实验04 探究植物细胞的吸水（讲义）生物人教版2019必修1

实验04探究植物细胞的吸水和失水 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2017年版2020年修订新课标 课标解读 观察植物细胞的质壁分离和复原 通过“探究植物细胞的吸水和失水”的实验，掌握科学探究的一般程序 重点先知： 1.水进出细胞的原理 2.质壁分离及复原的应用 （1）成熟植物细胞的结构 植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。 （2）原理和现象 ①原理：植物细胞通过渗透作用吸水和失水。 ②现象 a．外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离。 b．外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水，已经质壁分离的细胞发生质壁分离复原。 （3）植物细胞发生质壁分离与复原的原因 内因：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 外因：原生质层比细胞壁的伸缩性大，细胞液与外界溶液之间存在着浓度差 （4）本实验中的对照设置 本实验存在两组对照实验，均为自身对照。自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行、实验前后之间的对照。 【实验目的】 探究植物细胞的吸水和失水 【材料用具】 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，具有中央大液泡，细胞液呈紫色，便于观察 【方法步骤】 1．制作临时装片 选取新鲜洋葱鳞片叶，用刀片在外表皮上划一方框，用镊子撕下表皮。在洁净的载玻片上滴一滴清水，将撕下的表皮放在水滴中展平，盖上盖玻片，制成临时装片 2．低倍镜观察 用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置 3.蔗糖溶液处理 从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸引内因这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮就浸润在蔗糖溶液中。 用低倍显微镜观察，看细胞的中央液泡是否逐渐变小，原生质层在什么位置，细胞大小是否变化。 4.清水处理 在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮又浸润在清水中。 用低倍显微镜观察，看中央液泡是否逐渐变大，原生质层的位置有没有变化，细胞的大小有没有变化 【注意事项】 1.在该实验操作中，三次都是用低倍镜进行观察 2.选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的原因是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡呈现紫色，易于观察实验现象 【实验结果】 1.滴加蔗糖溶液后：中央液泡逐渐变小(紫色逐渐变深)、原生质层与细胞壁逐渐分离 2.滴加清水后：中央液泡逐渐变大(紫色逐渐变浅)、原生质层逐渐紧贴细胞壁 【实验结论】 植物细胞也会出现吸水或失水现象，原生质层相当于一层半透膜 【典例】 1.判断细胞的活性 待测细胞＋蔗糖溶液 2.测定细胞液浓度的范围 待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检，细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间。 3.比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液镜检，比较刚发生质壁分离时所需时间的长短→判断细胞液浓度的大小(时间越短，细胞液浓度越小)。 4.鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 成熟植物细胞＋不同种类溶液 【例1】下面是浸润在蔗糖溶液中的萝卜组织切条在实验前后长度之比随蔗糖溶液浓度变化的柱形图，实验中各组萝卜组织切条的初始状况一致，且蔗糖一般不能进入活细胞。下列相关叙述不正确的是（    ） A．第②组的实验中，萝卜细胞的液泡颜色越来越浅，其吸水能力在逐渐减弱 B．第④组的萝卜细胞在此时状态下，用清水处理可以使之发生质壁分离复原 C．第⑥组实验中，可能有蔗糖分子进入细胞 D．由图可分析出，萝卜细胞中初始蔗糖浓度在0．4mol/L与0．5mol/L之间 · 高考真题感知练 1．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 2．“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 3．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 4．质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（    ） A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关 B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁 C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低 D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 5．某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。    下列叙述正确的是（    ） A．实验过程中叶肉细胞处于失活状态 B．①与②的分离，与①的选择透过性无关 C．与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强 D．与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 6．有同学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。下列相关叙述合理的是（    ） A．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 B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央 C．用吸水纸引流使0.3g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象 D．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 · 名校模拟提升练 1．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 2．某同学用不同浓度的蔗糖溶液分别处理红山茶花的花瓣表皮临时装片，观察花瓣表皮细胞的吸水和失水。图1为0.35 g·mL－1蔗糖溶液的处理结果。该同学用显微镜连接计算机并通过相关软件分别计算不同蔗糖溶液浓度下花瓣表皮细胞和液泡的面积，求出液泡面积与细胞面积比值，得到平均值H，相关数据如图2所示。下列叙述正确的是（    ） A．图1甲区域为蔗糖溶液，乙区域和丙区域的溶液几乎不含蔗糖 B．用0.45 g·mL－1蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大 C．图1丙区域表示细胞质基质，该面积可作为质壁分离的观察指标 D．H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液的渗透压越小 3．某生物兴趣小组同学用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、紫色洋葱鳞片叶等进行了质壁分离实验，以“探究植物耐寒机理”，下表为实验数据汇总表。下列叙述错误的是（　　） 常温 低温（4℃） 1组 2组 3组 1组 2组 3组 初始细胞质壁分离所需时间/分、秒 结果 1′20″ 1′26″ 1′14″ 2′40″ 2′35″ 3′02″ 均值 1′20″ 2′46″ 相同时间细胞质壁分离占比/% 结果 100 100 100 39 31 34 均值 100 35 相同时间原生质体长度与细胞长度比值/% 结果 45 42 39 80 82 79 均值 41 80 A．低温处理的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在蔗糖溶液中吸水能力会减弱 B．据该实验分析，低温条件下的植物细胞可能通过增加细胞液浓度适应低温环境 C．低温处理后质壁分离细胞占比降低，质壁分离程度变小 D．实验中相同温度的1、2、3组为重复实验，其目的是减小实验误差 4．某实验小组用80g/L的甘露醇溶液对黑藻幼叶进行处理，观察到质壁分离现象如下图。下列叙述错误的是（　　） A．图1中叶绿体位置变化可作为“胞质环流”的指标 B．图2中箭头处的溶液与细胞液处于等渗状态 C．在图2状态下酶解细胞壁更有利于原生质体释放 D．“胞质环流”的快慢可作为其新陈代谢强弱的指标 5．将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3g/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 6．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0.3g/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 7．现利用洋葱为实验材料，观察植物细胞的质壁分离和复原现象。甲组选取紫色洋葱外表皮细胞，乙组选取内表皮细胞，将甲组置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，乙组置于添加了红墨水的0.3g/mL的蔗糖溶液中。下列叙述错误的是（    ） A．甲组、乙组细胞均能观察到明显的质壁分离现象 B．甲组、乙组细胞中有色部分出现在不同的部位 C．降低蔗糖溶液的浓度，可使乙组细胞的细胞液呈现红色 D．将发生质壁分离的细胞置于清水中，乙组细胞会使清水变红 8．某实验小组以洋葱为材料进行质壁分离及复原实验，实验结果如表所示。下列关于该实验的叙述，错误的是（    ） 试剂 中央液泡大小 原生质层的位置 0.3g/mL蔗糖 变小 原生质层脱离细胞壁 清水 逐渐恢复到原来大小 原生质层恢复到原来位置 A．质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐增大 B．质壁分离过程中，蔗糖溶液浓度小于0.3g/mL C．质壁分离复原过程中，细胞液渗透压小于细胞质基质渗透压 D．质壁分离复原过程中，水分子可通过自由扩散和协助扩散进出细胞 9．研究小组用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，并每隔1min拍摄记录，测量其细胞长度（L1）和原生质体长度（L2），经计算后的L2/L1平均值如下表。下列叙述正确的是（　　） 时间（min） 0 1 2 3 4 5 6 7 L2/L1（%） 100 87.5 89.0 90.4 94.2 95.1 96.2 99.0 A．实验过程中，先用低倍镜观察，再用高倍镜观察 B．在0～7min内，细胞发生了质壁分离和复原现象 C．在7min时，液泡颜色最深，细胞吸水能力最强 D．若将实验材料换成黑藻细胞，不会出现上述结果 10．水势(Yw)与溶液的吸水能力呈负相关，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=-0.7MPa)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 11．实验课中某同学撕取洋葱鳞片叶某表皮置于不同浓度的蔗糖溶液中，在显微镜下观察并绘制了某细胞发生变化示意图。下列叙述错误的是（　　）    A．①过程的蔗糖溶液浓度大于②过程的 B．原生质层具有伸缩性而细胞壁不具有 C．②过程中细胞的吸水能力逐渐减弱 D．该细胞的细胞液不一定是紫色的 12．小液流法是测定植物组织细胞液浓度的一种实验方法，把浸过植物材料一段时间的甲组蔗糖溶液（加入了甲烯蓝染色，忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响）慢慢滴回同一浓度而未浸过植物材料的乙组溶液中，若植物细胞吸水，使甲溶液浓度增大，导致其比重增大，小液滴下沉，反之则上升，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（    ） 乙组试管编号 1 2 3 4 5 6 1mol/L的蔗糖溶液（mL） 0.5 1 1.5 2 2.5 3 蒸馏水（mL） 加蒸馏水定容至10mL 蓝色小滴升降情况 降 降 降 升 升 升 A．据表格分析待测植物材料的细胞液浓度介于0.15～0.2mol/L之间 B．上述实验还可以用等浓度硝酸钾溶液来代替蔗糖溶液，效果更明显 C．假设上述实验中蓝色液滴均上升，则需适当降低外界溶液浓度 D．蓝色小液滴在1～3号试管中均下降，下降速度最快的是在1号试管中 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验04探究植物细胞的吸水和失水 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2017年版2020年修订新课标 课标解读 观察植物细胞的质壁分离和复原 通过“探究植物细胞的吸水和失水”的实验，掌握科学探究的一般程序 重点先知： 1.水进出细胞的原理 2.质壁分离及复原的应用 （1）成熟植物细胞的结构 植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。 （2）原理和现象 ①原理：植物细胞通过渗透作用吸水和失水。 ②现象 a．外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离。 b．外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水，已经质壁分离的细胞发生质壁分离复原。 （3）植物细胞发生质壁分离与复原的原因 内因：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 外因：原生质层比细胞壁的伸缩性大，细胞液与外界溶液之间存在着浓度差 （4）本实验中的对照设置 本实验存在两组对照实验，均为自身对照。自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行、实验前后之间的对照。 【实验目的】 探究植物细胞的吸水和失水 【材料用具】 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，具有中央大液泡，细胞液呈紫色，便于观察 【方法步骤】 1．制作临时装片 选取新鲜洋葱鳞片叶，用刀片在外表皮上划一方框，用镊子撕下表皮。在洁净的载玻片上滴一滴清水，将撕下的表皮放在水滴中展平，盖上盖玻片，制成临时装片 2．低倍镜观察 用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置 3.蔗糖溶液处理 从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸引内因这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮就浸润在蔗糖溶液中。 用低倍显微镜观察，看细胞的中央液泡是否逐渐变小，原生质层在什么位置，细胞大小是否变化。 4.清水处理 在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮又浸润在清水中。 用低倍显微镜观察，看中央液泡是否逐渐变大，原生质层的位置有没有变化，细胞的大小有没有变化 【注意事项】 1.在该实验操作中，三次都是用低倍镜进行观察 2.选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的原因是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡呈现紫色，易于观察实验现象 【实验结果】 1.滴加蔗糖溶液后：中央液泡逐渐变小(紫色逐渐变深)、原生质层与细胞壁逐渐分离 2.滴加清水后：中央液泡逐渐变大(紫色逐渐变浅)、原生质层逐渐紧贴细胞壁 【实验结论】 植物细胞也会出现吸水或失水现象，原生质层相当于一层半透膜 【典例】 1.判断细胞的活性 待测细胞＋蔗糖溶液 2.测定细胞液浓度的范围 待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检，细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间。 3.比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液镜检，比较刚发生质壁分离时所需时间的长短→判断细胞液浓度的大小(时间越短，细胞液浓度越小)。 4.鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 成熟植物细胞＋不同种类溶液 【例1】下面是浸润在蔗糖溶液中的萝卜组织切条在实验前后长度之比随蔗糖溶液浓度变化的柱形图，实验中各组萝卜组织切条的初始状况一致，且蔗糖一般不能进入活细胞。下列相关叙述不正确的是（    ） A．第②组的实验中，萝卜细胞的液泡颜色越来越浅，其吸水能力在逐渐减弱 B．第④组的萝卜细胞在此时状态下，用清水处理可以使之发生质壁分离复原 C．第⑥组实验中，可能有蔗糖分子进入细胞 D．由图可分析出，萝卜细胞中初始蔗糖浓度在0．4mol/L与0．5mol/L之间 【答案】D 【详解】A、第②组细胞实验前长度与实验后长度的比值小于1，细胞吸水，细胞液浓度变小，液泡颜色变浅，其吸水能力减弱，A正确； B、第④组细胞实验前长度与实验后长度的比值大于1，发生了质壁分离，此时用清水处理，外界溶液浓度小于细胞液浓度，会导致细胞吸水而发生质壁分离复原，B正确； C、第⑥组细胞可能因为失水过多而死亡，此时细胞膜失去了选择透过性，所以可能有蔗糖分子进入细胞，C正确； D、由图可以看出，萝卜细胞的细胞液初始浓度在0．4mol/L与0．5mol/L之间，但分析不出细胞中的蔗糖浓度，D错误。 · 高考真题感知练 1．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 【详解】A、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； B、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； C、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； D、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对。 2．“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 【详解】A、 能发生质壁分离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； B、 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； C、 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； D、 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。 3．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 【详解】A、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； B、水分交换达到平衡时，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确； C、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 D、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。 4．质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（    ） A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关 B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁 C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低 D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 【答案】D 【详解】A、施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确； B、发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确； C、植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确； D、溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1mol/L的NaCl溶液和1mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于葡萄糖溶液，D错误。 5．某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。    下列叙述正确的是（    ） A．实验过程中叶肉细胞处于失活状态 B．①与②的分离，与①的选择透过性无关 C．与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强 D．与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 【答案】C 【详解】A、“观察叶绿体和细胞质流动”和“观察质壁分离”，均需保持细胞活性，A错误； B、①与②的分离，与①的选择透过性有关，其原因就是因为蔗糖可通过全透性的细胞壁，但不能通过具有选择透过性的细胞膜，B错误； C、与图甲相比，图乙细胞处于失水状态，细胞液渗透压升高，吸水能力更强，C正确； D、与图甲相比，图乙细胞体积几乎不变（植物细胞体积是看细胞壁），D错误。 6．有同学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。下列相关叙述合理的是（    ） A．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 B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央 C．用吸水纸引流使0.3g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象 D．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 【答案】D 【详解】A、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，A错误； B、用低倍镜观察刚制成的临时装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是中央，B错误； C.、用吸水纸引流蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，但要观察复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液，C错误； D、当液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变小，说明细胞失水，所以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，D正确。 · 名校模拟提升练 1．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 【详解】A、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； B、该溶液为KNO3溶液时，由于KNO3能进入细胞，因此细胞发生质壁分离后又自动复原，B正确； C、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； D、当细胞发生质壁分离失水过多时，细胞死亡后不能复原，但发生过质壁分离现象，D错误。 2．某同学用不同浓度的蔗糖溶液分别处理红山茶花的花瓣表皮临时装片，观察花瓣表皮细胞的吸水和失水。图1为0.35 g·mL－1蔗糖溶液的处理结果。该同学用显微镜连接计算机并通过相关软件分别计算不同蔗糖溶液浓度下花瓣表皮细胞和液泡的面积，求出液泡面积与细胞面积比值，得到平均值H，相关数据如图2所示。下列叙述正确的是（    ） A．图1甲区域为蔗糖溶液，乙区域和丙区域的溶液几乎不含蔗糖 B．用0.45 g·mL－1蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大 C．图1丙区域表示细胞质基质，该面积可作为质壁分离的观察指标 D．H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液的渗透压越小 【答案】B 【详解】A、图1丙区域表示原生质体， 乙区域是细胞壁与原生质层之间的蔗糖溶液，A错误； B、由图2柱形图可知，用0.45g·mL蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大，丙区域平均面积更小，B正确； C、图1丙区域表示原生质体，C错误； D、H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液浓度越高，渗透压越大，D错误。 3．某生物兴趣小组同学用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、紫色洋葱鳞片叶等进行了质壁分离实验，以“探究植物耐寒机理”，下表为实验数据汇总表。下列叙述错误的是（　　） 常温 低温（4℃） 1组 2组 3组 1组 2组 3组 初始细胞质壁分离所需时间/分、秒 结果 1′20″ 1′26″ 1′14″ 2′40″ 2′35″ 3′02″ 均值 1′20″ 2′46″ 相同时间细胞质壁分离占比/% 结果 100 100 100 39 31 34 均值 100 35 相同时间原生质体长度与细胞长度比值/% 结果 45 42 39 80 82 79 均值 41 80 A．低温处理的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在蔗糖溶液中吸水能力会减弱 B．据该实验分析，低温条件下的植物细胞可能通过增加细胞液浓度适应低温环境 C．低温处理后质壁分离细胞占比降低，质壁分离程度变小 D．实验中相同温度的1、2、3组为重复实验，其目的是减小实验误差 【答案】A 【详解】A、低温处理使植物细胞液浓度升高，在蔗糖溶液中吸水能力会增强，A错误； B、由实验数据可知，低温处理的植物细胞失水速率变慢，说明低温条件下，植物细胞可能通过增加细胞液浓度适应低温环境，B正确； C、从数据来看，低温处理后的洋葱鳞片叶细胞质壁分离占比仅为35%，远低于常温下的100%，且原生质体长度与细胞长度比值更大，说明质壁分离程度变小，C正确； D、实验在相同温度下均设置了三组，这三组为重复实验，能避免偶然因素影响，减小实验误差，D正确。 4．某实验小组用80g/L的甘露醇溶液对黑藻幼叶进行处理，观察到质壁分离现象如下图。下列叙述错误的是（　　） A．图1中叶绿体位置变化可作为“胞质环流”的指标 B．图2中箭头处的溶液与细胞液处于等渗状态 C．在图2状态下酶解细胞壁更有利于原生质体释放 D．“胞质环流”的快慢可作为其新陈代谢强弱的指标 【答案】B 【详解】A、叶绿体围绕液泡流动，可作为“胞质环流”的指标，A正确； B、图2细胞处于质壁分离状态，细胞壁具有全透性，箭头处的溶液为外界溶液，此时细胞液的渗透压可能等于、低于或高于箭头处的溶液，B错误； C、图2细胞处于质壁分离状态，在图2状态下酶解细胞壁更有利于原生质体释放，C正确； D、“胞质环流”对于促进细胞代谢具有重要意义，比如保证营养物质和代谢产物的运输等，因此“胞质环流”的快慢可作为其新陈代谢强弱的指标，D正确。 5．将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3g/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 【详解】A、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； B、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； C、实验结果说明紫色洋葱鳞片叶表皮细胞壁伸缩性比原生质层的小，C错误； D、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．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0.3g/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 【详解】A、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； B、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液浓度大于管状叶细胞液浓度，故洋葱管状叶细胞在质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液中一段时间后会出现质壁分离现象，B正确； C、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； 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，该实验中没有选择高倍镜观察，D对。 7．现利用洋葱为实验材料，观察植物细胞的质壁分离和复原现象。甲组选取紫色洋葱外表皮细胞，乙组选取内表皮细胞，将甲组置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，乙组置于添加了红墨水的0.3g/mL的蔗糖溶液中。下列叙述错误的是（    ） A．甲组、乙组细胞均能观察到明显的质壁分离现象 B．甲组、乙组细胞中有色部分出现在不同的部位 C．降低蔗糖溶液的浓度，可使乙组细胞的细胞液呈现红色 D．将发生质壁分离的细胞置于清水中，乙组细胞会使清水变红 【答案】C 【详解】A、甲组实验材料为洋葱紫色外表皮细胞，液泡的紫色有利于质壁分离实验现象的观察，乙组选取洋葱内表皮细胞，液泡没有颜色，但外界的蔗糖溶液滴加了红墨水，质壁分离时细胞壁和原生质体之间红色区域面积发生变化，同样可以观察到明显的质壁分离现象，A正确； B、甲组有色部分出现在液泡内，乙组有色部分出现在细胞壁和原生质体之间，B正确； C、乙组所用材料为洋葱无色的内表皮细胞，细胞液没有颜色，C错误； D、乙组细胞的红墨水颜色存在于细胞壁和原生质体之间，细胞壁具有全透性，将发生质壁分离的细胞置于清水中，乙组细胞会使清水变红，D正确。 8．某实验小组以洋葱为材料进行质壁分离及复原实验，实验结果如表所示。下列关于该实验的叙述，错误的是（    ） 试剂 中央液泡大小 原生质层的位置 0.3g/mL蔗糖 变小 原生质层脱离细胞壁 清水 逐渐恢复到原来大小 原生质层恢复到原来位置 A．质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐增大 B．质壁分离过程中，蔗糖溶液浓度小于0.3g/mL C．质壁分离复原过程中，细胞液渗透压小于细胞质基质渗透压 D．质壁分离复原过程中，水分子可通过自由扩散和协助扩散进出细胞 【答案】C 【详解】A、质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐增大，细胞的吸水能力逐渐增大，A正确； B、质壁分离过程中细胞失水使蔗糖溶液浓度小于0.3g/mL，B正确； C、质壁分离复原过程中，细胞吸水，细胞液渗透压大于细胞质基质渗透压，C错误； D、水分子可以通过自由扩散和协助扩散进出细胞，因此质壁分离复原过程中，水分子可通过自由扩散和协助扩散进出细胞，D正确。 9．研究小组用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，并每隔1min拍摄记录，测量其细胞长度（L1）和原生质体长度（L2），经计算后的L2/L1平均值如下表。下列叙述正确的是（　　） 时间（min） 0 1 2 3 4 5 6 7 L2/L1（%） 100 87.5 89.0 90.4 94.2 95.1 96.2 99.0 A．实验过程中，先用低倍镜观察，再用高倍镜观察 B．在0～7min内，细胞发生了质壁分离和复原现象 C．在7min时，液泡颜色最深，细胞吸水能力最强 D．若将实验材料换成黑藻细胞，不会出现上述结果 【答案】B 【详解】A、观察植物细胞的质壁分离现象使用低倍镜即可，不需要使用高倍镜，A错误； B、在0 - 1min内，L2/L1的值小于100%且逐渐减小，说明细胞失水，发生质壁分离；在1 - 7min内，L2/L1的值逐渐增大，说明细胞吸水，发生质壁分离复原，所以在0 - 7min内，细胞发生了质壁分离和复原现象，B正确； C、在质壁分离过程中，液泡颜色逐渐变深，细胞吸水能力逐渐增强；在质壁分离复原过程中，液泡颜色逐渐变浅，细胞吸水能力逐渐减弱。7min时细胞在发生质壁分离复原，液泡颜色不是最深，细胞吸水能力不是最强，C错误； D、黑藻细胞也具有大液泡，若将实验材料换成黑藻细胞，也会出现质壁分离和复原的结果，D错误。 10．水势(Yw)与溶液的吸水能力呈负相关，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=-0.7MPa)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 【答案】B 【详解】A、已知水势与溶液的吸水能力呈负相关，在t0~t1时段，细胞液水势逐渐增大，那么其吸水能力应逐渐减弱，A错误； B、在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； C、t0~t1时段细胞在吸水，细胞会发生质壁分离复原，而不是质壁分离程度逐渐增大，C错误； D、t1时刻后， Ψw不再增加，可能是由于细胞壁的限制，细胞不能再继续吸水，但此时细胞内外渗透压不一定相等，D错误。 11．实验课中某同学撕取洋葱鳞片叶某表皮置于不同浓度的蔗糖溶液中，在显微镜下观察并绘制了某细胞发生变化示意图。下列叙述错误的是（　　）    A．①过程的蔗糖溶液浓度大于②过程的 B．原生质层具有伸缩性而细胞壁不具有 C．②过程中细胞的吸水能力逐渐减弱 D．该细胞的细胞液不一定是紫色的 【答案】B 【详解】A、①过程细胞发生质壁分离，是因为细胞失水，此时外界蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度。 ②过程细胞发生质壁分离复原，是因为细胞吸水，此时外界蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度。 所以①过程的蔗糖溶液浓度大于②过程的，A正确； B、细胞壁也具有一定伸缩性，但比原生质层伸缩性小，故能在较高渗透压下发生质壁分离，B错误； C、②过程中细胞不断吸水，细胞液浓度逐渐降低，所以细胞的吸水能力逐渐减弱，C正确； D、该细胞如果是洋葱鳞片叶内表皮细胞，其细胞液就是无色的，如果是外表皮细胞，细胞液可能是紫色的，所以该细胞的细胞液不一定是紫色的，D正确。 12．小液流法是测定植物组织细胞液浓度的一种实验方法，把浸过植物材料一段时间的甲组蔗糖溶液（加入了甲烯蓝染色，忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响）慢慢滴回同一浓度而未浸过植物材料的乙组溶液中，若植物细胞吸水，使甲溶液浓度增大，导致其比重增大，小液滴下沉，反之则上升，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（    ） 乙组试管编号 1 2 3 4 5 6 1mol/L的蔗糖溶液（mL） 0.5 1 1.5 2 2.5 3 蒸馏水（mL） 加蒸馏水定容至10mL 蓝色小滴升降情况 降 降 降 升 升 升 A．据表格分析待测植物材料的细胞液浓度介于0.15～0.2mol/L之间 B．上述实验还可以用等浓度硝酸钾溶液来代替蔗糖溶液，效果更明显 C．假设上述实验中蓝色液滴均上升，则需适当降低外界溶液浓度 D．蓝色小液滴在1～3号试管中均下降，下降速度最快的是在1号试管中 【答案】B 【详解】A、分析表格可知，在蔗糖溶液浓度为0.15mol/L时，蓝色小滴下降，说明待测植物材料吸水，此时细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度。而在蔗糖溶液浓度为0.2mol/L时，蓝色小滴上升，说明待测植物失水，此时细胞液浓度小于外界的蔗糖溶液浓度，因此可估测待测植物细胞的细胞液浓度介于0.15～0.2mol/L之间，A正确； B、由于细胞在适宜浓度的硝酸钾中会发生质壁分离后自动复原，因此，无法测定细胞液浓度，即不能用适宜浓度的硝酸钾溶液代替蔗糖溶液，B错误； C、甲、乙中放置等量相同浓度的蔗糖溶液，若细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，则在甲试管中将出现细胞失水，导致甲试管中蔗糖浓度减小，再将甲试管中溶液转移至乙试管中部，由于该液滴浓度小，在试管中表现为上升，故蓝色液滴上升，说明细胞液浓度低于该蔗糖溶液的浓度，需要适当调低外界溶液浓度，C正确； D、乙组试管1~3中蓝色小滴下降的原因是甲组1~3试管中待测植物的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，细胞吸水，导致试管中蔗糖溶液浓度上升，蓝色小滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度，由于1号试管失水最多，蔗糖溶液浓度变化大，故下沉最快，D正确。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$