资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第7讲　细胞的物质输入和输出
第1课时　细胞的吸水和失水
课标 要求 1.阐明质膜具有选择透过性 2.教学活动:观察植物细胞的质壁分离和复原
考点一　细胞的吸水和失水(固本·识记类)
1.渗透作用
(1)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过　　　　的扩散。
(2)
[提醒]①半透膜是指有些物质(如水分子)可以通过,有些物质(如蔗糖分子)不能通过的多孔性薄膜,如:玻璃纸、膀胱膜、鱼鳔、卵壳膜等。
②浓度是指物质的量浓度而非质量浓度。
(3)渗透的方向
(4)渗透作用的现象分析
①溶液浓度:S1>S2,单位时间内,由S2→S1的水分子数多于S1→S2。
②外观表现:S1液面上升,一段时间后达到平衡。
③漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高,此时水分子的进出达到相对平衡。
[提醒]若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在高度差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。
2.动物细胞的吸水和失水
(1)原理
(2)现象
①外界溶液浓度　　　细胞质浓度 细胞吸水膨胀;
②外界溶液浓度　　　细胞质浓度 细胞失水皱缩;
③外界溶液浓度　　　　细胞质浓度 水分子处于进出平衡状态,细胞形态不变。
3.成熟植物细胞的吸水和失水
当　　　　　　　　>　　　　　　　时,细胞失水,发生　　　　　　现象。
②当　　　　　　　　　<　　　　　　　时,细胞吸水,失水的细胞发生　　　
　　　现象。
深挖教材·拓思维
细胞失水发生质壁分离,原生质层与细胞壁分离的原因是　　　　　 　　　
　　　　　　　　　　　　　　。[2025·全国卷]
2.对于动植物细胞来说,单位时间内,水分子进出细胞的数量相等时,细胞内、外液体的浓度一定相等吗 判断并说明原因: 　
　。
临床上输液要用生理盐水的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。[必修1 P63“思考·讨论”]
1.[2025·重庆卷] 某兴趣小组利用图甲装置,分别使用等体积2.5 mol/L葡萄糖溶液和1.2 mol/L蔗糖溶液,室温下观察渗透现象。图乙是两种溶液在垂直管中,一段时间内溶液高度变化,下列说法正确的是 (　)
A.X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化
B.t1~t3由X液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯
C.t2~t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖
D.t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变
2.[2025·河南郑州模拟] 在玻璃圆筒中装满30%的蔗糖溶液,用猪膀胱封口后,把圆筒整体浸沉在5%的蔗糖溶液中。观察发现,圆筒上的猪膀胱逐渐向外膨胀,膨胀到一定程度后不再变化。对该实验现象的合理解释是 (　)
①猪膀胱向外膨胀是因为外界的水分子通过猪膀胱进入圆筒内
②猪膀胱向外膨胀是因为猪膀胱将外界环境中的蔗糖吸收进圆筒内
③猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为通过膀胱膜进出圆筒的水分子已处于动态平衡状态
④猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为膀胱膜两侧蔗糖溶液已不存在浓度差
A.①④ B.②④
C.①③ D.②③
考点二　实验:探究植物细胞的吸水和失水(实验·探究类)
1.提出问题:水分进出植物细胞是通过渗透作用吗 原生质层是否相当于一层半透膜
2.作出假设:原生质层相当于一层半透膜。
3.实验原理
(1)植物细胞的　　　　　　相当于一层半透膜,植物细胞通过　　　　作用吸水和失水。细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性,原生质层的伸缩性　　　　细胞壁的伸缩性。
(2)细胞液和外界溶液存在浓度差,细胞能渗透吸水和失水
①外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞　　　　,原生质层　　　　→发生　　　　　　。
②外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞　　　　→已发生质壁分离的细胞发生　　　　　　现象。
4.实验步骤
实验分析
(1)实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么


(2)本实验中存在几次对照实验 分别是什么


(3)为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料 在合适的条件下,洋葱鳞片叶内表皮细胞能发生质壁分离及复原现象吗


(4)在细胞失水的过程中,细胞液的浓度和失水速率之间有什么关系


(5)质壁分离发生后在细胞壁与原生质层之间存在的是外界溶液还是细胞液,为什么

5.结论:植物的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
1.质壁分离发生的条件
(1)从细胞角度分析
a.死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。
b.具有中央液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。
(2)从溶液角度分析
a.在一定浓度的溶液中发生质壁分离,若溶质不能通过原生质层,则在该溶液中不能发生自动复原现象,只有更换为清水或低渗溶液,才能复原。
b.在一定浓度的溶液中发生质壁分离,若溶质可以通过原生质层,如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等溶液,则可以自动复原,因为K+、N、甘油、尿素、乙二醇等可以进入细胞内,使细胞液浓度升高,细胞渗透吸水而发生自动复原。
c.如果将细胞放入浓度过高的溶液中,质壁分离速度较快,细胞有可能失水过多死亡,这样即使更换清水或低渗溶液也不能观察到复原现象。
2.质壁分离和复原实验的应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
　 注:所用蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度。
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
　 注:所用蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度。
(4)比较未知溶液浓度的大小
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
关于“探究植物细胞的吸水和失水”实验,下列说法正确的是　　　　。
A.可使用洋葱作为实验材料,观察植物细胞的质壁分离现象[2025·陕青宁晋卷]
B.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·江苏卷]
C.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。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[2024·江苏卷]
D.质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小[山东卷]
E.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。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[2024·江苏卷]
F.“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染显微镜镜头
G.果脯在腌制中慢慢变甜是细胞主动吸收糖分的结果
经典真题·明考向
1.[2025·北京卷] “探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3 g·mL-1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.图甲,水分子通过渗透作用进出细胞
B.图甲,细胞壁限制过多的水进入细胞
C.图乙,细胞失去的水分子是自由水
D.与图甲相比,图乙中细胞液浓度小
2.[全国甲卷] 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.[2024·山东卷] 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
第7讲　细胞的物质输入和输出
第1课时　细胞的吸水和失水
考点一
● 必备知识
1.(1)半透膜　(2)半透膜　浓度差
(3)低浓度　高浓度　高　低
2.(1)细胞膜　细胞质　(2)①<　②>　③=
3.全透性　小　细胞质　①外界溶液浓度
细胞液浓度　质壁分离　②外界溶液浓度　细胞液浓度　质壁分离复原
【深挖教材】
1.细胞失水体积缩小,原生质层比细胞壁的伸缩性大
2.不一定。对于动物细胞来说,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,单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时,有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度
3.因为生理盐水的浓度和血浆的浓度基本一致,输生理盐水可以维持血细胞渗透压的稳定,不会使细胞因为过度吸水和失水而出现形态和功能的异常
● 典型例题
1.C　[解析] 开始时葡萄糖溶液和蔗糖溶液的浓度分别为2.5 mol/L和1.2 mol/L,由于葡萄糖溶液组的物质的量浓度比蔗糖溶液组更大,即玻璃纸两侧的浓度差更大,所以水分子透过玻璃纸进入漏斗的速率更快,上升的高度更高,之后,因为葡萄糖分子能通过玻璃纸,蔗糖分子不能通过,一段时间后葡萄糖溶液组玻璃纸两侧的浓度差会逐渐减小,因此垂直管内溶液高度变化较蔗糖溶液组小,故X表示蔗糖溶液在垂直管中的高度变化,A错误;t1~t3时X液面快速上升,说明单位时间内从烧杯进入漏斗的水分子数量多于从漏斗进入烧杯的水分子数量,B错误;Y表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化,葡萄糖是还原糖,所以在t2~t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖,C正确;葡萄糖溶液(Y)因葡萄糖能透过玻璃纸,最终液面会下降并稳定,蔗糖溶液(X)液面先上升后稳定,最终保持动态平衡,D错误。
2.C　[解析] 根据实验现象可知,猪膀胱相当于半透膜,蔗糖分子不能通过,水分子能通过。猪膀胱向外膨胀是因为玻璃圆筒内装的30%的蔗糖溶液比圆筒外5%的蔗糖溶液浓度高,水分子从外界通过猪膀胱进入圆筒内导致的,①正确,②错误;③膀胱膨胀到一定程度后不再变化,是因为水分子进出猪膀胱达到动态平衡状态,玻璃圆筒内液体体积不再增大,③正确;动态平衡状态下,膜两侧溶液浓度仍存在差异(圆筒内浓度高于外界),只是水分子的扩散速率相等,而非浓度差消失,④错误。综上,①③正确,②④错误,故选C。
考点二
● 必备知识
3.(1)原生质层　渗透　大于　(2)①失水　收缩　质壁分离　②吸水　质壁分离复原
4.逐渐变小　加深　逐渐变大
【实验分析】
(1)观察原生质层和细胞壁的初始位置,以便与处理后的状态形成对照。
(2)两次,分别是滴加蔗糖溶液前后的自身对照,滴加清水前后的自身对照。
(3)洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,便于观察。在合适条件下,内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象。
(4)二者之间呈负相关,细胞液浓度越来越大,失水速率越来越小。
(5)充满着外界溶液,因为细胞壁具有全透性。
● 典型例题
AE　[解析] 在低倍镜下就能观察到质壁分离现象,B错误。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,C错误;质壁分离过程中,黑藻细胞失水,原生质体体积变小,绿色会加深,而随着不断失水,细胞液的浓度增大,吸水能力增强,D错误;吸水纸的主要作用是吸引液体在盖玻片下移动,使植物细胞浸润在滴加的液体中,F错误;果脯在腌制中慢慢变甜,是细胞失水过多死亡,糖分进入细胞的结果,G错误。
经典真题·明考向
1.D　[解析] 图甲中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;细胞壁有保护和支撑作用,能限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;图乙,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;与图甲相比,图乙中细胞失水发生质壁分离,所以图乙中细胞液浓度更大,D错误。
2.C　[解析] 水分交换达到平衡时,细胞b体积增大,即细胞b吸水,说明水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,A正确;水分交换达到平衡时,细胞a体积不变,细胞b体积增大,即细胞b吸水,细胞c发生质壁分离,即细胞c失水,说明水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,B正确;在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,水分交换平衡时,细胞c发生了质壁分离,说明细胞c失水,外界蔗糖溶液的浓度降低,此时细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,而细胞a的细胞液浓度与初始外界蔗糖溶液浓度相等,所以细胞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.B　[解析] 细胞失水过程中,细胞液浓度增大,A正确; 依题意可知,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中单糖多,且外层细胞还进行光合作用合成单糖,故外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高,B错误; 依题意可知,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更大,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;依题意可知,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,有利于外层细胞的光合作用产物向内部薄壁细胞转移,可促进外层细胞的光合作用,D正确。(共81张PPT)
第7讲
细胞的物质输入和输出
01
第1课时
细胞的吸水和失水
1.阐明质膜具有选择透过性
2.教学活动:观察植物细胞的质壁分离和复原
考点一 细胞的吸水和失水（固本·识记类）
考点二 实验:探究植物细胞的吸水和失水（实验·探究类）
经典真题·明考向
备用习题
作业手册
答案速查【听】
答案速查【作】
考点一 细胞的吸水和失水(固本·识记类)
1.渗透作用
(1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过________的扩散。
(2)
半透膜
半透膜
浓度差
［提醒］①半透膜是指有些物质(如水分子)可以通过，有些物质(如蔗
糖分子)不能通过的多孔性薄膜,如:玻璃纸、膀胱膜、鱼鳔、卵壳膜等。
②浓度是指物质的量浓度而非质量浓度。
(3)渗透的方向
低浓度
高浓度
高
低
(4)渗透作用的现象分析
①溶液浓度：，单位时间内，由 的水分子数多于 。
②外观表现： 液面上升，一段时间后达到平衡。
③漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,漏斗内液体的压
强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快,水分子进出
漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高,此时水分
子的进出达到相对平衡。
［提醒］若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在高度差,则半透膜两侧
溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。
【知识拓展】
渗透作用变式分析
(1)溶质分子都不能通过半透膜(如是的淀粉溶液， 是
的蔗糖溶液)
结果：液面上升，中溶质浓度高于 。
(2)只有一种溶质和水可以通过半透膜(如是葡萄糖溶液， 是蔗糖溶
液，葡萄糖可以通过半透膜，蔗糖不能通过半透膜)
①物质的量浓度大于 物质的量浓度
结果：液面先上升后下降，最终低于；葡萄糖最终在和 中分
布平衡，中溶质的总浓度超过 。
②物质的量浓度小于 物质的量浓度
结果：液面上升，且液面始终高于；葡萄糖最终在和 中分
布平衡，中溶质的总浓度超过 。
(3)两种溶质和水都可以通过半透膜(如：、都是葡萄糖溶液， 物
质的量浓度大于 物质的量浓度)
结果：先上升后下降，最终、液面持平；葡萄糖最终在和
中分布平衡。
［提醒］渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指
渗透压。
2.动物细胞的吸水和失水
(1)原理
细胞膜
细胞质
(2)现象
①外界溶液浓度___细胞质浓度 细胞吸水膨胀;
②外界溶液浓度___细胞质浓度 细胞失水皱缩;
③外界溶液浓度___细胞质浓度 水分子处于进出平衡状态,细胞形态
不变。
3.成熟植物细胞的吸水和失水
全透性
小
细胞质
①当______________ ____________时,细胞失水,发生__________现象。
②当______________ ____________时,细胞吸水,失水的细胞发生
______________现象。
外界溶液浓度
细胞液浓度
质壁分离
外界溶液浓度
细胞液浓度
质壁分离复原
【深挖教材·拓思维】
1.细胞失水发生质壁分离，原生质层与细胞壁分离的原因是_________
_______________________________________。[2025· 全国卷]
细胞失
水体积缩小，原生质层比细胞壁的伸缩性大
2.对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，
细胞内、外液体的浓度一定相等吗？判断并说明原因： ___________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
_______ 。
不一定。对
于动物细胞来说，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，单位时间内水分
子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓
度
因为生理盐水的浓度和血浆的
浓度基本一致，输生理盐水可以维持血细胞渗透压的稳定，不会使细
胞因为过度吸水和失水而出现形态和功能的异常
3.临床上输液要用生理盐水的原因是 ____________________________
____________________________________________________________
_____________________________________________ 。［必修
“思考·讨论”］
1.[2025·重庆卷]某兴趣小组利用图甲装置，分别使用等体积
葡萄糖溶液和 蔗糖溶液，室温下观察渗透现象。图乙是两种
溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正确的是( )
A. 表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化
B.由 液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯
C.取 对应烧杯中液体能检测到还原糖
D. 后两种溶液在垂直管中液面高度将不变
√
[解析] 开始时葡萄糖溶液和蔗糖溶液的浓
度分别为 和 ，由于葡萄
糖溶液组的物质的量浓度比蔗糖溶液组更
大，即玻璃纸两侧的浓度差更大，所以水
分子透过玻璃纸进入漏斗的速率更快，上
升的高度更高，之后，因为葡萄糖分子能通过玻璃纸，
蔗糖分子不能通过，一段时间后葡萄糖溶液组玻璃纸
两侧的浓度差会逐渐减小，因此垂直管内溶液高度变
化较蔗糖溶液组小，
故表示蔗糖溶液在垂直管中的高度变化，
A错误；时 液面快速上升，说明单
位时间内从烧杯进入漏斗的水分子数量多
于从漏斗进入烧杯的水分子数量，B错误；
表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化，葡萄糖是
还原糖，所以在取 对应烧杯中液体能检测到
还原糖，C正确；葡萄糖溶液 因葡萄糖能透过玻
璃纸，最终液面会下降并稳定，蔗糖溶液 液面先
上升后稳定，最终保持动态平衡，D错误。
2.[2025·河南郑州模拟]在玻璃圆筒中装满 的蔗糖溶液，用猪膀胱
封口后，把圆筒整体浸沉在 的蔗糖溶液中。观察发现，圆筒上的猪
膀胱逐渐向外膨胀，膨胀到一定程度后不再变化。对该实验现象的合
理解释是( )
①猪膀胱向外膨胀是因为外界的水分子通过猪膀胱进入圆筒内
②猪膀胱向外膨胀是因为猪膀胱将外界环境中的蔗糖吸收进圆筒内
③猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为通过膀胱膜进出圆筒的水
分子已处于动态平衡状态
④猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为膀胱膜两侧蔗糖溶液已不
存在浓度差
A.①④ B.②④ C.①③ D.②③
√
[解析] 根据实验现象可知，猪膀胱相当于半透膜，蔗糖分子不能通
过，水分子能通过。猪膀胱向外膨胀是因为玻璃圆筒内装的 的
蔗糖溶液比圆筒外 的蔗糖溶液浓度高，水分子从外界通过猪膀胱
进入圆筒内导致的，①正确，②错误；③膀胱膨胀到一定程度后不
再变化，是因为水分子进出猪膀胱达到动态平衡状态，玻璃圆筒内
液体体积不再增大，③正确；动态平衡状态下，膜两侧溶液浓度仍
存在差异(圆筒内浓度高于外界)，只是水分子的扩散速率相等，而非
浓度差消失，④错误。综上，①③正确，②④错误，故选C。
考点二 实验:探究植物细胞的吸水和失水
(实验·探究类)
1.提出问题：水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相
当于一层半透膜？
2.作出假设：原生质层相当于一层半透膜。
3.实验原理
(1)植物细胞的__________相当于一层半透膜,植物细胞通过______作用
吸水和失水。细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性,原生质层的伸缩性
______细胞壁的伸缩性。
原生质层
渗透
大于
(2)细胞液和外界溶液存在浓度差,细胞能渗透吸水和失水
①外界溶液浓度 细胞液浓度 细胞______，原生质层______ 发
生__________。
②外界溶液浓度 细胞液浓度 细胞______ 已发生质壁分离的细
胞发生______________现象。
失水
收缩
质壁分离
吸水
质壁分离复原
4.实验步骤
逐渐变小
加深
逐渐变大
实验分析(1)实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么
____________________________________________________________
(2)本实验中存在几次对照实验？分别是什么？
____________________________________________________________
______
(3)为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料 在合适的条件下，
洋葱鳞片叶内表皮细胞能发生质壁分离及复原现象吗
____________________________________________________________
________________________________________
观察原生质层和细胞壁的初始位置,以便与处理后的状态形成对照。
两次，分别是滴加蔗糖溶液前后的自身对照，滴加清水前后的自身对照。
洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,便于观察。在合适条件下,
内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象。
(4)在细胞失水的过程中,细胞液的浓度和失水速率之间有什么关系
_______________________________________________________
(5)质壁分离发生后在细胞壁与原生质层之间存在的是外界溶液还是细
胞液，为什么？
________________________________________
二者之间呈负相关,细胞液浓度越来越大,失水速率越来越小。
充满着外界溶液，因为细胞壁具有全透性。
5.结论：植物的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作
用吸水和失水的。
1.质壁分离发生的条件
(1)从细胞角度分析
.死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质
壁分离及复原现象。
.具有中央液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。
(2)从溶液角度分析
.在一定浓度的溶液中发生质壁分离，若溶质不能通过原生质层,则在
该溶液中不能发生自动复原现象，只有更换为清水或低渗溶液，才能
复原。
.在一定浓度的溶液中发生质壁分离，若溶质可以通过原生质层，如
、甘油、尿素、乙二醇等溶液,则可以自动复原，因为、 、
甘油、尿素、乙二醇等可以进入细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗
透吸水而发生自动复原。
.如果将细胞放入浓度过高的溶液中，质壁分离速度较快，细胞有可能
失水过多死亡，这样即使更换清水或低渗溶液也不能观察到复原现象。
2.质壁分离和复原实验的应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
注：所用蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度。
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
注：所用蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度。
(4)比较未知溶液浓度的大小
(5)鉴别不同种类的溶液(如 溶液和蔗糖溶液)
关于“探究植物细胞的吸水和失水”实验，下列说法正确的是_____。
A.可使用洋葱作为实验材料，观察植物细胞的质壁分离现象
陕青宁晋卷］
B.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·江苏卷］
C.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。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［2024·江苏卷］
D.质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小［山东卷］
√
E.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。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［2024·江苏卷］
F.“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，吸水纸的主要作用是吸
除滴管滴加的多余液体，以免污染显微镜镜头
G.果脯在腌制中慢慢变甜是细胞主动吸收糖分的结果
√
[解析] 在低倍镜下就能观察到质壁分离现象，B错误。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，C错误；质壁分离过程中，黑藻细胞失水，原
生质体体积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增
大，吸水能力增强，D错误；吸水纸的主要作用是吸引液体在盖玻片
下移动，使植物细胞浸润在滴加的液体中， 错误;果脯在腌制中慢
慢变甜，是细胞失水过多死亡，糖分进入细胞的结果， 错误。
经典真题·明考向
1.[2025·北京卷]“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和
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.图甲，水分子通过渗透作用进出细胞
B.图甲，细胞壁限制过多的水进入细胞
C.图乙，细胞失去的水分子是自由水
D.与图甲相比，图乙中细胞液浓度小
√
[解析] 图甲中，水分子通过渗透作用进出细胞，A正确；细胞壁有
保护和支撑作用，能限制过多的水进入细胞，维持细胞形态，B正确；
图乙，细胞发生质壁分离，此时失去的水分子是自由水，C正确；与
图甲相比，图乙中细胞失水发生质壁分离，所以图乙中细胞液浓度
更大，D错误。
2.[全国甲卷]植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将、、
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 未发生
变化;②细胞体积增大;③细胞 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 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 细胞 细胞
C.水分交换平衡时，细胞的细胞液浓度大于细胞 的细胞液浓度
D.水分交换平衡时，细胞 的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
√
[解析] 水分交换达到平衡时，细胞体积增大，即细胞 吸水，说明
水分交换前，细胞 的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确;
水分交换达到平衡时，细胞体积不变，细胞体积增大，即细胞 吸
水，细胞发生质壁分离，即细胞 失水，说明水分交换前，细胞液
浓度大小关系为细胞 细胞 细胞 ，B正确;在水分交换期间细
胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，水分交换平衡时，细胞 发生了质壁
分离，说明细胞失水，外界蔗糖溶液的浓度降低，此时细胞 的细
胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，而细胞 的细胞液浓度与初始外
界蔗糖溶液浓度相等，所以细胞的细胞液浓度小于细胞 的细胞液
浓度，C错误，D正确。
3.[2024·山东卷]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
√
[解析] 细胞失水过程中，细胞液浓度增大，A正确；依题意可知，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
层细胞的细胞液中单糖多，且外层细胞还进行光合作用合成单糖，故
外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高，B错误； 依题意可知，
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更大，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；依题意可
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，
有利于外层细胞的光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细
胞的光合作用，D正确。
备用习题
1. 下图A为利用玻璃纸制作的两个渗透装
置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且
a溶液浓度在显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是( )
A.图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B.图B中的④⑤⑥相当于图A中的②
C.若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉
D.图B中的⑦与图A中的②通透性不同
√
[解析] 根据题干“a溶液浓度c为清水”可推断，一段时间后装置2的液
面会高于装置1的液面，A正确;题图B中
细胞含有大液泡，因此可以构成渗透系统，其中题图A中的②(半透膜)
相当于原生质层，题图B中⑥(细胞膜)、⑦(液泡膜)以及两者之间的⑧
(细胞质)共同构成原生质层，B错误;若题图B所示为某农作物的根毛细
胞，题图B中细胞因失水发生了质壁分离，故应及时灌溉，C正确;题
图B中的⑦具有选择透过性，题图A中的②玻璃纸没有选择透过性，只
要微粒大小小于膜上的孔均可以通过，二者通透性不同，D正确。
2. 土壤盐碱化使得耕地面积缩减，是粮食危机产生的原因之一。2017
年袁隆平团队选育出海水稻，即耐盐碱水稻(能在盐碱浓度3‰以上的
盐碱地生长的水稻品种)。现将普通水稻和耐盐碱水稻的根尖成熟区细
胞置于0.3 g·mL-1的KNO3溶液中，实验结果如下图所示。下列相关分
析错误的是( )
A.Ⅰ 组水稻细胞发生质壁分离及自动复原，Ⅰ 组是普通水稻
B.A→B→C段，Ⅰ 组水稻细胞的细胞液浓度先增大后减小
C. Ⅱ 组水稻曲线不再上升时，外界溶液与细胞液的浓度相等
D.推测海水稻的根尖细胞的细胞液浓度大于盐碱地土壤溶液浓度
√
[解析] Ⅰ 组水稻的原生质体体积先减小后增加,
说明 Ⅰ 组水稻细胞先发生质壁分离再复原; Ⅱ 组
水稻的原生质体体积增大,表明细胞吸水,则说明
Ⅱ 组水稻细胞的细胞液浓度比较大,因此 Ⅰ 组是
普通水稻,Ⅱ 组是耐盐碱水稻,A正确。A→B段，
Ⅰ 组水稻细胞发生质壁分离,细胞失水导致细胞液浓度逐渐增大,由于细胞能
通过主动运输吸收K+和N,细胞吸水导致细胞液浓度逐渐减小,B正确。
Ⅱ 组水稻曲线不再上升时,即原生质体体积不再增加时,可能是细胞内外的溶
液浓度相等;也可能是受到细胞壁的限制不能再吸水增大,但细胞液的浓度仍
然大于外界溶液浓度,C错误。结合题意,海水稻能够在盐碱地中生长,推测其
根尖细胞的细胞液浓度大于盐碱地土壤溶液浓度,D正确。
3. 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
√
[解析] 细胞失水过程中，细胞液浓度增大，A正确; 依题意可知，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
细胞的细胞液中单糖多，且外层细胞还进行光合作用合成单糖，故外
层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高，B错误; 依题意可知，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更大，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;依题意可知，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，有利
于外层细胞的光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的
光合作用，D正确。
作业手册
题组一 渗透作用
1.渗透作用是指两种不同浓度的溶液隔以半透膜，溶剂分子从低浓度
的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。下列相关叙述正确的是
( )
A.葡萄糖溶液中的葡萄糖通过半透膜属于渗透作用
B.在一个渗透系统中，溶剂分子透过半透膜是双向的
C.原生质层相当于一层半透膜，而细胞膜不能看成是半透膜
D.腌制果脯时，果脯变甜源于植物细胞主动吸收了糖
√
[解析] 葡萄糖溶液中的葡萄糖通过半透膜不属于渗透作用，因为葡
萄糖是溶质，并非溶剂，A错误；在一个渗透系统中，溶剂分子可以
自由透过半透膜，是双向的，B正确；植物细胞的原生质层相当于半
透膜，动物细胞的细胞膜也相当于半透膜，C错误；腌制果脯时，植
物细胞因失水过多死亡，植物细胞死亡后，细胞膜变成全透性的，糖
分才会进入植物细胞，该过程为扩散，D错误。
2.[2025·广东江门一模]如图为某兴趣小组进行渗透作用实验的装置，所
用的生物膜允许水分子通过，但蔗糖不能通过。实验开始时，甲、乙
漏斗内液面持平且均高于漏斗外侧。下列说法错误的是( )
A.甲所在一侧装置为实验组，另一侧为对照组
B.甲漏斗液面将会上升，乙漏斗液面将会下降
C.当漏斗内液面高度稳定时，仍有水分子通过生物膜
D.当渗透平衡时，甲、乙漏斗内外两侧溶液浓度相同
√
[解析] 该小组进行渗透作用实验，甲所在一侧装置
的漏斗中加入了蔗糖溶液，为实验组，而另一侧即
乙所在一侧装置的漏斗中加入的是清水，为对照组，
A正确；甲漏斗内是蔗糖溶液，浓度高于漏斗外，
液面将会上升再稳定，乙漏斗内外都是清水，乙漏斗液面将会下降，
直到与烧杯中清水液面持平，B正确；当漏斗内液面高度稳定时，仍
然有水分子通过生物膜，水分子进出平衡，C正确；甲漏斗内是蔗糖
溶液，蔗糖分子不能通过生物膜，故当渗透平衡时，甲漏斗内溶液浓
度仍高于漏斗外侧，D错误。
3.[2025·河北廊坊三模]将相同体积的稀溶液(纯水)和浓溶液分别置于一
容器的两侧，中间用半透膜阻隔，达到渗透平衡状态后，在浓溶液侧
施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，这
一过程称为反渗透，原理如图所示。下列叙述正确的是( )
A.渗透装置中达到渗透平衡后，纯水一侧的液面升高
B.渗透装置在达到渗透平衡过程中浓溶液吸水力增强
C.反渗透时，两侧液面持平时，施加压力等于渗透压
D.反渗透时，纯水中的水分将向浓溶液一侧流动
√
[解析] 渗透装置中达到渗透平衡后，浓溶液一侧的液面升高，浓度
差引起的吸水力与高度差引起的压强抵消，A错误；渗透装置在达到
渗透平衡过程中，浓溶液浓度下降，吸水力降低，B错误；两侧液面
持平时，施加压力等于渗透压，两者作用效果相抵消，C正确；反渗
透时，浓溶液中的水分将向纯水一侧流动，D错误。
题组二 细胞的吸水和失水
4.下图中甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞，研究人员将它们
分别置于同一浓度的某水溶液中，并绘制出水分子的跨膜运输示意图，
箭头方向表示水分子进出的方向，箭头粗细表示单位时间内水分子进
出的多少。下列叙述正确的是( )
A.在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲
B.在高倍显微镜下，可观察到进出乙细胞的水分子数相等
C.若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中，最终均会涨破
D.甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用
√
[解析] 红细胞无细胞壁，甲、乙、丙都不能发生质壁分离现象，A
错误；由题图可知，进出乙细胞的水分子数相等，但光学显微镜观
察不到水分子进出细胞的过程，B错误；甲、乙、丙细胞质的浓度均
高于蒸馏水，若将甲、乙、丙三种红细胞分别置于蒸馏水中，细胞
会过度吸水而涨破，C正确；题图中乙细胞在该溶液中不能发生渗透
作用，D错误。
5.细胞在低渗溶液中会发生渗透吸水而膨胀，甚至破裂。动植物细胞
存在不同的机制来解决这种危机。下列说法错误的是( )
A.动物细胞处于等渗的外界溶液中，水分子也会进出细胞
B.动植物细胞发生渗透吸水时，相当于半透膜的结构都是细胞膜
C.在低渗溶液中，植物细胞可通过细胞壁的支持和保护作用来减缓细
胞膨胀
D.在低渗溶液中，动物细胞可通过增加某种离子的运出速率来减缓细
胞膨胀
√
[解析] 动物细胞在等渗溶液中，水分子通过细胞膜进行双向扩散，达
到动态平衡，A正确；植物细胞渗透吸水时，半透膜为原生质层(包括
细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质)，动物细胞的半透膜是细胞膜，
B错误；植物细胞的细胞壁具有支持和保护作用，能限制细胞过度吸水
膨胀，C正确；动物细胞可通过主动运输排出离子，降低细胞内浓度，
减少与外界溶液的渗透压差，从而减缓吸水膨胀，D正确。
6.[2025·四川巴中三模]某兴趣小组用不同浓度 的蔗糖溶
液处理了一批黄瓜条，按照蔗糖溶液浓度由低到高的顺序分为 组，
一定时间后测定黄瓜条的质量变化，处理数据后得到如图所示的结果。
下列叙述错误的是( )
A.实验后，第 组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高
B.本实验所用的黄瓜细胞的细胞液浓度在 之间
C.该实验中涉及的半透膜指的是细胞膜
D.实验后，第 组黄瓜细胞的吸水能力依次升高
√
[解析] 黄瓜条的质量变化百分比大
于0，细胞吸水，黄瓜条的质量变化
百分比小于0，细胞失水，第1、2、
3、4、5组黄瓜吸水，细胞液浓度
减小，且吸水量依次减少，故实验后，第 组的细胞液浓度依次升
高，第6组和第7组黄瓜细胞失水，细胞液浓度增大，且失水量依次增
加，故实验后，第 组的细胞液浓度依次升高，且都高于前5组，
因此，实验后，第 组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高，A正确；
蔗糖溶液浓度为 时，黄瓜
细胞吸水，蔗糖溶液浓度为
，黄瓜细胞失水，故其细
胞液浓度在 之间，B
正确；该实验中涉及的半透膜指的是原生质层(包括细胞膜、液泡膜
以及两层膜之间的细胞质)，而不是细胞膜，C错误；实验后，若第6
组和第7组细胞(都失水)没有死亡，由于第 组黄瓜细胞的细胞液
浓度依次升高，所以吸水能力依次升高，D正确。
7.[2025·山东日照二模]水势 与细胞的吸水能力呈负相关，纯水的水
势为零，溶质的存在使水势下降，即水势的绝对值增大，水势主要受溶
液浓度、压力等的影响。 时刻将成熟植物细胞(细胞液 )
转移至一定浓度的蔗糖溶液中，细胞液水势的变化趋势如图所示。下列
分析正确的是( )
A. 时段，该细胞的吸水能力逐渐增强
B. 时段，细胞内外溶液的浓度差逐渐减小
C. 时段，该细胞质壁分离的程度逐渐增大
D.时刻后， 不再增加，细胞内外渗透压相等
√
[解析] 已知水势与细胞的吸水能力呈负相关，
时段，细胞液水势逐渐增大，那么细胞的
吸水能力应逐渐减弱，A错误； 时段，细
胞液水势逐渐增大，说明细胞在吸水，随着细
胞吸水，细胞液浓度逐渐降低，细胞内外溶液的浓度差逐渐减小，B
正确； 时段，细胞在吸水，不会发生质壁分离，C错误；时刻
后， 不再增加，可能是由于细胞壁的限制，细胞不再继续吸水，
但此时细胞内外渗透压不一定相等，D错误。
题组三 质壁分离与复原的实验分析
8.[2025·辽宁大连模拟]在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，同学
们发现选用蜈蚣草作为实验材料具有独特优势：蜈蚣草叶肉为单层细
胞，含有无色大液泡，叶绿体数量多且体积较大。关于该实验的分析，
错误的是( )
A.单层细胞结构避免了切片和撕取操作对细胞造成的损伤，有利于保
持细胞结构的完整性
B.无色大液泡与滴加红墨水的蔗糖溶液形成鲜明对比，便于观察细胞
的吸水和失水过程
C.原生质层中的叶绿体能为渗透作用提供能量
D.质壁分离过程中，细胞液渗透压逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增强
√
[解析] 蜈蚣草叶肉是单层细胞结构，在实验操作时，无须进行复杂
的切片或撕取等可能损伤细胞的操作，能更好地维持细胞结构的完
整性，有利于实验的进行，A正确；蜈蚣草细胞内有无色大液泡，当
外界溶液为滴加红墨水的蔗糖溶液时，细胞液与外界溶液形成明显
的颜色对比，便于观察细胞吸水和失水过程，B正确；渗透作用是水
分子等溶剂分子通过半透膜的扩散，属于被动运输，不需要能量，C
错误；质壁分离过程中，细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，渗透压
逐渐升高，细胞吸水能力逐渐增强，D正确。
9.[2025·湖北武汉模拟]下列说法能通过质壁分离实验证明的是( )
A.判断紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的死活
B.根尖分生组织细胞能进行渗透吸水
C.水分子可以通过通道蛋白进入细胞
D.原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性小
√
[解析] 可通过质壁分离实验判断紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的死活，
活的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放到一定浓度的蔗糖溶液中会发生
质壁分离，若不能发生质壁分离则说明已经死亡，A符合题意；根尖
分生组织细胞无大液泡，不能发生质壁分离，质壁分离实验无法证
明根尖分生组织细胞能进行渗透吸水，B不符合题意；质壁分离实验
仅能体现水分子能通过半透膜进行跨膜运输，但无法说明水分子具
体是通过自由扩散的方式还是通过通道蛋白进入细胞的，C不符合题
意；质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，D不
符合题意。
10.[2025·广东深圳二模]某兴趣小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、
乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中，一段时间后进行观察，整个实验过程
植物细胞都有活性，实验结果如图。下列分析正确的是( )
A.甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐加快
B.转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程
C.转移到丙溶液中的植物细胞细胞液浓度与丙浓度相等
D.该实验无法确定甲、乙、丙起始浓度的相对大小
√
[解析] 在甲溶液中，植物细胞发生质壁
分离，随着细胞失水，细胞液浓度逐渐
增大，与外界溶液浓度差逐渐减小，所
以植物细胞的失水速率应逐渐减慢，而不是加快，A错误；从甲溶液转移到乙
溶液中，植物细胞少部分处于质壁分离状态，说明大部分细胞不再处于失水
状态，整体上细胞会发生吸水过程，B正确；转移到丙溶液中的植物细胞未
发生质壁分离，此时细胞液浓度大于或等于丙溶液浓度，而不是一定相等，
C错误；根据植物细胞在三种溶液中的质壁分离情况，在甲溶液中绝大部
分发生质壁分离，在乙溶液中少部分发生质壁分离，在丙溶液中未发生质
壁分离，可确定蔗糖溶液起始浓度甲 乙 丙，D错误。
11.[2026·安徽合肥模拟] 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。将紫色洋葱鳞片叶外表
皮细胞均分为两组，分别在常温与低温 下处理适宜时间后，再在
常温下用 的蔗糖溶液进行质壁分离实验，实验结果如下图。
根据所学知识回答下列问题：
综合应用练
(1)在低倍显微镜下观察紫色洋葱鳞片叶
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_______________。
水分子穿过紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞膜进入细胞的方式为_____________
______。由上图可知，常温下质壁分离细胞占比达到 时，不同细胞质
壁分离的程度______________(填“相同”“不相同” 或“不一定相同”)。
原生质层的位置
自由扩散和协
助扩散
不一定相同
[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的大小变化以及原生质层与细胞壁
是否发生质壁分离。水分子进出细胞的方式为自由扩散和协助扩散。
不同细胞的细胞液与外界溶液的浓度差不一定相同，因此质壁分离的
程度不一定相同。
(2)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
根尖成熟区的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(或增大细胞液浓度)
分别取抗寒洋葱根尖成熟区的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] 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(或增大细胞液浓度)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的细胞
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
根尖成熟区的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。中小学教育资源及组卷应用平台
课时作业(七)　细胞的吸水和失水 (限时:20分钟)
题组一　渗透作用
1.渗透作用是指两种不同浓度的溶液隔以半透膜,溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。下列相关叙述正确的是 (　)
A.葡萄糖溶液中的葡萄糖通过半透膜属于渗透作用
B.在一个渗透系统中,溶剂分子透过半透膜是双向的
C.原生质层相当于一层半透膜,而细胞膜不能看成是半透膜
D.腌制果脯时,果脯变甜源于植物细胞主动吸收了糖
2.[2025·广东江门一模] 如图为某兴趣小组进行渗透作用实验的装置,所用的生物膜允许水分子通过,但蔗糖不能通过。实验开始时,甲、乙漏斗内液面持平且均高于漏斗外侧。下列说法错误的是 (　)
A.甲所在一侧装置为实验组,另一侧为对照组
B.甲漏斗液面将会上升,乙漏斗液面将会下降
C.当漏斗内液面高度稳定时,仍有水分子通过生物膜
D.当渗透平衡时,甲、乙漏斗内外两侧溶液浓度相同
3.[2025·河北廊坊三模] 将相同体积的稀溶液(纯水)和浓溶液分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,达到渗透平衡状态后,在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,这一过程称为反渗透,原理如图所示。下列叙述正确的是 (　)
A.渗透装置中达到渗透平衡后,纯水一侧的液面升高
B.渗透装置在达到渗透平衡过程中浓溶液吸水力增强
C.反渗透时,两侧液面持平时,施加压力等于渗透压
D.反渗透时,纯水中的水分将向浓溶液一侧流动
题组二　细胞的吸水和失水
4.下图中甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞,研究人员将它们分别置于同一浓度的某水溶液中,并绘制出水分子的跨膜运输示意图,箭头方向表示水分子进出的方向,箭头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是 (　)
A.在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲
B.在高倍显微镜下,可观察到进出乙细胞的水分子数相等
C.若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中,最终均会涨破
D.甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用
5.细胞在低渗溶液中会发生渗透吸水而膨胀,甚至破裂。动植物细胞存在不同的机制来解决这种危机。下列说法错误的是 (　)
A.动物细胞处于等渗的外界溶液中,水分子也会进出细胞
B.动植物细胞发生渗透吸水时,相当于半透膜的结构都是细胞膜
C.在低渗溶液中,植物细胞可通过细胞壁的支持和保护作用来减缓细胞膨胀
D.在低渗溶液中,动物细胞可通过增加某种离子的运出速率来减缓细胞膨胀
6.[2025·四川巴中三模] 某兴趣小组用不同浓度(0~0.6 mol/L)的蔗糖溶液处理了一批黄瓜条,按照蔗糖溶液浓度由低到高的顺序分为1~7组,一定时间后测定黄瓜条的质量变化,处理数据后得到如图所示的结果。下列叙述错误的是 (　)
A.实验后,第1~7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高
B.本实验所用的黄瓜细胞的细胞液浓度在0.4~0.5 mol/L之间
C.该实验中涉及的半透膜指的是细胞膜
D.实验后,第1~7组黄瓜细胞的吸水能力依次升高
7.[2025·山东日照二模] 水势(Ψw)与细胞的吸水能力呈负相关,纯水的水势为零,溶质的存在使水势下降,即水势的绝对值增大,水势主要受溶液浓度、压力等的影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液Ψw=-0.7 MPa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中,细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是 (　)
A.t0~t1时段,该细胞的吸水能力逐渐增强
B.t0~t1时段,细胞内外溶液的浓度差逐渐减小
C.t0~t1时段,该细胞质壁分离的程度逐渐增大
D.t1时刻后,Ψw不再增加,细胞内外渗透压相等
题组三　质壁分离与复原的实验分析
8.[2025·辽宁大连模拟] 在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,同学们发现选用蜈蚣草作为实验材料具有独特优势:蜈蚣草叶肉为单层细胞,含有无色大液泡,叶绿体数量多且体积较大。关于该实验的分析,错误的是 (　)
A.单层细胞结构避免了切片和撕取操作对细胞造成的损伤,有利于保持细胞结构的完整性
B.无色大液泡与滴加红墨水的蔗糖溶液形成鲜明对比,便于观察细胞的吸水和失水过程
C.原生质层中的叶绿体能为渗透作用提供能量
D.质壁分离过程中,细胞液渗透压逐渐增大,细胞吸水能力逐渐增强
9.[2025·湖北武汉模拟] 下列说法能通过质壁分离实验证明的是 (　)
A.判断紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的死活
B.根尖分生组织细胞能进行渗透吸水
C.水分子可以通过通道蛋白进入细胞
D.原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性小
10.[2025·广东深圳二模] 某兴趣小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中,一段时间后进行观察,整个实验过程植物细胞都有活性,实验结果如图。下列分析正确的是 (　)
A.甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐加快
B.转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程
C.转移到丙溶液中的植物细胞细胞液浓度与丙浓度相等
D.该实验无法确定甲、乙、丙起始浓度的相对大小
综合应用练
11.[2026·安徽合肥模拟] 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。将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞均分为两组,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,实验结果如下图。根据所学知识回答下列问题:
(1)在低倍显微镜下观察紫色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　　　　　　　　。水分子穿过紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞膜进入细胞的方式为　　　　　　　　　　　　　　　。由上图可知,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”)。
(2)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的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:　　　　　　　　　　　　　 　　 　　。
课时作业(七)　细胞的吸水和失水
1.B　[解析] 葡萄糖溶液中的葡萄糖通过半透膜不属于渗透作用,因为葡萄糖是溶质,并非溶剂,A错误;在一个渗透系统中,溶剂分子可以自由透过半透膜,是双向的,B正确;植物细胞的原生质层相当于半透膜,动物细胞的细胞膜也相当于半透膜,C错误;腌制果脯时,植物细胞因失水过多死亡,植物细胞死亡后,细胞膜变成全透性的,糖分才会进入植物细胞,该过程为扩散,D错误。
2.D　[解析] 该小组进行渗透作用实验,甲所在一侧装置的漏斗中加入了蔗糖溶液,为实验组,而另一侧即乙所在一侧装置的漏斗中加入的是清水,为对照组,A正确;甲漏斗内是蔗糖溶液,浓度高于漏斗外,液面将会上升再稳定,乙漏斗内外都是清水,乙漏斗液面将会下降,直到与烧杯中清水液面持平,B正确;当漏斗内液面高度稳定时,仍然有水分子通过生物膜,水分子进出平衡,C正确;甲漏斗内是蔗糖溶液,蔗糖分子不能通过生物膜,故当渗透平衡时,甲漏斗内溶液浓度仍高于漏斗外侧,D错误。
3.C　[解析] 渗透装置中达到渗透平衡后,浓溶液一侧的液面升高,浓度差引起的吸水力与高度差引起的压强抵消,A错误;渗透装置在达到渗透平衡过程中,浓溶液浓度下降,吸水力降低,B错误;两侧液面持平时,施加压力等于渗透压,两者作用效果相抵消,C正确;反渗透时,浓溶液中的水分将向纯水一侧流动,D错误。
4.C　[解析] 红细胞无细胞壁,甲、乙、丙都不能发生质壁分离现象,A错误;由题图可知,进出乙细胞的水分子数相等,但光学显微镜观察不到水分子进出细胞的过程,B错误;甲、乙、丙细胞质的浓度均高于蒸馏水,若将甲、乙、丙三种红细胞分别置于蒸馏水中,细胞会过度吸水而涨破,C正确;题图中乙细胞在该溶液中不能发生渗透作用,D错误。
5.B　[解析] 动物细胞在等渗溶液中,水分子通过细胞膜进行双向扩散,达到动态平衡,A正确;植物细胞渗透吸水时,半透膜为原生质层(包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质),动物细胞的半透膜是细胞膜,B错误;植物细胞的细胞壁具有支持和保护作用,能限制细胞过度吸水膨胀,C正确;动物细胞可通过主动运输排出离子,降低细胞内浓度,减少与外界溶液的渗透压差,从而减缓吸水膨胀,D正确。
6.C　[解析] 黄瓜条的质量变化百分比大于0,细胞吸水,黄瓜条的质量变化百分比小于0,细胞失水,第1、2、3、4、5组黄瓜吸水,细胞液浓度减小,且吸水量依次减少,故实验后,第1~5组的细胞液浓度依次升高,第6组和第7组黄瓜细胞失水,细胞液浓度增大,且失水量依次增加,故实验后,第6~7组的细胞液浓度依次升高,且都高于前5组,因此,实验后,第1~7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高,A正确;蔗糖溶液浓度为0.4 mol/L时,黄瓜细胞吸水,蔗糖溶液浓度为0.5 mol/L,黄瓜细胞失水,故其细胞液浓度在0.4~0.5 mol/L之间,B正确;该实验中涉及的半透膜指的是原生质层(包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质),而不是细胞膜,C错误;实验后,若第6组和第7组细胞(都失水)没有死亡,由于第1~7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高,所以吸水能力依次升高,D正确。
7.B　[解析] 已知水势与细胞的吸水能力呈负相关,t0~t1时段,细胞液水势逐渐增大,那么细胞的吸水能力应逐渐减弱,A错误;t0~t1时段,细胞液水势逐渐增大,说明细胞在吸水,随着细胞吸水,细胞液浓度逐渐降低,细胞内外溶液的浓度差逐渐减小,B正确;t0~t1时段,细胞在吸水,不会发生质壁分离,C错误;t1时刻后, Ψw不再增加,可能是由于细胞壁的限制,细胞不再继续吸水,但此时细胞内外渗透压不一定相等,D错误。
8.C　[解析] 蜈蚣草叶肉是单层细胞结构,在实验操作时,无须进行复杂的切片或撕取等可能损伤细胞的操作,能更好地维持细胞结构的完整性,有利于实验的进行,A正确;蜈蚣草细胞内有无色大液泡,当外界溶液为滴加红墨水的蔗糖溶液时,细胞液与外界溶液形成明显的颜色对比,便于观察细胞吸水和失水过程,B正确;渗透作用是水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散,属于被动运输,不需要能量,C错误;质壁分离过程中,细胞失水,细胞液浓度逐渐增大,渗透压逐渐升高,细胞吸水能力逐渐增强,D正确。
9.A　[解析] 可通过质壁分离实验判断紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的死活,活的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放到一定浓度的蔗糖溶液中会发生质壁分离,若不能发生质壁分离则说明已经死亡,A符合题意;根尖分生组织细胞无大液泡,不能发生质壁分离,质壁分离实验无法证明根尖分生组织细胞能进行渗透吸水,B不符合题意;质壁分离实验仅能体现水分子能通过半透膜进行跨膜运输,但无法说明水分子具体是通过自由扩散的方式还是通过通道蛋白进入细胞的,C不符合题意;质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,D不符合题意。
10.B　[解析] 在甲溶液中,植物细胞发生质壁分离,随着细胞失水,细胞液浓度逐渐增大,与外界溶液浓度差逐渐减小,所以植物细胞的失水速率应逐渐减慢,而不是加快,A错误;从甲溶液转移到乙溶液中,植物细胞少部分处于质壁分离状态,说明大部分细胞不再处于失水状态,整体上细胞会发生吸水过程,B正确;转移到丙溶液中的植物细胞未发生质壁分离,此时细胞液浓度大于或等于丙溶液浓度,而不是一定相等,C错误;根据植物细胞在三种溶液中的质壁分离情况,在甲溶液中绝大部分发生质壁分离,在乙溶液中少部分发生质壁分离,在丙溶液中未发生质壁分离,可确定蔗糖溶液起始浓度甲>乙>丙,D错误。
11.(1)原生质层的位置　自由扩散和协助扩散　不一定相同
(2)减少自由水含量(或增大细胞液浓度)　分别取抗寒洋葱根尖成熟区的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)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的大小变化以及原生质层与细胞壁是否发生质壁分离。水分子进出细胞的方式为自由扩散和协助扩散。不同细胞的细胞液与外界溶液的浓度差不一定相同,因此质壁分离的程度不一定相同。(2)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(或增大细胞液浓度)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的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的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。

展开更多......

收起↑