资源简介

(共24张PPT)
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1.(2026·河北石家庄模拟)某同学设计的实验装置如图所示,开始时向U形管两侧分别加入等量的1 mol/L的蔗糖溶液和1 mol/L的麦芽糖溶液,平衡后分别加入等量的蔗糖酶溶液(对U形管中溶液浓度和体积的影响可忽略),图中膀胱膜允许单糖分子通过,不允许二糖通过。下列分析正确的是(　　)
A.该装置不能发生渗透作用
B.加酶前两侧的渗透压不相等
C.最终右侧渗透压高于左侧
D.最终平衡后左侧液面高于右侧
C
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解析:该装置中的膀胱膜为半透膜,两侧分别加入等量的蔗糖酶溶液后,蔗糖水解,左侧渗透压上升,具有发生渗透作用的条件——半透膜和浓度差,能发生渗透作用,A错误;加酶前,左右两侧物质的量浓度相等,渗透压相等,B错误;由于左侧蔗糖溶液水解得到的单糖可以通过膀胱膜扩散,最终使右侧渗透压高于左侧,C正确;最终平衡后由于右侧渗透压高,液面上升,高于左侧,D错误。
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2.(2026·河南洛阳模拟)将某动物的红细胞置于甲、乙和丙三种不同浓度的蔗糖溶液中,其水分进出情况如图所示,箭头及其粗细分别表示水分子出入的方向和数量。下列叙述正确的是(　　)
A.三种溶液浓度大小为甲<乙<丙
B.一段时间后,甲中的细胞会发生质壁分离现象
C.用光学显微镜观察,可看到乙中的细胞有水分子的进出
D.若再次置于蒸馏水中,丙中的细胞吸水速率最小
D
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解析:处于甲溶液中的细胞失水大于吸水,说明细胞内液浓度小于外界溶液浓度,处于乙溶液中的细胞失水等于吸水,细胞内外浓度相等,处于丙溶液中的细胞吸水大于失水,说明细胞内液浓度大于外界溶液浓度,因此三种溶液浓度大小为甲>乙>丙,A错误;图示细胞为动物的红细胞,不会发生质壁分离现象,B错误;光学显微镜下,无法看到水分子的运输,C错误;丙中细胞的细胞内液浓度最小,细胞已发生渗透吸水,若再次置于蒸馏水中,丙中的细胞吸水速率最小,D正确。
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3.(2026·河南漯河模拟)生物兴趣小组的同学将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于某溶液中,一段时间后观察,视野中没有观察到质壁分离现象。下列分析错误的是(　　)
A.该溶液浓度可能比洋葱外表皮细胞的细胞液浓度低
B.该溶液可能为KNO3溶液,细胞质壁分离后又自动复原
C.实验时间可能较短,大部分细胞还没有发生质壁分离
D.洋葱外表皮细胞过度失水死亡,未发生过质壁分离
D
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解析:当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞吸水,不发生质壁分离,A正确;该溶液为KNO3溶液时,由于K+和N能进入细胞,因此细胞发生质壁分离后可以自动复原,B正确;实验时间较短时,由于细胞还没有发生明显的质壁分离,因此看不到质壁分离现象,C正确;当细胞发生质壁分离失水死亡后,质壁分离不能复原,D错误。
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4.(2026·湖南岳阳模拟)将成熟的植物细胞去除细胞壁后便能得到原生质体。某实验小组将相同的完整成熟植物细胞放在不同浓度的蔗糖溶液中一段时间后测得数据如表(初始原生质体体积/初始细胞体积=1),下列分析不正确的是(　　)
A.浓度C一定与细胞液浓度相等
B.三种蔗糖溶液浓度大小关系是A>B>C
C.经处理后,处于浓度A蔗糖溶液的细胞液浓度最大
D.当原生质体体积/细胞体积=0.7时,细胞处于质壁分离状态
蔗糖浓度 浓度A 浓度B 浓度C
原生质体体积/细胞体积 0.7 0.8 1.0
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解析:浓度C中的原生质体体积/细胞体积=1,说明原生质体的体积没有发生变化,但由于有细胞壁的限制,浓度C不一定与细胞液浓度相等,可能小于细胞液浓度,A错误;分析表格数据可知,浓度A和浓度B蔗糖溶液中的原生质体体积变小,且浓度A中变小的程度更大,说明植物细胞均失水,浓度A蔗糖溶液中的原生质体失水程度大于浓度B蔗糖溶液,而浓度C蔗糖溶液中的原生质体体积不变,据此推测三种蔗糖溶液浓度大小关系是A>B>C,B正确;经处理后,处于浓度A的蔗糖溶液的细胞失水最多,故细胞液浓度最大,C正确;当原生质体体积/细胞体积=0.7时,说明细胞失水,处于质壁分离状态,D正确。
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5.(2026·贵州遵义模拟)将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,1分钟后进行显微观察,结果如图。下列叙述正确的是(　　)
A.图中L是细胞壁,M是液泡,N是细胞质
B.向载玻片中滴加清水,视野中的细胞会发生质壁分离复原
C.实验结果说明紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞壁没有伸缩性
D.若以无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料,不会发生质壁分离
B
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解析:据图分析可知,图中L是细胞壁,M是液泡(其内部的液体为细胞液),N是原生质层与细胞壁之间的空隙,A错误;若向载玻片中滴加清水,细胞会渗透吸水,视野中的细胞会发生质壁分离复原,B正确;实验结果说明紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞壁伸缩性比原生质层的小,C错误;若以无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料,仍然会发生质壁分离,D错误。
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6.(2026·湖北宜昌模拟)将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入某种溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.水分进入细胞只发生在t0~t1,水分运出细胞只发生在t2~t3
B.t1时刻细胞液的浓度最大,细胞的吸水能力最强
C.该溶液可以是一定浓度的KNO3溶液
D.由于细胞不断失水,t2~t3细胞液浓度大于外界溶液引起压力变化
C
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解析:分析题图可知,t0~t1时原生质层对细胞壁的压力减小,说明细胞发生失水,t1时原生质层和细胞壁完全分离,t1~t2还可能发生细胞失水,t1~t2时段中某一刻开始发生细胞吸水,t2~t3时原生质层对细胞壁的压力增大,说明细胞持续吸水,A错误;据图可知,t0~t1这段时间内,原生质层对细胞壁的压力逐渐减小,此时植物细胞发生质壁分离,细胞失水,细胞液浓度增大,t1~t2还可能发生细胞失水,因而不能确定t1时刻细胞液的浓度最大,细胞的吸水能力最强,B错误;据图可知,t0~t1这段时间内,原生质层对细胞壁的压力逐渐减小,此时植物细胞发生质壁分离,t2~t3时段,压力逐渐增大,说明原生质层逐渐靠近细胞壁,则该溶液中的物质能进入液泡,该细胞发生了质壁分离然后自动复原,浸润在一定浓度的KNO3溶液
中能发生该现象,C正确;t2~t3时间段,细胞处于吸水状态,D错误。
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7.(2026·陕西咸阳模拟)为了探究植物细胞的吸水和失水,甲、乙两位同学分别选取洋葱管状叶细胞和紫色鳞片叶外表皮细胞作为实验对象,用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液和清水进行实验。对这两位同学的实验和预期结果等的评价,不合理的是(　　)
A.只有具有中央大液泡的细胞才能发生吸水和失水
B.甲同学将洋葱管状叶细胞放入蔗糖溶液,一段时间后会出现质壁分离现象
C.乙同学选择的洋葱鳞片叶外表皮因含有紫色液泡容易观察到失水和吸水现象
D.乙同学需要用低倍显微镜观察中央液泡的大小和原生质层的位置
A
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解析:细胞的吸水和失水是否发生取决于细胞内物质浓度和外界浓度是否存在差异,而不是取决于是否有中央大液泡,将动物细胞放在高渗溶液中也会发生失水,A错误;质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液浓度大于管状叶细胞的细胞液浓度,故将洋葱管状叶细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,一段时间后会出现质壁分离现象,B正确;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色液泡,故容易观察到失水和吸水现象,C正确;乙同学需要用低倍显微镜观察中央液泡的大小和原生质层的位置,该实验中不需要高倍镜观察,D正确。
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8.(2026·山东青岛模拟)在相同条件下,分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞,观察其质壁分离,再用清水处理后观察其质壁分离复原,实验结果见图。下列叙述错误的是(　　)
A.T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞原生质层
的收缩程度大于细胞壁
B.各组蔗糖溶液中,水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液
C.T1和T2组经清水处理后,发生质壁分离的细胞均复原
D.T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能下降
B
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解析:由柱形图可知,T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞发生质壁分离,即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁,A正确;各组蔗糖溶液中,水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液,只是少于水分子从细胞液进入蔗糖溶液,B错误;T1和T2组部分细胞能发生质壁分离,且发生质壁分离的细胞是活细胞,经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原,C正确;T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离复原的细胞逐渐增多,质壁分离的细胞比例可能下降,D正确。
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9.(2026·北京东城模拟)某同学将初始长度和质量相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后,萝卜条的最终长度如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.甲的初始细胞液浓度小于乙
B.若蔗糖溶液浓度为a,则甲的吸水量多于乙
C.若蔗糖溶液浓度为d,则渗透平衡时甲的重量小于乙
D.根据图示可知,植物的细胞壁也具有一定的伸缩性
B
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解析:根据图示可知,当萝卜条处于初始长度时,细胞液浓度和外界溶液浓度相等,乙对应浓度为c,甲对应浓度为b,因此甲的初始细胞液浓度小于乙,A正确;当蔗糖溶液浓度为a时,细胞吸水,由于甲的细胞液浓度小于乙,因此甲的吸水量少于乙,B错误;蔗糖溶液浓度为d时,细胞失水,甲的失水量多于乙,渗透平衡时甲萝卜条的重量小于乙,C正确;萝卜条的长度会发生变化,说明细胞壁也具有一定的伸缩性,D正确。
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10.(2026·湖南长沙模拟)为研究植物的抗寒机制及渗透吸水和失水的原理及现象,某生物兴趣小组进行了以下实验。图1中S1为蔗糖溶液,S2为清水,半透膜只允许水分子通过,初始时两液面平齐。将洋葱鳞片叶外表皮均分为两组,分别在常温与低温(4 ℃)下处理适宜时间后,再在常温下用0.3 g/mL的蔗糖溶液进行质壁分离实验,实验结果如图2。根据所学知识回答下列问题。
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(1)成熟洋葱鳞片叶外表皮细胞中,相当于图1半透膜的结构是
　 　　　　。一段时间内图1中漏斗内液面的变化为
　 。
解析:植物细胞中充当半透膜的是原生质层。图1装置中,S1为蔗糖溶液,S2为清水,前者浓度更大,对于水的吸引力更强,漏斗液面逐渐上升,直至达到平衡,液面不再上升。
原生质层
先逐渐升高,达到平衡后不变
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(2)在低倍显微镜下观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离,主要观察紫色中央液泡的大小变化和　　　　　 　　。水分子穿过洋葱鳞片叶外表皮细胞膜进入细胞的方式为　　　　 　　　　。图2中,常温下质壁分离细胞占比达到100%时,不同细胞质壁分离的程度
　 　　　(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。与常温相比,低温对细胞代谢、膜流动性的影响可能是　 。
原生质层的位置
自由扩散和协助扩散
不一定相同
细胞代谢和膜的流动性降低
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解析:观察植物细胞的质壁分离实验,吸水和失水主要发生在液泡,而原生质层伸缩性大,细胞壁伸缩性小,因此主要观察紫色中央液泡大小变化以及原生质层的位置(原生质层与细胞壁是否发生分离)。水分子进出细胞的方式为自由扩散和协助扩散。不同细胞的细胞液浓度与外界溶液浓度差不一定相同,因此质壁分离的程度不一定相同。低温会影响酶活性以及分子的运动,因此低温条件下,细胞代谢和膜的流动性均降低。
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(3)根据上述信息推断,洋葱植株通过_____________________________
　　　　提高自身抗寒能力。为比较抗寒洋葱根尖成熟区细胞液浓度和普通洋葱根尖成熟区细胞液浓度的高低,请根据上述实验方法,利用质壁分离实验的原理设计实验。实验思路:________________________
________________________________________________________________________________________________________________________
　 　 。
减少自由水含量和增大细胞液
浓度
分别取抗寒洋葱根尖成熟区细胞和普通洋葱根尖成熟区细胞,制成临时装片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况
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解析:根据题述信息可知,相比常温,低温条件下,质壁分离的细胞占比更小,原生质体与细胞长度比更大,推测植物可通过减少自由水含量和增大细胞液浓度来提高抗寒能力。利用质壁分离实验的原理,比较抗寒洋葱根尖成熟区细胞液浓度和普通洋葱根尖成熟区细胞液浓度的高低,可分别取抗寒洋葱根尖成熟区细胞和普通洋葱根尖成熟区细胞,制成临时装片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。第6讲 水进出细胞的原理
考点一　细胞的吸水和失水
1.渗透作用
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)液泡。
(2)原理
考向1　渗透作用的实验探究及分析
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 ℃)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(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
答案:C
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 ℃)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、葡萄糖和斐林试剂均不能透过半透膜,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。
考向2　动植物细胞的吸水与失水
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
答案:B
解析:植物细胞失水过程中,液泡中的水分透过原生质层进入外界溶液中,细胞液浓度增大,A正确;干旱环境下,内部薄壁细胞液泡中的单糖合成多糖的速率比外层细胞快,则其细胞液溶质微粒比外层细胞少,故其细胞液浓度比外层细胞低,B错误;据题意可知,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大,故失水比例相同的情况下,与内部薄壁细胞相比,外层细胞更易发生质壁分离,C正确;内部薄壁细胞内的单糖是由外层细胞光合作用合成后转运进来的,干旱环境下,内部薄壁细胞中的单糖合成多糖的速率比外层细胞快,有利于外层细胞光合作用产物运入内部薄壁细胞,从而有利于外层细胞的光合作用,D正确。
3.(2026·安徽合肥模拟)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(　　)
A.红细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
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使细胞质浓度升高
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
答案:C
解析:细胞膜的组成成分主要是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,脂质中主要是磷脂,A正确;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,渗透压上升,使细胞质浓度升高,进而吸水涨破,B正确;分析题图可知,氯化铵、甘油、乙醇、丙酮溶液造成红细胞溶血所需的时间分别为9.67、7.17、2.04、1.65,即氯化铵、甘油、乙醇、丙酮扩散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;根据红细胞的溶血时间可知,脂溶性物质如丙酮、乙醇和甘油更易通过细胞膜,D正确。
考点二　观察植物细胞的质壁分离和复原
1.实验原理
2.实验步骤、现象与结论
考向　质壁分离与复原的实验分析
1.(2025·北京卷,15)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3 g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是(　　)
A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞
B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞
C.图2,细胞失去的水分子是自由水
D.与图1相比,图2中细胞液浓度小
答案:D
解析:图1中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;细胞壁有保护和支持的作用,所以限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;图2,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;与图1相比,图2中细胞发生质壁分离,此时细胞失去了水,所以图2细胞液浓度更大,D错误。
2.(2026·广东深圳模拟)某实验小组利用乙二醇溶液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.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段原生质体的相对体积不变是因为没有水分子的流动
答案:A
解析:乙二醇溶液组在未更换外界溶液的条件下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,因此要选择紫色洋葱外表皮细胞,C错误;BD段原生质体的相对体积不变是因为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。
1.(2026·河北石家庄模拟)某同学设计的实验装置如图所示,开始时向U形管两侧分别加入等量的1 mol/L的蔗糖溶液和1 mol/L的麦芽糖溶液,平衡后分别加入等量的蔗糖酶溶液(对U形管中溶液浓度和体积的影响可忽略),图中膀胱膜允许单糖分子通过,不允许二糖通过。下列分析正确的是(　　)
A.该装置不能发生渗透作用
B.加酶前两侧的渗透压不相等
C.最终右侧渗透压高于左侧
D.最终平衡后左侧液面高于右侧
答案:C
解析:该装置中的膀胱膜为半透膜,两侧分别加入等量的蔗糖酶溶液后,蔗糖水解,左侧渗透压上升,具有发生渗透作用的条件——半透膜和浓度差,能发生渗透作用,A错误;加酶前,左右两侧物质的量浓度相等,渗透压相等,B错误;由于左侧蔗糖溶液水解得到的单糖可以通过膀胱膜扩散,最终使右侧渗透压高于左侧,C正确;最终平衡后由于右侧渗透压高,液面上升,高于左侧,D错误。
2.(2026·河南洛阳模拟)将某动物的红细胞置于甲、乙和丙三种不同浓度的蔗糖溶液中,其水分进出情况如图所示,箭头及其粗细分别表示水分子出入的方向和数量。下列叙述正确的是(　　)
A.三种溶液浓度大小为甲<乙<丙
B.一段时间后,甲中的细胞会发生质壁分离现象
C.用光学显微镜观察,可看到乙中的细胞有水分子的进出
D.若再次置于蒸馏水中,丙中的细胞吸水速率最小
答案:D
解析:处于甲溶液中的细胞失水大于吸水,说明细胞内液浓度小于外界溶液浓度,处于乙溶液中的细胞失水等于吸水,细胞内外浓度相等,处于丙溶液中的细胞吸水大于失水,说明细胞内液浓度大于外界溶液浓度,因此三种溶液浓度大小为甲>乙>丙,A错误;图示细胞为动物的红细胞,不会发生质壁分离现象,B错误;光学显微镜下,无法看到水分子的运输,C错误;丙中细胞的细胞内液浓度最小,细胞已发生渗透吸水,若再次置于蒸馏水中,丙中的细胞吸水速率最小,D正确。
3.(2026·河南漯河模拟)生物兴趣小组的同学将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于某溶液中,一段时间后观察,视野中没有观察到质壁分离现象。下列分析错误的是(　　)
A.该溶液浓度可能比洋葱外表皮细胞的细胞液浓度低
B.该溶液可能为KNO3溶液,细胞质壁分离后又自动复原
C.实验时间可能较短,大部分细胞还没有发生质壁分离
D.洋葱外表皮细胞过度失水死亡,未发生过质壁分离
答案:D
解析:当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞吸水,不发生质壁分离,A正确;该溶液为KNO3溶液时,由于K+和N能进入细胞,因此细胞发生质壁分离后可以自动复原,B正确;实验时间较短时,由于细胞还没有发生明显的质壁分离,因此看不到质壁分离现象,C正确;当细胞发生质壁分离失水死亡后,质壁分离不能复原,D错误。
4.(2026·湖南岳阳模拟)将成熟的植物细胞去除细胞壁后便能得到原生质体。某实验小组将相同的完整成熟植物细胞放在不同浓度的蔗糖溶液中一段时间后测得数据如表(初始原生质体体积/初始细胞体积=1),下列分析不正确的是(　　)
蔗糖浓度 浓度A 浓度B 浓度C
原生质体体积/细胞体积 0.7 0.8 1.0
A.浓度C一定与细胞液浓度相等
B.三种蔗糖溶液浓度大小关系是A>B>C
C.经处理后,处于浓度A蔗糖溶液的细胞液浓度最大
D.当原生质体体积/细胞体积=0.7时,细胞处于质壁分离状态
答案:A
解析:浓度C中的原生质体体积/细胞体积=1,说明原生质体的体积没有发生变化,但由于有细胞壁的限制,浓度C不一定与细胞液浓度相等,可能小于细胞液浓度,A错误;分析表格数据可知,浓度A和浓度B蔗糖溶液中的原生质体体积变小,且浓度A中变小的程度更大,说明植物细胞均失水,浓度A蔗糖溶液中的原生质体失水程度大于浓度B蔗糖溶液,而浓度C蔗糖溶液中的原生质体体积不变,据此推测三种蔗糖溶液浓度大小关系是A>B>C,B正确;经处理后,处于浓度A的蔗糖溶液的细胞失水最多,故细胞液浓度最大,C正确;当原生质体体积/细胞体积=0.7时,说明细胞失水,处于质壁分离状态,D正确。
5.(2026·贵州遵义模拟)将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,1分钟后进行显微观察,结果如图。下列叙述正确的是(　　)
A.图中L是细胞壁,M是液泡,N是细胞质
B.向载玻片中滴加清水,视野中的细胞会发生质壁分离复原
C.实验结果说明紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞壁没有伸缩性
D.若以无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料,不会发生质壁分离
答案:B
解析:据图分析可知,图中L是细胞壁,M是液泡(其内部的液体为细胞液),N是原生质层与细胞壁之间的空隙,A错误;若向载玻片中滴加清水,细胞会渗透吸水,视野中的细胞会发生质壁分离复原,B正确;实验结果说明紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞壁伸缩性比原生质层的小,C错误;若以无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料,仍然会发生质壁分离,D错误。
6.(2026·湖北宜昌模拟)将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入某种溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.水分进入细胞只发生在t0~t1,水分运出细胞只发生在t2~t3
B.t1时刻细胞液的浓度最大,细胞的吸水能力最强
C.该溶液可以是一定浓度的KNO3溶液
D.由于细胞不断失水,t2~t3细胞液浓度大于外界溶液引起压力变化
答案:C
解析:分析题图可知,t0~t1时原生质层对细胞壁的压力减小,说明细胞发生失水,t1时原生质层和细胞壁完全分离,t1~t2还可能发生细胞失水,t1~t2时段中某一刻开始发生细胞吸水,t2~t3时原生质层对细胞壁的压力增大,说明细胞持续吸水,A错误;据图可知,t0~t1这段时间内,原生质层对细胞壁的压力逐渐减小,此时植物细胞发生质壁分离,细胞失水,细胞液浓度增大,t1~t2还可能发生细胞失水,因而不能确定t1时刻细胞液的浓度最大,细胞的吸水能力最强,B错误;据图可知,t0~t1这段时间内,原生质层对细胞壁的压力逐渐减小,此时植物细胞发生质壁分离,t2~t3时段,压力逐渐增大,说明原生质层逐渐靠近细胞壁,则该溶液中的物质能进入液泡,该细胞发生了质壁分离然后自动复原,浸润在一定浓度的KNO3溶液中能发生该现象,C正确;t2~t3时间段,细胞处于吸水状态,D错误。
7.(2026·陕西咸阳模拟)为了探究植物细胞的吸水和失水,甲、乙两位同学分别选取洋葱管状叶细胞和紫色鳞片叶外表皮细胞作为实验对象,用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液和清水进行实验。对这两位同学的实验和预期结果等的评价,不合理的是(　　)
A.只有具有中央大液泡的细胞才能发生吸水和失水
B.甲同学将洋葱管状叶细胞放入蔗糖溶液,一段时间后会出现质壁分离现象
C.乙同学选择的洋葱鳞片叶外表皮因含有紫色液泡容易观察到失水和吸水现象
D.乙同学需要用低倍显微镜观察中央液泡的大小和原生质层的位置
答案:A
解析:细胞的吸水和失水是否发生取决于细胞内物质浓度和外界浓度是否存在差异,而不是取决于是否有中央大液泡,将动物细胞放在高渗溶液中也会发生失水,A错误;质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液浓度大于管状叶细胞的细胞液浓度,故将洋葱管状叶细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,一段时间后会出现质壁分离现象,B正确;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色液泡,故容易观察到失水和吸水现象,C正确;乙同学需要用低倍显微镜观察中央液泡的大小和原生质层的位置,该实验中不需要高倍镜观察,D正确。
8.(2026·山东青岛模拟)在相同条件下,分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞,观察其质壁分离,再用清水处理后观察其质壁分离复原,实验结果见图。下列叙述错误的是(　　)
A.T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁
B.各组蔗糖溶液中,水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液
C.T1和T2组经清水处理后,发生质壁分离的细胞均复原
D.T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能下降
答案:B
解析:由柱形图可知,T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞发生质壁分离,即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁,A正确;各组蔗糖溶液中,水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液,只是少于水分子从细胞液进入蔗糖溶液,B错误;T1和T2组部分细胞能发生质壁分离,且发生质壁分离的细胞是活细胞,经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原,C正确;T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离复原的细胞逐渐增多,质壁分离的细胞比例可能下降,D正确。
9.(2026·北京东城模拟)某同学将初始长度和质量相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后,萝卜条的最终长度如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.甲的初始细胞液浓度小于乙
B.若蔗糖溶液浓度为a,则甲的吸水量多于乙
C.若蔗糖溶液浓度为d,则渗透平衡时甲的重量小于乙
D.根据图示可知,植物的细胞壁也具有一定的伸缩性
答案:B
解析:根据图示可知,当萝卜条处于初始长度时,细胞液浓度和外界溶液浓度相等,乙对应浓度为c,甲对应浓度为b,因此甲的初始细胞液浓度小于乙,A正确;当蔗糖溶液浓度为a时,细胞吸水,由于甲的细胞液浓度小于乙,因此甲的吸水量少于乙,B错误;蔗糖溶液浓度为d时,细胞失水,甲的失水量多于乙,渗透平衡时甲萝卜条的重量小于乙,C正确;萝卜条的长度会发生变化,说明细胞壁也具有一定的伸缩性,D正确。
10.(2026·湖南长沙模拟)为研究植物的抗寒机制及渗透吸水和失水的原理及现象,某生物兴趣小组进行了以下实验。图1中S1为蔗糖溶液,S2为清水,半透膜只允许水分子通过,初始时两液面平齐。将洋葱鳞片叶外表皮均分为两组,分别在常温与低温(4 ℃)下处理适宜时间后,再在常温下用0.3 g/mL的蔗糖溶液进行质壁分离实验,实验结果如图2。根据所学知识回答下列问题。
(1)成熟洋葱鳞片叶外表皮细胞中,相当于图1半透膜的结构是　　　　　。一段时间内图1中漏斗内液面的变化为　 。
(2)在低倍显微镜下观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离,主要观察紫色中央液泡的大小变化和　　　　　　　。水分子穿过洋葱鳞片叶外表皮细胞膜进入细胞的方式为　　　　　　　　。图2中,常温下质壁分离细胞占比达到100%时,不同细胞质壁分离的程度　　　　(填“相同”“不相同”或“不一定相同”)。与常温相比,低温对细胞代谢、膜流动性的影响可能是　 。
(3)根据上述信息推断,洋葱植株通过　　　　　　提高自身抗寒能力。为比较抗寒洋葱根尖成熟区细胞液浓度和普通洋葱根尖成熟区细胞液浓度的高低,请根据上述实验方法,利用质壁分离实验的原理设计实验。实验思路:　 　 。
答案:(1)原生质层　先逐渐升高,达到平衡后不变
(2)原生质层的位置　自由扩散和协助扩散　不一定相同　细胞代谢和膜的流动性降低
(3)减少自由水含量和增大细胞液浓度　分别取抗寒洋葱根尖成熟区细胞和普通洋葱根尖成熟区细胞,制成临时装片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况
解析:(1)植物细胞中充当半透膜的是原生质层。图1装置中,S1为蔗糖溶液,S2为清水,前者浓度更大,对于水的吸引力更强,漏斗液面逐渐上升,直至达到平衡,液面不再上升。
(2)观察植物细胞的质壁分离实验,吸水和失水主要发生在液泡,而原生质层伸缩性大,细胞壁伸缩性小,因此主要观察紫色中央液泡大小变化以及原生质层的位置(原生质层与细胞壁是否发生分离)。水分子进出细胞的方式为自由扩散和协助扩散。不同细胞的细胞液浓度与外界溶液浓度差不一定相同,因此质壁分离的程度不一定相同。低温会影响酶活性以及分子的运动,因此低温条件下,细胞代谢和膜的流动性均降低。
(3)根据题述信息可知,相比常温,低温条件下,质壁分离的细胞占比更小,原生质体与细胞长度比更大,推测植物可通过减少自由水含量和增大细胞液浓度来提高抗寒能力。利用质壁分离实验的原理,比较抗寒洋葱根尖成熟区细胞液浓度和普通洋葱根尖成熟区细胞液浓度的高低,可分别取抗寒洋葱根尖成熟区细胞和普通洋葱根尖成熟区细胞,制成临时装片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。(共21张PPT)
细胞的基本结构与物质运输
第二单元
第3课时　水进出细胞的原理
内容索引
NEIRONGSUOYIN
考点二
观察植物细胞的质壁分离和复原
细胞的吸水和失水
考点一
细胞的吸水和失水
考点一
梳理 必备知识
1.渗透作用
溶剂
半透膜
浓度差
多
少
低
高
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
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
半透膜
<
>
=
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
精练 迁移应用
考向1　渗透作用的实验探究及分析
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 ℃)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(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
答案:C
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 ℃)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、葡萄糖和斐林试剂均不能透过半透膜,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。
考向2　动植物细胞的吸水与失水
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:植物细胞失水过程中,液泡中的水分透过原生质层进入外界溶液中,细胞液浓度增大,A正确;干旱环境下,内部薄壁细胞液泡中的单糖合成多糖的速率比外层细胞快,则其细胞液溶质微粒比外层细胞少,故其细胞液浓度比外层细胞低,B错误;据题意可知,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大,故失水比例相同的情况下,与内部薄壁细胞相比,外层细胞更易发生质壁分离,C正确;内部薄壁细胞内的单糖是由外层细胞光合作用合成后转运进来的,干旱环境下,内部薄壁细胞中的单糖合成多糖的速率比外层细胞快,有利于外层细胞光合作用产物运入内部薄壁细胞,从而有利于外层细胞的光合作用,D正确。
3.(2026·安徽合肥模拟)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(　　)
A.红细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
B.处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质分子
进入细胞使细胞质浓度升高
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
C
解析:细胞膜的组成成分主要是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,脂质中主要是磷脂,A正确;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,渗透压上升,使细胞质浓度升高,进而吸水涨破,B正确;分析题图可知,氯化铵、甘油、乙醇、丙酮溶液造成红细胞溶血所需的时间分别为9.67、7.17、2.04、1.65,即氯化铵、甘油、乙醇、丙酮扩散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;根据红细胞的溶血时间可知,脂溶性物质如丙酮、乙醇和甘油更易通过细胞膜,D正确。
观察植物细胞的质壁分离和复原
考点二
梳理 必备知识
1.实验原理
大
2.实验步骤、现象与结论
紫色
细胞壁
逐渐变小
加深
逐渐变大
精练 迁移应用
考向　质壁分离与复原的实验分析
1.(2025·北京卷,15)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3 g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是(　　)
A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞
B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞
C.图2,细胞失去的水分子是自由水
D.与图1相比,图2中细胞液浓度小
D
解析:图1中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;细胞壁有保护和支持的作用,所以限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;图2,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;与图1相比,图2中细胞发生质壁分离,此时细胞失去了水,所以图2细胞液浓度更大,D错误。
2.(2026·广东深圳模拟)某实验小组利用乙二醇溶液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.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段原生质体的相对体积不变是因为没有水分子的流动
A
解析:乙二醇溶液组在未更换外界溶液的条件下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,因此要选择紫色洋葱外表皮细胞,C错误;BD段原生质体的相对体积不变是因为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。

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