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第三节　物质进出细胞的运输方式
第1课时　细胞质膜具有选择透过性
知识点一　水进出细胞的原理
1.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，红细胞失水皱缩并发生质壁分离
B.在0.9％NaCl溶液中，没有水分子进出红细胞而不发生形变
C.在低于0.9％NaCl溶液中，红细胞会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.如图甲、乙为两个渗透装置。图甲是发生渗透作用时的初始状态，图乙是较长时间之后的状态。下列有关叙述错误的是（　　）
A.图中③为半透膜，水分子能自由通过
B.图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等
C.图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
D.图甲中溶液①和②浓度差越大，则图乙中的水柱越高
3.切取形态、质量相同，生理状态相近的马铃薯三块，分别放入甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液中，一小时后称量马铃薯块的质量，其质量改变的百分率如表所示。由表可知三种溶液在浓度上的关系是（　　）
溶液 马铃薯质量改变的百分率
甲 减少5％
乙 没有变化
丙 增加4％
A.甲＞乙＞丙 B.丙＞乙＞甲
C.乙＞甲＞丙 D.丙＞甲＞乙
知识点二　观察植物细胞质壁分离和复原现象
4.（2024·江苏宿迁高一期中）如图为以紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料，观察植物细胞质壁分离和复原实验的主要步骤。下列有关叙述不正确的是（　　）
A.实验可以证明原生质层相当于一层半透膜
B.B步骤主要观察细胞中紫色液泡的大小以及原生质层的初始状态
C.C步骤中用吸水纸引流，使细胞浸润在蔗糖溶液中
D.实验设计不科学，没有设置对照实验
5.（2024·江苏扬州月考）在“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”活动中，观察到了如图所示的实验现象。下列有关叙述正确的是（　　）
A.此时该细胞正在发生质壁分离过程
B.图中①为细胞质膜，⑦中溶液为细胞液
C.该实验至少需光学显微镜下观察3次，形成自身前后对照
D.该实验细胞中的②③④⑤⑥结构组成原生质层
6.（2024·江苏徐州期中）科研人员将某种植物叶片置于一定浓度的乙二醇溶液和蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其原生质体体积的变化，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A.甲溶液是乙二醇溶液，乙溶液是蔗糖溶液
B.甲溶液和乙溶液起始浓度可能相同
C.C点时甲溶液中的溶质开始进入细胞液
D.A到B原生质体的吸水能力逐渐增大
知识点三　细胞质膜对不同物质的通透性不同
7.台盼蓝溶液可将死的动物细胞染成蓝色，而活的动物细胞不着色，该技术利用的是（　　）
A.细胞质膜具有一定流动性
B.细胞质膜具有选择透过性
C.细胞质膜能进行信息传递
D.细胞质膜能保护内部结构
8.（2024·江苏淮安月考）将月季花瓣置于清水中，清水没有颜色变化，将其置于沸水中，清水呈粉色。下列有关叙述错误的是（　　）
A.月季花瓣细胞的色素溶于水
B.月季花瓣细胞的色素存在于叶绿体中
C.月季花瓣细胞的原生质层具有选择透过性
D.高温处理后的花瓣细胞不具有生物活性
9.如图表示高等动、植物细胞与原生生物细胞避免渗透膨胀的三种不同的机制。下列有关叙述错误的是（　　）
A.这三种细胞均以原生质层充当发生渗透吸水时所需要的半透膜
B.动物细胞将离子排出细胞以降低细胞的渗透压，避免过度吸水
C.液泡能调节植物细胞的渗透压，细胞壁限制了细胞过度吸水
D.将原生生物置于低渗溶液中，其通过收缩泡向外排水的速率会加快
10.（多选）（2024·江苏泰州中学月考）将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组（每组细条数相等），取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，下列说法正确的是（　　）
A.实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的低
B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于d组
C.经过蔗糖溶液处理后a组细胞吸水能力大于b组
D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间
11.（多选）如图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况（其他条件相同且不变）。下列有关叙述正确的是（　　）
A.实验表明，外界溶液的浓度对植物生命活动的正常进行非常重要
B.3 h后一段时间，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水
C.6 h时，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、N，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高
D.若把甲组的KNO3溶液改为等浓度的蔗糖溶液，12 h后的实验结果与甲组不同
12.（2024·江苏常州期中）成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，图甲是处于0.3 g/mL蔗糖溶液中发生质壁分离的某种植物细胞示意图，图乙是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请回答下列问题。
（1）图甲中质壁分离指的是细胞壁与　　　　分离，后者可用图中数字　　　　表示。某同学向上述蔗糖溶液中加入适量的红墨水（含红色染料），同时利用黑藻作为材料进行实验，则5、6处的颜色分别是　　　　。
（2）某同学将0.3 g/mL蔗糖溶液换成浓度略大于细胞液浓度的KNO3溶液，用显微镜持续观察，图甲细胞表现出的现象是　　　　　　　　　　　　　　，出现此现象的外因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）图乙细胞可能处于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　状态，此时该细胞的细胞液浓度与外界溶液浓度的大小关系可能有　　　　　　　　　　　　　　。
（4）某兴趣小组用一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别处理相同生理状况的某种植物的根部细胞，用显微镜观察不同浓度蔗糖溶液下根部细胞质壁分离的情况，实验结果如下表所示。据此分析回答下列问题：
一定浓度梯度 的蔗糖溶液/（g/mL） a b c d e f g h
实验结果 － － － － － ＋ ＋＋ ＋＋＋
注：“－”表示未发生质壁分离，“＋”表示有质壁分离。“＋”越多表示分离程度越高。
①该种植物的根部细胞液浓度范围约为　　　　g/mL。
②满足该植物生长需求的土壤相对含水量应　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）刚好使根部细胞发生质壁分离的蔗糖溶液的相对含水量。
第1课时　细胞质膜具有选择透过性
1.C　在高于0.9％NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，红细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；在0.9％NaCl溶液中水分子进出红细胞处于动态平衡，B错误；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，C正确；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，即从水分子多的一侧运输到水分子少的一侧，D错误。
2.B　由于漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，水分子进出达到动态平衡，但溶液②的浓度依然大于溶液①的浓度，B错误。
3.A　成熟植物细胞可看作一个渗透系统，它可发生渗透吸水或失水。据渗透作用原理可知，甲溶液中马铃薯质量减少，说明马铃薯块失水，甲溶液浓度大于马铃薯细胞液的浓度；乙溶液中马铃薯质量没有变化，说明乙溶液浓度等于马铃薯细胞液的浓度；丙溶液中马铃薯质量增加，说明马铃薯块吸水，丙溶液浓度小于马铃薯细胞液的浓度。
4.D　原生质层相当于一层半透膜，这是本实验得以完成的理论依据，A正确；B步骤在低倍显微镜下主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置，B正确；C步骤吸水纸的主要作用是加速外界溶液的更换速度，使细胞浸润在蔗糖溶液中，C正确；本实验没有另外单独设置其他组别，本实验中的对照显示在实验组的前后自身对照，仍然遵循对照原则，D错误。
5.C　此时细胞正在进行质壁分离或质壁分离的复原过程，或处于质壁分离后的平衡状态，A错误；①为细胞壁，由于细胞壁具有全透性，原生质层具有选择透过性，⑦中溶液为外界溶液，B错误；质壁分离及复原实验中至少先后用光学显微镜观察3次，形成自身前后对照，C正确；原生质层是指细胞质膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，即②④⑤，D错误。
6.C　植物细胞在甲溶液中先质壁分离后自动复原是因为乙二醇分子可以进入细胞，在乙溶液中质壁分离不能自动复原，可能为蔗糖溶液，A正确；实验开始时，甲溶液中的植物叶片原生质体的体积大于乙溶液中原生质体的体积，原因可能是甲溶液中的乙二醇分子进入细胞导致细胞液浓度增大，甲、乙溶液起始浓度可能相同，B正确；C点前甲溶液中的溶质就开始进入细胞，C错误；A到B原生质体体积减小，说明原生质体失水，导致其吸水能力逐渐增大，D正确。
7.B　用台盼蓝染色，台盼蓝为细胞不需要的物质，活细胞不吸收，死细胞细胞质膜失去了活性，丧失控制物质进出细胞的功能，台盼蓝进入细胞，细胞才会被染成蓝色，所以该实验所利用的是细胞质膜的选择透过性，B正确。
8.B　将月季花瓣置于沸水中，清水呈粉色，说明月季花瓣中的色素溶解在水中，A正确；月季花瓣细胞的色素存在于液泡中，B错误；月季花瓣细胞的原生质层是由细胞质膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成的，原生质层相当于一层半透膜，具有选择透过性，C正确；高温处理后的花瓣细胞失活，原生质层不具有生物活性，失去选择透过性，D正确。
9.A　原生质层是由植物细胞的细胞质膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成的，动物细胞和原生生物都是以细胞质膜为半透膜完成渗透作用的，A错误；动物细胞为避免膨胀需要将离子转运到细胞外，以减小细胞液的渗透压，避免过度吸水涨破，B正确；液泡通过吸水和失水，进而调节植物细胞的渗透压；细胞壁具有支持和保护作用，限制了细胞过度吸水，也能避免细胞涨破，C正确；将原生生物置于低渗溶液中，其会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，而且速率会加快，D正确。
10.ABD　据图可推知，a组吸水多于b组，因此实验后a组细胞液中溶质浓度低于b组，A正确；实验前长度与实验后长度的比值大于1表明细胞失水，且比值越大，花冠失水越多，因此f组细胞中液泡的失水量大于d组，B正确；根据A项分析可知，实验后a组细胞液中溶质浓度低于b组，因此a组细胞吸水能力小于b组，C错误；由c组吸水、d组失水可知，细条细胞液浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间，D正确。
11.ABD　实验开始时，甲组幼苗根系就已开始吸收K＋、N，而不是在6 h时才开始吸收K＋、N，6 h后细胞液浓度大于KNO3溶液浓度，细胞吸水能力增强，使鲜重逐渐提高，C错误。
12.（1）原生质层　2、4、5　绿色、红色　（2）先出现质壁分离，后出现质壁分离的复原　将0.3 g/mL蔗糖溶液换成浓度略大于细胞液浓度的KNO3溶液，细胞会先失水发生质壁分离，K＋和N被吸收进细胞，使细胞液的浓度在发生质壁分离后不断地增加，从而使细胞吸水，会自动发生质壁分离的复原　（3）质壁分离状态、平衡状态或质壁分离复原　大于、等于或小于　（4）①e～f　②大于
解析：（1）细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离；原生质层包括2细胞质膜、4液泡膜及5两者之间的细胞质。由于有细胞质膜的选择透过性作用，红墨水不能进入，但黑藻有叶绿体，故呈绿色；由于细胞壁具有全透性，故5、6处的颜色分别是绿色、红色。（2）将0.3 g/mL蔗糖溶液换成浓度略大于细胞液浓度的KNO3溶液，图甲细胞会先失水，发生质壁分离，K＋和N被吸收进细胞，使细胞液的浓度在发生质壁分离后不断地增加，从而使细胞吸水，会发生质壁分离的自动复原，故图甲细胞表现出的现象是先出现质壁分离，后出现质壁分离的复原。（3）图乙中的细胞可能处于质壁分离状态，可能处于失水平衡状态，也可能处于质壁分离复原状态，所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的大小关系可能有大于、等于或小于。（4）①由实验结果分析可知，e组溶液中细胞未发生质壁分离，而相邻的浓度f组溶液中细胞发生了质壁分离，所以细胞液浓度介于e组溶液浓度和f组溶液浓度之间。②该植株需要从土壤中吸收水分，因此满足该植物生长需求的土壤相对含水量应大于刚好使根部细胞发生质壁分离的蔗糖溶液的相对含水量。
4 / 4第三节　物质进出细胞的运输方式
第1课时　细胞质膜具有选择透过性
导学 聚焦 1.阐明细胞质膜具有选择透过性，形成结构与功能观。 2.利用类比推理的方法，分析不同种类细胞发生渗透作用的条件。 3.结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及原理的应用，培养探究性实验设计能力
知识点（一）　水进出细胞的原理
1.渗透作用
（1）渗透现象的分析
烧杯中是质量分数为5％的蔗糖溶液，溶质分子　　　　（水的相对含量高）；漏斗中是质量分数为10％的蔗糖溶液，溶质分子　　　　（水的相对含量低）；所以水分子从　　　　向　　　　中扩散。
（2）渗透作用：在半透膜的两侧，水分子从　　　　　　　　　　　　　向　　　　　　　　　　　扩散，这一现象称为渗透作用。
（3）渗透作用发生的条件
对物质进出具有　　　　　　；半透膜两侧溶液存在　　　　　　。
2.动物细胞的吸水和失水
放入　　　　溶液中，水分子进出细胞平衡；放入　　　　溶液中，细胞吸水；放入　　　　溶液中，细胞失水。
3.植物细胞的吸水和失水
（1）成熟植物细胞的结构
（2）条件
过程 条件
吸水 外界溶液的渗透压　　　细胞液的渗透压
失水 外界溶液的渗透压　　　细胞液的渗透压
平衡 外界溶液的渗透压　　　细胞液的渗透压
4.判断下列相关表述的正误
（1）具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。（　　）
（2）在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时或液面高度不再变化时，水分子不再通过半透膜。（　　）
（3）动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中都会吸水涨破。（　　）
（4）原生质层由细胞壁、细胞质膜、液泡膜及所有细胞质组成。（　　）
探讨一　分析渗透作用的原理和条件，提高理解能力
1.用半透膜封住长颈漏斗的口部，在长颈漏斗内注入10％蔗糖溶液，然后把漏斗放到清水中，使内外液面相平，一段时间后会出现液面上升的现象，这就是渗透现象。结合图示分析渗透现象发生的条件和原理。
（1）长颈漏斗内液面会不会一直升高，为什么？
（2）当液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度相等吗，为什么？
（3）如果烧杯中是10％蔗糖溶液，结果会怎样？渗透平衡的实质是什么？
（4）分析上述装置出现渗透现象的条件有哪些？
探讨二　分析细胞渗透吸水的原理，提高理解能力
2.如图甲、乙、丙分别是红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）红细胞的细胞质膜　　　　（填“是”或“不是”）半透膜，红细胞发生失水或吸水取决于　　　　　　　　　　　　。水分子通过　　　　　　进出红细胞。
（2）结合此图分析，医生常给脱水的病人注射0.9％的生理盐水，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）当外界溶液的浓度低时，红细胞一定由于吸水而涨破吗？
3.试从细胞结构及渗透作用的条件分析，植物细胞发生吸水和失水的原因。
（1）对于成熟的植物细胞，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会　　　　，发生　　　　　　；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会　　　　　　，发生　　　　　　　　。
（2）从原生质层的概念出发，原生质层包含细胞核吗？包含核糖体、线粒体、叶绿体和液泡吗？
（3）质壁分离的“质”和“壁”分别代表什么？
（4）榨菜是重庆有名的美食，涪陵榨菜远销全国各地。在榨菜制作过程中，通过盐的腌渍，榨菜可以更加入味且不易腐败变质，其中的生物学原理是什么？
1.当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因
分析如图可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为ΔH，由于水槽中与漏斗中的液体具有浓度差，即渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是当ΔH产生的压强与渗透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换速率相同时，液面不再升高。
2.渗透作用模型与成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统的比较
项目 渗透作用模型 成熟植物细胞与外界 溶液形成的渗透系统
图解
基本条件 半透膜、浓度差 原生质层——选择透过性膜，浓度差——细胞液与外界溶液之间的渗透压差
原理 水分子通过半透膜的扩散作用 水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散
水扩散总趋势 低浓度溶液→高浓度溶液
1.（2024·江苏盐城月考）将动、植物细胞放入清水中会出现如图所示现象。下列有关叙述错误的是（　　）
A.过程①②都有渗透作用的发生
B.过程①②中水分子运动都是双向的
C.红细胞破裂，说明红细胞质膜没有选择透过性
D.动物细胞与植物细胞形态变化差异的原因与其结构有关
2.如图为渗透作用实验，开始时如图1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液（蔗糖不能透过半透膜），过一段时间后漏斗管内的液面不再发生变化，结果如图2，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的高度差。下列说法错误的是（　　）
A.图1中b的浓度大于c的浓度
B.图2中b的浓度等于c的浓度
C.图1 a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到c的速率
D.图2 a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到a的速率
易错提醒
有关渗透作用的三个误区
（1）半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由水分子双向运动的差别导致的液面改变。
（2）当液面高度不再变化时，半透膜两侧仍有水分子进出，且进出速率相同。但两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。
（3）水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。
3.（多选）（2024·江苏连云港月考）红细胞溶血是指红细胞破裂后，血红蛋白逸出的现象。某科研人员分别将人的红细胞置于蒸馏水及以下几种等渗溶液中，测定红细胞溶血所需的时间，得到如下结果。下列分析错误的是（　　）
A.该实验说明脂溶性分子更容易通过细胞质膜
B.红细胞渗透吸水，导致细胞质膜破裂，出现溶血现象
C.扩散进入红细胞的速率大小关系为甘油＞乙醇＞丙酮
D.溶质分子进入红细胞后，使细胞质浓度减小而出现溶血
知识点（二）　观察植物细胞质壁分离和复原现象
1.实验流程
2.实验结论
植物细胞的　　　　　　相当于一层半透膜，植物细胞是通过　　　　　　吸水和失水的。
3.质壁分离发生的原因
4.判断下列相关表述的正误
（1）植物细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现象。（　　）
（2）在实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、三次用高倍镜观察。（　　）
（3）当质壁分离复原后，细胞液渗透压等于外界溶液渗透压。（　　）
（4）质壁分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色区域逐渐变小。（　　）
（5）质壁分离的过程中，细胞的失水速率逐渐加快。（　　）
（6）植物细胞吸水停止时，细胞液渗透压等于外界溶液渗透压。（　　）
探讨一　分析实验过程，提高实验探究能力
1.如图所示为某学生利用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行的某实验的基本操作步骤。请据图回答下列问题：
（1）你认为他做该实验的目的是什么？该实验有无设置对照？
（2）步骤B主要目的是什么？
（3）步骤C中吸水纸的作用是什么？
（4）若某学生在步骤F没有观察到质壁分离复原现象，最可能的原因是什么？
探讨二　分析植物细胞在不同溶液中的吸水和失水，培养创新能力
2.将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液和0.5 g/mL的尿素溶液中，原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积随时间的变化如图，请分析回答有关问题。
（1）曲线A、B、C分别表示植物细胞在哪类溶液中的变化曲线？
（2）请分析各曲线变化的原因。
1.质壁分离及复原发生的条件分析
2.“探究植物细胞的吸水和失水”实验的对照分析
该实验存在两组对照实验，均为自身对照。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.（2024·江苏常州月考）在“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”的实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时玻片进行了三次观察（如图所示）。下列有关叙述错误的是（　　）
A.第二次使用吸水纸的作用是引导清水在盖玻片下流动，使植物细胞完全浸润在清水中
B.若第一次滴加的液体是适宜浓度的KNO3溶液，不用滴加清水也能观察到质壁分离的复原
C.第一次显微镜观察主要是观察紫色液泡的相对大小以及细胞质的分布情况
D.用质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液完成该实验，效果更好
2.（多选）（2024·江苏无锡期中）在观察紫色洋葱叶外表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，同一视野下某细胞的变化如图所示，下列叙述正确的是（　　）
A.原生质层包含细胞核以及液泡膜与细胞质膜间的细胞质
B.甲→乙时，会发现液泡颜色逐渐加深，体积逐渐变小
C.该实验不存在对照
D.乙状态时，原生质层和细胞壁发生了分离
3.（2024·江苏淮安高一月考）某同学用紫色洋葱鳞片叶表皮做实验材料，观察到甲、乙两个图像。下列叙述正确的是（　　）
A.直接用高倍镜观察表皮细胞，可以节省实验时间
B.用紫色洋葱内、外表皮做实验材料，实验效果相同
C.0.3 g/mL蔗糖溶液处理实验材料，观察到的是图像乙
D.清水处理质壁分离的细胞，一定会发生质壁分离复原
知识点（三）　细胞质膜对不同物质的通透性不同
1.细胞质膜对不同物质的通透性不同
2.细胞内的其他细胞器膜和细胞质膜一样，都是　　　　　　　　。
3.判断下列相关表述的正误
（1）科学家认为，植物细胞在乙醇溶液中不发生质壁分离的主要原因是水和乙醇分子都不能通过细胞质膜。（　　）
（2）科学家用含有不同物质的溶液重复质壁分离实验，发现细胞质膜对于不同物质有着不同的通透性。（　　）
（3）气体分子（O2、CO2、N2）、相对分子质量小的不带电的极性分子（如尿素、乙醇）、离子和脂溶性分子等容易通过细胞质膜。（　　）
（4）相对分子质量大的不带电的极性分子（如葡萄糖）和各种带电的极性分子都可以自由通过细胞质膜。（　　）
探讨　细胞质膜对不同物质的通透性
　分析教材知识链接“细胞质膜对不同物质有不同的通透性”，回答下列问题：
（1）脂溶性越强的物质，越容易通过细胞质膜，这与细胞质膜的结构有何关系？
（2）其他生物膜对不同物质的通透性是否和细胞质膜相似？为什么？
1.细胞质膜的结构特点和功能特点
细胞质膜的结构特点：具有一定的流动性。
细胞质膜的功能特点：具有选择透过性。
2.细胞质膜具选择透过性的结构基础
不同细胞质膜上与物质运输相关的蛋白质的种类和数量不同是细胞质膜具有选择透过性的结构基础。
1.以玉米籽粒为实验材料进行验证活细胞吸收物质的选择性活动。下列叙述错误的是（　　）
A.实验前将玉米籽粒放在20～25 ℃温水中浸泡适当时间
B.先用红墨水染色玉米籽粒，然后纵切并观察其颜色变化
C.未煮熟的玉米胚比煮熟的染色浅，说明活细胞吸收物质具有选择性
D.煮过的玉米胚乳与未煮过的均被染成红色，说明胚乳细胞是死细胞
2.用相同的培养液分别培养水稻和番茄，一段时间后测定培养液中各种养分的含量。如图表示实验结束时培养液中各种养分的浓度占实验开始时浓度的百分比，根据测定的结果可推知（　　）
A.番茄和水稻对离子的吸收均具有选择性
B.水稻培养液中Mg浓度增加是根细胞分泌的结果
C.植物细胞对离子的吸收和对水的吸收是成正比的
D.番茄吸收Si的量比水稻吸收Si的量多
3.（多选）科学家研究了细胞质膜对水、尿素、甲脲和甘油等多种物质的通透性，得到如图所示的实验结果。下列相关叙述正确的是（　　）
注：油/水分配系数能反映物质在油水两相中的分配情况。系数越大，说明物质越亲油，即脂溶性强；系数越小，越亲水，即水溶性强。
A.甘油的脂溶性小于甲醇，细胞质膜对乙醇的通透性高于甲脲
B.水分子的油/水分配系数较低，细胞质膜对其通透性也较低
C.一般来说，油/水分配系数越大的物质，越容易通过细胞质膜
D.据图可知，一般情况下脂溶性越强的物质越容易通过细胞质膜
第1课时　细胞质膜具有选择透过性
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）少　多　烧杯　漏斗　（2）溶质分子相对较少的区域　溶质分子相对较多的区域　（3）选择透过性　渗透压差
2.等渗　低渗　高渗
3.（1） 细胞壁　 全透性　 小　 原生质层　 大　 细胞液　（2）＜　＞　＝
4.（1）×　提示：发生渗透作用需要具备两个条件：具有半透膜和膜两侧存在浓度差。
（2）×　提示：水分子仍会通过半透膜，只是进出水分子数相等。
（3）×　提示：植物细胞的细胞壁对细胞有保护作用，放在蒸馏水中吸水不会涨破。
（4）×　提示：原生质层是由细胞质膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成。
互动探究
1.（1）提示：不会；长颈漏斗中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时（二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内），通过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等，因此，液面就不再升高了。
（2）提示：不相等；当水分子进出达到动态平衡时，长颈漏斗中溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。
（3）提示：漏斗中的液面将保持不变；渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子进出达到平衡状态，既不可看作没有水分子进出，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
（4）提示：具有半透膜且半透膜两侧溶液的浓度存在浓度差。
2.（1）是　红细胞内外溶液的浓度差　渗透作用
（2）生理盐水（质量分数为0.9％的NaCl溶液）的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常
（3）提示：不一定，如果外界溶液浓度不是极低，有可能细胞质浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时细胞不会涨破。
3.（1）失水　质壁分离　吸水　质壁分离复原
（2）提示：不包含细胞核，但包含除液泡外的细胞器。
（3）提示：“质”代表原生质层，“壁”代表细胞壁。
（4）提示：渗透作用使细菌失水死亡，还能使细胞质膜丧失选择透过性，有利于榨菜入味。
学以致用
1.C　动物细胞的细胞质膜和植物细胞的原生质层都具有选择透过性，过程①②都有渗透作用的发生，A正确；过程①②中水分子运动都是双向的，只是进入细胞的水分子数目较多，B正确；植物细胞的细胞壁具有全透性，不能控制物质进出细胞，但对植物细胞具有支持和保护作用，所以植物细胞不会吸水涨破，D正确。
2.B　图2漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态，H1大于H2，所以图2中b的浓度大于c的浓度。
3.CD　甘油、乙醇和丙酮属于脂溶性物质，红细胞在氯化铵溶液中发生溶血所需时间明显长于甘油、乙醇和丙酮溶液，说明脂溶性分子更容易通过磷脂双分子层，导致细胞内渗透压升高，使细胞吸水而破裂，A正确；由于细胞内溶液和外界溶液存在浓度差，水分子通过渗透作用进入红细胞，导致细胞质膜破裂，出现溶血现象，B正确；细胞溶血需要的时间越短，说明溶质越容易进入细胞，从红细胞放入甘油、乙醇、丙酮溶液中发生溶血所需时间分别为7.17 min、2.04 min、1.65 min可知，甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速率大小关系为丙酮＞乙醇＞甘油，C错误；将人的红细胞放入不同溶液中，溶质分子进入细胞后，可引起细胞内渗透压升高，导致水分子进入细胞最终出现溶血现象，D错误。
知识点（二）
自主学习
1. 洋葱鳞片叶外表皮　 吸水纸　 吸水纸　 液泡
2.原生质层　渗透作用
3.选择透过性　伸缩性　大于
4.（1）×　提示：发生质壁分离的细胞必须是活的、成熟的植物细胞。如果细胞已死亡或者没有大液泡，就不会发生质壁分离。
（2）×　（3）×　（4）√
（5）×　提示：质壁分离的过程中，随着细胞的失水，失水速率逐渐减慢。
（6）×　提示：植物细胞吸水停止时，细胞液渗透压大于或等于外界溶液渗透压。
互动探究
1.（1）提示：该实验的目的是观察植物细胞的质壁分离和复原。该实验自身前后对照。
（2）提示：观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色大液泡的相对大小和细胞质的分布情况。
（3）提示：使细胞浸润在蔗糖溶液中。
（4）提示：配制的蔗糖溶液浓度过高，细胞因失水过多而死亡。
2.（1）提示：曲线A对应蒸馏水，曲线B对应质量浓度为0.5 g/mL的尿素溶液，曲线C对应质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。
（2）提示：细胞在蒸馏水中吸水略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。细胞在0.5 g/mL的尿素溶液中先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。蔗糖不能进入细胞，因此细胞在0.3 g/mL的蔗糖溶液中质壁分离后不能发生自动复原。
学以致用
1.D　第二次使用吸水纸的主要作用是吸引清水在盖玻片下流动，使植物细胞完全浸润在清水中，使细胞发生质壁分离复原，A正确；若第一次滴加适宜浓度的KNO3溶液，则细胞发生质壁分离后可自动复原，B正确；第一次显微镜观察植物细胞的正常形态，主要是观察紫色液泡的相对大小以及细胞质的分布情况，C正确；质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液很有可能会使细胞因失水过多而死亡，D错误。
2.BD　原生质层包含液泡膜、细胞质膜及其两层膜之间的细胞质，细胞核不属于原生质层，A错误；本实验选择的是紫色洋葱叶外表皮细胞，甲→乙时，液泡体积逐渐变小，所以液泡颜色逐渐加深，B正确；该实验存在自身前后对照，C错误；乙状态时，原生质层和细胞壁发生了分离，D正确。
3.C　质壁分离和复原实验的观察需要先使用低倍镜观察，不能直接用高倍镜观察表皮细胞，A错误；由于外表皮细胞中含有紫色大液泡，而内表皮细胞中的大液泡不含颜色，所以用紫色洋葱外表皮做实验材料时更容易观察到实验结果，B错误；0.3 g/mL蔗糖溶液处理实验材料，会由于细胞外溶液浓度大于细胞液浓度，而使细胞失水，出现质壁分离，即观察到的是图像乙，C正确；若质壁分离时大量失水或质壁分离时间过长，可能会使细胞死亡，此时用清水处理质壁分离的细胞，不能发生质壁分离复原，D错误。
知识点（三）
自主学习
1. O2、CO2　 尿素　 乙醇　 葡萄糖　 极性分子
2.选择透过性膜
3.（1）×　（2）√
（3）×　提示：离子难以自由通过细胞质膜。
（4）×　提示：相对分子质量大的不带电的极性分子难以自由通过细胞质膜。
互动探究
　（1）提示：细胞质膜的基本支架是磷脂双分子层，因此脂溶性越强的物质越容易通过细胞质膜。
（2）提示：是；因为所有的生物膜都主要由磷脂和蛋白质组成。
学以致用
1.B　实验前将玉米籽粒放在 20～25 ℃温水中浸泡适当时间，增加细胞的活性，A正确；先纵切玉米籽粒，再用红墨水染色，冲洗后观察其颜色变化，B错误；胚细胞是活细胞，由于细胞膜具有选择透过性，不易染上颜色，煮熟的细胞失去活性，被染色，说明活细胞吸收物质具有选择性，C正确；胚乳细胞是死细胞，煮过的玉米胚乳与未煮过的均被染成红色，D正确。
2.A　由题图可以看出，番茄和水稻在实验结束时培养液中各种养分的浓度占实验开始时浓度的百分比不同，说明番茄和水稻对离子的吸收都具有选择性，A符合题意；因为根细胞吸收水和吸收矿质元素是两个相对独立的过程，水稻根细胞吸收水的相对量多于根对Ca、Mg吸收的相对量，因此实验结束时，培养液中Mg浓度增加，B不符合题意；分析题图可知，实验结束时培养液中各种养分的浓度与实验开始时不同，因此植物对离子的吸收和对水的吸收不成比例，C不符合题意；分析题图可知，番茄培养液中Si的浓度高于实验开始时，因此番茄对Si的吸收能力低于对水的吸收能力，番茄吸收Si的量比水稻吸收Si的量少，D不符合题意。
3.ACD　水分子的油/水分配系数较低，但细胞质膜对其通透性却很高，B错误。
9 / 9(共97张PPT)
第1课时　细胞质膜具有选择透过性
导
学 聚
焦 1.阐明细胞质膜具有选择透过性，形成结构与功能观。
2.利用类比推理的方法，分析不同种类细胞发生渗透作用的条
件。
3.结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及原理的应
用，培养探究性实验设计能力
核心要点·巧突破
01
课时训练·提素能
02
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一）　水进出细胞的原理
1. 渗透作用
（1）渗透现象的分析
烧杯中是质量分数为5％的蔗糖溶液，溶质分子 （水的
相对含量高）；漏斗中是质量分数为10％的蔗糖溶液，溶质
分子 （水的相对含量低）；所以水分子从
向 中扩散。
（2）渗透作用：在半透膜的两侧，水分子从
向 扩散，这一现象称
为渗透作用。
少　
多　
烧杯　
漏斗　
溶质分子相对较少
的区域　
溶质分子相对较多的区域　
（3）渗透作用发生的条件
对物质进出具有 ；半透膜两侧溶液存在 。
选择透过性
渗透压差　
2. 动物细胞的吸水和失水
放入 溶液中，水分子进出细胞平衡；放入 溶液
中，细胞吸水；放入 溶液中，细胞失水。
等渗　
低渗　
高渗　
3. 植物细胞的吸水和失水
（1）成熟植物细胞的结构
（2）条件
过程 条件
吸水 外界溶液的渗透压 细胞液的渗透压
失水 外界溶液的渗透压 细胞液的渗透压
平衡 外界溶液的渗透压 细胞液的渗透压
＜　
＞　
＝　
4. 判断下列相关表述的正误
（1）具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。 （　×　）
提示：发生渗透作用需要具备两个条件：具有半透膜和膜两
侧存在浓度差。
（2）在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时或液面高度不
再变化时，水分子不再通过半透膜。 （　×　）
提示：水分子仍会通过半透膜，只是进出水分子数相等。
×
×
（3）动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中都会吸水涨破。
（　×　）
提示：植物细胞的细胞壁对细胞有保护作用，放在蒸馏水中
吸水不会涨破。
（4）原生质层由细胞壁、细胞质膜、液泡膜及所有细胞质组成。
（　×　）
提示：原生质层是由细胞质膜和液泡膜以及两层膜之间的细
胞质组成。
×
×
探讨一　分析渗透作用的原理和条件，提高理解能力
1. 用半透膜封住长颈漏斗的口部，在长颈漏斗内注入10％蔗糖溶液，
然后把漏斗放到清水中，使内外液面相平，一段时间后会出现液面
上升的现象，这就是渗透现象。结合图示分析渗透现象发生的条件
和原理。
（1）长颈漏斗内液面会不会一直升高，为什么？
提示：不会；长颈漏斗中的液面升高时，液体产生的静水压
也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时（二者的方向
相反，静水压向外、渗透压向内），通过半透膜进出长颈漏
斗的水分子数相等，因此，液面就不再升高了。
（2）当液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度相等吗，为
什么？
提示：不相等；当水分子进出达到动态平衡时，长颈漏斗中
溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。
（3）如果烧杯中是10％蔗糖溶液，结果会怎样？渗透平衡的实质
是什么？
提示：漏斗中的液面将保持不变；渗透平衡只意味着半透膜
两侧的水分子进出达到平衡状态，既不可看作没有水分子进
出，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
（4）分析上述装置出现渗透现象的条件有哪些？
提示：具有半透膜且半透膜两侧溶液的浓度存在浓度差。
探讨二　分析细胞渗透吸水的原理，提高理解能力
2. 如图甲、乙、丙分别是红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）红细胞的细胞质膜 （填“是”或“不是”）半透膜，红细胞
发生失水或吸水取决于 。水分
子通过 进出红细胞。
（2）结合此图分析，医生常给脱水的病人注射0.9％的生理盐水，
原因是

。
是　
红细胞内外溶液的浓度差　
渗透作用　
生理盐水（质量分数为0.9％的NaCl溶液）的浓度与
血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出
现形态和功能上的异常　
（3）当外界溶液的浓度低时，红细胞一定由于吸水而涨破吗？
提示：不一定，如果外界溶液浓度不是极低，有可能细胞
质浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时细胞不会
涨破。
3. 试从细胞结构及渗透作用的条件分析，植物细胞发生吸水和失水的
原因。
（1）对于成熟的植物细胞，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度
时，细胞就会 ，发生 ；当外界溶液的
浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 ，发生
。
（2）从原生质层的概念出发，原生质层包含细胞核吗？包含核糖
体、线粒体、叶绿体和液泡吗？
提示：不包含细胞核，但包含除液泡外的细胞器。
（3）质壁分离的“质”和“壁”分别代表什么？
提示：“质”代表原生质层，“壁”代表细胞壁。
失水　
质壁分离　
吸水　
质壁
分离复原　
（4）榨菜是重庆有名的美食，涪陵榨菜远销全国各地。在榨菜制
作过程中，通过盐的腌渍，榨菜可以更加入味且不易腐败变
质，其中的生物学原理是什么？
提示：渗透作用使细菌失水死亡，还能使细胞质膜丧失选择
透过性，有利于榨菜入味。
1. 当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因
分析如图可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为Δ H ，由于水槽中与漏斗中的液体具有浓度差，即渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是当Δ H 产生的压强与渗透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换速率相同时，液面不再升高。
2. 渗透作用模型与成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统的比较
项目 渗透作用模型 成熟植物细胞与外界
溶液形成的渗透系统
图解
项目 渗透作用模型 成熟植物细胞与外界
溶液形成的渗透系统
基本 条件 半透膜、浓度差 原生质层——选择透过性膜，浓度
差——细胞液与外界溶液之间的渗
透压差
原理 水分子通过半透膜的扩散作用 水分子通过原生质层在细胞液与外
界溶液之间发生扩散
水扩散总趋势 低浓度溶液→高浓度溶液
1. （2024·江苏盐城月考）将动、植物细胞放入清水中会出现如图所示
现象。下列有关叙述错误的是（　　）
A. 过程①②都有渗透作用的发生
B. 过程①②中水分子运动都是双向的
C. 红细胞破裂，说明红细胞质膜没有选择透过性
D. 动物细胞与植物细胞形态变化差异的原因与其结构有关
解析：　动物细胞的细胞质膜和植物细胞的原生质层都具有选择
透过性，过程①②都有渗透作用的发生，A正确；过程①②中水分
子运动都是双向的，只是进入细胞的水分子数目较多，B正确；植
物细胞的细胞壁具有全透性，不能控制物质进出细胞，但对植物细
胞具有支持和保护作用，所以植物细胞不会吸水涨破，D正确。
2. 如图为渗透作用实验，开始时如图1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶
液（蔗糖不能透过半透膜），过一段时间后漏斗管内的液面不再发
生变化，结果如图2， H1、 H2表示漏斗管内液面与清水的高度差。
下列说法错误的是（　　）
A. 图1中b的浓度大于c的浓度
B. 图2中b的浓度等于c的浓度
C. 图1 a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到c的速率
D. 图2 a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到a的速率
解析：　图2漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态， H1大于
H2，所以图2中b的浓度大于c的浓度。
易错提醒
有关渗透作用的三个误区
（1）半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观
测到的现象是由水分子双向运动的差别导致的液面改变。
（2）当液面高度不再变化时，半透膜两侧仍有水分子进出，且进出
速率相同。但两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度
也不一定相同。
（3）水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的
浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质
量分数。
3. （多选）（2024·江苏连云港月考）红细胞溶血是指红细胞破裂后，
血红蛋白逸出的现象。某科研人员分别将人的红细胞置于蒸馏水及
以下几种等渗溶液中，测定红细胞溶血所需的时间，得到如下结
果。下列分析错误的是（　　）
A. 该实验说明脂溶性分子更容易通过细胞质膜
B. 红细胞渗透吸水，导致细胞质膜破裂，出现溶血现象
C. 扩散进入红细胞的速率大小关系为甘油＞乙醇＞丙酮
D. 溶质分子进入红细胞后，使细胞质浓度减小而出现溶血
解析：　甘油、乙醇和丙酮属于脂溶性物质，红细胞在氯化铵溶
液中发生溶血所需时间明显长于甘油、乙醇和丙酮溶液，说明脂溶
性分子更容易通过磷脂双分子层，导致细胞内渗透压升高，使细胞
吸水而破裂，A正确；由于细胞内溶液和外界溶液存在浓度差，水
分子通过渗透作用进入红细胞，导致细胞质膜破裂，出现溶血现
象，B正确；细胞溶血需要的时间越短，说明溶质越容易进入细
胞，从红细胞放入甘油、乙醇、丙酮溶液中发生溶血所需时间分别
为7.17 min、2.04 min、1.65 min可知，甘油、乙醇、丙酮扩散进入
红细胞的速率大小关系为丙酮＞乙醇＞甘油，C错误；将人的红细胞放入不同溶液中，溶质分子进入细胞后，可引起细胞内渗透压升高，导致水分子进入细胞最终出现溶血现象，D错误。
知识点（二）　观察植物细胞质壁分离和复原现象
1. 实验流程
2. 实验结论
植物细胞的 相当于一层半透膜，植物细胞是通过
吸水和失水的。
3. 质壁分离发生的原因
原生质层　
渗
透作用　
4. 判断下列相关表述的正误
（1）植物细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现
象。 （　×　）
提示：发生质壁分离的细胞必须是活的、成熟的植物细胞。
如果细胞已死亡或者没有大液泡，就不会发生质壁分离。
（2）在实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观
察，第二、三次用高倍镜观察。 （　×　）
（3）当质壁分离复原后，细胞液渗透压等于外界溶液渗透压。
（　×　）
×
×
×
（4）质壁分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色区域逐渐变
小。 （　√　）
（5）质壁分离的过程中，细胞的失水速率逐渐加快。 （　×　）
提示：质壁分离的过程中，随着细胞的失水，失水速率逐渐
减慢。
（6）植物细胞吸水停止时，细胞液渗透压等于外界溶液渗透压。
（　×　）
提示：植物细胞吸水停止时，细胞液渗透压大于或等于外界
溶液渗透压。
√
×
×
探讨一　分析实验过程，提高实验探究能力
1. 如图所示为某学生利用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行的某实验的基本
操作步骤。请据图回答下列问题：
（1）你认为他做该实验的目的是什么？该实验有无设置对照？
提示：该实验的目的是观察植物细胞的质壁分离和复原。该
实验自身前后对照。
（2）步骤B主要目的是什么？
提示：观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色大液泡的相对大小
和细胞质的分布情况。
（3）步骤C中吸水纸的作用是什么？
提示：使细胞浸润在蔗糖溶液中。
（4）若某学生在步骤F没有观察到质壁分离复原现象，最可能的原
因是什么？
提示：配制的蔗糖溶液浓度过高，细胞因失水过多而死亡。
探讨二　分析植物细胞在不同溶液中的吸水和失水，培养创新能力
2. 将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶
液和0.5 g/mL的尿素溶液中，原生质体（即植物细胞中细胞壁以内
的部分）的体积随时间的变化如图，请分析回答有关问题。
（1）曲线A、B、C分别表示植物细胞在哪类溶液中的变化曲线？
提示：曲线A对应蒸馏水，曲线B对应质量浓度为0.5 g/mL的
尿素溶液，曲线C对应质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。
（2）请分析各曲线变化的原因。
提示：细胞在蒸馏水中吸水略膨胀，但是由于细胞壁的存
在，原生质体的体积不能无限膨胀。细胞在0.5 g/mL的尿素溶
液中先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细
胞，质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。蔗糖不能进入细
胞，因此细胞在0.3 g/mL的蔗糖溶液中质壁分离后不能发生自
动复原。
1. 质壁分离及复原发生的条件分析
2. “探究植物细胞的吸水和失水”实验的对照分析
该实验存在两组对照实验，均为自身对照。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. （2024·江苏常州月考）在“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”的
实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时玻片进行了三次观察（如图
所示）。下列有关叙述错误的是（　　）
A. 第二次使用吸水纸的作用是引导清水在盖玻片下流动，使植物细胞
完全浸润在清水中
B. 若第一次滴加的液体是适宜浓度的KNO3溶液，不用滴加清水也能
观察到质壁分离的复原
C. 第一次显微镜观察主要是观察紫色液泡的相对大小以及细胞质的分
布情况
D. 用质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液完成该实验，效果更好
解析：　第二次使用吸水纸的主要作用是吸引清水在盖玻片下流
动，使植物细胞完全浸润在清水中，使细胞发生质壁分离复原，A
正确；若第一次滴加适宜浓度的KNO3溶液，则细胞发生质壁分离
后可自动复原，B正确；第一次显微镜观察植物细胞的正常形态，
主要是观察紫色液泡的相对大小以及细胞质的分布情况，C正确；
质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液很有可能会使细胞因失水过多而死
亡，D错误。
2. （多选）（2024·江苏无锡期中）在观察紫色洋葱叶外表皮细胞的质
壁分离及质壁分离复原实验中，同一视野下某细胞的变化如图所
示，下列叙述正确的是（　　）
A. 原生质层包含细胞核以及液
泡膜与细胞质膜间的细胞质
B. 甲→乙时，会发现液泡颜色逐渐加深，体积逐渐变小
C. 该实验不存在对照
D. 乙状态时，原生质层和细胞壁发生了分离
解析：　原生质层包含液泡膜、细胞质膜及其两层膜之间的细胞
质，细胞核不属于原生质层，A错误；本实验选择的是紫色洋葱叶
外表皮细胞，甲→乙时，液泡体积逐渐变小，所以液泡颜色逐渐加
深，B正确；该实验存在自身前后对照，C错误；乙状态时，原生质
层和细胞壁发生了分离，D正确。
3. （2024·江苏淮安高一月考）某同学用紫色洋葱鳞片叶表皮做实验材
料，观察到甲、乙两个图像。下列叙述正确的是（　　）
A. 直接用高倍镜观察表皮细胞，可以节省实验时间
B. 用紫色洋葱内、外表皮做实验材料，实验效果相同
C. 0.3 g/mL蔗糖溶液处理实验材料，观察到的是图像乙
D. 清水处理质壁分离的细胞，一定会发生质壁分离复原
解析：　质壁分离和复原实验的观察需要先使用低倍镜观察，不
能直接用高倍镜观察表皮细胞，A错误；由于外表皮细胞中含有紫
色大液泡，而内表皮细胞中的大液泡不含颜色，所以用紫色洋葱外
表皮做实验材料时更容易观察到实验结果，B错误；0.3 g/mL蔗糖溶
液处理实验材料，会由于细胞外溶液浓度大于细胞液浓度，而使细
胞失水，出现质壁分离，即观察到的是图像乙，C正确；若质壁分
离时大量失水或质壁分离时间过长，可能会使细胞死亡，此时用清
水处理质壁分离的细胞，不能发生质壁分离复原，D错误。
知识点（三）　细胞质膜对不同物质的通透性不同
1. 细胞质膜对不同物质的通透性不同
2. 细胞内的其他细胞器膜和细胞质膜一样，都是 。
选择透过性膜　
3. 判断下列相关表述的正误
（1）科学家认为，植物细胞在乙醇溶液中不发生质壁分离的主要
原因是水和乙醇分子都不能通过细胞质膜。 （　×　）
（2）科学家用含有不同物质的溶液重复质壁分离实验，发现细胞
质膜对于不同物质有着不同的通透性。 （　√　）
（3）气体分子（O2、CO2、N2）、相对分子质量小的不带电的极性
分子（如尿素、乙醇）、离子和脂溶性分子等容易通过细胞
质膜。 （　×　）
提示：离子难以自由通过细胞质膜。
×
√
×
（4）相对分子质量大的不带电的极性分子（如葡萄糖）和各种带
电的极性分子都可以自由通过细胞质膜。 （　×　）
提示：相对分子质量大的不带电的极性分子难以自由通过细
胞质膜。
×
探讨　细胞质膜对不同物质的通透性
　分析教材知识链接“细胞质膜对不同物质有不同的通透性”，回答下
列问题：
（1）脂溶性越强的物质，越容易通过细胞质膜，这与细胞质膜的结
构有何关系？
提示：细胞质膜的基本支架是磷脂双分子层，因此脂溶性越强
的物质越容易通过细胞质膜。
（2）其他生物膜对不同物质的通透性是否和细胞质膜相似？为什
么？
提示：是；因为所有的生物膜都主要由磷脂和蛋白质组成。
1. 细胞质膜的结构特点和功能特点
细胞质膜的结构特点：具有一定的流动性。
细胞质膜的功能特点：具有选择透过性。
2. 细胞质膜具选择透过性的结构基础
不同细胞质膜上与物质运输相关的蛋白质的种类和数量不同是细胞
质膜具有选择透过性的结构基础。
1. 以玉米籽粒为实验材料进行验证活细胞吸收物质的选择性活动。下
列叙述错误的是（　　）
A. 实验前将玉米籽粒放在20～25 ℃温水中浸泡适当时间
B. 先用红墨水染色玉米籽粒，然后纵切并观察其颜色变化
C. 未煮熟的玉米胚比煮熟的染色浅，说明活细胞吸收物质具有选择性
D. 煮过的玉米胚乳与未煮过的均被染成红色，说明胚乳细胞是死细胞
解析：　实验前将玉米籽粒放在 20～25 ℃温水中浸泡适当时间，
增加细胞的活性，A正确；先纵切玉米籽粒，再用红墨水染色，冲
洗后观察其颜色变化，B错误；胚细胞是活细胞，由于细胞膜具有
选择透过性，不易染上颜色，煮熟的细胞失去活性，被染色，说明
活细胞吸收物质具有选择性，C正确；胚乳细胞是死细胞，煮过的
玉米胚乳与未煮过的均被染成红色，D正确。
2. 用相同的培养液分别培养水稻和番茄，一段时间后测定培养液中各种养分的含量。如图表示实验结束时培养液中各种养分的浓度占实验开始时浓度的百分比，根据测定的结果可推知（　　）
A. 番茄和水稻对离子的吸收均具有选择性
B. 水稻培养液中Mg浓度增加是根细胞分泌的结果
C. 植物细胞对离子的吸收和对水的吸收是成正比的
D. 番茄吸收Si的量比水稻吸收Si的量多
解析：　由题图可以看出，番茄和水稻在实验结束时培养液中各
种养分的浓度占实验开始时浓度的百分比不同，说明番茄和水稻对
离子的吸收都具有选择性，A符合题意；因为根细胞吸收水和吸收
矿质元素是两个相对独立的过程，水稻根细胞吸收水的相对量多于
根对Ca、Mg吸收的相对量，因此实验结束时，培养液中Mg浓度增
加，B不符合题意；分析题图可知，实验结束时培养液中各种养分
的浓度与实验开始时不同，因此植物对离子的吸收和对水的吸收不
成比例，C不符合题意；分析题图可知，番茄培养液中Si的浓度高
于实验开始时，因此番茄对Si的吸收能力低于对水的吸收能力，番
茄吸收Si的量比水稻吸收Si的量少，D不符合题意。
3. （多选）科学家研究了细胞质膜对水、尿素、甲脲和甘油等多种物质的通透性，得到如图所示的实验结果。下列相关叙述正确的是（　　）
注：油/水分配系数能反映物质在
油水两相中的分配情况。系数越
大，说明物质越亲油，即脂溶性
强；系数越小，越亲水，即溶性强。
A. 甘油的脂溶性小于甲醇，细胞质膜对乙醇的通透性高于甲脲
B. 水分子的油/水分配系数较低，细胞质膜对其通透性也较低
C. 一般来说，油/水分配系数越大的物质，越容易通过细胞质膜
D. 据图可知，一般情况下脂溶性越强的物质越容易通过细胞质膜
解析：　水分子的油/水分配系数较低，但细胞质膜对其通透性
却很高，B错误。
课时训练·提素能
02
分级练习 巩固提升
知识点一　水进出细胞的原理
1. 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，红细胞失水皱缩并发生质壁分离
B. 在0.9％NaCl溶液中，没有水分子进出红细胞而不发生形变
C. 在低于0.9％NaCl溶液中，红细胞会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
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解析：　在高于0.9％NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，
红细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；在0.9％NaCl溶液
中水分子进出红细胞处于动态平衡，B错误；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，C正确；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，即从
水分子多的一侧运输到水分子少的一侧，D错误。
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2. 如图甲、乙为两个渗透装置。图甲是发生渗透作用时的初始状态，图乙是较长时间之后的状态。下列有关叙述错误的是（　　）
A. 图中③为半透膜，水分子能自由通过
B. 图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等
C. 图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
D. 图甲中溶液①和②浓度差越大，则图乙中的水柱越高
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解析：　由于漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，水分
子进出达到动态平衡，但溶液②的浓度依然大于溶液①的浓度，B
错误。
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3. 切取形态、质量相同，生理状态相近的马铃薯三块，分别放入甲、
乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液中，一小时后称量马铃薯块的质
量，其质量改变的百分率如表所示。由表可知三种溶液在浓度上的
关系是（　　）
溶液 马铃薯质量改变的百分率
甲 减少5％
乙 没有变化
丙 增加4％
A. 甲＞乙＞丙
B. 丙＞乙＞甲
C. 乙＞甲＞丙
D. 丙＞甲＞乙
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解析：　成熟植物细胞可看作一个渗透系统，它可发生渗透吸水
或失水。据渗透作用原理可知，甲溶液中马铃薯质量减少，说明马
铃薯块失水，甲溶液浓度大于马铃薯细胞液的浓度；乙溶液中马铃
薯质量没有变化，说明乙溶液浓度等于马铃薯细胞液的浓度；丙溶
液中马铃薯质量增加，说明马铃薯块吸水，丙溶液浓度小于马铃薯
细胞液的浓度。
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知识点二　观察植物细胞质壁分离和复原现象
4. （2024·江苏宿迁高一期中）如图为以紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实
验材料，观察植物细胞质壁分离和复原实验的主要步骤。下列有关
叙述不正确的是（　　）
A. 实验可以证明原生质层
相当于一层半透膜
B. B步骤主要观察细胞中紫色液泡的大小以及原生质层的初始状态
C. C步骤中用吸水纸引流，使细胞浸润在蔗糖溶液中
D. 实验设计不科学，没有设置对照实验
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解析：　原生质层相当于一层半透膜，这是本实验得以完成的理
论依据，A正确；B步骤在低倍显微镜下主要观察洋葱鳞片叶表皮细
胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置，B正确；C步骤
吸水纸的主要作用是加速外界溶液的更换速度，使细胞浸润在蔗糖
溶液中，C正确；本实验没有另外单独设置其他组别，本实验中的
对照显示在实验组的前后自身对照，仍然遵循对照原则，D错误。
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5. （2024·江苏扬州月考）在“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”活
动中，观察到了如图所示的实验现象。下列有关叙述正确的是
（　　）
A. 此时该细胞正在发生质壁分离过程
B. 图中①为细胞质膜，⑦中溶液为细胞液
C. 该实验至少需光学显微镜下观察3次，形成自身前后对照
D. 该实验细胞中的②③④⑤⑥结构组成原生质层
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解析：　此时细胞正在进行质壁分离或质壁分离的复原过程，或
处于质壁分离后的平衡状态，A错误；①为细胞壁，由于细胞壁具
有全透性，原生质层具有选择透过性，⑦中溶液为外界溶液，B错
误；质壁分离及复原实验中至少先后用光学显微镜观察3次，形成
自身前后对照，C正确；原生质层是指细胞质膜、液泡膜以及两层
膜之间的细胞质，即②④⑤，D错误。
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6. （2024·江苏徐州期中）科研人员将某种植物叶片置于一定浓度的乙二醇溶液和蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其原生质体体积的变化，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 甲溶液是乙二醇溶液，乙溶液是蔗糖溶液
B. 甲溶液和乙溶液起始浓度可能相同
C. C点时甲溶液中的溶质开始进入细胞液
D. A到B原生质体的吸水能力逐渐增大
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解析：　植物细胞在甲溶液中先质壁分离后自动复原是因为乙二
醇分子可以进入细胞，在乙溶液中质壁分离不能自动复原，可能为
蔗糖溶液，A正确；实验开始时，甲溶液中的植物叶片原生质体的
体积大于乙溶液中原生质体的体积，原因可能是甲溶液中的乙二醇
分子进入细胞导致细胞液浓度增大，甲、乙溶液起始浓度可能相
同，B正确；C点前甲溶液中的溶质就开始进入细胞，C错误；A到B
原生质体体积减小，说明原生质体失水，导致其吸水能力逐渐增
大，D正确。
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知识点三　细胞质膜对不同物质的通透性不同
7. 台盼蓝溶液可将死的动物细胞染成蓝色，而活的动物细胞不着色，
该技术利用的是（　　）
A. 细胞质膜具有一定流动性
B. 细胞质膜具有选择透过性
C. 细胞质膜能进行信息传递
D. 细胞质膜能保护内部结构
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解析：　用台盼蓝染色，台盼蓝为细胞不需要的物质，活细胞不
吸收，死细胞细胞质膜失去了活性，丧失控制物质进出细胞的功
能，台盼蓝进入细胞，细胞才会被染成蓝色，所以该实验所利用的
是细胞质膜的选择透过性，B正确。
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8. （2024·江苏淮安月考）将月季花瓣置于清水中，清水没有颜色变
化，将其置于沸水中，清水呈粉色。下列有关叙述错误的是（　　）
A. 月季花瓣细胞的色素溶于水
B. 月季花瓣细胞的色素存在于叶绿体中
C. 月季花瓣细胞的原生质层具有选择透过性
D. 高温处理后的花瓣细胞不具有生物活性
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解析：　将月季花瓣置于沸水中，清水呈粉色，说明月季花瓣中
的色素溶解在水中，A正确；月季花瓣细胞的色素存在于液泡中，B
错误；月季花瓣细胞的原生质层是由细胞质膜、液泡膜以及两层膜
之间的细胞质组成的，原生质层相当于一层半透膜，具有选择透过
性，C正确；高温处理后的花瓣细胞失活，原生质层不具有生物活
性，失去选择透过性，D正确。
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9. 如图表示高等动、植物细胞与原生生物细胞避免渗透膨胀的三种不
同的机制。下列有关叙述错误的是（　　）
A. 这三种细胞均以原生质层充当发生渗透吸水时所需要的半透膜
B. 动物细胞将离子排出细胞以降低细胞的渗透压，避免过度吸水
C. 液泡能调节植物细胞的渗透压，细胞壁限制了细胞过度吸水
D. 将原生生物置于低渗溶液中，其通过收缩泡向外排水的速率会加快
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解析：　原生质层是由植物细胞的细胞质膜、液泡膜以及两层膜
之间的细胞质构成的，动物细胞和原生生物都是以细胞质膜为半透
膜完成渗透作用的，A错误；动物细胞为避免膨胀需要将离子转运
到细胞外，以减小细胞液的渗透压，避免过度吸水涨破，B正确；
液泡通过吸水和失水，进而调节植物细胞的渗透压；细胞壁具有支
持和保护作用，限制了细胞过度吸水，也能避免细胞涨破，C正
确；将原生生物置于低渗溶液中，其会通过收缩泡将多余的水排到
细胞外，而且速率会加快，D正确。
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10. （多选）（2024·江苏泰州中学月考）将某植物花冠切成大小和形
状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组（每组细条数相等），取
上述6组细条分别置于不同浓度的蔗
糖溶液中，浸泡相同时间后测量各
组花冠细条长度，结果如图所示。
假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有
水分交换，下列说法正确的是（　　）
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A. 实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的低
B. 浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于d组
C. 经过蔗糖溶液处理后a组细胞吸水能力大于b组
D. 使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间
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解析：　据图可推知，a组吸水多于b组，因此实验后a组细胞
液中溶质浓度低于b组，A正确；实验前长度与实验后长度的比值
大于1表明细胞失水，且比值越大，花冠失水越多，因此f组细胞中
液泡的失水量大于d组，B正确；根据A项分析可知，实验后a组细
胞液中溶质浓度低于b组，因此a组细胞吸水能力小于b组，C错
误；由c组吸水、d组失水可知，细条细胞液浓度介于0.4～0.5
mol·L－1之间，D正确。
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11. （多选）如图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙
两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况
（其他条件相同且不变）。下列有关叙述正确的是（　　）
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A. 实验表明，外界溶液的浓度对植物生命活动的正常进行非常重要
B. 3 h后一段时间，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作
用和根细胞失水
D. 若把甲组的KNO3溶液改为等浓度的蔗糖溶液，12 h后的实验结果
与甲组不同
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解析：　实验开始时，甲组幼苗根系就已开始吸收K＋、N
，而不是在6 h时才开始吸收K＋、N ，6 h后细胞液浓度大于
KNO3溶液浓度，细胞吸水能力增强，使鲜重逐渐提高，C错误。
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12. （2024·江苏常州期中）成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液
中，会发生质壁分离现象，图甲是处于0.3 g/mL蔗糖溶液中发生质
壁分离的某种植物细胞示意图，图乙是显微镜下观察到的某一时
刻的图像。请回答下列问题。
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（1）图甲中质壁分离指的是细胞壁与 分离，后者可
用图中数字 表示。某同学向上述蔗糖溶液中加入适
量的红墨水（含红色染料），同时利用黑藻作为材料进行实
验，则5、6处的颜色分别是 。
解析：细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分
离；原生质层包括2细胞质膜、4液泡膜及5两者之间的细胞
质。由于有细胞质膜的选择透过性作用，红墨水不能进入，
但黑藻有叶绿体，故呈绿色；由于细胞壁具有全透性，故
5、6处的颜色分别是绿色、红色。
原生质层　　
2、4、5　
绿色、红色　
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（2）某同学将0.3 g/mL蔗糖溶液换成浓度略大于细胞液浓度的
KNO3溶液，用显微镜持续观察，图甲细胞表现出的现象
是 ，出现此现象
的外因是


。
先出现质壁分离，后出现质壁分离的复原　
将0.3 g/mL蔗糖溶液换成浓度略大于细胞液浓度的
KNO3溶液，细胞会先失水发生质壁分离，K＋和N 被吸收
进细胞，使细胞液的浓度在发生质壁分离后不断地增加，从
而使细胞吸水，会自动发生质壁分离的复原　
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解析：将0.3 g/mL蔗糖溶液换成浓度略大于细胞液浓度的KNO3溶液，图甲细胞会先失水，发生质壁分离，K＋和N 被吸收进细胞，使细胞液的浓度在发生质壁分离后不断地增加，从而使细胞吸水，会发生质壁分离的自动复原，故图甲细胞表现出的现象是先出现质壁分离，后出现质壁分离的复原。
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（3）图乙细胞可能处于
状态，此时该细胞的细胞液浓度与外界溶液浓度的大小关
系可能有 。
解析：图乙中的细胞可能处于质壁分离状态，可能处于失水平衡状态，也可能处于质壁分离复原状态，所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的大小关系可能有大于、等于或小于。
质壁分离状态、平衡状态或质壁分离复
原　
大于、等于或小于　
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（4）某兴趣小组用一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别处理相同生理
状况的某种植物的根部细胞，用显微镜观察不同浓度蔗糖溶
液下根部细胞质壁分离的情况，实验结果如下表所示。据此
分析回答下列问题：
一定浓度梯度的蔗糖溶液/（g/mL） a b c d e f g h
实验结果 － － － － － ＋ ＋＋ ＋＋＋
注：“－”表示未发生质壁分离，“＋”表示有质壁分离。“＋”
越多表示分离程度越高。
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①该种植物的根部细胞液浓度范围约为 g/mL。
②满足该植物生长需求的土壤相对含水量应 （填“大
于”“小于”或“等于”）刚好使根部细胞发生质壁分离的蔗糖溶
液的相对含水量。
e～f　
大于　
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解析：①由实验结果分析可知，e组溶液中细胞未发生质壁分离，而相邻的浓度f组溶液中细胞发生了质壁分离，所以细胞液浓度介于e组溶液浓度和f组溶液浓度之间。②该植株需要从土壤中吸收水分，因此满足该植物生长需求的土壤相对含水量应大于刚好使根部细胞发生质壁分离的蔗糖溶液的相对含水量。
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