物細(xì)胞來說，水分子進(jìn)出細(xì)胞的數(shù)量相等時，細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度相等。但植物細(xì)胞有細(xì)胞壁的支持、保護(hù)作用，單位時間內(nèi)水分子進(jìn)出植物細(xì)胞的數(shù)量相等時，有可能細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞外溶液濃度。2．下圖甲、乙、丙分別是細(xì)胞在不同濃度溶液中水分子的跨膜運(yùn)輸示意圖(箭頭大小代表水分子數(shù)的多少)。請回答下列問題。(1)若將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，會出現(xiàn)上圖所示哪種現(xiàn)象？分析原因。提示：會出現(xiàn)圖甲所示現(xiàn)象。將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，發(fā)生滲透作用，從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的水分子多于從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外的水分子，細(xì)胞吸水。(2)若將洋蔥表皮細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，會出現(xiàn)上圖所示哪種現(xiàn)象？達(dá)到平衡時，水分子進(jìn)出細(xì)胞的狀況是上圖中哪一種？提示：將洋蔥表皮細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，細(xì)胞外界溶液濃度較大，細(xì)胞失水，如圖丙所示；達(dá)到平衡時，水分子進(jìn)出細(xì)胞的速率相等，如圖乙所示。(3)若某葉肉細(xì)胞正處于圖甲所示狀態(tài)，一段時間內(nèi)細(xì)胞體積增大，最終會不會漲破？為什么？提示：細(xì)胞不會漲破，因為植物細(xì)胞的細(xì)胞壁有支持和保護(hù)作用。剖析難點·考點突破重|難|精|講1．影響滲透作用中液面變化的因素分析半透膜表面積的大小半透膜兩側(cè)的濃度差在濃度NB＝NC>NA，其他條件相同的情況下，半透膜的表面積越大，單位時間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯結(jié)果：vB>vC，ΔhB＝ΔhC在其他條件相同的情況下，半透膜兩側(cè)的濃度差越大，單位時間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯結(jié)果：vB>vC，ΔhB>ΔhC2.滲透作用實驗裝置的拓展應(yīng)用(1)驗證滲透作用發(fā)生的條件①具有半透膜②半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差(2)比較不同溶液濃度的大小漏斗內(nèi)溶液濃度為M，燒杯內(nèi)溶液濃度為N，以下為各種現(xiàn)象及對應(yīng)的結(jié)論：精|準(zhǔn)|命|題考向一圍繞滲透作用的原理及應(yīng)用分析，考查理解能力》例1(2024·廣東六校聯(lián)考)某興趣小組用圖甲研究滲透作用，a和b均為蔗糖溶液，c允許單糖通過。圖乙為實驗結(jié)果。下列說法正確的是(D)A．燒杯中蔗糖溶液濃度大于漏斗中蔗糖溶液濃度B．若t2時刻燒杯中加入蔗糖酶，則Δh最終將變小C．t2時刻半透膜兩側(cè)蔗糖溶液濃度相同D．若t2時刻漏斗中加入蔗糖酶，則Δh將先變大后變小解析：漏斗液面高于燒杯液面說明漏斗中蔗糖溶液濃度大于燒杯中蔗糖溶液濃度，A錯誤；若t2時刻燒杯中加入蔗糖酶，蔗糖分解為單糖，燒杯內(nèi)溶液濃度會先上升，由于c允許單糖通過，繼而燒杯內(nèi)溶液濃度會下降，則Δh將先變小后變大，最終將變大，B錯誤；t2時刻半透膜兩側(cè)水分子進(jìn)出速率相等，但是由于漏斗與燒杯的液面不一樣高，因此膜兩側(cè)溶液濃度不可能相等，C錯誤；若t2時刻漏斗中加入蔗糖酶，蔗糖分解為單糖，漏斗內(nèi)溶液濃度會先上升，由于c允許單糖通過，繼而漏斗內(nèi)溶液濃度會下降，則Δh將先變大后變小，D正確。滲透裝置中溶液滲透方向與濃度的判斷〔變式訓(xùn)練1〕如圖為一個滲透裝置，假設(shè)溶液中的分子或離子不能通過半透膜，實驗開始時，液面a和b平齊。下列判斷正確的是(A)A．如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的濃度低于乙，則液面a會下降，液面b會上升B．如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，兩者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，則液面a會下降，液面b會上升C．當(dāng)半透膜兩側(cè)的滲透作用達(dá)到平衡時，甲、乙溶液的濃度相等D．當(dāng)半透膜兩側(cè)的滲透作用達(dá)到平衡時，甲、乙溶液的滲透壓一定相等解析：如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的濃度低于乙，則水分子主要向乙一側(cè)擴(kuò)散，液面a會下降，液面b會上升，A正確；如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，兩者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是單糖，因此甲的物質(zhì)的量濃度大于乙，則液面a會上升，液面b會下降，B錯誤；當(dāng)半透膜兩側(cè)的滲透作用達(dá)到平衡時，由于兩側(cè)的液面高度差可能不同，因此甲、乙溶液的濃度不一定相等，甲、乙溶液的滲透壓也不一定相等，C、D錯誤?？枷蚨又参锛?xì)胞吸水和失水分析》例2(2022·全國甲卷)植物成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可以不同。現(xiàn)將a、b、c三種細(xì)胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細(xì)胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當(dāng)水分交換達(dá)到平衡時觀察到：①細(xì)胞a未發(fā)生變化；②細(xì)胞b體積增大；③細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。若在水分交換期間細(xì)胞與蔗糖溶液沒有溶質(zhì)的交換，下列關(guān)于這一實驗的敘述，不合理的是(C)A．水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B．水分交換前，細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞cC．水分交換平衡時，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度D．水分交換平衡時，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度解析：由于細(xì)胞b在水分交換達(dá)到平衡時細(xì)胞的體積增大，說明細(xì)胞吸水，則水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，A正確；水分交換前，細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于外界蔗糖溶液的濃度，因此水分交換前，細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞c，B正確；由題意可知，水分交換達(dá)到平衡時，細(xì)胞a未發(fā)生變化，說明其細(xì)胞液濃度與外界蔗糖溶液濃度相等；水分交換達(dá)到平衡時，雖然細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相同，但細(xì)胞c失水后外界蔗糖溶液的濃度減小，因此，水分交換平衡時，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度，C錯誤；在一定的蔗糖溶液中，細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離，水分交換達(dá)到平衡時，其細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，D正確。〔變式訓(xùn)練2〕(2023·江西高三階段練習(xí))將人成熟的紅細(xì)胞置于盛有0.9%氯化鈉溶液的燒杯中，細(xì)胞形態(tài)沒有發(fā)生改變。下列有關(guān)分析正確的是(D)A．在光學(xué)顯微鏡下能觀察到水分子進(jìn)出成熟紅細(xì)胞B．氯化鈉溶液中的Na＋和Cl－不能通過成熟紅細(xì)胞的細(xì)胞膜C．水分子可以進(jìn)出成熟紅細(xì)胞，但需要消耗能量D．若向燒杯中加入少量葡萄糖，則細(xì)胞可