2025 届高三生物一轮复习讲义——细胞的吸水和失水

细胞的吸水和失水——2025 届高考生物一轮复习 【教学目标】 1.运用结构与功能观，分析植物细胞失水与吸水的原理。 2.尝试通过提出问题，作出假设，设计实验，掌握科学探究的一般过程。 3.基于细胞的失水与吸水，指导农业生产、合理施肥。 【核心素养】 1.生命观念：通过渗透现象演示实验、动植物的吸水和失水，理解动物细胞膜和植物细胞原生质层相当于一层生物半透膜，能够选择性地控制物质进出，强化细胞的结构与功能观。 2.科学探究：通过探究“植物细胞的吸水和失水”，学会提出问题、作出假设，设计并动手实验对实验现象进行分析与交流讨论，总结植物细胞吸水和失水的原理，证明植物细胞的原生质层相当于半透膜，提升科学探究能力。 【典例分析】 1.下列生物学现象中主要是因为渗透作用引起的是( ) A.果脯在腌制过程中慢慢变甜 B.红苋菜放在热水中水的颜色变成红色 C.农作物施肥过多造成烧苗现象 D.柽柳的叶片可以分泌无机盐的现象 答案：C 解析：A、果脯在腌制过程中慢慢变甜是因为细胞膜被破坏，蔗糖进入果脯所致，A错误； B.红苋菜放在热水中细胞中膜结构会被破坏，液泡中的色素进入外界溶液，水的颜色变成红色，B错误； C.农作物施肥过多，土壤溶液浓度过高，高于细胞液浓度，导致根部细胞失水，C正确； D.柽柳的叶片分泌无机盐是通过主动运输，D错误。 故选C。 2.为研究成熟植物细胞的渗透吸水，设计简易渗透吸水装置如图甲所示，一成熟植物细胞放在某外界溶液中发生的一种状态（此时细胞有活性）如图乙所示。下列相关叙述中正确的是( ) A.当图甲中漏斗液面稳定不变时，b液体的浓度等于a液体的浓度 B.当图甲中漏斗液面不断升高时，漏斗里溶液的吸水能力不断下降 C.图乙中相当于图甲中c结构的是③⑤构成的整体 D.图乙所示状态的细胞正在发生渗透失水 答案：B 解析：A.据图甲分析，漏斗液面上升，水分是从低浓度溶液流向高浓度溶液。当图甲中漏斗液面稳定不变时，由于有大气压强的存在，故b液体的浓度大于a液体的浓度，故A错误；B.当图甲中漏斗液面不断升高时，漏斗里溶液的浓度逐渐降低，在一定范围内溶液的吸水能力不断下降，故B正确；C.图甲中的c结构是半透膜，图乙中的原生质层相当于半透膜，原生质层是由③细胞膜、⑤液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成的，故C错误；D.图乙所示状态的细胞可能正在发生质壁分离或正在质壁分离复原或处于动态平衡状态，细胞可能渗透吸水或渗透失水或既不失水也不吸水，故D错误。 3.下图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系。已知单糖可以通过半透膜，二糖不能通过半透膜。下列相关叙述中错误的是( ) A.图甲中的b溶液可能是葡萄糖溶液 B.当图甲中的液面不再变化时，c两侧的溶液仍然存在浓度差 C.当图甲中的液面不再升高时，仍然有水分子通过c D.如果将c换成纱布，则不会出现图乙所示的变化 答案：A 解析：A、因为葡萄糖是单糖，可以通过半透膜，所以如果b中的液体是葡萄糖溶液，则最终漏斗中的液面和烧杯中的液面会持平，但根据图乙所示的实验结果可知，漏斗中的液面达到一定高度后不再升高，所以可以判断b中的溶液一定不是葡萄糖溶液，A错误；B、当液面不再升高，半透膜两侧的溶液仍然具有浓度差，与漏斗中的液体压强作用相反，当两种因素相当时，液面不再升高，B正确；C、整个渗透过程中都有水分子通过半透膜，C正确；D、渗透作用发生的必要条件之一是具有半透膜，如果换成全透性的纱布，则不会出现图乙所示的实验结果，D正确。 4.将萝卜切成长度、宽度和厚度相同的细条，测定其长度并记录，再将其分成a、b、c、d、e五组，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后，测量各组萝卜条的长度，实验前与实验后的长度比值为：a组1.4，b组1.2，c组1.0，d组0.8，e组0.6。下列叙述正确的是( ) A.a组萝卜条实验前与实验后的长度比值大于1，所以表现为吸水 B.e组萝卜条实验后吸水达到平衡时，细胞液浓度一定等于外界蔗糖溶液浓度 C.萝卜条失水过程中，原生质层相当于半透膜，且细胞的吸水能力逐渐变强 D.c组萝卜条实验前与实验后的长度比值等于1，浸泡期间水分子不进出细胞 答案：C 解析：A、a组萝卜条实验前与实验后的长度比值大于1，表现为失水，A错误； B.e组萝卜条实验后吸水达到平衡时，细胞液浓度不一定等于外界蔗糖溶液浓度，由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，当萝卜条实验后吸水达到平衡时，也可能大于外界蔗糖溶液浓度，B错误； C.萝卜条失水过程中，原生质层相当于半透膜，外界溶液与细胞液的浓度差逐渐增大，细胞的吸水能力逐渐变强，C正确； D.c组萝卜条实验前与实验后的长度比值等于1，浸泡期间水分子仍可进出细胞，且进出细胞的量相等，D错误。 5.中性红是一种活细胞染料，在酸性条件下解离出大量阳离子而呈樱桃红色。某同学将撕取的洋葱鳞片叶内表皮置于中性红染液中浸泡染色，然后用清水进行漂洗，再用30%的蔗糖溶液进行质壁分离，在显微镜下观察看到如图结果，相关判断正确的是( ) A.此时细胞正在吸水 B.液泡被染成樱桃红色 C.不同细胞的细胞液浓度相同 D.一段时间后细胞会发生自动复原 答案：B 解析：A、分析图，此刻细胞被蔗糖溶液处理，最有可能发生的是失水，A错误； B.由于中性红是活性染料，因此被处理的细胞液泡被染成樱桃红色，B正确； C.不同细胞的细胞液浓度不相同，C错误； D.由于是被蔗糖处理，蔗糖不能进入细胞膜，一段时间后细胞不会发生自动复原，D错误。 故选B。 6.下列关于“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”活动的叙述，正确的是( ) A.整个过程可见细胞内紫色发生“浅—深—浅”的变化 B.撕取洋葱表皮后应立即放入适宜浓度的蔗糖溶液中 C.质量分离复原过程中，细胞持续吸水直到内外溶液浓度相等 D.洋葱表皮细胞也可以用于“观察细胞的有丝分裂”实验的材料 答案：A 解析：A、在质壁分离过程中，细胞失水，细胞内紫色发生“浅→深”的变化；在质壁分离复原过程中，细胞吸水，细胞内紫色发生“深→浅”的变化，所以整个过程可见细胞内紫色发生“浅→深→浅”的变化，A正确；B、取洋葱表皮后应立即放入清水中，B错误；C、质壁分离的细胞复原后，由于细胞壁的存在，水分子进出细胞达到平衡，但细胞液的浓度大于外界溶液，C错误；D、洋葱表皮细胞属于成熟的植物细胞，不具有细胞分裂的能力，不可以用于“观察细胞的有丝分裂”实验的材料，D错误。故选：A。 7.将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的某溶液中，在不同时间内，记录质壁分离情况并绘制如图所示质壁分离程度曲线，下列有关叙述正确的是( ) A.在a~c时间段，细胞的吸水速率不断增大 B.若该溶液为蔗糖溶液，bc时间段内原生质层最厚 C.若该溶液为乙二醇溶液，乙二醇从c点开始进入细胞 D.若该溶液为溶液，减少能量供应会使cd段变长 答案：D 解析：A、据图可知，在a~c时间段，质壁分离程度不断增大后逐渐稳定，细胞液浓度先增大后不变，故细胞的吸水速率不断增大后稳定，A错误； B.原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质，若该溶液为蔗糖溶液，bc时间段内细胞失水最多，原生质层最薄，B错误； C.若该溶液为乙二醇溶液，乙二醇从开始就进入细胞，C错误； D.cd段细胞吸水，若该溶液为KNO3溶液，K＋与NO3-通过主动运输进入细胞，需要消耗能量，若该溶液为KNO3溶液，减少能量供应，吸收离子速率减慢，质壁分离复原时间延长，故会使cd段变长，D正确。 故选D。 8.水势即水的化学势，溶液的水势与溶质、压力、重力三方面有关。水从水势高处流向水势低处，纯水的水势为零，植物细胞的水势通常为负值。植物通过蒸腾作用由气孔把根细胞吸收的水分散失，保卫细胞吸水膨胀使气孔张开，失水使气孔关闭。以下说法最不合理的是( ) A.在同一植株中，随叶片距离地面高度增加，水势下降 B.脱落酸可能使保卫细胞水势升高，从而促进气孔关闭 C.植物细胞吸水过程中水势升高，达到渗透平衡时内外溶液中溶质浓度相等 D.土壤溶液的水势低于根部细胞的水势可能是植物在盐碱地不易生长的原因 答案：D 解析：A、在同一植株中，随叶片距离地面高度增加，水势上升，A错误； B.保卫细胞吸水膨胀使气孔张开，失水使气孔关闭，说明脱落酸可能使保卫细胞水势减小，促使保卫细胞吸水，从而促进气孔关闭，B错误； C.植物细胞吸水过程中溶液浓度减小，水势升高，达到渗透平衡时内外溶液中溶质浓度相等或者细胞内的溶质浓度仍大于细胞外的溶质浓度，但由于细胞壁的存在导致渗透平衡的产生，C错误； D.土壤溶液的水势低于根部细胞的水势，水从水势高处流向水势低处，导致植物缺水，因此在盐碱地不易生长，D正确。 故选D。 9.实验小组从新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮上选取初始液泡体积相等的甲、乙、丙三个细胞分别置于等浓度的蔗糖溶液中，各细胞的液泡体积随时间的变化曲线如右图所示(假设蔗糖分子不能进出细胞，各细胞存活)。下列相关叙述正确的是( ) A.初始状态下细胞液浓度大小关系为：丙〉乙〉甲 B.t₁时刻水分子进出各细胞处于动态平衡 C.t₁时刻各细胞的细胞液浓度均等于外界蔗糖溶液的浓度 D.细胞乙的细胞液中蔗糖的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相等 答案：B 解析：根据图示可知，甲表现为吸水，初始状态下甲的细胞液渗透压大于外界蔗糖溶液的渗透压；乙细胞液泡体积不变，乙的细胞液渗透压和外界蔗糖溶液的渗透压相等；丙表现为失水，丙的细胞液渗透压小于外界蔗糖溶液的渗透压，因此初始状态下细胞液浓度大小关系为甲〉乙〉丙，A错误；t1时刻各组细胞液泡体积均不再发生变化，此时水分子进出细胞达到动态平衡，B正确；t1时刻甲表现为吸水膨胀，由于存在细胞壁的束缚，其细胞液浓度应大于外界蔗糖溶液的浓度，C错误；细胞乙初始状态下其渗透压和外界蔗糖溶液的渗透压相等，但是细胞液中存在多种溶质分子，而不是只有蔗糖一种溶质分子，因此细胞乙的细胞液中蔗糖的浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，D错误。 10.作物根系无氧呼吸会产生酒精导致烂根。为研究酒精对细胞的毒害，某小组用不同体积分数的酒精溶液处理洋葱鳞片叶表皮，处理1个、2个、3个单位时间后，制成临时装片，研究细胞质壁分离的情况，结果如图所示。回答下列问题： （1）该实验的自变量为______。表皮细胞能发生质壁分离，原因之一是原生质层的伸缩性比细胞壁的______（填“大”或“小”）。 （2）实验过程中，在盖玻片的一侧滴加0.3g·mL-1Error! Digit expected.的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复操作几次，这样会使表皮细胞______。在显微镜下可以通过观察表皮细胞______的位置来确定是否发生质壁分离。若细胞不能发生质壁分离，则细胞可能失去______，说明酒精对细胞有毒害作用。 （3）根据实验结果，酒精体积分数为15%时，处理______个单位时间后表皮细胞不出现质壁分离；处理1个单位时间引起细胞死亡的酒精体积分数为______。实验表明：______，对细胞的毒害作用越强。 答案：（1）酒精体积分数和处理时间；大 （2）充分浸润在蔗糖溶液中；原生质层与细胞壁；活性（或选择透过性） （3）3；20%～30%；酒精体积分数越高、处理时间越长 解析：根据实验结果，酒精体积分数为15%时，处理3个单位时间，细胞都不出现质壁分离，说明表皮细胞都失去活性：处理1个单位时间，酒精体积分数为20%~30%，质壁分离细胞所占的百分率逐渐降低为0。说明细胞逐渐失去活性。实验表明：酒精体积分数越高、处理时间越长，对细胞的毒害作用越强。 学科网（北京）股份有限公司 $$