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第6讲　水进出细胞的原理
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 2024·山东卷，4；2023·全国甲卷，4；2023·重庆卷，7；2022·湖南卷，10；2022·全国甲卷，2；2021·广东卷，13
2.质壁分离与复原实验 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
考点一　通过模拟实验探究膜的透性
INCLUDEPICTURE"核心要点再研.tif"
1.渗透作用
INCLUDEPICTURE"SW112-.tif"
INCLUDEPICTURE"名师解读.tif"
①原理分析
INCLUDEPICTURE"SY185.tif"
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时，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
过程 条件 现象
吸水 外界溶液的浓度__细胞质的浓度 INCLUDEPICTURE"SY186.tif"
失水 外界溶液的浓度__细胞质的浓度 INCLUDEPICTURE"SY187.tif"
平衡 外界溶液的浓度__细胞质的浓度 INCLUDEPICTURE"SY188.tif"
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
INCLUDEPICTURE"SW113.tif"
(3)现象
INCLUDEPICTURE"SW114-.tif"
提醒　当在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。
INCLUDEPICTURE"典型例题深研.tif"
考向1　围绕渗透作用的原理及应用，考查科学思维
1.(2024·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(　　)
INCLUDEPICTURE"SY190.tif"
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
INCLUDEPICTURE"跳出题海.tif"
渗透装置的变式分析
如图为渗透作用的初始状态，其中半透膜只允许水分子通过(图中浓度为质量分数)。
INCLUDEPICTURE"SY191.tif"
(1)往稳定后的U形管的左侧加入少量蔗糖酶
未加酶时：葡萄糖相对分子质量较小，10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度更大，水分子流向总趋势为10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液，右侧液面升高。
加蔗糖酶后：一分子蔗糖被水解产生两分子单糖(葡萄糖和果糖)，导致左侧溶液浓度升高，水分子流向总趋势为10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液，则左侧液面升高。
(2)若把稳定后的U形管右侧液面高出的部分吸走，则右侧液面继续升高并达到新的平衡。　　　
[题后反思] 酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%的淀粉溶液、质量分数为10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水、半透膜(只允许水分子通过)、长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U形管各一个。请根据渗透作用的原理，选用一套装置设计实验，实验现象能支持酶的催化作用具有专一性，要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。
___________________________________________________________________。
考向2　结合动植物细胞的吸水与失水，考查科学思维
2.(2024·山东卷，4)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是(　　)
A.细胞失水过程中，细胞液浓度增大
B.干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下，内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
3.(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(　　)
INCLUDEPICTURE"13kts5.TIF"
考点二　实验：观察植物细胞的质壁分离与复原
INCLUDEPICTURE"核心要点再研.tif"
1.实验原理
INCLUDEPICTURE"s7-.tif"
2.实验步骤
INCLUDEPICTURE"F432A-.tif"
INCLUDEPICTURE"F432B-.tif"
提醒　①本实验中存在两组对照实验，对照组和实验组在同一装片中先后进行，属于自身前后对照。
②本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原；若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
INCLUDEPICTURE"考点速览.tif"
(1)1 mol·L－1 NaCl溶液和1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压大小相等。(2021·湖南卷，3D)(　　)
(2)为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液。(2021·江苏卷，12C)(　　)
(3)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)(　　)
(4)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)(　　)
(5)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)(　　)
(6)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)(　　)
(7)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)(　　)
INCLUDEPICTURE"典型例题深研.tif"
考向1　结合实验原理和步骤，考查科学思维
1.(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0.3 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
2.(2025·江苏徐州模拟)如图表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某一浓度的蔗糖溶液中，液泡体积和细胞吸水能力的相关变化曲线。不考虑细胞失活，下列叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW115.tif"
A.B点时，细胞液浓度大于此时的外界溶液浓度
B.若适当增大外界溶液浓度，则A点将向右上方移动
C.液泡体积为V1时，细胞液浓度小于外界溶液浓度
D.细胞失水，细胞液浓度增大导致细胞吸水能力增强
考向2　结合实验拓展应用，考查科学探究能力
3.(2025·广东深圳模拟)某实验小组利用乙二醇和蔗糖溶液进行质壁分离实验的探究，如图是实验过程中原生质体的相对体积随时间的变化情况。下列相关叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW116.tif"
A.乙二醇溶液组C点的细胞液浓度高于A点的细胞液浓度
B.0～60 s两组实验结果存在差异是因为两组实验所用溶液的浓度不同
C.要测量原生质体相对体积的大小一般选择紫色洋葱内表皮细胞
D.蔗糖溶液组BD段的原生质体的相对体积不变是因为没有水分子的流动
INCLUDEPICTURE"关键真题必刷.tif"1.(2023·重庆卷，7)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%的可溶性淀粉溶液
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(棕红色)
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.(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
3.(2021·湖南卷，3)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
4.(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，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"21s16.tif"
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
INCLUDEPICTURE"情境·探究·长句.tif"
现有普通植物和耐盐碱植物若干，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－1的KNO3溶液分别处理两组植物细胞，结果如图1所示。请回答下列有关问题：
INCLUDEPICTURE"SW125A.tif"
(1)应选择根尖的________(填“成熟区”“伸长区”“分生区”或“根冠”)细胞进行上述实验。图1中A→B段，Ⅰ组植物的吸水能力________，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了____________。A→C段Ⅰ组植物细胞发生了什么现象？在这个过程中细胞大小如何变化？
______________________________________________________________。
(2)实验过程中并未添加清水，Ⅱ组植物原生质体体积逐渐增大的原因可能是什么？_____________________________________________________________
_________________________________________________________________
(3)该兴趣小组继续探究了该耐盐碱植物的细胞液浓度，实验结果如图2，请你根据实验结果尝试写出他们的实验思路。
INCLUDEPICTURE"SW126A.tif"
_____________________________________________________________________
第6讲　水进出细胞的原理
考点一
核心要点·再研
1.半透膜　半透膜　浓度差
2.(1)半透膜　(2)<　>　＝
3.(1)液泡　(3)大于　小于　等于
典型例题·深研
1.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，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，甲、乙溶液的渗透压也不一定相等，C正确，D错误。]
[题后反思]　提示　实验思路：在底部中央放置半透膜的U形管两侧分别加入等量的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，再在两侧各加入等量的蔗糖酶溶液，适宜温度下放置一段时间后，观察两侧液面的变化。
实验预期：蔗糖溶液一侧液面明显升高，则支持酶的催化作用具有专一性(或麦芽糖溶液一侧液面明显降低，则支持酶的催化作用具有专一性)
2.B　[细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确；根据题意可知，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用合成单糖，故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误；根据题意可知，内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确；干旱环境下，内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，有利于外层细胞进行光合作用，D正确。]
3.C　[用30%的蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡的体积会扩大，细胞液浓度下降，A、B错误；当蔗糖溶液浓度超过细胞液浓度之后，随着所用蔗糖溶液浓度上升，细胞失水，原生质体和液泡体积下降，细胞液浓度上升，C正确，D错误。]
考点二
核心要点·再研
1.半透膜　大　细胞液
2.紫色　细胞壁　逐渐变小　加深　逐渐变大
考点速览
(1)×　提示　1 mol·L－1 NaCl溶液中，含1 mol·L－1的Na＋和1 mol·L－1的Cl－，即溶质微粒浓度为2 mol·L－1，而1 mol·L－1蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1 mol·L－1 NaCl溶液的渗透压大于1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压。
(2)×　提示　应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流，重复几次，洋葱细胞就会浸润在蔗糖溶液中。
(3)√
(4)×　提示　质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。
(5)×　提示　根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作为此实验的实验材料。
(6)×　提示　整个实验过程只需低倍镜观察即可。
(7)×　提示　黑藻叶肉细胞液泡无颜色，叶绿体的存在有利于实验现象的观察。
典型例题·深研
1.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水滴中展平，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，而不是细胞中央，B错误；用吸水纸引流使蔗糖溶液替换清水，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。]
2.D　[B点时，细胞处于失水状态，所以此时细胞液浓度小于外界溶液浓度，A错误；若适当增大外界溶液浓度，则外界溶液和细胞液间的浓度差增大，A点将向左上方移动，B错误；当液泡体积为V1时，质壁分离的程度达到最大，此时细胞液浓度应等于外界溶液浓度，若细胞液浓度小于外界溶液浓度，则细胞会继续失水，C错误；随着细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，导致细胞吸水能力逐渐增强，D正确。]
3.A　[乙二醇溶液组在未更换外界溶液的条件下直接发生质壁分离复原的原因是乙二醇进入细胞内，导致细胞液浓度高于外界溶液浓度，因此与A点相比，C点的细胞液浓度高，A正确；由图可知，两组实验所用溶液的浓度都是2 mol·L－1，浓度相同，造成两组0～60 s实验结果不同的原因是溶质种类不同，B错误；紫色洋葱内表皮细胞没有颜色，不利于观测，因此要测量原生质体相对体积的大小可以选择紫色洋葱外表皮细胞，C错误；BD段的原生质体的相对体积不变的原因是水分子内流与外流速度相同，即水分子进出细胞达到动态平衡，D错误。]
关键·真题必刷
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　[三种细胞液浓度不同的植物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，细胞a体积未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生质壁分离，所以，水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c，A、B正确；细胞c的质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液浓度小，由题干信息“细胞a在蔗糖溶液中未发生变化”可知，细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而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，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错误，D正确。]
3.D　[对农作物施肥过多，根细胞外土壤溶液浓度过高，会导致质壁分离，引起“烧苗”现象，A正确；质壁分离过程中，原生质层(由细胞膜和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蔗糖溶液中，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。]
4.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后的观察视野中，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。]
情境·探究·长句
(1)提示　成熟区　逐渐升高　KNO3溶液　A→C段过程中Ⅰ组植物细胞发生了质壁分离与质壁分离的复原。在这个过程中细胞大小基本不变
(2)提示　Ⅱ组植物细胞液浓度大于外界溶液浓度，水分子透过原生质层进入细胞液，细胞发生渗透吸水。
(3)提示　配制一系列浓度范围在0.3～0.6 g·mL－1的蔗糖溶液，将Ⅱ组植物细胞进行合理分组，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察现象并记录。(共46张PPT)
SHENG WU XUE
水进出细胞的原理
第6讲
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 2024·山东卷，4；2023·全国甲卷，4；2023·重庆卷，7；2022·湖南卷，10；2022·全国甲卷，2；2021·广东卷，13
2.质壁分离与复原实验 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
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目 录
通过模拟实验探究膜的透性
2
4
实验：观察植物细胞的质壁分离与复原
关键 · 真题必刷
3
情境 · 探究 · 长句
考点一
通过模拟实验探究膜的透性
核心要点·再研
典型例题·深研
1.渗透作用
半透膜
半透膜
浓度差
①原理分析
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时，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________。
半透膜
(2)条件及现象
过程 条件 现象
吸水 外界溶液的浓度____细胞质的浓度
失水 外界溶液的浓度____细胞质的浓度
平衡 外界溶液的浓度____细胞质的浓度
<
>
＝
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
提醒　当在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。
(3)现象
大于
小
于
等于
考向1　围绕渗透作用的原理及应用，考查科学思维
1.(2024·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(　　)
D
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
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，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，甲、乙溶液的渗透压也不一定相等，C正确，D错误。
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
渗透装置的变式分析
如图为渗透作用的初始状态，其中半透膜只允许
水分子通过(图中浓度为质量分数)。
(1)往稳定后的U形管的左侧加入少量蔗糖酶
未加酶时：葡萄糖相对分子质量较小，10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度更大，水分子流向总趋势为10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液，右侧液面升高。
加蔗糖酶后：一分子蔗糖被水解产生两分子单糖(葡萄糖和果糖)，导致左侧溶液浓度升高，水分子流向总趋势为10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液，则左侧液面升高。
(2)若把稳定后的U形管右侧液面高出的部分吸走，则右侧液面继续升高并达到新的平衡。
[题后反思] 酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%的淀粉溶液、质量分数为10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水、半透膜(只允许水分子通过)、长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U形管各一个。请根据渗透作用的原理，选用一套装置设计实验，实验现象能支持酶的催化作用具有专一性，要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。___________________________________
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实验思路：在底部中央放置半透膜的U形管两侧分别加入等量的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，再在两侧各加入等量的蔗糖酶溶液，适宜温度下放置一段时间后，观察两侧液面的变化。
实验预期：蔗糖溶液一侧液面明显升高，则支持酶的催化作用具有专一性(或麦芽糖溶液一侧液面明显降低，则支持酶的催化作用具有专一性)
考向2　结合动植物细胞的吸水与失水，考查科学思维
2.(2024·山东卷，4)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是(　　)
A.细胞失水过程中，细胞液浓度增大
B.干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下，内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
B
解析　细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确；
根据题意可知，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用合成单糖，故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误；
根据题意可知，内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确；
干旱环境下，内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，有利于外层细胞进行光合作用，D正确。
3.(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
解析　用30%的蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡的体积会扩大，细胞液浓度下降，A、B错误；
当蔗糖溶液浓度超过细胞液浓度之后，随着所用蔗糖溶液浓度上升，细胞失水，原生质体和液泡体积下降，细胞液浓度上升，C正确，D错误。
考点二　实验：观察植物细胞的质壁分离与复原
核心要点·再研
典型例题·深研
1.实验原理
半透膜
大
细胞液
2.实验步骤
紫色
细胞壁
提醒　①本实验中存在两组对照实验，对照组和实验组在同一装片中先后进行，属于自身前后对照。
②本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原；若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
逐渐变小
加深
逐渐变大
(1)1 mol·L－1 NaCl溶液和1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压大小相等。(2021·湖南卷，3D)( )
提示　1 mol·L－1 NaCl溶液中，含1 mol·L－1的Na＋和1 mol·L－1的Cl－，即溶质微粒浓度为2 mol·L－1，而1 mol·L－1蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1 mol·L－1 NaCl溶液的渗透压大于1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压。
(2)为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液。(2021·江苏卷，12C)( )
提示　应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流，重复几次，洋葱细胞就会浸润在蔗糖溶液中。
×
×
(3)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)( )
(4)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)( )
提示　质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。
(5)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)( )
提示　根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作为此实验的实验材料。
√
×
×
(6)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)( )
提示　整个实验过程只需低倍镜观察即可。
(7)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)( )
提示　黑藻叶肉细胞液泡无颜色，叶绿体的存在有利于实验现象的观察。
×
×
考向1　结合实验原理和步骤，考查科学思维
1.(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0.3 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
D
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水滴中展平，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，而不是细胞中央，B错误；
用吸水纸引流使蔗糖溶液替换清水，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。
2.(2025·江苏徐州模拟)如图表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某一浓度的蔗糖溶液中，液泡体积和细胞吸水能力的相关变化曲线。不考虑细胞失活，下列叙述正确的是(　　)
D
A.B点时，细胞液浓度大于此时的外界溶液浓度
B.若适当增大外界溶液浓度，则A点将向右上方移动
C.液泡体积为V1时，细胞液浓度小于外界溶液浓度
D.细胞失水，细胞液浓度增大导致细胞吸水能力增强
解析　B点时，细胞处于失水状态，所以此时细胞液浓度小于外界溶液浓度，A错误；
若适当增大外界溶液浓度，则外界溶液和细胞液间的浓度差增大，A点将向左上方移动，B错误；
当液泡体积为V1时，质壁分离的程度达到最大，此时细胞液浓度应等于外界溶液浓度，若细胞液浓度小于外界溶液浓度，则细胞会继续失水，C错误；
随着细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，导致细胞吸水能力逐渐增强，D正确。
A.B点时，细胞液浓度大于此时的外界溶液浓度
B.若适当增大外界溶液浓度，则A点将向右上方移动
C.液泡体积为V1时，细胞液浓度小于外界溶液浓度
D.细胞失水，细胞液浓度增大导致细胞吸水能力增强
考向2　结合实验拓展应用，考查科学探究能力
3.(2025·广东深圳模拟)某实验小组利用乙二醇和蔗糖溶液进行质壁分离实验的探究，如图是实验过程中原生质体的相对体积随时间的变化情况。下列相关叙述正确的是(　　)
A
A.乙二醇溶液组C点的细胞液浓度高于A点的细胞液浓度
B.0～60 s两组实验结果存在差异是因为两组实验所用溶液的浓度不同
C.要测量原生质体相对体积的大小一般选择紫色洋葱内表皮细胞
D.蔗糖溶液组BD段的原生质体的相对体积不变是因为没有水分子的流动
解析　乙二醇溶液组在未更换外界溶液的条件下直接发生质壁分离复原的原因是乙二醇进入细胞内，导致细胞液浓度高于外界溶液浓度，因此与A点相比，C点的细胞液浓度高，A正确；
由图可知，两组实验所用溶液的浓度都是2 mol·L－1，浓度相同，造成两组0～60 s实验结果不同的原因是溶质种类不同，B错误；
紫色洋葱内表皮细胞没有颜色，不利于观测，因此要测量原生质体相对体积的大小可以选择紫色洋葱外表皮细胞，C错误；
BD段的原生质体的相对体积不变的原因是水分子内流与外流速度相同，即水分子进出细胞达到动态平衡，D错误。
A.乙二醇溶液组C点的细胞液浓度高于A点的细胞液浓度
B.0～60 s两组实验结果存在差异是因为两组实验所用溶液的浓度不同
C.要测量原生质体相对体积的大小一般选择紫色洋葱内表皮细胞
D.蔗糖溶液组BD段的原生质体的相对体积不变是因为没有水分子的流动
关键 · 真题必刷
1.(2023·重庆卷，7)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(　　)
C
编号 试剂
① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液
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(棕红色)
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.(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
C
解析　三种细胞液浓度不同的植物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，细胞a体积未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生质壁分离，所以，水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c，A、B正确；
细胞c的质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液浓度小，由题干信息“细胞a在蔗糖溶液中未发生变化”可知，细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而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，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错误，D正确。
3.(2021·湖南卷，3)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
D
解析　对农作物施肥过多，根细胞外土壤溶液浓度过高，会导致质壁分离，引起“烧苗”现象，A正确；
质壁分离过程中，原生质层(由细胞膜和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蔗糖溶液中，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。
4.(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，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　)
A
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后的观察视野中，B正确；
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
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。
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
情境 · 探究 · 长句
现有普通植物和耐盐碱植物若干，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－1的KNO3溶液分别处理两组植物细胞，结果如图1所示。请回答下列有关问题：
(1)应选择根尖的________(填“成熟区”“伸长区”“分生区”或“根冠”)细胞进行上述实验。图1中A→B段，Ⅰ组植物的吸水能力________，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了____________。A→C段Ⅰ组植物细胞发生了什么现象？在这个过程中细胞大小如何变化？_______________________________________
_____________________________________________________________________。
成熟区
逐渐升高
KNO3溶液
A→C段过程中Ⅰ组植物细胞发生了质壁分离与质壁分离的复原。在这个过程中细胞大小基本不变
(2)实验过程中并未添加清水，Ⅱ组植物原生质体体积逐渐增大的原因可能是什么？
提示　Ⅱ组植物细胞液浓度大于外界溶液浓度，水分子透过原生质层进入细胞液，细胞发生渗透吸水。
(3)该兴趣小组继续探究了该耐盐碱植物的细胞液浓度，实验结果如图2，请你根据实验结果尝试写出他们的实验思路。
提示　配制一系列浓度范围在0.3～0.6 g·mL－1的蔗糖溶液，将Ⅱ组植物细胞进行合理分组，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察现象并记录。　　　限时练6　水进出细胞的原理
(时间：25分钟　分值：40分)
选择题1～9小题，每小题2分，共18分。
【对点强化】
考点一　通过模拟实验探究膜的透性
1.(2025·河北衡水金卷)哺乳动物细胞在0.9% NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔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有的破裂
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
2.(2025·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(　　)
INCLUDEPICTURE"SW118.tif"
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
3.(2025·江西九江模拟)科研人员将人的成熟红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，测定红细胞溶血(溶血是指红细胞破裂后血红蛋白渗出的现象)所需时间，实验结果如图所示。以下叙述错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW119.tif"
A.成熟红细胞在蒸馏水中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
B.处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质分子进入细胞导致细胞质浓度升高
C.氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度依次减小
D.上述实验可以证明脂溶性物质更易通过细胞膜
考点二　观察植物细胞的质壁分离与复原
4.(2025·江苏徐州模拟)为探究植物细胞的质壁分离与复原情况，某研究小组进行了相关实验，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW120.tif"
A.在一定范围内，蔗糖溶液浓度越高，发生质壁分离所需的时间越短
B.细胞质壁分离所需的时间越长，在清水中复原所需的时间也越长
C.若蔗糖溶液浓度继续增大，则细胞发生质壁分离后可能不再复原
D.图示细胞质壁分离后置于清水中复原与生物膜的选择透过性有关
5.(2025·河北石家庄检测)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，有关操作及观察结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW121.tif"
A.保卫细胞的吸水能力A>B
B.质壁分离现象最可能出现在A所在的观察视野中
C.保卫细胞的细胞液浓度B>A
D.推测两种蔗糖溶液浓度高低为甲>乙
6.(2025·河南名校联盟)假定将甲、乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察甲、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，但乙细胞随后又发生质壁分离复原
C.甲细胞发生质壁分离，随后细胞发生质壁分离复原
D.甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原
7.(2025·湖南永州模拟)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果如图所示，其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW122.tif"
A.与甲图细胞相比，乙图细胞的吸水能力较强
B.“甲→乙”变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的大
C.丙图细胞达到渗透平衡时，无水分子进出原生质层
D.甲、乙两图细胞均有生物活性，而丙图细胞无生物活性
8.(2025·江苏南通调研)某研究小组用一系列不同浓度的蔗糖溶液制作洋葱鳞片叶内表皮(细胞含无色大液泡)临时装片，通过观察细胞的形态变化来测定其细胞液浓度。下列关于该实验的叙述，正确的是(　　)
A.撕取鳞片叶内表皮，在室温下经10%盐酸处理后使细胞彼此更容易分开
B.可向蔗糖溶液中添加少量红墨水再用于制作装片，以便于细胞形态观察
C.镜检某一浓度蔗糖溶液处理的装片，视野中可能只有一部分细胞呈质壁分离状态
D.实验也可采用在一个装片上，一侧滴加、另一侧用吸水纸引流的方法更换蔗糖溶液
【综合提升】
9.(2025·江苏江阴联考)研究表明，植物叶片中气孔导度(即气孔张开的程度)与
K＋、糖类等含量有关。K＋能在保卫细胞中大量积累，保卫细胞吸水后气孔导度增大，气孔张开，保卫细胞和气孔的结构如图所示。下列分析错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"ZX39.TIF"
A.水分经原生质层进入液泡增多，气孔导度逐渐变大
B.气孔导度增加，有利于促进叶肉细胞中糖类的合成
C.细胞膜上参与主动运输K＋的载体蛋白也具有催化ATP水解的作用
D.随保卫细胞中K＋和糖类物质含量升高，细胞吸水能力减弱
10.(22分)(2025·江西新余调研)某科研小组利用洋葱鳞片叶进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验后，尝试对实验进行改进，改用黑藻叶片取代紫色洋葱鳞片叶进行实验。回答下列问题：
(1)(8分)一般选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料，原因是
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
黑藻叶片能取代紫色洋葱鳞片叶的原因是
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)(4分)质壁分离指的是____________和细胞壁的分离。将黑藻叶片细胞置于
0.3 g/mL蔗糖溶液后，视野中细胞壁与细胞膜之间的无色区域内的物质是________。
(3)(6分)若将已经发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，观察到绿色区域逐渐变大，此过程中细胞的吸水能力________(填“逐渐增强”“逐渐减弱”或“不变”)；若将已经发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，但不能发生质壁分离复原，最可能的原因是__________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)(4分)若要探究紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度范围，实验的基本思路是______________________________________________________________。
限时练6　水进出细胞的原理
1.C　[在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但其没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时水分子进出细胞达到动态平衡，B错误；渗透作用是指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散，D错误。]
2.D　[漏斗液面高于烧杯液面说明漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中蔗糖溶液浓度，A错误；若t2时刻烧杯中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，烧杯内溶液浓度会先上升，由于c允许单糖通过，继而烧杯内溶液浓度会下降，则Δh将先变小后变大，最终将变大，B错误；t2时刻半透膜两侧水分子进出速率相等，但是由于漏斗与烧杯的液面高度不一样，因此膜两侧溶液浓度不相同，C错误；若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，则Δh将先变大后变小，D正确。]
3.C　[分析题图可知，氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度大小关系为丙酮>乙醇>甘油>氯化铵，C错误。]
4.B　[由图可知，在一定范围内，蔗糖溶液浓度越高，发生质壁分离所需的时间越短，A正确；由最后两组可知，在0.15 g·mL－1蔗糖溶液中比0.20 g·mL－1蔗糖溶液中质壁分离所需的时间长，但在清水中复原所需的时间相同，B错误；若蔗糖溶液浓度继续增大，细胞可能因失水过多导致死亡，则细胞发生质壁分离后可能不再复原，C正确；细胞质壁分离后置于清水中，细胞会吸水复原，这与生物膜的选择透过性有关，D正确。]
5.C　[将保卫细胞置于蔗糖溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，A状态保卫细胞的细胞液浓度较大，添加蔗糖溶液乙，A状态保卫细胞吸水，成为图中所示B状态，B状态保卫细胞的细胞液浓度较小，即A状态保卫细胞的细胞液浓度大于B状态的，则吸水能力A>B，A正确，C错误；A状态是保卫细胞失水形成的，失水过程中可能出现质壁分离现象，B正确；将保卫细胞置于蔗糖溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，将A状态保卫细胞置于蔗糖溶液乙中，A状态保卫细胞吸水，成为图中所示B状态，且B状态气孔张开程度大于初始状态，推断蔗糖溶液甲的浓度大于蔗糖溶液乙的浓度，D正确。]
6.B　[由于蔗糖溶液和甘油溶液浓度均比细胞液的浓度高，所以甲、乙两细胞都能发生质壁分离。又因蔗糖分子不能透过细胞膜，甘油分子可以透过细胞膜，所以放入蔗糖溶液中的细胞不发生质壁分离复原现象，而放入甘油溶液中的细胞发生质壁分离后又发生质壁分离复原现象。]
7.A　[与甲图细胞相比，乙图细胞失水，细胞液浓度升高，细胞吸水能力增强，A正确；“甲→乙”变化的原因之一是结构②的伸缩性比①的大，B错误；丙图细胞达到渗透平衡时，水分子进出原生质层达到平衡，C错误；甲、乙、丙三图细胞均有生物活性，D错误。]
8.C　[经10%盐酸处理后鳞片叶内表皮细胞会死亡，不能发生质壁分离，因此获取的鳞片叶内表皮细胞不能用于细胞液浓度的测定，A错误；由于细胞壁的伸缩性较小，在质壁分离实验中细胞的形态变化不大，故质壁分离实验的观察指标不是细胞的形态，洋葱鳞片叶内表皮细胞无色，质壁分离时不容易观察原生质层和细胞壁的位置关系，而红墨水中的色素分子不能进入细胞内，因此可向蔗糖溶液中添加少量红墨水再用于制作装片，以便于观察原生质层和细胞壁的位置关系，B错误；不同细胞的细胞液浓度不同，在同一浓度的蔗糖溶液中失水量也不同，因此镜检某一浓度蔗糖溶液处理的装片时，视野中可能只有一部分细胞呈质壁分离状态，C正确；本实验应该根据不同外界溶液中细胞质壁分离的程度来判断细胞液的浓度，因此应配制一系列不同浓度的蔗糖溶液，分别处理相同的实验材料，而不能采用选项所述方法，D错误。]
9.D　[保卫细胞吸水，水分经原生质层进入液泡，气孔导度逐渐变大，A正确；气孔导度增加，有利于二氧化碳进入叶片，促进叶肉细胞中糖类的合成，B正确；细胞膜上参与主动运输(逆浓度梯度、需要载体和ATP供能)K＋的载体蛋白具有催化ATP水解的作用，C正确；随保卫细胞中K＋和糖类物质含量升高，细胞液浓度增大，细胞吸水能力增强，D错误。]
10.(1)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为成熟的植物细胞，有大液泡且细胞液呈紫色，便于观察　黑藻叶片和紫色洋葱鳞片叶都是成熟的植物细胞，且含有色素　(2)原生质层　蔗糖溶液　(3)逐渐减弱　细胞失水过多死亡　(4)设置一系列等浓度梯度的蔗糖溶液，将生理状况相同的细胞分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，当细胞外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞失水；当细胞外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞吸水；细胞液的浓度介于未发生质壁分离的一组和刚刚发生质壁分离的一组对应的浓度之间
解析　(2)质壁分离，“质”表示原生质层，“壁”表示细胞壁。细胞壁具有全透性，蔗糖可以通过细胞壁，但是细胞膜具有选择透过性，因此视野中细胞壁与细胞膜之间的无色区域内的物质是蔗糖溶液。(3)将已发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，细胞液浓度大于清水浓度，细胞会吸水，且吸水能力逐渐减弱，绿色区域逐渐变大。若将已经发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，但不能发生质壁分离复原，最可能的原因是黑藻叶片在质壁分离时，外界溶液浓度较大，细胞失水过多死亡了。(共22张PPT)
水进出细胞的原理
限时练6　
(时间：25分钟　分值：40分)
考点一　通过模拟实验探究膜的透性
1.(2025·河北衡水金卷)哺乳动物细胞在0.9% NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔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有的破裂
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
解析　在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但其没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；
在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时水分子进出细胞达到动态平衡，B错误；
渗透作用是指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散，D错误。
2.(2025·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(　　)
D
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
解析　漏斗液面高于烧杯液面说明漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中蔗糖溶液浓度，A错误；
若t2时刻烧杯中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，烧杯内溶液浓度会先上升，由于c允许单糖通过，继而烧杯内溶液浓度会下降，则Δh将先变小后变大，最终将变大，B错误；
t2时刻半透膜两侧水分子进出速率相等，但是由于漏斗与烧杯的液面高度不一样，因此膜两侧溶液浓度不相同，C错误；
若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，则Δh将先变大后变小，D正确。
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
3.(2025·江西九江模拟)科研人员将人的成熟红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，测定红细胞溶血(溶血是指红细胞破裂后血红蛋白渗出的现象)所需时间，实验结果如图所示。以下叙述错误的是(　　)
C
A.成熟红细胞在蒸馏水中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
B.处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质
分子进入细胞导致细胞质浓度升高
C.氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度
依次减小
D.上述实验可以证明脂溶性物质更易通过细胞膜
解析　分析题图可知，氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度大小关系为丙酮>乙醇>甘油>氯化铵，C错误。
考点二　观察植物细胞的质壁分离与复原
4.(2025·江苏徐州模拟)为探究植物细胞的质壁分离与复原情况，某研究小组进行了相关实验，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
B
A.在一定范围内，蔗糖溶液浓度越高，
发生质壁分离所需的时间越短
B.细胞质壁分离所需的时间越长，在
清水中复原所需的时间也越长
C.若蔗糖溶液浓度继续增大，则细胞发生质壁分离后可能不再复原
D.图示细胞质壁分离后置于清水中复原与生物膜的选择透过性有关
解析　由图可知，在一定范围内，蔗糖溶液浓度越高，发生质壁分离所需的时间越短，A正确；
由最后两组可知，在0.15 g·mL－1蔗糖溶液中比0.20 g·mL－1蔗糖溶液中质壁分离所需的时间长，但在清水中复原所需的时间相同，B错误；
若蔗糖溶液浓度继续增大，细胞可能因失水过多导致死亡，则细胞发生质壁分离后可能不再复原，C正确；
细胞质壁分离后置于清水中，细胞会吸水复原，这与生物膜的选择透过性有关，D正确。
A.在一定范围内，蔗糖溶液浓度越高，发生质壁分离所需的时间越短
B.细胞质壁分离所需的时间越长，在清水中复原所需的时间也越长
C.若蔗糖溶液浓度继续增大，则细胞发生质壁分离后可能不再复原
D.图示细胞质壁分离后置于清水中复原与生物膜的选择透过性有关
5.(2025·河北石家庄检测)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，有关操作及观察结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
C
A.保卫细胞的吸水能力A>B
B.质壁分离现象最可能出现在
A所在的观察视野中
C.保卫细胞的细胞液浓度B>A
D.推测两种蔗糖溶液浓度高低为甲>乙
解析　将保卫细胞置于蔗糖溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，A状态保卫细胞的细胞液浓度较大，添加蔗糖溶液乙，A状态保卫细胞吸水，成为图中所示B状态，B状态保卫细胞的细胞液浓度较小，即A状态保卫细胞的细胞液浓度大于B状态的，则吸水能力A>B，A正确，C错误；
A状态是保卫细胞失水形成的，失水过程中可能出现质壁分离现象，B正确；
将保卫细胞置于蔗糖溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，将A状态保卫细胞置于蔗糖溶液乙中，A状态保卫细胞吸水，成为图中所示B状态，且B状态气孔张开程度大于初始状态，推断蔗糖溶液甲的浓度大于蔗糖溶液乙的浓度，D正确。
A.保卫细胞的吸水能力A>B
B.质壁分离现象最可能出现在A所在的观察视野中
C.保卫细胞的细胞液浓度B>A
D.推测两种蔗糖溶液浓度高低为甲>乙
6.(2025·河南名校联盟)假定将甲、乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察甲、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，但乙细胞随后又发生质壁分离复原
C.甲细胞发生质壁分离，随后细胞发生质壁分离复原
D.甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原
B
解析　由于蔗糖溶液和甘油溶液浓度均比细胞液的浓度高，所以甲、乙两细胞都能发生质壁分离。又因蔗糖分子不能透过细胞膜，甘油分子可以透过细胞膜，所以放入蔗糖溶液中的细胞不发生质壁分离复原现象，而放入甘油溶液中的细胞发生质壁分离后又发生质壁分离复原现象。
7.(2025·湖南永州模拟)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果如图所示，其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是(　　)
A
A.与甲图细胞相比，乙图细胞的吸水能力较强
B.“甲→乙”变化的原因之一是结构①的伸缩
性比②的大
C.丙图细胞达到渗透平衡时，无水分子进出
原生质层
D.甲、乙两图细胞均有生物活性，而丙图细胞无生物活性
解析　与甲图细胞相比，乙图细胞失水，细胞液浓度升高，细胞吸水能力增强，A正确；
“甲→乙”变化的原因之一是结构②的伸缩性比①的大，B错误；
丙图细胞达到渗透平衡时，水分子进出原生质层达到平衡，C错误；
甲、乙、丙三图细胞均有生物活性，D错误。
A.与甲图细胞相比，乙图细胞的吸水能力较强
B.“甲→乙”变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的大
C.丙图细胞达到渗透平衡时，无水分子进出原生质层
D.甲、乙两图细胞均有生物活性，而丙图细胞无生物活性
8.(2025·江苏南通调研)某研究小组用一系列不同浓度的蔗糖溶液制作洋葱鳞片叶内表皮(细胞含无色大液泡)临时装片，通过观察细胞的形态变化来测定其细胞液浓度。下列关于该实验的叙述，正确的是(　　)
A.撕取鳞片叶内表皮，在室温下经10%盐酸处理后使细胞彼此更容易分开
B.可向蔗糖溶液中添加少量红墨水再用于制作装片，以便于细胞形态观察
C.镜检某一浓度蔗糖溶液处理的装片，视野中可能只有一部分细胞呈质壁分离状态
D.实验也可采用在一个装片上，一侧滴加、另一侧用吸水纸引流的方法更换蔗糖溶液
C
解析　经10%盐酸处理后鳞片叶内表皮细胞会死亡，不能发生质壁分离，因此获取的鳞片叶内表皮细胞不能用于细胞液浓度的测定，A错误；
由于细胞壁的伸缩性较小，在质壁分离实验中细胞的形态变化不大，故质壁分离实验的观察指标不是细胞的形态，洋葱鳞片叶内表皮细胞无色，质壁分离时不容易观察原生质层和细胞壁的位置关系，而红墨水中的色素分子不能进入细胞内，因此可向蔗糖溶液中添加少量红墨水再用于制作装片，以便于观察原生质层和细胞壁的位置关系，B错误；
不同细胞的细胞液浓度不同，在同一浓度的蔗糖溶液中失水量也不同，因此镜检某一浓度蔗糖溶液处理的装片时，视野中可能只有一部分细胞呈质壁分离状态，C正确；
本实验应该根据不同外界溶液中细胞质壁分离的程度来判断细胞液的浓度，因此应配制一系列不同浓度的蔗糖溶液，分别处理相同的实验材料，而不能采用选项所述方法，D错误。
9.(2025·江苏江阴联考)研究表明，植物叶片中气孔导度(即气孔张开的程度)与K＋、糖类等含量有关。K＋能在保卫细胞中大量积累，保卫细胞吸水后气孔导度增大，气孔张开，保卫细胞和气孔的结构如图所示。下列分析错误的是(　　)
D
A.水分经原生质层进入液泡增多，气孔导度逐渐变大
B.气孔导度增加，有利于促进叶肉细胞中糖类的合成
C.细胞膜上参与主动运输K＋的载体蛋白也具有催化ATP水解的作用
D.随保卫细胞中K＋和糖类物质含量升高，细胞吸水能力减弱
解析　保卫细胞吸水，水分经原生质层进入液泡，气孔导度逐渐变大，A正确；
气孔导度增加，有利于二氧化碳进入叶片，促进叶肉细胞中糖类的合成，B正确；
细胞膜上参与主动运输(逆浓度梯度、需要载体和ATP供能)K＋的载体蛋白具有催化ATP水解的作用，C正确；
随保卫细胞中K＋和糖类物质含量升高，细胞液浓度增大，细胞吸水能力增强，D错误。
A.水分经原生质层进入液泡增多，气孔导度逐渐变大
B.气孔导度增加，有利于促进叶肉细胞中糖类的合成
C.细胞膜上参与主动运输K＋的载体蛋白也具有催化ATP水解的作用
D.随保卫细胞中K＋和糖类物质含量升高，细胞吸水能力减弱
10.(2025·江西新余调研)某科研小组利用洋葱鳞片叶进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验后，尝试对实验进行改进，改用黑藻叶片取代紫色洋葱鳞片叶进行实验。回答下列问题：
(1)一般选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
黑藻叶片能取代紫色洋葱鳞片叶的原因是______________________________
______________________________________________。
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为成熟的植物细胞，有大液泡且细胞液呈紫色，便于观察
黑藻叶片和紫色洋葱鳞片叶都是成熟的植物细胞，且含有色素
(2)质壁分离指的是____________和细胞壁的分离。将黑藻叶片细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液后，视野中细胞壁与细胞膜之间的无色区域内的物质是________。
(3)若将已经发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，观察到绿色区域逐渐变大，此过程中细胞的吸水能力________(填“逐渐增强”“逐渐减弱”或“不变”)；若将已经发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，但不能发生质壁分离复原，最可能的原因是______________________________。
原生质层
蔗糖溶液
逐渐减弱
细胞失水过多死亡
(4)若要探究紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度范围，实验的基本思路是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
设置一系列等浓度梯度的蔗糖溶液，将生理状况相同的细胞分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，当细胞外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞失水；当细胞外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞吸水；细胞液的浓度介于未发生质壁分离的一组和刚刚发生质壁分离的一组对应的浓度之间
解析　(2)质壁分离，“质”表示原生质层，“壁”表示细胞壁。细胞壁具有全透性，蔗糖可以通过细胞壁，但是细胞膜具有选择透过性，因此视野中细胞壁与细胞膜之间的无色区域内的物质是蔗糖溶液。
(3)将已发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，细胞液浓度大于清水浓度，细胞会吸水，且吸水能力逐渐减弱，绿色区域逐渐变大。若将已经发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，但不能发生质壁分离复原，最可能的原因是黑藻叶片在质壁分离时，外界溶液浓度较大，细胞失水过多死亡了。

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