微专题6 细胞的吸水和失水及其相关实验探究-【高考领航】2025年高考生物一轮复习微专题速练

微专题6　细胞的吸水和失水及其相关实验探究 1．如图为U形渗透装置，S1和S2是两种不同的溶质，起始时两侧液面高度相同，只有水和S1能透过半透膜，经过一段时间达到渗透平衡，下列说法错误的是(　　) A．若开始时S1的物质的量浓度大于S2的，平衡时右侧高于左侧 B．若开始时S1的物质的量浓度小于S2的，平衡时右侧低于左侧 C．不论开始时S1和S2哪侧物质的量浓度高，平衡时都是右侧低于左侧 D．达到渗透平衡时水分子依旧移动，且左侧的物质的量浓度大于右侧 2．取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除大的叶脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果。下列说法不正确的是(　　) A．实验前，甲的浓度＞乙的浓度＞丙的浓度 B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等 C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散 D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的 3．如图为“探究植物细胞的吸水和失水”实验观察到的某一状态图。下列有关叙述错误的是(　　) A．①中含有线粒体等细胞器 B．此时，②中液体的渗透压高于外界溶液的渗透压 C．该实验常用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作材料 D．若滴加清水，该细胞不一定发生质壁分离复原现象 4．用2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡取自同一部位的植物表皮。每隔相同时间在显微镜下测量视野中若干个细胞的长度x和原生质体长度y(如图1)，并计算x/y的平均值，得到图2所示结果。对结果曲线分析中正确的是(　　) 　 图1　 　 　　　　图2 A．2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－1的蔗糖溶液的渗透压相等 B．a点之前比值不变说明表皮细胞水分子进出平衡 C．b点前表皮细胞的吸水能力逐渐减小 D．c点时乙二醇开始进入细胞，细胞开始发生质壁分离复原 5．将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．0～4 h内原生质体体积变化主要因为物质A进出细胞 B．4 h时的细胞液浓度等于实验初始时的细胞液浓度 C．0～2 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压 D．0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量不相等 6．(不定项)图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的蔗糖溶液，且a溶液浓度＞b溶液浓度，c为清水，图B为显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述正确的是(　　) A．图A中的②相当于图B中的⑤、④、⑥ B．图A中装置2的液面一段时间后会低于装置1的液面 C．图B中的⑦与图A中的②控制物质进出的原理不同 D．若图B表示正在吸水的农作物根毛细胞，则④处溶液浓度大于⑧处浓度 7．(不定项)冰点降低法是测定溶液渗透压的精确物理化学方法。纯水在标准大气压下冰点为0 ℃，冰点降低值与溶液摩尔浓度成比例关系。FM－4型国产冰点渗透压计的测算公式为：OS＝△t/1.857(OS为1 kg水中所溶解溶质颗粒数目，可反映溶液渗透压大小；△t为冰点降低值)。经过对若干不同待测植物材料的专业处理，分别测得其细胞液冰点降低值如表。下列相关叙述正确的是(　　) 植物材料组别 1 2 3 4 5 6 冰点降低值(℃) 0.58 0.83 0.96 1.23 0.78 0.76 A．精确测定植物细胞的渗透压有利于农业生产中化肥的定量使用 B．将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88 ℃的蔗糖溶液中，3、4组的植物细胞吸水 C．将各组植物材料分别放入冰点降低值为0.88 ℃的蔗糖溶液中，稳定后各组细胞内外渗透压均相同 D．植物细胞的失水与吸水主要与液泡有关，其中溶解有糖类、蛋白质、无机盐和色素等物质 8．某兴趣小组利用“小液流法”估测菠菜叶片细胞的细胞液浓度，进行了如下实验。 (1)当植物细胞浸入不同浓度的蔗糖溶液时，会发生________吸水或失水，使溶液浓度发生变化，相对密度随之变化。取浸过植物组织的溶液一小滴，慢慢放回原浓度的溶液中部，小液滴可能会发生运动(如图所示)。 甲组　　　　　　乙组 注：加入甲烯蓝可使蔗糖溶液变蓝，忽略甲烯蓝对蔗糖溶液浓度的影响。 材料用具：菠菜叶片、15 mL大试管4支、移液管(2 mL、0.1 mL)、软木塞、小试管4支、打孔器、牙签、1 mol/L蔗糖溶液、甲烯蓝等。 请回答相关问题： (2)完善实验思路： ①_______________________________________________________________，分别注入4支大试管中。用2 mL移液管从大试管中各取2 mL溶液，分别注入4支小试管中，编号1～4，并塞上软木塞。 ②用打孔器钻取菠菜叶圆片若干，分别在各小试管中放入菠菜叶圆片40片，充分摇动，一段时间后，各小试管中加入________________，摇匀。 ③一段时间后，用0.1 mL移液管从小试管中吸取蔗糖溶液，______________。 ④重复实验2～3次。 (3)若菠菜叶片细胞液浓度介于0.3～0.4 mol/L的蔗糖浓度之间，请完成实验记录表。 试管浓度 (mol/L) 实验结果 实验结论 2号(0.3) ________ 菠菜叶片细胞液浓度介于0.3～0.4 mol/L的蔗糖浓度之间 3号(0.4) ________ (4)讨论：若要根据(3)的实验结果进一步确定菠菜叶片细胞液浓度，该如何完善实验？__________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微专题6　细胞的吸水和失水及其相关实验探究 1．A　因为S1会从右侧透过半透膜进入左侧，所以不论开始时S1和S2哪侧物质的量浓度高，平衡时都是右侧低于左侧，A错误，B、C正确；达到渗透平衡时水分子依旧移动，且左侧的物质的量浓度大于右侧，D正确。 2．B　根据题意分析可知，生理状态相同的叶片的细胞液浓度是相同的，甲的浓度＞细胞液浓度，乙的浓度＝细胞液浓度，丙的浓度＜细胞液浓度，则实验前甲的浓度＞乙的浓度＞丙的浓度，A正确；乙的浓度不变是因为细胞内细胞液浓度与乙的浓度相等，B错误；细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，C正确；甲、丙的浓度变化是由渗透作用引起的，是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的，D正确。 3．B　①是细胞质，其中含有线粒体等细胞器，A正确。图中细胞可能处于质壁分离平衡状态，此时②(液泡)中液体的渗透压等于外界溶液的渗透压；也有可能还在进行质壁分离，此时②(液泡)中液体的渗透压小于外界溶液的渗透压；也有可能处于质壁分离复原的过程，此时②(液泡)中液体的渗透压大于外界溶液的渗透压，B错误。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色大液泡，在高浓度外界溶液中能发生质壁分离，且容易观察，C正确。该细胞处于质壁分离状态，可能已经过度失水死亡，因此若滴加清水，该细胞不一定发生质壁分离复原现象，D正确。 4．A　渗透压由单位体积溶液中溶质微粒的数目决定，2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－1的蔗糖溶液的渗透压相等，A正确；a点之前比值不变是因为失水较少，外界溶液浓度比细胞液高，水分子进出不平衡，B错误；b点前表皮细胞失水增加，渗透压增大，吸水能力逐渐增大，C错误；c点前乙二醇开始进入细胞，D错误。 5．D　该细胞中原生质体的相对体积先减小后增大，这说明该细胞先发生质壁分离后发生质壁分离的复原，由此可推知物质A可通过细胞膜进入细胞，A错误；4 h时溶液中细胞的原生质体体积与初始时相同，但此时浓度应大于实验初始时的细胞液浓度，B错误；0～2 h内，原生质体的体积不断缩小不断失水，此时液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，C错误；原生质体的体积不断缩小，由于原生质体的伸缩性要远大于细胞壁，因此该时间段内细胞体积与原生质体体积的变化量不相等，D正确。 6．BC　图B细胞中含有大液泡，因此可以构成渗透系统，其中原生质层相当于图A中的②半透膜，图B中⑥为细胞膜，⑦为液泡膜，以及两者之间的⑧细胞质共同构成原生质层，故图A中的②相当于图B中的⑥、⑦、⑧，A错误；根据题干“a溶液浓度＞b溶液浓度，c为清水”，所以一段时间后装置2的液面低于装置1的液面，B正确；图B中的⑦液泡膜具有选择透过性，而图A中的②则没有选择透过性，只要颗粒大小小于膜上的孔均可以通过，控制物质进出的原理不同，C正确；若图B表示为正在吸水的农作物根毛细胞，由于水分子的运输方向是低浓度运输到高浓度，则④处外界溶液浓度小于⑧处浓度，D错误。 7．ABD　精确测定植物细胞的渗透压有利于农业生产中化肥的定量使用，避免造成烧苗现象，A正确；仅3、4组植物细胞的细胞液大于该蔗糖溶液，细胞吸水，B正确；3、4组植物细胞放入该蔗糖溶液中吸水，由于细胞壁的支持作用，细胞内外渗透压可不相等，C错误；植物细胞的失水与吸水主要与液泡有关，其中溶解有糖类、蛋白质、无机盐和色素等物质，D正确。 8．解析：(1)当植物细胞浸入不同浓度的蔗糖溶液时，原生质层相当于半透膜，膜内外存在浓度差，所以会发生渗透吸水或失水。(2)①将1 mol/L的蔗糖溶液分别配制成0.2、0.3、0.4、0.5 mol/L的蔗糖溶液各10 mL，分别注入4支大试管中。用2 mL移液管从大试管中各取2 mL溶液，分别注入4支小试管中，编号1～4，并塞上软木塞。②用打孔器钻取菠菜叶圆片若干，分别在各小试管中放入菠菜叶圆片40片，充分摇动，一段时间后，将适量的甲烯蓝加入各小试管中，摇匀。③用0.1 mL移液管从小试管中吸取蔗糖溶液，再移至相对应浓度的大试管中部，慢慢放出并观察记录小液滴的运动方向。(3)若菠菜叶片细胞液浓度介于0.3～0.4 mol/L的蔗糖浓度之间，则1、2号试管中叶片细胞吸水，蓝色小液滴浓度变大，相对密度变大而会下沉，3、4号试管中叶片细胞失水，蓝色小液滴浓度变小，相对密度变小而上浮。(4)由(3)中实验结果可知，菠菜叶片的细胞液浓度在0.3～0.4 mol/L的蔗糖浓度之间，则应在0.3～0.4 mol/L的蔗糖浓度之间设置更小的浓度梯度，重复实验。 答案：(1)渗透　(2)①将1 mol/L的蔗糖溶液分别配制成0.2、0.3、0.4、0.5 mol/L的蔗糖溶液各10 mL　②适量的甲烯蓝　③移至相对应浓度的大试管中部，慢慢放出，观察记录小液滴的运动方向　(3)小液滴缓慢下沉　小液滴缓慢上浮　(4)在0.3～0.4 mol/L的蔗糖浓度之间设置更小的浓度梯度，重复实验 学科网（北京）股份有限公司 $$