第2单元 第6讲 水进出细胞的原理（教师word）-【金版新学案】2025年高考生物学高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

第6讲　水进出细胞的原理 【课标解读】　1.理解渗透作用的原理和应用。　2.阐明质膜具有选择透过性。　3.实验：探究植物细胞的吸水和失水。 考点一　渗透作用及其应用 1．分析渗透作用现象 图A、图B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题。 (1)据图A回答有关问题 ①在溶质不能通过半透膜的情况下，若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，表现为S1溶液液面上升。在Δh不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为S1>S2(填“>”、“<”或“＝”)，此时半透膜两侧有(填“有”或“没有”)水分子的进出。 ②在溶质能通过半透膜的情况，若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度相等，表现为S1溶液液面先上升后下降，最终S1和S2溶液液面持平。 (2)在图B所示的U型玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。 ①一段时间后，两管中液面的变化为左管液面升高，右管液面降低(填“升高”、“降低”或“不变”)。 ②液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为左管液面降低，右管液面升高(填“升高”、“降低”或“不变”)。 2．探究渗透作用发生条件 3．动植物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的吸水和失水 ①原理细胞膜F11F细胞质与外界溶液间具有浓度差 ②现象 (2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) ①原理 学生用书↓第40页 ②现象 【链接高考】 1．(2021·湖南卷)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等。(　×　) 2．(2020·全国卷Ⅱ，3B)探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察。(　×　) 3．(经典高考)将贮藏的马铃薯(块茎)放入蒸馏水中，水分通过__________的方式进入马铃薯细胞，引起马铃薯鲜重增加。随着蒸馏水处理时间延长，该马铃薯鲜重不再增加，此时，马铃薯细胞的细胞液浓度比处理前的______________。 提示：自由扩散(被动运输)　低 考向一　围绕渗透作用的原理及应用分析，考查理解能力 1．(2023·广东六校联考)某兴趣小组用图甲研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是(　　) A．烧杯中蔗糖溶液浓度大于漏斗中蔗糖溶液浓度 B．若t2时刻烧杯中加入蔗糖酶，则Δh最终将变小 C．t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同 D．若t2时刻漏斗中加入蔗糖酶，则Δh将先变大后变小 答案：D 解析：漏斗液面高于烧杯液面说明漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中蔗糖溶液浓度，A错误；若t2时刻烧杯中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，烧杯内溶液浓度会先上升，由于c允许单糖通过，继而烧杯内溶液浓度会下降，则Δh将先变小后变大，最终将变大，B错误；t2时刻半透膜两侧水分子进出速率相等，但是由于漏斗与烧杯的液面不一样高，因此膜两侧溶液浓度不可能相等，C错误；若t2时刻漏斗中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，漏斗内溶液浓度会先上升，由于c允许单糖通过，继而漏斗内溶液浓度会下降，则Δh将先变大后变小，D正确。 2．将生鸡蛋的大头去掉蛋壳且保持壳膜完好，小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入一定量的质量浓度为15%的蔗糖溶液，然后放在盛有清水的烧杯中并用铅笔标上吃水线。下列分析正确的是(　　) A．壳膜相当于渗透装置中的半透膜，二者都具有选择透过性 B．因为清水进入烧杯中，半小时后吃水线将高于烧杯的水面 C．若将清水换成质量浓度为15%的NaCl溶液，则蛋壳先上浮后下沉 D．当蛋壳内的液面不再发生变化时，壳膜两侧的溶液浓度相等，水分子不再进出 答案：C 解析：本实验中相当于渗透装置中的半透膜的是壳膜，但具有选择透过性的只有壳膜，A错误。由于壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度，烧杯中的清水透过壳膜进入到壳膜内的蔗糖溶液中，导致吃水线低于烧杯的水面，B错误。若将清水换成质量浓度为15%的NaCl溶液，由于壳膜内的渗透压小于外界溶液的渗透压，壳膜内的水就透过壳膜进入到烧杯中，导致蛋壳上浮；由于Na＋和Cl－都可以通过壳膜，因此壳膜两侧的浓度差很快消失，壳膜外的水就透过壳膜进入到壳膜内，导致蛋壳下沉，C正确。当蛋壳内的液面不再发生变化时，壳膜两侧的溶液浓度相等，单位时间内进出壳膜的水分子数目相等，即达到渗透平衡状态，D错误。 考向二　围绕动植物细胞吸水与失水分析，考查实验探究能力 3．(2022·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 答案：C 解析：由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确。由水分交换达到平衡时三种细胞的状态可知，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。由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换达到平衡时，虽然细胞c内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误。在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。 学生用书↓第41页 4．(2024·广东肇庆模拟)将初始渗透压相同且长度、粗细均相等的萝卜条随机均分成三份，分别放入a、b、c三种不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后观察萝卜条长度：a组长度未发生变化；b组长度增大；c组长度减小。在水分交换期间，细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换。下列相关叙述错误的是(　　) A．萝卜条的长度可以发生小幅度变化，说明细胞壁有一定的伸缩性 B．将b、c组的萝卜条移到清水中，一段时间后两组萝卜条长度可能相等 C．水分交换前，萝卜条的细胞液浓度大于b组蔗糖溶液的浓度 D．水分交换达到平衡时，三组萝卜条的细胞液浓度相同 答案：D 解析：由于细胞壁有一定的伸缩性，所以萝卜条的长度可以发生小幅度变化，A正确。b组的萝卜条移到清水中，可能继续吸水，可能到达平衡状态，c组长度减小，说明细胞失水，细胞内浓度上升，对水的吸引力增加，故c组萝卜条移到清水中，细胞吸水长度恢复或变长，所以一段时间后两组萝卜条长度可能相等，B正确。b组长度增大，说明细胞吸收了水，萝卜条的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，C正确。水分交换达到平衡时，a组基本维持不变；b组细胞吸收了水，细胞液浓度下降；c组细胞失水，细胞液浓度上升，三组萝卜条的细胞液浓度不相同，D错误。 规律方法 判断细胞吸水、失水的两种方法 1．通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，水分进出细胞处于动态平衡。 2．根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。 考点二　探究植物细胞的吸水和失水 1．实验原理 2．实验材料：紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞。 3．实验步骤及现象 4．实验结论 (1)当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞失水，发生质壁分离。 (2)发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。 【链接高考】 1．(2021·全国乙卷)观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮。(　√　) 2．(2020·山东卷)质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(　×　) 3．(2020·全国卷Ⅰ)可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离与复原。(　×　) 4．(经典高考)需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。(　×　) 5．(经典高考)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。(　×　) 1．质壁分离及复原的条件 (1)从细胞角度分析 ①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。 学生用书↓第42页 ②细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。 (2)从溶液角度分析 ①在一定浓度(溶质不能透过半透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。 ②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。 ③本实验选用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原；若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。 2．实验拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 考向一　围绕实验原理、步骤和结果观察，考查科学探究能力 1．(2023·广东梅州二模)在“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中，依次观察到的结果如图所示，其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是(　　) A．乙到丙的变化是由于外界溶液浓度大于细胞液浓度所致 B．丙图细胞达到渗透平衡时，无水分子进出原生质层 C．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液吸水能力较强 D．细胞发生渗透作用至丙状态时，细胞内外溶液浓度相等 答案：C 解析：乙→丙的变化过程中，细胞吸水发生质壁分离的复原，细胞液浓度大于外界溶液浓度，A错误；丙图细胞达到渗透平衡时，水分子进出原生质层达到动态平衡，B错误；甲→乙的变化过程中，细胞失水，细胞液的浓度升高，其吸水能力逐渐增强，C正确；细胞发生渗透作用至丙状态时，由于细胞壁的存在，可能细胞液浓度仍大于外界溶液浓度，D错误。 2．用两种紫色洋葱A、B的外表皮细胞分别制成5个装片，依次滴加5种不同浓度的蔗糖溶液，经过相同时间，观察记录表皮细胞中液泡的紫色深浅变化情况，结果记录如表所示，根据实验结果，下列分析错误的是(　　) 蔗糖溶液 甲 乙 丙 丁 戊 A的液泡紫色深浅变化 基本不变 ＋＋＋ －－ ＋＋ － B的液泡紫深浅变化色 ＋＋ ＋＋＋＋ － ＋＋＋ 基本不变 注：“－”表示紫色变浅，“－”越多紫色越浅；“＋”表示紫色加深，“＋”越多紫色越深。 A．该实验的自变量为细胞种类和蔗糖溶液浓度 B．5种蔗糖溶液中乙的浓度最高，丙的浓度最低 C．将丙组外表皮细胞装片放入清水中，可发生质壁分离的复原现象 D．紫色洋葱B的外表皮细胞的细胞液浓度比A的低 答案：C 解析：该实验取材为两种紫色洋葱A、B的外表皮细胞，然后滴加5种不同浓度的蔗糖溶液，因此该实验的自变量为细胞种类和蔗糖溶液浓度，A正确；若液泡颜色越深，则说明细胞失水越多，外界溶液与细胞液浓度的差值越大，当两种紫色洋葱A、B的外表皮细胞的外界溶液为乙时，液泡颜色都最深，当外界溶液为丙时，液泡颜色都最浅，故溶液乙的浓度最高，溶液丙的浓度最低，B正确；当外界溶液浓度为丙时，A、B细胞都呈吸水状态，未发生质壁分离，故再放入清水中，也不会发生质壁分离的复原现象，C错误；在相同的外界溶液条件下，A细胞的吸水能力比B细胞强，因此A细胞的细胞液浓度高于B细胞的细胞液，D正确。 考向二　借助实验拓展应用，考查创新应用能力 3．(2024·广东东莞模拟)为测定洋葱鳞片叶外表皮细 学生用书↓第43页 胞细胞液浓度的大小范围，某同学用不同浓度的蔗糖溶液进行实验，记录b/a的值(如图所示，且细胞保持活性)，得到的实验结果如下表。下列叙述正确的是(　　) 蔗糖溶液浓度(g/mL) 蒸馏水(0) 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 b/a的值 ≈1 ≈1 ≈1 ≈1 0.95 0.8 0.7 A．随着蔗糖溶液浓度的增大，a值越来越小 B．据图表可知，该洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度可能在0.20～0.25 g/mL之间 C．与蔗糖溶液浓度为0.30 g/mL时的细胞相比，0.35 g/mL浓度下的细胞吸水能力弱 D．实验需将生理状况相同的洋葱细胞均分为7组，且一定不能用鳞片叶内表皮细胞进行实验 答案：B 解析：b所测数值为原生质体的长度，随着蔗糖溶液浓度的增大，b值越来越小，A错误；据图表可知，蔗糖溶液浓度在0.20 g/mL和0.25 g/mL时，b/a的值大约为1，说明该洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度可能在0.20～0.25 g/mL之间，B正确；与蔗糖溶液浓度为0.30 g/mL时的细胞相比，0.35 g/mL浓度下的细胞失水较多，细胞液浓度更大，细胞吸水能力强，C错误；根据表格分析，总共7组实验，则实验需将生理状况相同的洋葱细胞均分为7组，也能选用鳞片叶内表皮细胞进行实验，可在蔗糖溶液中加入一定的色素，便于观察，也可将视野调暗，D错误。 4．(2023·山东德州期末)海水稻是一种在海边滩涂等地生长的、耐盐碱的水稻品种。研究发现，海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻(淡水稻)根部细胞的高。某兴趣小组欲验证上述结论，利用不同浓度的NaCl溶液分别处理海水稻和淡水稻的根部细胞，实验结果如下图所示。假设实验开始时两种水稻根部细胞原生质体体积大小相同，其他条件均相同且适宜。下列说法错误的是(　　) 注：原生质体体积相对值＝×100%。 A．该实验的自变量是NaCl溶液的浓度 B．A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞 C．海水稻根部细胞的细胞液浓度介于6～8 g·L－1 NaCl溶液浓度之间 D．经不同浓度的NaCl溶液处理，海水稻根部细胞可能不会发生质壁分离现象 答案：A 解析：本实验目的是验证海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻(淡水稻)根部细胞的高，则实验的自变量是水稻类型和NaCl浓度，A错误；横坐标是NaCl浓度，则不同组别是不同水稻类型，据图可知，A组的原生质体体积相对值较大，故推测A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞，B正确；据图可知，虚线表示细胞液浓度与外界溶液浓度相等时的浓度，则海水稻的细胞液浓度应在其两侧，故介于6～8 g·L－1 NaCl溶液浓度之间，C正确；只有当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，海水稻根部细胞才会发生质壁分离现象，例如图示4 g·L－1 NaCl浓度不会让海水稻根部细胞发生质壁分离现象，D正确。 链接新情境命题6 测定细胞液浓度 某研究人员设计了一个简单有效地测定植物细胞细胞液浓度的实验，基本过程如图所示： 实验材料：菠菜叶圆片，亚甲基蓝结晶，蔗糖，清水，试管10支，毛细滴管，烧杯，量筒，天平等。 实验思路： ①取10支试管，分5组(每组2只，分为a，b)，编号1～5，分别装入浓度为0.0125 mol/L、0.025 mol/L、0.05 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L浓度的蔗糖溶液； ②在每组的a试管中加入等量大小相同的菠菜叶圆片，放置15分钟； ③向每组的a试管中加入一粒亚甲基蓝结晶，稍等片刻(加入的亚甲基蓝结晶极小，溶解后使溶液呈蓝色，对溶液浓度的影响忽略不计)； ④用毛细滴管从每组的a试管中取出一滴蓝色溶液置于b试管中部； ⑤观察并记录实验现象。 角度一　实验原理和过程分析 　(1)实验原理：当植物细胞或组织放在外界溶液中时，若植物细胞液浓度小于外界溶液浓度，则细胞失 学生用书↓第44页 水而使外界溶液浓度________(填“减小”或“增大”)；若植物细胞溶液浓度大于外界溶液浓度，则细胞吸水而使外界溶液浓度________(填“减小”或“增大”)。而这一生理过程可通过亚甲基蓝蓝色小液滴(在与原溶液浓度相等的无色外界溶液中)的沉浮来判断。 (2)本实验的自变量是____________；因变量是____________，以蓝色液滴运动方向来判断其变化；步骤④不同试管中加入等量小圆片是对实验__________变量的控制。 角度二　实验分析与讨论 (3)若第2组蓝色液滴基本不动，第3组蓝色小液滴明显上浮，则取出第4组的植物组织制成装片放到显微镜下，可观察到细胞形态接近如下图中________；观察到箭头所指部分的颜色为________；该植物组织细胞液浓度大约为________。 (4)若发现这5组实验结果均为蓝色小液滴均匀上浮，实验应该如何改进：________________________________________________________________________。 答案：(1)减小　增大　(2)蔗糖溶液的浓度　a管中溶液浓度的改变　无关　(3)A　无色　0.025 mol/L　(4)增加多组蔗糖溶液浓度更低的组别 解析：(1)当植物细胞或组织放在外界溶液中时，若植物细胞液浓度小于外界溶液浓度，则细胞失水而使外界溶液浓度减小，若植物细胞溶液浓度大于外界溶液浓度，则细胞吸水而使外界溶液浓度增大。(2)实验设计应遵循对照原则和单一变量原则，故在每组的a试管中加入等量大小相同的菠菜叶圆片，向每组的a试管中加入一粒亚甲基蓝结晶，稍等片刻，用毛细滴管从每组的a试管中取出一滴蓝色溶液置于b试管中部，观察并记录实验现象。(3)若第2组蓝色液滴基本不动，第3组蓝色小液滴明显上浮，说明细胞液浓度小于外界溶液浓度，如图A，观察到箭头所指部分的颜色为无色，如果a管溶液浓度不变，b中蓝色小液滴将均匀扩散，因为第二组中0.025 mol/L中蓝色液滴不动，说明属于等浓度的溶液，即该植物组织细胞液浓度大约为0.025 mol/L。(4)若发现这5组的实验结果是蓝色小液滴均上浮，说明实验提供的蔗糖溶液浓度过高，则应增加蔗糖溶液浓度更低的组别。 重温高考　典题演练 1．(2023·全国甲卷)探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是(　　) 答案：C 解析：用30%蔗糖处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会扩大，细胞液浓度下降，A、B错误。随着所用蔗糖浓度上升，当蔗糖浓度超过细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体和液泡的体积下降，细胞液浓度上升，故C正确，D错误。 2．(2022·湖北卷)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是(　　) A．经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀 B．经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小 C．未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀 D．未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小 答案：B 解析：经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水可以通过自由扩散的形式进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会失水变小，A正确，B错误；未经AgNO3处理的红细胞，水可通过水通道蛋白快速进出细胞，也可通过自由扩散进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小，C、D正确。 3．(2022·浙江6月选考)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的 B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低 C．丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破 D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显 答案：A 解析：能发生质壁分离的细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确；乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会涨破，C错误；根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。 4．(2021·广东卷)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　) 学生用书↓第45页 A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后 B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ 答案：A 解析：通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确；通过分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。 1．实验设计遵循的三大基本原则 单一变量原则 即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。例如：生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等) 对照原则 应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，以便减小实验误差。对照设计有多种形式，例如：空白对照(对照组不加任何处理因素)、条件对照(对照组被某些因素处理)、自身对照(对照处理与实验处理在同一受试对象上进行)、相互对照(几个实验组之间相互对照)等 平行重复原则 在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性 2.对照实验的类型 空白对照 对照组为不作任何处理的对象组。这里的不作处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如“探究影响酶活性的因素”实验中： 自身对照 实验与对照在同一个对象上进行，不另设对照组。如“探究植物细胞的吸水和失水”实验，是典型的自身对照——蔗糖溶液处理前的对象为对照组，蔗糖溶液处理后的对象为实验组；清水处理前的对象为对照组，清水处理后的对象为实验组 条件对照 给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。如肺炎链球菌转化实验中以下两组实验： S型细菌DNA＋R型活细菌S型菌落＋R型菌落(实验组)； S型细菌DNA＋DNA酶＋R型活细菌R型菌落(条件对照组) 相互对照 如果并不知道两组(或多组)实验中的自变量对实验结果所造成的影响，需要通过实验来进行确定。不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他级别的对照组，由此得出相应的实验结论。 相互对照实验也称对比实验。如“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验 1．为确保实验结果真实可信，实验过程中通常需要遵循对照性原则。下列叙述错误的是(　　) A．紫色洋葱表皮细胞的质壁分离与复原过程设置了自身对照 B．温特实验中空白琼脂块组是为了排除琼脂本身特性对实验结果的影响 学生用书↓第46页 C．T2噬菌体侵染细菌实验中DNA组和蛋白质组起到相互对照的作用 D．探究酵母菌细胞的呼吸方式需设置无氧条件作空白对照 答案：D 解析：在观察紫色洋葱表皮细胞的质壁分离与复原过程中，改变外界溶液浓度使液泡先后发生失水和吸水，通过观察原生质层的变化判断细胞的质壁分离与复原，该实验的对照是自身对照，A正确；在温特的实验中，将胚芽鞘尖端切下放在琼脂块上，然后将该琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘上，观察胚芽鞘的生长状况，为排除琼脂块对实验的影响，需要利用相同大小的空白琼脂块作对照实验，B正确；在T2噬菌体侵染细菌实验中，一组利用放射性同位素标记病毒的DNA，即DNA组，一组则标记病毒的蛋白质，即蛋白质组，让两组病毒分别侵染细菌，通过检测放射性分析实验结果，这两组实验相互对照，C正确；在探究酵母菌细胞的呼吸方式实验中，通过设置有氧和无氧条件，探究在不同条件下酵母菌的呼吸产物，由于未设置对照组，两组实验都是实验组，其对照类型是相互对照，D错误。 2．下列有关“探究植物细胞的吸水和失水”的实验操作的叙述(如图)，正确的是(　　) A．在步骤C中只需滴加1滴蔗糖溶液 B．整个实验现象的观察应维持在低倍镜下 C．步骤A具体操作过程为“解离→染色→漂洗→制片” D．步骤F观察的实验结果和步骤D相比，液泡颜色变深 答案：B 解析：步骤C引流操作为从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，用吸水纸在另一侧吸引，需重复几次，使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，A错误；步骤A制片时不需要进行解离、染色和漂洗，C错误；步骤E滴加清水后细胞吸水，液泡颜色变浅，D错误。 3．某小组进行“植物细胞质壁分离和复原”实验。所用材料为紫色的洋葱鳞片叶，试剂是蔗糖溶液和清水。请回答下列问题。 (1)该实验的自变量是________________________________。观察的对象是洋葱鳞片叶表皮细胞中________的大小，以及________的位置。 (2)该实验是否存在对照在小组内引发了争议。甲方认为没有对照，因为不需要对照实验；乙方认为有对照，实验过程中的前后观察不同结果就是对照。你支持哪方的观点并说明理由。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)清水和蔗糖溶液(或不同浓度的外界溶液)　液泡　原生质层　(2)乙方，该实验是自身对照实验，实验过程有两次对照，其中第一次对照是在高浓度溶液处理下，质壁分离状态与自然状态形成对照；第二次对照是在低浓度溶液处理下，复原后状态与质壁分离状态形成对照 解析：(1)植物细胞质壁分离和复原实验的自变量是清水和蔗糖溶液。该实验的观察对象是洋葱鳞片叶表皮细胞中液泡的大小、颜色的深浅及原生质层的位置。(2)乙方的观点是对的。实验与对照在同一个对象上进行，不另设对照组，这属于自身对照类型。 4．(2024·安徽滁州模拟)为验证“镁是植物生活的必需元素”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的设计思路。 (1)实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器进行培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中(砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求)，对照组浇以蒸馏水，实验组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。________________________ ________________________________________________________________________。 (3)实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中(砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求)，对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的完全营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)不能。因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素而使两组植物生长均不正常　(2)不能。因为两组容器内的砂性土壤中都可能含有镁离子　(3)不能。因为两组容器内的砂性土壤中都可能含有镁离子　(4)取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器，对照组盛有含植物必需的各种矿质元素的完全营养液，实验组盛有不含镁离子的完全营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气。观察比较两组植物的生长发育情况 解析：该实验的自变量是培养液的种类，因变量为植物的生长状况，据此可以对(1)(2)(3)做出分析，得出相应答案。(4)实验设计应符合对照原则、单一变量原则，该实验应采用培养液培养排除土壤中无机盐的干扰，对照组需要用完全培养液培养保证其他无机盐的需求。 课时测评6　水进出细胞的原理 (时间：40分钟，满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(每小题2分，共26分) 1．(2024·广东佛山模拟)下图为某兴趣小组使用透析袋设计的装置，已知葡萄糖等小分子和离子可以通过透析膜，而大分子则无法通过。下列分析错误的是(　　) 注：A是葡萄糖溶液，C是淀粉溶液，B和D是蒸馏水，向D中加入适量碘液。 A．该实验并不能证明透析膜具有选择透过性 B．一定时间内，C处颜色变化表现为蓝色越来越深 C．烧杯1中，葡萄糖分子只能从A处到达B处 D．烧杯2达到平衡时，水分子依然可以进出透析袋 答案：C 解析：该实验只能证明透析膜具有半透性，并不能证明透析膜具有选择透过性，A正确；碘液可以通过透析膜，从D进入C，而淀粉遇碘变蓝色，所以C处的颜色变化是蓝色越来越深，B正确；烧杯1中，葡萄糖分子既能从A处到达B处，也能从B处到达A处，是双向的，C错误；渗透作用是一个动态平衡，水分子进出大致相等，D正确。 2．(2023·广东高三联考)如图所示，用磷脂分子制成的人工膜将水槽分成甲、乙两部分，甲侧加入一定浓度的KNO3溶液，乙侧加入蒸馏水，使甲、乙两侧液面相平。一段时间后，甲侧液面高于乙侧，然后再向甲侧加入微量的物质“M”，一段时间后，甲侧液面明显下降，下列物质M可能是(　　) A．载体蛋白 B．水通道蛋白 C．胆固醇 D．葡萄糖 答案：A 解析：加入物质“M”后，甲侧液面下降，说明甲侧中的离子透过人工膜到达乙侧，离子的运输需要载体蛋白，因此物质“M”可能是载体蛋白，可以将K＋或NO从甲侧运输到乙侧，乙侧浓度增大，水从甲侧流向乙侧，导致甲侧液面明显下降，A正确，B、C、D错误。 3．(2023·潮安区月考)以下三个细胞来自同一种植物体内，其细胞液浓度相同，将其放在不同浓度的蔗糖溶液中，结果如图，则三个细胞所在蔗糖溶液的浓度关系是(　　) A．①＞②＞③ B．②＞①＞③ C．③＞①＞② D．③＞②＞① 答案：C 解析：分析图可知，质壁分离的程度③大于①大于②，由此可推知，实验前，三个细胞所在蔗糖溶液的浓度为③＞①＞②。 4．(2023·化州市月考)假定将甲、乙两个同种植物的成熟细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高(但均不会使细胞过度失水)，蔗糖分子不能透过原生质层，甘油分子可以较快地透过原生质层。在显微镜下连续观察，甲、乙两细胞的变化是(　　) A．甲、乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原 B．甲、乙两细胞发生质壁分离，随后甲细胞发生质壁分离复原 C．甲、乙两细胞发生质壁分离，随后乙细胞发生质壁分离复原 D．甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原 答案：C 解析：由于蔗糖是大分子有机物，不能通过细胞膜，同时其溶液渗透压大于细胞液渗透压，导致细胞失水而表现为质壁分离，并且不发生质壁分离的复原，原因是蔗糖分子不能透过半透膜改变细胞液的浓度；甘油可以通过细胞膜进入细胞，开始由于甘油浓度大，细胞失水而表现为质壁分离，随着甘油不断进入细胞，细胞液浓度逐渐增大，当超过细胞外液浓度时，细胞吸水发生质壁分离的复原，故选C。 5．(2023·化州市月考)某同学将同一叶片的两块下表皮分别编号为甲和乙，甲置于清水中，乙置于0.3 g/mL KNO3溶液中，K＋、NO可通过主动运输方式进入细胞。将甲和乙分别制成临时装片并在显微镜下持续观察气孔一段时间，据图分析，下列描述正确的是(　　) A．甲气孔张开、乙气孔闭合 B．甲气孔闭合、乙气孔张开 C．甲气孔闭合、乙气孔先张开后闭合 D．甲气孔张开、乙气孔先闭合后张开 答案：D 解析：甲放在清水中，保卫细胞吸水，则气孔逐渐张开。乙放在0.3 g/mL KNO3溶液中，保卫细胞首先失水，气孔关闭，随着细胞通过主动运输吸收NO和K＋，当细胞液浓度大于细胞外液浓度时，细胞又能渗透吸水，所以保卫细胞质壁分离后会自动复原，气孔张开。 6．(2024·雷州市模拟)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列叙述错误的是(　　) A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构 B．将黑藻表皮放入0.3 g·mL－1蔗糖溶液中，水分交换平衡后制成装片观察质壁分离过程 C．用显微镜观察根尖装片时，不能观察到分裂末期细胞板向四周扩展形成新的细胞壁 D．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇进行提取 答案：B 解析：黑藻叶绿体的双层膜属于亚显微结构，高倍光学显微镜下观察不到，电子显微镜下才能观察到，A正确；将洋葱表皮制成装片后，一侧滴入0.3 g/mL蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次，观察质壁分离过程，B错误；用显微镜观察根尖装片时，由于解离时细胞已被杀死，所以不能观察到分裂末期细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，C正确；探究黑藻叶片中光合色素的种类时，光合色素能溶解在无水乙醇中，可用无水乙醇进行提取，D正确。 7．(2023·广东湛江二模)以紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，制成临时装片置于某种溶液X中。细胞吸水能力随时间的变化如图所示，其中c曲线表示细胞在蒸馏水中的吸水能力变化。下列叙述正确的是(　　) A．a曲线对应溶液中，细胞吸水能力维持稳定时，溶液X的浓度比初始浓度低 B．b曲线对应溶液中，细胞吸水能力开始减弱时，细胞开始吸收溶液X中的溶质 C．c曲线对应溶液中，随着细胞吸水能力的减弱，原生质体的体积随之减小 D．在不同溶液中，水分子进出细胞所需的ATP均主要来自线粒体 答案：A 解析：a曲线对应溶液中，细胞吸水能力增强，说明细胞失水，当维持稳定时，溶液X的浓度比初始浓度低，A正确；b曲线对应溶液中，细胞吸水能力先增强后减弱，说明先失水后吸水，说明溶质可进入细胞，细胞从放入溶液X就开始吸收溶质，B错误；c曲线对应溶液中，细胞吸水能力减弱，说明细胞吸水，原生质体的体积随之增大，C错误；水分子进出紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的运输方式为被动运输，不消耗能量，D错误。 8．(2024·海南统考模拟)为探究植物细胞的质壁分离与复原情况，某研究小组进行了相关实验，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．在一定范围内，蔗糖溶液浓度越高，发生质壁分离所需的时间越短 B．细胞质壁分离所需的时间越长，在清水中复原所需的时间也越长 C．若蔗糖溶液浓度继续增大，则细胞发生质壁分离后可能不再复原 D．图示细胞质壁分离后置于清水中复原与生物膜的选择透过性有关 答案：B 解析：由图可知，蔗糖溶液浓度越高，发生质壁分离的程度越高，发生质壁分离所需的时间越短，A正确；由最后两组可知，0.15 g/mL蔗糖溶液中比0.20 g/mL蔗糖溶液中质壁分离所需的时间长，但在清水中复原所需的时间相同，B错误；若蔗糖溶液浓度继续增大，细胞可能失水过多导致死亡，则细胞发生质壁分离后可能不再复原，C正确；细胞质壁分离后置于清水中，细胞会吸水复原，这与生物膜的选择透过性有关，D正确。 9．(2023·广东月考)将若干生理状态相同、长度为3 cm的鲜萝卜条随机均分为四组，分别置于清水a(对照组)和三种浓度相同的b、c、d溶液(实验组)中，定时测量每组萝卜条平均长度，记录如图。据图分析错误的是(　　) A．a、b、c三组的萝卜条细胞均发生了渗透吸水 B．90 min时，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大 C．40 min时，若将萝卜条全移至清水，足够时间后测量，则b、c组长度大于a、d组 D．40 min后，c组的萝卜细胞开始主动运输吸收葡萄糖导致质壁分离复原 答案：D 解析：清水组萝卜条细胞发生了渗透吸水，甘油溶液和葡萄糖溶液组萝卜条先渗透失水后渗透吸水，A正确；蔗糖使组织细胞失去水分，所以细胞液浓度变大，甘油组和葡萄糖组由于都吸收了溶质进入细胞，所以细胞液浓度也变大，B正确；最初萝卜条的细胞液浓度一致，40 min时，萝卜条b和c吸收了甘油和葡萄糖，导致细胞中溶质多于a和d组，全移至清水，足够时间后测量，则b、c组长度大于a、d组，C正确；萝卜细胞一开始就吸收葡萄糖，并非从40分钟开始吸收，D错误。 10．(2023·陕西西安统考二模)实验小组将某洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的外界溶液中，测量“细胞液浓度/外界溶液浓度”的值(P值)随时间的变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．0～T1时段，细胞的吸水能力逐渐增强 B．T2时刻，细胞可能处于质壁分离状态 C．图中T1、T3时刻，水分子进出细胞的方向不同 D．改变外界溶液的浓度，图示曲线的变化趋势可能不变 答案：C 解析：0～T1时段，P＜1，说明细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞失水，细胞液浓度变大，吸水能力逐渐增强，A正确；T2时刻，P＝1，说明细胞液浓度＝外界溶液浓度，水分进出平衡，细胞可能处于质壁分离状态，B正确；图中T1、T3时刻，水分子进出细胞的方向均是双向的，C错误；改变外界溶液的浓度，细胞可能会依然出现先失水发生质壁分离，后吸水发生复原现象，因此，图示曲线可能不变，D正确。 11．(2023·广东东莞期末)牛的成熟红细胞处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线如图甲；某植物组织在一定浓度的KNO3溶液中，每个细胞平均失水量的变化曲线如图乙。下列相关叙述错误的是(　　) A．曲线OA段上升说明，植物细胞中液泡的渗透压逐渐增大 B．曲线AB段下降说明，植物细胞从第5 min开始吸收K＋、NO C．250 mmol·L－1 NaCl溶液会影响牛成熟红细胞的正常结构和功能 D．用小于100 mmol·L－1 NaCl溶液处理牛成熟红细胞可制备纯净细胞膜 答案：B 解析：曲线OA段上升，说明植物细胞的失水量逐渐增大，因而植物细胞中液泡的浓度逐渐上升，因而其渗透压逐渐增大，A正确；植物细胞从开始吸收K＋、NO，据图可知，AB段细胞失水量减少，说明此时细胞液浓度大于外界溶液浓度，B错误；250 mmol·L－1 NaCl溶液会使细胞体积变小，失水皱缩，因而影响牛成熟红细胞的正常结构和功能，C正确；由图可知，当NaCl溶液的浓度低于100 mmol·L－1时，细胞会吸水涨破，牛成熟的红细胞无细胞核和众多细胞器，用小于该浓度的NaCl溶液处理牛成熟红细胞可使细胞涨破，制备纯净细胞膜，D正确。 12．(2023·辽宁朝阳二模)某同学将初始长度相同的萝卜条甲、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下图所示。下列叙述不正确的是(　　) 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 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。 13．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，实验结果见下图。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，说明质壁分离的细胞是活细胞，若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，使质壁分离的细胞比例可能下降，D正确。 二、非选择题(共24分) 14．(12分)(2023·河北联考三模)将某种植物的成熟细胞置于一定浓度的物质甲溶液中，发现其体积变化趋势如图曲线ABCD所示。据图和所给信息回答下列问题。 (1)影响植物细胞吸收物质甲速率的因素有________________________(写出3个)。曲线图中纵坐标是指________(填“原生质体”或“细胞”)的相对体积，理由是________________________________________________________________________。 (2)理论上，细菌细胞________(填“能”或“不能”)发生类似曲线BC段的________现象。曲线AB段________(填“发生了”或“没有发生”)渗透吸水或失水。比较P、Q两点所在时刻的植物细胞液浓度，其大小关系是P________(填“等于”、“大于”或“小于”)Q。 (3)用物质乙替代物质甲重复实验，得到曲线ABCE，其中AC段与物质甲曲线完全重合，则实验刚开始时，溶液甲的渗透压________(填“等于”、“大于”或“小于”)溶液乙的渗透压。若在C点加入清水，其曲线变化与CD类似，有人认为t2＝2t1，请判断对错并说明理由________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (提示：渗透失水的量＝渗透速率×半透膜面积×渗透时间)。 答案：(1)载体的数量，细胞呼吸强度(或氧气浓度)，温度，pH　原生质体　细胞壁的伸缩性显著小于原生质层　(2)能　质壁分离　发生了　小于 (3)等于　错误，渗透速率取决于浓度差，质壁分离与质壁分离复原时浓度差不同，原生质体大小亦不同 解析：(1)AC段，原生质体的相对体积不断缩小，说明此时期细胞失水而发生质壁分离；CD段，原生质体的相对体积不断增大，说明此时期细胞吸水发生质壁分离的自动复原，说明植物吸收物质甲的方式是主动运输，故影响植物细胞吸收物质甲速率的因素有载体的数量、细胞呼吸强度(或氧气浓度)、温度、pH等。由于细胞壁的伸缩性显著小于原生质层，故植物细胞吸水或失水后发生变化的是植物的原生质体，因而图中纵坐标指的是原生质体的相对体积。(2)细菌细胞也含有细胞膜和细胞壁，故也能发生类似曲线BC段的质壁分离现象。水分子能透过细胞膜，故曲线AB段发生了渗透吸水或失水。BC段，细胞外液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，同时由于物质甲能以主动运输的方式进入到细胞内，使细胞液的浓度逐渐升高，吸水能力逐渐升高；到C点时，细胞液浓度和细胞外液浓度相等；大于C点后，物质甲继续进入细胞，此时细胞液浓度大于细胞外液浓度，细胞吸水，故P点时的渗透压小于Q点。(3)用物质乙替代物质甲重复实验，得到曲线ABCE，其中AC段与物质甲曲线完全重合。分析曲线可知，实验刚开始时，溶液甲的渗透压等于溶液乙的渗透压。若在C点加入清水，其曲线变化与CD类似，由于渗透速率取决于浓度差，质壁分离与质壁分离复原时浓度差不同，原生质体大小亦不同，故有人认为t2＝2t1是错误的。 15．(12分)袁隆平院士曾说，实现耐盐碱水稻种植1亿亩的目标是他的第三个梦想。耐盐碱水稻是指能在盐(碱)浓度为0.3%以上的盐碱地生长、亩产量在300公斤以上的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g/mL的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图1，请回答相关问题。 (1)该实验通过观察原生质体体积相对值进行比较，故所选水稻细胞必须含有的细胞器是________。图1中Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升是受限于________________。 (2)A→B段，Ⅰ组水稻的吸水能力____________，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了________________________________________________________________________。 (3)实验过程中并未添加清水，Ⅰ组水稻原生质体体积的变化是由于细胞能通过主动吸收________，从而使得细胞液的浓度变得比外界溶液浓度________。 (4)某同学想探究耐盐碱水稻的耐盐碱能力，可选用________组水稻进行合理分组，配制一系列浓度大于0.3 g·mL－1的KNO3溶液进行实验观察。若1 h后观察到的实验结果如图2，分析可知，该品系的耐盐碱水稻适合种植在盐浓度低于________的土壤中。 答案：(1)液泡　细胞壁(的伸缩性)　(2)逐渐升高　KNO3溶液　(3)K＋和NO　高　(4)Ⅱ　0.45 g·mL－1　 解析：(1)根据图1分析可知，Ⅰ组水稻发生了质壁分离和复原，说明所选水稻细胞为成熟的细胞，含有大液泡。由于植物细胞壁伸缩性有限，因此Ⅱ组水稻不能无限吸水，故曲线不能无限制上升。(2)A→B段，Ⅰ组水稻发生质壁分离，细胞液浓度增大，吸水能力逐渐升高。由于细胞壁具有全透性，故此时在细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液。(3)由于细胞能通过主动吸收K＋和NO，使细胞液浓度高于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞会发生质壁分离的复原。(4)根据图1分析可知，Ⅱ 组为耐盐碱水稻，因此欲探究耐盐碱水稻的耐盐碱能力，可选用 Ⅱ 组水稻进行合理分组。据图2可知，细胞在0.4 g·mL－1的KNO3溶液中未发生质壁分离，而在0.45 g·mL－1的KNO3溶液中发生质壁分离。因此若要其正常生长，需要将该品系的耐盐碱水稻种植在盐浓度低于0.45 g·mL－1的土壤中。 学生用书↓第47页 学科网（北京）股份有限公司 $$