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第8讲　水进出细胞的原理
一、选择题
1.（2025·江西南昌调研）下列有关渗透作用的说法，错误的是（　　）
A.将完整的成熟植物活细胞放在清水中，当不再吸水时细胞内外浓度不一定相等
B.根尖成熟区表皮细胞主要通过渗透作用吸水
C.成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，没有选择透过性
D.一定范围内的温度改变能影响水分子通过半透膜的速率
2.（2025·贵州清镇模拟）下列有关细胞吸水和失水叙述正确的是（　　）
A.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成
B.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞一定会发生质壁分离
C.渗透实验中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜
D.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性，但部分有毒物质仍能进入细胞
3.（2025·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
4.（2025·河南名校联考）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（　　）
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
5.（2025·山东聊城模拟）某研究性学习小组在探究植物细胞的吸水和失水时，选择了以下三种实验材料：①紫色洋葱鳞片叶外表皮；②洋葱鳞片叶内表皮；③黑藻成熟叶片。下列叙述正确的是（　　）
A.选用①进行实验时，正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小
B.选用②进行实验时，用0.3 g/mL的蔗糖溶液处理玻片标本观察不到质壁分离现象
C.选用③进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
D.选用①②③进行实验时，正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱
6.（2025·广西柳州高三模拟）研究植物细胞的吸水与失水常用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料。将外表皮细胞浸润在2 mol/L的蔗糖溶液中，一段时间后，实验现象如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.发生质壁分离前甲处溶液浓度小于2 mol/L
B.乙处溶液浓度等于2 mol/L
C.水分子只能以自由扩散的方式通过细胞壁和原生质层
D.将蔗糖溶液替换为等浓度乙二醇溶液，液泡体积会一直减小
7.（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
8.（2025·河北秦皇岛模拟）为探究细胞吸水能力与液泡相对体积的关系，科研人员利用紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液进行了实验，测得细胞吸水能力与液泡相对体积（正常状态下液泡体积记为1.0）的关系如图所示。下列相关叙述不正确的是（　　）
A.a点细胞吸收的水多于b点 B.与b点相比，a点细胞原生质体的体积较小
C.c→d过程，细胞体积没有显著增加 D.d点细胞液的渗透压低于a、b点
9.（2025·哈尔滨九中高三期中）利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和0.3 g/mL的蔗糖溶液为实验材料，模拟探究细胞膜的选择透过性，如图为不同处理时间对紫色洋葱表皮细胞的质壁分离的影响。下列叙述正确的是（　　）
A.该过程中原生质体的体积与细胞体积的变化完全吻合
B.该过程中蔗糖和水能自由通过鳞片叶表皮细胞的细胞壁
C.在处理时间为10 min时，鳞片叶表皮细胞的吸水能力最弱
D.0～2 min时，叶表皮细胞主动吸水导致细胞液浓度下降
10.（2025·湖南邵东高三月考）某研究小组用5种植物材料进行质壁分离实验。在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间，绘制成下图。下列说法错误的是（　　）
A.据图分析可知，5种植物材料中山茶细胞最大
B.该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验
C.若在发生质壁分离后滴加清水，则细胞膜附近的水分子进大于出
D.5种材料中，红花檵木细胞的细胞液浓度最小
二、非选择题
11.（2025·河南南阳一中质检）袁隆平院士曾说，实现耐盐碱水稻种植1亿亩的目标是他的第三个梦想。耐盐碱水稻是指能在盐（碱）浓度为0.3％以上的盐碱地生长、亩产量在300公斤以上的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g/mL的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图1，请回答相关问题：
（1）该实验通过观察原生质体体积相对值进行比较，故所选水稻细胞必须含有的细胞器是　　　　。图1中Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升是受限于　　　　。
（2）A→B段，Ⅰ组水稻的吸水能力　　　　　，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了　 　　　。
（3）实验过程中并未添加清水，Ⅰ组水稻原生质体体积的变化是由于细胞能通过主动吸收　　　　　，从而使得细胞液的浓度变得比外界溶液浓度　　　　。
（4）某同学想探究耐盐碱水稻的耐盐碱能力，可选用　　　　组水稻进行合理分组，配置一系列浓度大于0.3 g/mL的KNO3溶液进行实验观察。若1 h后观察到的实验结果如图2，分析可知，该品系的耐盐碱水稻适合种植在盐浓度低于　　　　的土壤中。
第8讲　水进出细胞的原理
1.C　将植物细胞放在清水中，当不再吸水时，可能因为细胞壁的束缚导致细胞液浓度仍高于外界溶液浓度，A正确；根尖成熟区表皮细胞有大液泡，主要通过渗透作用吸水，B正确；成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜，C错误；一定范围内的温度改变能影响水分子通过半透膜的速率，如低温能影响分子的运动，D正确。
2.D　植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成，A错误；当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞不一定会发生质壁分离，如死细胞、动物细胞不会发生质壁分离，根尖分生区细胞不含大液泡，也不会发生质壁分离，B错误；渗透实验中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子仍然通过半透膜，这时进出的水分子达到动态平衡，C错误；细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性，但部分有毒物质仍能进入细胞，说明细胞膜的控制作用是相对的，D正确。
3.D　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，D符合题意。
4.D　如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则水分子运动的总趋势是由甲流向乙，液面a会下降，液面b会上升，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，则液面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，两侧的液面可能仍存在高度差，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，C正确，D错误。
5.A　以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离材料时，正在发生质壁分离的细胞因失水体积减小，故紫色区域缩小，颜色变深，A正确；选用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验时，用0.3 g/mL 的蔗糖溶液处理玻片标本也能观察到质壁分离现象，只是该类细胞中不含色素，现象不易观察，B错误；黑藻成熟叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，C错误；正在发生质壁分离的细胞，细胞液的浓度逐渐增加，使得细胞的吸水能力逐渐增强，D错误。
6.A　将外表皮细胞浸润在2 mol/L的蔗糖溶液中，植物细胞发生质壁分离，说明发生质壁分离前细胞液的浓度小于外界溶液浓度，故甲处溶液浓度小于2 mol/L，A正确；甲处的水分进入乙处，乙处溶液浓度降低，故乙处溶液浓度小于2 mol/L，B错误；细胞壁是全透性的，水分子穿过细胞壁不属于跨膜运输，原生质层相当于一层半透膜，水分子可以以自由扩散、协助扩散的方式通过原生质层，C错误；将蔗糖溶液替换为等浓度乙二醇溶液，乙二醇可以进入甲处，甲处的溶液浓度会增加，液泡体积会先减小后增大，D错误。
7.D　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的细胞液浓度相同，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，说明水分子进出细胞达到平衡状态，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。
8.A　a点液泡相对体积小于b点且二者均小于1.0，说明处于a、b点的细胞失水，发生质壁分离，原生质体的体积减小，且a点细胞失水多于b点，与b点相比，a点细胞的原生质体体积较小，A错误，B正确；c→d过程，液泡相对体积从1.0逐渐增大，说明在此过程中细胞吸水，但由于细胞壁的存在，植物细胞的体积不会显著增加，C正确；细胞液的渗透压越高，细胞吸水能力越强，故d点细胞液的渗透压低于a、b点，D正确。
9.B　原生质体的伸缩性较大，而细胞壁的伸缩性较小，原生质体的体积变小，而细胞体积几乎不变，A错误；细胞壁是全透性的，蔗糖和水都能自由进出细胞壁，B正确；随着质壁分离程度增大，鳞片叶表皮细胞的吸水能力增强，故在处理时间为10 min时（分离程度较大，细胞失水较多），鳞片叶表皮细胞的吸水能力较强，C错误；外界溶液浓度比细胞液浓度大，0～2 min时细胞失水，且为被动运输，不是主动吸水，D错误。
10.B　根据题图可知，视野中记录到的山茶的平均细胞数最少，由此推知其细胞体积相对最大，A正确；该实验中的各组材料之间相互对照，每组材料质壁分离前后也可形成自身对照，B错误；若在发生质壁分离后滴加清水，则细胞膜附近的水分子有进也有出，从整体来看进入的水分子多于出来的水分子，C正确；各组实验中红花檵木细胞发生初始质壁分离的平均时间最短，即质壁分离的速度最快，说明实验开始时红花檵木细胞的细胞液浓度最小，D正确。
11.（1）液泡　细胞壁（的伸缩性）　（2）逐渐升高　KNO3溶液　（3）K＋和N　高　（4）Ⅱ　0.4 g/mL
解析：（1）根据图1分析可知，Ⅰ组水稻发生了质壁分离和复原，说明所选水稻细胞为成熟的细胞，含有大液泡。由于植物细胞壁伸缩性有限，因此Ⅱ组水稻不能无限吸水，故曲线不能无限上升。（2）A→B段，Ⅰ组水稻发生质壁分离，细胞液浓度增大，吸水能力逐渐升高。由于细胞壁具有全透性，故此时在细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液。（3）由于细胞能通过主动吸收K＋和N，使细胞液浓度高于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞会发生质壁分离的复原。（4）根据图1分析可知，Ⅱ组为耐盐碱水稻，因此欲探究耐盐碱水稻的耐盐碱能力，可选用Ⅱ组水稻进行合理分组。据图2可知，细胞在0.4 g/mL的KNO3溶液中未发生质壁分离，而在0.45 g/mL的KNO3溶液中发生质壁分离。因此若要其正常生长，需要将该品系的耐盐碱水稻种植在盐浓度低于0.4 g/mL的土壤中。
3 / 3第8讲　水进出细胞的原理
课程标准
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和复原。
考点一　渗透作用与细胞的吸水和失水
1.渗透作用及其现象分析
提醒 ①在液面稳定时，处于动态平衡，两者之间有水分子进出，只不过数目基本相同。
②在液面稳定后，只要存在液面差，原高浓度的溶液浓度仍大于低浓度的溶液浓度。
③渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如质量分数为10％的蔗糖溶液的渗透压比质量分数为10％的葡萄糖溶液的小。
2.动植物细胞的吸水和失水
（1）动物细胞的吸水和失水
（2）成熟植物细胞的吸水和失水
①原理
②现象
1.（必修1 P62正文）在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。（　　）
2.（必修1 P62正文）具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。（　　）
3.（必修1 P63正文）当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破。（　　）
4.（必修1 P63正文）植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质和细胞核。（　　）
5.（必修1 P64探究·实践）植物细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现象。（　　）
1.（2025·四川广安模拟）为研究成熟植物细胞的渗透现象，设计简易渗透装置如图甲所示。将洋葱表皮细胞浸入某种浓度的蔗糖溶液或清水中所发生的变化如图乙所示。下列相关叙述中错误的是（　　）
A.图甲中，达到渗透平衡时，S1和S2溶液浓度的大小关系是S1＞S2
B.图乙中左侧细胞的吸水能力比右侧细胞弱
C.图乙中相当于图甲中半透膜的是③④⑤
D.图乙所示细胞中②处的液体是清水
题后归纳
动植物细胞的吸水与失水
　　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；但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。
2.（2025·辽宁大连八中适应性测试）如图甲是哺乳动物M的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；图乙是红细胞裂解后正常、外翻性小泡的形成示意图。下列相关分析正确的是（　　）
A.该红细胞细胞内液与90 mmol·L－1NaCl溶液浓度相当
B.250 mmol·L－1NaCl溶液不会影响红细胞的正常代谢
C.细胞裂解及小泡的形成主要体现生物膜的选择透过性
D.外翻性小泡膜外侧可能不含有信号分子的受体
考点二　活动：观察植物细胞的质壁分离和复原
1.实验原理
2.实验材料：紫色的洋葱鳞片叶　　　　　　细胞，有　　　　　　且内含紫色花青素便于观察。
提醒 黑藻叶片的叶肉细胞中含叶绿体，叶绿体也可作为观察质壁分离的参照物。洋葱鳞片叶内表皮细胞也可用于本实验，但现象不够明显。
3.实验步骤及现象
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　　　　，发生质壁分离。
（2）发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞　　　　，发生质壁分离复原。
提醒 实验注意点
①单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。
②质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。
③实验中涉及的对照类型为自身对照，自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。
1.（2022·浙江6月选考11题）“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
2.（2021·广东高考13题）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
题后归纳
植物细胞质壁分离及复原的拓展应用
（1）判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞
（2）测定细胞液浓度范围
（3）比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度
（4）鉴别不同种类的溶液（如乙二醇溶液和蔗糖溶液）
3.某实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行实验，探究不同种类外界溶液对细胞的影响，实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（　　）
实验组 5分钟 再过5分钟 滴加清水 5分钟
① 0.3 g/mL 蔗糖溶液 质壁 分离 无变化 质壁分 离复原
② 0.5 g/mL 蔗糖溶液 质壁 分离 无变化 无变化
③ 0.3 g/mL 乙二醇溶液 质壁 分离 质壁分 离复原 无变化
④ 0.5 g/mL 盐酸溶液 无变化 无变化 无变化
A.实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由水分进入细胞导致的
B.实验组②前5分钟洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐加深
C.实验组③在5分钟之后随着吸水能力的增大细胞发生质壁分离复原
D.实验组④实验过程中细胞始终无变化可能是盐酸破坏了细胞膜结构
4.将若干生理状态相同、长度为3 cm的鲜萝卜条随机均分为四组，分别置于清水a（对照组）和三种物质的量浓度相同的b、c、d溶液（实验组）中，定时测量每组萝卜条平均长度，记录结果如图所示。据图分析，下列叙述正确的是（　　）
A.a、b、c三组萝卜条的细胞都是先发生了质壁分离，然后又发生了自动复原
B.30 min后，b、c、d三组萝卜条细胞的吸水能力均逐渐增大
C.90 min时，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
D.80 min后，取出d组萝卜条并置于清水中，可能观察不到质壁分离复原的现象
1.（2023·重庆高考7题）某兴趣小组利用如图装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤时，袋内溶液逐渐变为蓝色；当a为②、b为③时，水浴（55摄氏度）后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是（　　）
编号 试剂
① 质量分数为3％的可溶性淀粉
② 质量分数为5％的葡萄糖溶液
③ 斐林试剂
④ 淀粉酶溶液
⑤ 碘溶液
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
2.（2023·全国甲卷4题）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（　　）
3.（2022·全国甲卷2题）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
4.（2024·江苏高考7题）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0.3 g/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
5.（2021·湖南高考3题）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.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
溯源教材
（1）当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层会与细胞壁逐渐分离开来。（见必修1 P65正文）
（2）外界溶液中的水透过原生质层进入细胞液中，细胞逐渐发生质壁分离的复原。（见必修1 P65正文）
（3）渗透压是溶液中溶质微粒对水的吸引力。（见选择性必修1 P5正文）
　（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）（　　）
（2）质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。 （2020·山东高考）（　　）
（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Ⅰ卷）（　　）
（4）观察植物细胞质壁分离时，在低倍镜下无法观察到质壁分离现象。 （2023·江苏高考）（　　）
第8讲　水进出细胞的原理
【破考点·抓必备】
考点一
知识梳理夯基
1. 半透膜　 浓度差　 多　 少　 低　 高
2.（1） 细胞膜　 细胞质　 吸水膨胀　 失水皱缩
（2）①细胞液　细胞壁　②大于　小于　等于
概念检测
1.×　2.×
3.×　提示：红细胞不一定会涨破；因为红细胞吸水膨胀后，细胞内的溶液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，细胞内的溶液浓度下降后有可能与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。
4.×　提示：原生质层是指细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，不包括细胞核。
5.×
典题演练应用
1.D　渗透平衡时S1溶液的浓度仍然大于S2，A正确；图乙中左侧细胞到右侧细胞表示质壁分离过程，质壁分离过程中，细胞逐渐失水，细胞液浓度逐渐变大，细胞吸水能力逐渐变强，因此左侧细胞的吸水能力比右侧细胞弱，B正确；图乙中相当于图甲中半透膜结构的是原生质层，由③④⑤组成，即由细胞膜、细胞质和液泡膜构成，C正确；细胞壁具有全透性，图乙中②处为外界溶液，即蔗糖溶液或清水，D错误。
2.D　红细胞相当于一个渗透系统，在低浓度的NaCl溶液中吸水膨胀，在高浓度的NaCl溶液中失水皱缩，当细胞内溶液浓度和外界溶液浓度等渗时，水分子进出细胞达到平衡状态，细胞体积基本不变，图甲当红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比等于1时，说明细胞体积不变，此时对应的外界溶液浓度（即150 mmol·L－1）和细胞内液浓度相当，A错误；根据图甲坐标变化红细胞在250 mmol·L－1NaCl溶液中失水较多，进而影响该细胞代谢，B错误；细胞裂解和小泡形成体现了生物膜的流动性，C错误；外翻性小泡因其结构已遭到破坏，不能行使正常的功能，故其膜外侧可能不含有信号分子的受体，D正确。
考点二
知识梳理夯基
1.①半透膜　②大
2.外表皮　大液泡
3.细胞壁　逐渐变小　逐渐变大
4.（1）失水　（2）吸水
典题演练应用
1.A　甲图细胞能够发生质壁分离，证明其是活的植物细胞，A正确；乙图细胞已经发生失水，液泡体积变小，其细胞液浓度高于甲图细胞的，B错误；植物细胞存在细胞壁，不会吸水涨破，C错误；根尖分生区细胞还未成熟，没有中央大液泡，不能用来观察质壁分离，D错误。
2.A　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，据题图可知，滴加蔗糖溶液①，保卫细胞气孔张开程度几乎与初始状态一样，推测蔗糖溶液①的浓度近似等于保卫细胞细胞液浓度，滴加蔗糖溶液②，保卫细胞气孔关闭，推测蔗糖溶液②的浓度高于保卫细胞细胞液浓度，故质壁分离最可能出现在滴加蔗糖溶液②后观察的视野中，B正确；滴加蔗糖溶液③，保卫细胞气孔张开比初始状态更大，推测蔗糖溶液③的浓度低于保卫细胞的细胞液浓度，滴加蔗糖溶液③后有更多的水分子进入保卫细胞，故蔗糖溶液③处理后的保卫细胞细胞液浓度＜蔗糖溶液①处理后的保卫细胞细胞液浓度，A错误，C正确；由以上分析可知，3种蔗糖溶液浓度高低为②＞①＞③，D正确。
3.C　实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由于水分通过渗透作用进入细胞，导致原生质层吸水，A正确；实验组②前5分钟出现了质壁分离的现象，细胞失水，洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐加深，B正确；实验组③在前5分钟发生质壁分离，此时吸水能力最强，5分钟后吸水能力逐渐减弱，C错误；实验组④实验过程中细胞始终无变化可能是盐酸破坏了细胞膜结构，导致细胞死亡，D正确。
4.D　清水组萝卜条细胞发生了渗透吸水，甘油溶液和葡萄糖溶液组萝卜条先渗透失水后渗透吸水，即b、c组萝卜条的细胞都是先发生了质壁分离，然后又发生了自动复原，A错误；30 min后，b组萝卜条长度增加，说明细胞吸水；c组萝卜条长度继续减小，说明继续失水，细胞的吸水能力逐渐增大，40 min后萝卜条长度增加；d组萝卜条长度不变，说明水分子进出平衡，细胞吸水能力不变，B错误；90 min时，d组细胞可能已死亡，C错误；80 min后，d组萝卜条可能失水过多而死亡，取出d组萝卜条并置于清水中，可能观察不到质壁分离复原的现象，D正确。
【研真题·扣教材】
1.C　当a为①、b为⑤时，袋内溶液逐渐变为蓝色，说明淀粉不能透过半透膜，碘可以透过半透膜；当a为②、b为③时，水浴（55摄氏度）后透析袋内、外均不出现砖红色，说明葡萄糖和斐林试剂均不能透过半透膜。若a为①＋②，b为③，淀粉、葡萄糖和斐林试剂不能透过半透膜，水浴后不会出现砖红色，A错误；若a为①＋②，b为⑤，碘可进入透析袋内，透析袋内出现蓝色，淀粉不能透过半透膜到达透析袋外，透析袋外的溶液不会出现蓝色，B错误；若a为①＋④，b为⑤，淀粉酶将淀粉分解，碘进入透析袋内呈现棕红色，C正确；若a为①＋④，b为③，由于斐林试剂无法进入透析袋，水浴后透析袋内不会出现砖红色，D错误。
2.C　用30％蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，细胞失水，随着时间的延长，原生质体和液泡的体积均减小，用清水处理后，细胞吸水，原生质体和液泡的体积均逐渐恢复，A错误；用30％蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，细胞失水，随着时间的延长，细胞液浓度升高，用清水处理后，细胞吸水，细胞液浓度降低，B错误；当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞吸水，由于有细胞壁的阻碍，原生质体和液泡的体积均略微增加；当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞失水，原生质体和液泡的体积均逐渐减小，C正确；当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞吸水，细胞液浓度略微降低；当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞失水，细胞液浓度增加，D错误。
3.C　由“①细胞a未发生变化”可推出细胞a在该蔗糖溶液中的吸水量等于失水量，即水分交换前，细胞a的细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等；由“②细胞b体积增大”可推出细胞b在该蔗糖溶液中的吸水量大于失水量，即水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度；由“③细胞c发生了质壁分离”可推出细胞c在该蔗糖溶液中的失水量大于吸水量，即水分交换前，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。综合上述分析可以推出，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，A项合理；水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c，B项合理；水分交换平衡时，细胞 a和细胞c的细胞液浓度都与各自所处的外界蔗糖溶液的浓度相等，由于细胞c发生了质壁分离，有水进入蔗糖溶液中，故水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C项不合理，D项合理。
4.D　制作临时装片时，通常是先滴一滴清水在载玻片上，然后将撕下的表皮放在清水上，再盖上盖玻片，A错误；用低倍镜观察刚制成的临时装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是中央，B错误；用吸水纸引流0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，但要观察复原现象需要重新用清水替换0.3 g/mL蔗糖溶液，C错误；当液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变小，说明细胞失水，所以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正确。
5.D　对农作物施肥过多，根细胞外液浓度过高，会导致质壁分离，引起“烧苗”，A正确；质壁分离过程中，原生质层（由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成）与细胞壁分离，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁，B正确；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，C正确；1 mol/L NaCl溶液中，含1 mol/L的Na＋和1 mol/L的Cl－，即溶质微粒浓度为2 mol/L，而1 mol/L蔗糖的溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1 mol/L NaCl溶液的渗透压大于1 mol/L蔗糖溶液的渗透压，D错误。
真题重组练
　（1）√
（2）×　提示：质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。
（3）×　提示：根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作此实验材料。
（4）×　提示：质壁分离与复原现象在低倍镜下即可正常观察。
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第8讲　水进出细胞的原理
高中总复习·生物
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和复原。
课程标准
1. 破考点·抓必备
2. 研真题·扣教材
3. 验收效·提能力
目录
Contents
01
破考点·抓必备
梳理归纳， 巩固基本知识
考点一　渗透作用与细胞的吸水和失水
1. 渗透作用及其现象分析
c
c
提醒 ①在液面稳定时，处于动态平衡，两者之间有水分子进出，只不过数目基本相同。
②在液面稳定后，只要存在液面差，原高浓度的溶液浓度仍大于低浓度的
溶液浓度。
③渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如质量分数为10％
的蔗糖溶液的渗透压比质量分数为10％的葡萄糖溶液的小。
2. 动植物细胞的吸水和失水
（1）动物细胞的吸水和失水
c
c
c
c
（2）成熟植物细胞的吸水和失水
①原理
c
c
②现象
c
c
c
1. （必修1 P62正文）在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水
分子不再通过半透膜。 （　×　）
2. （必修1 P62正文）具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。
（　×　）
3. （必修1 P63正文）当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而
涨破。 （　×　）
提示：红细胞不一定会涨破；因为红细胞吸水膨胀后，细胞内的溶液浓度
也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，细胞内的溶液浓度下降后有可能
与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。
×
×
×
4. （必修1 P63正文）植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层
膜之间的细胞质和细胞核。 （　×　）
提示：原生质层是指细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，不包括细
胞核。
5. （必修1 P64探究·实践）植物细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液
中，都能发生质壁分离现象。 （　×　）
×
×
1. （2025·四川广安模拟）为研究成熟植物细胞的渗透现象，设计简易渗
透装置如图甲所示。将洋葱表皮细胞浸入某种浓度的蔗糖溶液或清水中所
发生的变化如图乙所示。下列相关叙述中错误的是（　　）
A. 图甲中，达到渗透平衡时，S1和S2溶液浓度的大小关系是S1＞S2
B. 图乙中左侧细胞的吸水能力比右侧细胞弱
C. 图乙中相当于图甲中半透膜的是③④⑤
D. 图乙所示细胞中②处的液体是清水
√
解析： 　渗透平衡时S1溶液的浓度仍然大于S2，A正确；图乙中左侧细胞
到右侧细胞表示质壁分离过程，质壁分离过程中，细胞逐渐失水，细胞液
浓度逐渐变大，细胞吸水能力逐渐变强，因此左侧细胞的吸水能力比右侧
细胞弱，B正确；图乙中相当于图甲中半透膜结构的是原生质层，由③④
⑤组成，即由细胞膜、细胞质和液泡膜构成，C正确；细胞壁具有全透
性，图乙中②处为外界溶液，即蔗糖溶液或清水，D错误。
题后归纳
动植物细胞的吸水与失水
　　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；但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。
2. （2025·辽宁大连八中适应性测试）如图甲是哺乳动物M的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；图乙是红细胞裂解后正常、外翻性小泡的形成示
意图。下列相关分析正确的是（　　）
A. 该红细胞细胞内液与90 mmol·L－1NaCl
溶液浓度相当
B. 250 mmol·L－1NaCl溶液不会影响红细胞的正常代谢
C. 细胞裂解及小泡的形成主要体现生物膜的选择透过性
D. 外翻性小泡膜外侧可能不含有信号分子的受体
√
解析：　红细胞相当于一个渗透系统，在低浓度的NaCl溶液中吸水膨胀，在高浓度的NaCl溶液中失水皱缩，当细胞内溶液浓度和外界溶液浓度等渗时，水分子进出细胞达到平衡状态，细胞体积基本不变，图甲当红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比等于1时，说明细胞体积不变，此时对应的外界溶液浓度（即150 mmol·L－1）和细胞内液浓度相当，A错误；根据图甲坐标变化红细胞在250 mmol·L－1NaCl溶液中失水较多，进而影响该细胞代谢，B错误；细胞裂解和小泡形成体现了生物膜的流动性，C错误；外翻性小泡因其结构已遭到破坏，不能行使正常的功能，故其膜外侧可能不含有信号分子的受体，D正确。
考点二　活动：观察植物细胞的质壁分离和复原
1. 实验原理
2. 实验材料：紫色的洋葱鳞片叶 细胞，有 且内含紫
色花青素便于观察。
提醒 黑藻叶片的叶肉细胞中含叶绿体，叶绿体也可作为观察质壁分离的参
照物。洋葱鳞片叶内表皮细胞也可用于本实验，但现象不够明显。
外表皮　
大液泡　
3. 实验步骤及现象
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 ，发生质壁
分离。
（2）发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细
胞 ，发生质壁分离复原。
失水　
吸水　
②质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，
植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液
浓度。
③实验中涉及的对照类型为自身对照，自身对照指对照组和实验组在同一
研究对象上进行，是实验前后之间的对照。
提醒 实验注意点
①单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离
还是质壁分离复原。
1. （2022·浙江6月选考11题）“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
√
解析： 　甲图细胞能够发生质壁分离，证明其是活的植物细胞，A正确；
乙图细胞已经发生失水，液泡体积变小，其细胞液浓度高于甲图细胞的，
B错误；植物细胞存在细胞壁，不会吸水涨破，C错误；根尖分生区细胞还
未成熟，没有中央大液泡，不能用来观察质壁分离，D错误。
2. （2021·广东高考13题）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
√
解析： 　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，据题图可知，滴加蔗糖溶液①，保卫细胞气孔
张开程度几乎与初始状态一样，推测蔗糖溶液①的浓度近似等于保卫细胞
细胞液浓度，滴加蔗糖溶液②，保卫细胞气孔关闭，推测蔗糖溶液②的浓
度高于保卫细胞细胞液浓度，故质壁分离最可能出现在滴加蔗糖溶液②后
观察的视野中，B正确；滴加蔗糖溶液③，保卫细胞气孔张开比初始状态
更大，推测蔗糖溶液③的浓度低于保卫细胞的细胞液浓度，滴加蔗糖溶液
③后有更多的水分子进入保卫细胞，故蔗糖溶液③处理后的保卫细胞细胞
液浓度＜蔗糖溶液①处理后的保卫细胞细胞液浓度，A错误，C正确；由以
上分析可知，3种蔗糖溶液浓度高低为②＞①＞③，D正确。
题后归纳
植物细胞质壁分离及复原的拓展应用
（1）判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞
（2）测定细胞液浓度范围
（3）比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度
（4）鉴别不同种类的溶液（如乙二醇溶液和蔗糖溶液）
3. 某实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行实验，探究不同种类外
界溶液对细胞的影响，实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（　）
实验组 5分钟 再过5分钟 滴加清水5分钟
① 0.3 g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 质壁分离复原
② 0.5 g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 无变化
③ 0.3 g/mL乙二醇溶液 质壁分离 质壁分离复原 无变化
④ 0.5 g/mL盐酸溶液 无变化 无变化 无变化
A. 实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由水分进入细胞导致的
B. 实验组②前5分钟洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐加深
C. 实验组③在5分钟之后随着吸水能力的增大细胞发生质壁分离复原
D. 实验组④实验过程中细胞始终无变化可能是盐酸破坏了细胞膜结构
√
解析：　实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由于水分通过渗透作用
进入细胞，导致原生质层吸水，A正确；实验组②前5分钟出现了质壁分离
的现象，细胞失水，洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐加深，B正
确；实验组③在前5分钟发生质壁分离，此时吸水能力最强，5分钟后吸水
能力逐渐减弱，C错误；实验组④实验过程中细胞始终无变化可能是盐酸
破坏了细胞膜结构，导致细胞死亡，D正确。
4. 将若干生理状态相同、长度为3 cm的鲜萝卜条随机均分为四组，分别置于清水a（对照组）和三种物质的量浓度相同的b、c、d溶液（实验组）中，定时测量每组萝卜条平均长度，记录结果如图所示。据图分析，下列叙述正确的是（　　）
A. a、b、c三组萝卜条的细胞都是先发生了
质壁分离，然后又发生了自动复原
B. 30 min后，b、c、d三组萝卜条细胞的吸水能力均逐渐增大
C. 90 min时，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
D. 80 min后，取出d组萝卜条并置于清水中，可能观察不到质壁分离复原
的现象
√
解析：　清水组萝卜条细胞发生了渗透吸水，甘油溶液和葡萄糖溶液组萝卜条先渗透失水后渗透吸水，即b、c组萝卜条的细胞都是先发生了质壁分离，然后又发生了自动复原，A错误；30 min后，b组萝卜条长度增加，说明细胞吸水；c组萝卜条长度继续减小，说明继续失水，细胞的吸水能力逐渐增大，40 min后萝卜条长度增加；d组萝卜条长度不变，说明水分子进出平衡，细胞吸水能力不变，B错误；90 min时，d组细胞可能已死亡，C错误；80 min后，d组萝卜条可能失水过多而死亡，取出d组萝卜条并置于清水中，可能观察不到质壁分离复原的现象，D正确。
02
研真题·扣教材
探究分析， 培养核心技能
1. （2023·重庆高考7题）某兴趣小组利用如图装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤时，袋内溶液逐渐变为蓝色；当a为②、b为③时，水浴（55摄氏度）后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是（　　）
编号 试剂
① 质量分数为3％的可溶性淀粉
② 质量分数为5％的葡萄糖溶液
③ 斐林试剂
④ 淀粉酶溶液
⑤ 碘溶液
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
√
解析： 　当a为①、b为⑤时，袋内溶液逐渐变为蓝色，说明淀粉不能透
过半透膜，碘可以透过半透膜；当a为②、b为③时，水浴（55摄氏度）后
透析袋内、外均不出现砖红色，说明葡萄糖和斐林试剂均不能透过半透
膜。若a为①＋②，b为③，淀粉、葡萄糖和斐林试剂不能透过半透膜，水
浴后不会出现砖红色，A错误；若a为①＋②，b为⑤，碘可进入透析袋
内，透析袋内出现蓝色，淀粉不能透过半透膜到达透析袋外，透析袋外的
溶液不会出现蓝色，B错误；若a为①＋④，b为⑤，淀粉酶将淀粉分解，
碘进入透析袋内呈现棕红色，C正确；若a为①＋④，b为③，由于斐林试
剂无法进入透析袋，水浴后透析袋内不会出现砖红色，D错误。
2. （2023·全国甲卷4题）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（　　）
√
解析：　用30％蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，细胞失水，随着
时间的延长，原生质体和液泡的体积均减小，用清水处理后，细胞吸水，
原生质体和液泡的体积均逐渐恢复，A错误；用30％蔗糖溶液处理紫色洋
葱鳞片叶外表皮，细胞失水，随着时间的延长，细胞液浓度升高，用清水
处理后，细胞吸水，细胞液浓度降低，B错误；当蔗糖溶液浓度小于紫色
洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞
吸水，由于有细胞壁的阻碍，原生质体和液泡的体积均略微增加；当蔗糖
溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液
浓度的增加，细胞失水，原生质体和液泡的体积均逐渐减小，C正确；当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞吸水，细胞液浓度略微降低；当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞失水，细胞液浓度增加，D错误。
3. （2022·全国甲卷2题）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
√
解析：　由“①细胞a未发生变化”可推出细胞a在该蔗糖溶液中的吸水
量等于失水量，即水分交换前，细胞a的细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度
相等；由“②细胞b体积增大”可推出细胞b在该蔗糖溶液中的吸水量大于
失水量，即水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度；
由“③细胞c发生了质壁分离”可推出细胞c在该蔗糖溶液中的失水量大于
吸水量，即水分交换前，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。综
合上述分析可以推出，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，A项合理；水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a
＞细胞c，B项合理；水分交换平衡时，细胞 a和细胞c的细胞液浓度都与各自所处的外界蔗糖溶液的浓度相等，由于细胞c发生了质壁分离，有水进入蔗糖溶液中，故水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C项不合理，D项合理。
4. （2024·江苏高考7题）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0.3 g/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
√
解析：　制作临时装片时，通常是先滴一滴清水在载玻片上，然后将
撕下的表皮放在清水上，再盖上盖玻片，A错误；用低倍镜观察刚制成
的临时装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是中央，B错误；用
吸水纸引流0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，
但要观察复原现象需要重新用清水替换0.3 g/mL蔗糖溶液，C错误；当
液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变小，说明细胞失水，所以
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正确。
5. （2021·湖南高考3题）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. 1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
√
解析：　对农作物施肥过多，根细胞外液浓度过高，会导致质壁分
离，引起“烧苗”，A正确；质壁分离过程中，原生质层（由细胞膜、
液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成）与细胞壁分离，细胞膜可局部
或全部脱离细胞壁，B正确；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，C正确；1 mol/L NaCl溶液中，含1 mol/L的
Na＋和1 mol/L的Cl－，即溶质微粒浓度为2 mol/L，而1 mol/L蔗糖的溶
质为蔗糖分子，不可再拆分，故1 mol/L NaCl溶液的渗透压大于1
mol/L蔗糖溶液的渗透压，D错误。
溯源教材
（1）当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层
会与细胞壁逐渐分离开来。　（见必修1 P65正文）
（2）外界溶液中的水透过原生质层进入细胞液中，细胞逐渐发生质壁分
离的复原。　（见必修1 P65正文）
（3）渗透压是溶液中溶质微粒对水的吸引力。　（见选择性必修1 P5
正文）
（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） （　√　）
（2）质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。　（2020·山
东高考） （　×　）
提示：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Ⅰ卷） （　×　）
提示：根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作此实验材料。
√
×
×
（4）观察植物细胞质壁分离时，在低倍镜下无法观察到质壁分离现象。　
（2023·江苏高考） （　×　）
提示：质壁分离与复原现象在低倍镜下即可正常观察。
×
03
验收效·提能力
跟踪训练，检验学习效果
一、选择题
1. （2025·江西南昌调研）下列有关渗透作用的说法，错误的是（　　）
A. 将完整的成熟植物活细胞放在清水中，当不再吸水时细胞内外浓度不
一定相等
B. 根尖成熟区表皮细胞主要通过渗透作用吸水
C. 成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，没有选择透过性
D. 一定范围内的温度改变能影响水分子通过半透膜的速率
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解析：　将植物细胞放在清水中，当不再吸水时，可能因为细胞壁的束
缚导致细胞液浓度仍高于外界溶液浓度，A正确；根尖成熟区表皮细胞有
大液泡，主要通过渗透作用吸水，B正确；成熟植物细胞的原生质层具有
选择透过性，相当于一层半透膜，C错误；一定范围内的温度改变能影响
水分子通过半透膜的速率，如低温能影响分子的运动，D正确。
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2. （2025·贵州清镇模拟）下列有关细胞吸水和失水叙述正确的是（　　）
A. 植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成
B. 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞一定会发生质壁分离
C. 渗透实验中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜
D. 细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性，但部分有毒物质仍能进入
细胞
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解析：　植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细
胞质组成，A错误；当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞不一定会发
生质壁分离，如死细胞、动物细胞不会发生质壁分离，根尖分生区细胞不
含大液泡，也不会发生质壁分离，B错误；渗透实验中，当半透膜两侧溶
液浓度相等时，水分子仍然通过半透膜，这时进出的水分子达到动态平
衡，C错误；细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性，但部分有毒物质仍
能进入细胞，说明细胞膜的控制作用是相对的，D正确。
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3. （2025·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
解析：　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，D符
合题意。
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4. （2025·河南名校联考）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（　　）
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
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解析：　如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则水分子运动的
总趋势是由甲流向乙，液面a会下降，液面b会上升，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，则液面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，两侧的液面可能仍
存在高度差，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，C正确，D错误。
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5. （2025·山东聊城模拟）某研究性学习小组在探究植物细胞的吸水和失
水时，选择了以下三种实验材料：①紫色洋葱鳞片叶外表皮；②洋葱鳞片
叶内表皮；③黑藻成熟叶片。下列叙述正确的是（　　）
A. 选用①进行实验时，正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小
B. 选用②进行实验时，用0.3 g/mL的蔗糖溶液处理玻片标本观察不到质壁
分离现象
C. 选用③进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
D. 选用①②③进行实验时，正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐
减弱
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解析：　以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离材料
时，正在发生质壁分离的细胞因失水体积减小，故紫色区域缩小，颜色变
深，A正确；选用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验时，用0.3 g/mL 的蔗糖
溶液处理玻片标本也能观察到质壁分离现象，只是该类细胞中不含色素，
现象不易观察，B错误；黑藻成熟叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体
的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，C错误；正在发生质
壁分离的细胞，细胞液的浓度逐渐增加，使得细胞的吸水能力逐渐增强，
D错误。
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6. （2025·广西柳州高三模拟）研究植物细胞的吸水与失水常用紫色洋葱
鳞片叶外表皮细胞作为实验材料。将外表皮细胞浸润在2 mol/L的蔗糖溶液
中，一段时间后，实验现象如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A. 发生质壁分离前甲处溶液浓度小于2 mol/L
B. 乙处溶液浓度等于2 mol/L
C. 水分子只能以自由扩散的方式通过细胞壁和原生质层
D. 将蔗糖溶液替换为等浓度乙二醇溶液，液泡体积会一直减小
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解析：　将外表皮细胞浸润在2 mol/L的蔗糖溶液中，植物细胞发生质壁
分离，说明发生质壁分离前细胞液的浓度小于外界溶液浓度，故甲处溶液
浓度小于2 mol/L，A正确；甲处的水分进入乙处，乙处溶液浓度降低，故
乙处溶液浓度小于2 mol/L，B错误；细胞壁是全透性的，水分子穿过细胞
壁不属于跨膜运输，原生质层相当于一层半透膜，水分子可以以自由扩
散、协助扩散的方式通过原生质层，C错误；将蔗糖溶液替换为等浓度乙
二醇溶液，乙二醇可以进入甲处，甲处的溶液浓度会增加，液泡体积会先
减小后增大，D错误。
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7. （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
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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的细胞液浓度相同，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，说明水分子
进出细胞达到平衡状态，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。
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8. （2025·河北秦皇岛模拟）为探究细胞吸水能力与液泡相对体积的关
系，科研人员利用紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液进
行了实验，测得细胞吸水能力与液泡相对体积（正常状态下液泡体积记为
1.0）的关系如图所示。下列相关叙述不正确的是（　　）
A. a点细胞吸收的水多于b点
B. 与b点相比，a点细胞原生质体的体积较小
C. c→d过程，细胞体积没有显著增加
D. d点细胞液的渗透压低于a、b点
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解析：　a点液泡相对体积小于b点且二者均小于1.0，说明处于a、b点的
细胞失水，发生质壁分离，原生质体的体积减小，且a点细胞失水多于b
点，与b点相比，a点细胞的原生质体体积较小，A错误，B正确；c→d过
程，液泡相对体积从1.0逐渐增大，说明在此过程中细胞吸水，但由于细
胞壁的存在，植物细胞的体积不会显著增加，C正确；细胞液的渗透压越
高，细胞吸水能力越强，故d点细胞液的渗透压低于a、b点，D正确。
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9. （2025·哈尔滨九中高三期中）利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和0.3
g/mL的蔗糖溶液为实验材料，模拟探究细胞膜的选择透过性，如图为不同
处理时间对紫色洋葱表皮细胞的质壁分离的影响。
下列叙述正确的是（　　）
A. 该过程中原生质体的体积与细胞体积的变化完全吻合
B. 该过程中蔗糖和水能自由通过鳞片叶表皮细胞的细胞壁
C. 在处理时间为10 min时，鳞片叶表皮细胞的吸水能力最弱
D. 0～2 min时，叶表皮细胞主动吸水导致细胞液浓度下降
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解析：　原生质体的伸缩性较大，而细胞壁的伸缩性较小，原生质体的体积变小，而细胞体积几乎不变，A错误；细胞壁是全透性的，蔗糖和水都能自由进出细胞壁，B正确；随着质壁分离程度增大，鳞片叶表皮细胞的吸水能力增强，故在处理时间为10 min时（分离程度较大，细胞失水较多），鳞片叶表皮细胞的吸水能力较强，C错误；外界溶液浓度比细胞液浓度大，0～2 min时细胞失水，且为被动运输，不是主动吸水，D错误。
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10. （2025·湖南邵东高三月考）某研究小组用5种植物材料进行质壁分离
实验。在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶
液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间，绘制成如
图。下列说法错误的是（　　）
A.据图分析可知，5种植物材料中山茶细胞最大
B.该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验
C.若在发生质壁分离后滴加清水，则细胞膜附近的水分子进大于出
D.5种材料中，红花檵木细胞的细胞液浓度最小
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解析：　根据题图可知，视野中记录到的山茶的平均细胞数最少，由此推知其细胞体积相对最大，A正确；该实验中的各组材料之间相互对照，每组材料质壁分离前后也可形成自身对照，B错误；若在发生质壁分离后滴加清水，则细胞膜附近的水分子有进也有出，从整体来看进入的水分子多于出来的水分子，C正确；各组实验中红花檵木细胞发生初始质壁分离的平均时间最短，即质壁分离的速度最快，说明实验开始时红花檵木细胞的细胞液浓度最小，D正确。
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二、非选择题
11. （2025·河南南阳一中质检）袁隆平院士曾说，实现耐盐碱水稻种
植1亿亩的目标是他的第三个梦想。耐盐碱水稻是指能在盐（碱）浓度
为0.3％以上的盐碱地生长、亩产量在300公斤以上的水稻品种。现有
普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴
趣小组使用0.3 g/mL的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图
1，请回答相关问题：
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（1）该实验通过观察原生质体体积相对值进行比较，故所选水稻细胞必
须含有的细胞器是 。图1中Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升是受限
于 。
解析： 根据图1分析可知，Ⅰ组水稻发生了质壁分离和复原，说明所选
水稻细胞为成熟的细胞，含有大液泡。由于植物细胞壁伸缩性有限，因此
Ⅱ组水稻不能无限吸水，故曲线不能无限上升。
液泡
细胞壁（的伸缩性）
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（2）A→B段，Ⅰ组水稻的吸水能力 ，此时，在细胞壁和原
生质体之间充满了 。
解析： A→B段，Ⅰ组水稻发生质壁分离，细胞液浓度增大，吸水能
力逐渐升高。由于细胞壁具有全透性，故此时在细胞壁和原生质体之间充
满了KNO3溶液。
逐渐升高
KNO3溶液
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（3）实验过程中并未添加清水，Ⅰ组水稻原生质体体积的变化是由于细胞
能通过主动吸收 ，从而使得细胞液的浓度变得比外界溶液
浓度 。
解析： 由于细胞能通过主动吸收K＋和N ，使细胞液浓度高于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞会发生质壁分离的复原。
K＋和N
高
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（4）某同学想探究耐盐碱水稻的耐盐碱能力，可选用 组水稻进行合
理分组，配置一系列浓度大于0.3 g/mL的KNO3溶液进行实验观察。若1 h
后观察到的实验结果如图2，分析可知，该品系的耐盐碱水稻适合种植在
盐浓度低于 的土壤中。
解析：根据图1分析可知，Ⅱ组为耐盐碱水稻，因此欲探究耐盐碱水稻的耐盐碱能力，可选用Ⅱ组水稻进行合理分组。据图2可知，细胞在0.4 g/mL的KNO3溶液中未发生质壁分离，而在0.45 g/mL的KNO3溶液中发生质壁分离。因此若要其正常生长，需要将该品系的耐盐碱水稻种植在盐浓度低于0.4 g/mL的土壤中。
Ⅱ
0.4 g/mL
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谢谢观看！

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