第2单元 第2讲 细胞的物质输入和输出 主题研习(一)(二)(课件)-【新高考方案】2026年高考生物Ⅰ一轮总复习
2025-07-29
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | 细胞的物质输入和输出 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 22.65 MB |
| 发布时间 | 2025-07-29 |
| 更新时间 | 2025-07-29 |
| 作者 | 山东一帆融媒教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 新高考方案·高三总复习一轮 |
| 审核时间 | 2025-07-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53240129.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
细胞的物质输入和输出
第2讲
明确目标
1.阐明细胞膜具有选择透过性;
2.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;有些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白;
3.举例说明大分子物质或颗粒性物质等可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
建构知识体系
目录
主题研习(二)
观察植物细胞的质壁分离和复原(实验)
主题研习(一)
水进出细胞的原理
课时跟踪检测
主题研习(一)水进出细胞的原理
重难深化拓展
重难点(一) 渗透作用的原理及实验装置的拓展应用
1.渗透作用原理
(1)液面上升的原因是单位时间由烧杯中通过半透膜进入漏斗中的水分子数______单位时间由漏斗中通过半透膜进入烧杯中的水分子数。
(2)液面不会一直上升的原因:液面上升到一定程度就会产生一个静水压(图中Δh),当该压力和漏斗中的吸水能力______时液面不再上升。
大于
相等
2.验证渗透作用发生的条件
浓度差
半透膜
3.比较不同溶液浓度的大小
漏斗内溶液浓度为M,烧杯内溶液浓度为N,以下为各种现象及对应的结论:
>
=
<
[例1] (2023·重庆高考)某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤,袋内溶液逐渐变为蓝色;当a为②、b为③,水浴(55 ℃)后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是 ( )
编号 ① ② ③ ④ ⑤
试剂 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 质量分数为5%的葡萄糖溶液 斐林试剂 淀粉酶溶液 碘溶液
(棕红色)
A.若a为①+②、b为③,水浴后透析袋外最终会出现砖红色
B.若a为①+②、b为⑤,透析袋外的溶液最终会出现蓝色
C.若a为①+④、b为⑤,透析袋内的溶液最终会出现棕红色
D.若a为①+④、b为③,水浴后透析袋内最终会出现砖红色
√
[解析] 由题干“当a为①、b为⑤,袋内溶液逐渐变为蓝色”可推出,碘可以通过透析袋,淀粉不能通过透析袋;由题干“当a为②、b为③,水浴(55 ℃)后透析袋内、外均不出现砖红色”可推出,斐林试剂和葡萄糖都不能通过透析袋。因为淀粉、葡萄糖和斐林试剂都不能通过透析袋,所以A、D选项描述的实验结果为水浴后透析袋内外都不会出现砖红色,A、D错误。因为碘可以通过透析袋,而淀粉不能通过透析袋,所以B选项描述的实验结果为透析袋内出现蓝色,透析袋外不出现蓝色,B错误。若a为①+④,b为⑤,分析知碘可以通过透析袋,淀粉最终会被淀粉酶完全水解,故C选项描述的实验结果是透析袋内外均出现棕红色,C正确。
重难点(二) 细胞的吸水和失水的判断
|探|究|学|习|
1.动物细胞的吸水和失水
细胞膜
(2)现象
吸水膨胀
失水皱缩
形态不变
2.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
全透
小
细胞质
选择透过
大
液泡
(1)当外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生__________现象。
(2)当外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水,失水的细胞发生_____________现象。
(3)当外界溶液浓度=细胞液浓度时,水分子进出平衡,细胞保持原态。
质壁分离
质壁分离复原
[例2] (2024·汉中二模)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
√
[解析] 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;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,细胞液浓度可能依然大于外界蔗糖溶液浓度,B错误;萝卜条失水过程中,原生质层相当于半透膜,细胞液浓度逐渐增大,细胞的吸水能力逐渐变强,C正确;c组萝卜条实验前与实验后的长度比值等于1,浸泡期间水分子进出细胞的量相等,D错误。
|认|知|生|成|
判断细胞吸水和失水的主要依据(与正常状态相比)
依据 分析
细胞液浓度变化 细胞液浓度增大,表明细胞渗透失水;细胞液浓度减小,表明细胞渗透吸水
原生质体体积变化 原生质体体积增大,表明细胞渗透吸水;原生质体体积减小,表明细胞渗透失水
细胞液中色素颜色深浅变化(细胞液中含有色素的细胞) 细胞液中色素颜色变深,表明细胞渗透失水;细胞液中色素颜色变浅,表明细胞渗透吸水
液泡直径与细胞壁直径比值变化 液泡直径与细胞壁直径比值减小,细胞渗透失水;液泡直径与细胞壁直径比值增大,细胞渗透吸水
题点(一) 渗透作用的原理及应用分析
1.(2025·广安模拟)为研究成熟植物细胞的渗透现象,设计简易渗透装置如图甲所示。将洋葱表皮细胞浸入某种浓度的蔗糖溶液或清水中所发生的变化如图乙所示。下列相关叙述错误的是( )
考向精细研究
A.若图甲表示达到渗透平衡状态,则S1和S2溶液浓度的大小关系是S1>S2
B.图乙中左侧细胞的吸水能力比右侧细胞弱
C.图乙中相当于图甲中半透膜的是③④⑤
D.图乙所示细胞中②处的液体是清水
√
解析:渗透平衡时存在Δh,S1溶液的浓度仍然大于S2,A正确;图乙中左侧细胞到右侧细胞表示质壁分离过程,质壁分离过程中,细胞逐渐失水,细胞液浓度逐渐变大,细胞吸水能力逐渐变强,因此左侧细胞的吸水能力比右侧细胞弱,B正确;图乙中相当于图甲中半透膜结构的是原生质层,由③④⑤组成,即由细胞膜、细胞质和液泡膜构成,C正确;细胞壁具有全透性,图乙中②表示外界溶液,即蔗糖溶液或清水,D错误。
[归纳拓展] 分析渗透作用时的关注点
①渗透≠扩散:渗透作用必须通过半透膜,扩散则不一定需要;扩散适用于各种物质,渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。
②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。
③渗透装置中溶液的浓度一般指物质的量的浓度,即溶质微粒的数量浓度。若为质量浓度,则需要分析相对分子质量的大小。
④在分析时要特别注意半透膜和透析袋与溶质的关系,半透膜或透析袋是否允许溶质通过。
2.(2024·青岛期末)为探究渗透作用的条件,生物学习小组的同学设计了下图装置。在U型管的底部安装半透膜,在甲、乙两侧注入等量的蒸馏水,然后将两个装有等量、等质量分数的淀粉和葡萄糖溶液的透析袋,分别置于甲、乙两侧的蒸馏水中,一段时间后分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测,同时在乙侧加入适量碘—碘化钾溶液(透析袋和半透膜大分子无法通过,小分子可以自由通过)。下列说法错误的是 ( )
A.甲、乙两侧所取溶液检测时均会产生砖红色沉淀
B.液面稳定后甲侧的液面高于乙侧
C.甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色
D.葡萄糖可以通过协助扩散的方式通过透析袋和半透膜
√
解析:斐林试剂可用于检测还原糖,葡萄糖属于小分子物质,可通过半透膜,故甲、乙两侧均含有葡萄糖,一段时间后分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测,则甲、乙两侧均会产生砖红色沉淀,A正确;由于葡萄糖能透过透析袋和半透膜,而淀粉不能透过透析袋和半透膜,甲侧的渗透压高,则液面稳定后甲侧的液面高于乙侧,B正确;碘—碘化钾溶液可与淀粉反应呈蓝色,由于淀粉不能透过透析袋和半透膜,故只有甲侧透析袋内有淀粉而乙侧没有,在乙侧加入适量碘—碘化钾溶液,碘—碘化钾会透过透析袋和半透膜,故甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色,C正确;协助扩散是指小分子物质通过生物膜的方式,透析袋和图中的半透膜不属于生物膜,D错误。
题点(二) 动植物细胞吸水与失水的分析
3.(2024·湖南高考)缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一,自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化,如图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.缢蛏在低盐度条件下先吸水,后失水直至趋于动态平衡
B.低盐度培养8~48 h,缢蛏通过自我调节以增加组织中的溶质含量
C.相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高
D.缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关
√
解析:由题图可知,缢蛏在低盐度条件下鲜重先增大后减小至相对稳定,说明其先吸水后失水直至趋于动态平衡,A正确;低盐度培养时,缢蛏组织渗透压大于外界环境,导致缢蛏吸水,为恢复正常状态,缢蛏应通过自我调节使组织中的溶质含量减少,从而降低组织渗透压,引起组织失水,B错误;组织渗透压的高低与其中的溶质含量有关,溶质越多,渗透压相对越高,结合题干信息可知,缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化,因此,相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高,C正确;细胞呼吸过程中产生的中间产物可转化为氨基酸、甘油等非糖物质,由此推测缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关,D正确。
√
4.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,水从细胞液流出,细胞液浓度增大,A正确;依题意,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单糖多,且外层细胞还能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细胞液浓度高,B错误;依题意,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,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。
主题研习(二)观察植物细胞的质壁分离
和复原(实验)
1.实验原理
实验基础理清
内因 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层________;
②原生质层比细胞壁的伸缩性大
外因 _______与外界溶液之间具有一定的浓度差,细胞能渗透吸水或失水
半透膜
细胞液
2.实验步骤
紧贴细胞壁
逐渐变小
变深
清水
逐渐变大
变浅
3.现象与结论
(1)当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞_____,发生__________。
(2)发生质壁分离的细胞,当细胞液的浓度_____外界溶液的浓度时,细胞_____,发生质壁分离复原。
失水
质壁分离
大于
吸水
[思考探究]
下图表示处于质壁分离状态的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,请分析并回答相关问题:
(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗?选用此细胞的理由是什么?
提示:不一定。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有中央液泡,且细胞液中含有色素,使液泡呈现紫色,便于观察。
(2)c处的溶液是什么?
提示:外界溶液。
(3)c处溶液浓度是否一定大于b处?理由是什么?
提示:不一定,不能确定此植物细胞正在吸水、失水还是处于动态平衡之中。
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)不能发生质壁分离及复原现象。
②细菌细胞也能发生质壁分离,但现象不明显。
关键能力拓展
(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(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)的溶液中可发生质壁分离,并能自动复原,因为K+、N、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)
题点(一) 实验原理、步骤和结果观察
1.(2025·广州模拟)“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( )
题点考法全训
A.甲、乙、丙不能在同一个细胞内依次发生
B.与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液浓度较低
C.由实验结果推知,甲图细胞是有活性的
D.该实验只是观察了质壁分离和复原现象,没有设计对照实验
√
解析:能发生质壁分离的细胞应为活细胞,据图分析,甲到乙的过程中,细胞发生质壁分离,乙到丙的过程中,细胞发生质壁分离的复原,甲、乙、丙可以在同一个细胞内依次发生,A错误,C正确;乙图所示细胞发生质壁分离,该过程中细胞失水,故与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液浓度较高,B错误;该实验不仅观察了质壁分离与复原的现象,还观察了正常状态下的细胞,该实验存在前后自身对照,D错误。
2.(2025·茂名一模)紫色洋葱鳞片叶是观察植物细胞质壁分离的常用实验材料。为拓展该实验材料的来源,兴趣小组选择几种有色叶片进行了探究,结果如下表所示。下列相关叙述错误的是 ( )
材料 取材部位 颜色 细胞重叠度 质量分数10%KNO3
处理后效果 质量分数30%蔗糖处理后效果
虎耳草叶片 下表皮 紫红色 极易得到单层 很明显 很明显
紫甘蓝叶片 上、下表皮 蓝紫色 较易得到单层 很明显 很明显
紫色洋葱鳞片叶 外表皮 紫红色 不易得到单层 很明显 很明显
A.各种叶片发生质壁分离的外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度
B.各种叶片发生质壁分离的过程中,细胞的吸水能力都逐渐增强
C.质量分数10%KNO3处理后各种叶片均能观察到质壁分离复原
D.相较于紫色洋葱鳞片叶,选择虎耳草叶片进行实验时更易操作
√
解析:各种叶片发生质壁分离的原因包括内因和外因,外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度,导致细胞失水,原生质层与细胞壁发生分离,即质壁分离,A正确;各种叶片发生质壁分离的过程中,细胞不断失水,但是细胞的吸水能力都逐渐增强,B正确;质量分数10%KNO3处理后,细胞可能因失水过多而死亡,无法发生质壁分离复原,C错误;表格中虎耳草叶片极易得到单层,因此相较于紫色洋葱鳞片叶,选择虎耳草叶片进行实验时更易操作,D正确。
题点(二) 实验的拓展分析及应用
3.(2025·柳州模拟)某研究性学习小组为了测定某植物组织细胞液浓度设计了如下实验:取相同试管分为甲、乙两组,依次编号为1~6号,相同的试管编号中加入相同浓度的蔗糖溶液。在甲试管中放入待测植物材料一段时间后,从中取小液滴滴入乙试管
(如图所示),结果如表所示(注:甲试管内
加入适量的亚甲蓝,亚甲蓝可使蔗糖溶液
变蓝,忽略亚甲蓝对蔗糖浓度的影响)。
下列相关叙述错误的是( )
注:液滴下降表明液滴的浓度大于试管内溶液浓度,反之则小于试管内溶液浓度。
A.若上述实验中蓝色小液滴均上升,则需适当降低外界溶液浓度
B.分析表格数据可知待测植物的细胞液浓度相当于1.5~2.0 mol·L-1的蔗糖溶液
C.上述实验可以用适宜浓度的硝酸钾溶液代替蔗糖溶液
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
√
乙组试管编号 1 2 3 4 5 6
乙组试管蔗糖浓度/(mol·L-1) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
蓝色小液滴升降情况 下降 下降 下降 上升 上升 上升
解析:蓝色小液滴上升,说明植物细胞失水,即所有外界溶液浓度均高于细胞液浓度,则需适当降低外界溶液浓度,A正确;由题图知,乙组1~6号试管中蔗糖溶液的浓度逐渐升高,由于乙组3号试管中,蓝色小液滴移动方向向下,乙组4号试管中,蓝色小液滴移动方向向上,推知植物的细胞液浓度相当于1.5~2.0 mol·L-1的蔗糖溶液,B正确;硝酸钾可进入植物细胞,最后外界溶液浓度都低于细胞液浓度,无法判断细胞液浓度,C错误;蓝色小液滴在1~3号试管中均下降,外界溶液浓度越低,蓝色小液滴与外界溶液浓度差越大,下降速度越快,故下降最快的是1号试管,D正确。
课时跟踪检测
(标 的题目为推荐讲评题目,配有精品课件)
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对应主题研习(一)(二)
一、选择题
1.(2025·梅州调研)如图为一个渗透装置,假设溶质分子或离子不能通过半透膜,实验开始时,液面a和b平齐。下列判断错误的是( )
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A.如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的浓度低于乙,则液面a会下降,液面b会上升
B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,两者的质量分数相同,则液面a会上升,液面b会下降
C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,甲、乙溶液的浓度不一定相等
D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,甲、乙溶液的渗透压一定相等
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解析:如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的浓度低于乙,则水分子运动的总趋势是由甲流向乙,液面a会下降,液面b会上升,A正确;如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,两者的质量分数相同,由于蔗糖是二糖,葡萄糖是单糖,因此甲的物质的量浓度大于乙,则液面a会上升,液面b会下降,B正确;当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,由于两侧的液面高度差可能不同,因此甲、乙溶液的浓度不一定相等,甲、乙溶液的渗透压也不一定相等,C正确,D错误。
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2.(2025·泉州一模)植物细胞发生的质壁分离有凹型质壁分离和凸型质壁分离,分别如右图甲、乙所示。有些新鲜的实验材料会出现凹型质壁分离。下列叙述错误的是 ( )
A.甲细胞的细胞膜与细胞壁可能具有一定的黏连性
B.若乙为洋葱鳞片叶外表皮细胞,则M处呈紫色
C.甲、乙细胞的细胞液浓度可能等于外界溶液浓度
D.甲、乙细胞细胞壁的伸缩性均小于其原生质层的伸缩性
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解析:甲细胞会出现凹型质壁分离,因此甲细胞的细胞膜与细胞壁可能具有一定的黏连性,A正确;若乙为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,则M处无色,液泡内部为紫色,B错误;若甲、乙细胞此时处于质壁分离的最大程度,甲、乙细胞的细胞液浓度可能等于外界溶液浓度,C正确;甲、乙细胞中原生质层的伸缩性均大于细胞壁的伸缩性,D正确。
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3.(2025·阳泉一模)将洋葱鳞片叶外表皮细胞放在一定浓度的外界溶液中,第5 min时观察到该细胞形态较初始状态未发生变化,下列推测不合理的是 ( )
A.细胞可能未吸水也未失水
B.细胞可能失水后自动复原
C.第5 min时细胞内外可能存在浓度差
D.第5 min时细胞液浓度可能小于初始浓度
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解析:将洋葱鳞片叶外表皮细胞放在一定浓度的外界溶液中,第5 min时观察到该细胞形态较初始状态未发生变化,说明细胞可能未吸水也未失水,A推测合理;细胞失水发生质壁分离后,若外界溶液中溶质可进入细胞,导致外界溶液浓度小于细胞液浓度,细胞会吸水发生质壁分离的复原,此时细胞内外可能存在浓度差,但第5 min时观察到该细胞形态较初始状态可能未发生变化,B、C推测合理;第5 min时细胞形态较初始状态未发生变化,说明细胞可能未吸水也未失水,也可能细胞发生质壁分离的复原,此时细胞液浓度可能等于或大于外界溶液浓度,D推测不合理。
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4.(2025·长沙一模)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是 ( )
A.甲组水分交换达到平衡时,叶细胞内外溶液浓度相等
B.若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零
C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶细胞可能发生了质壁分离
D.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组小于甲组
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解析:由题干信息可知,叶细胞与溶液之间无溶质交换,而甲组的甲糖溶液浓度升高,则是甲组叶细胞吸水而引起的,因此水分交换达到平衡时,甲组叶细胞内溶液浓度可能大于或等于细胞外溶液浓度,A错误;若乙糖溶液浓度不变,说明乙糖溶液浓度与叶细胞的细胞液浓度相等,叶细胞净吸水量为零,B正确;若乙糖溶液浓度降低,说明细胞失水,叶细胞可能发生了质壁分离,C正确;若乙糖溶液浓度升高,说明乙糖溶液浓度低于叶细胞的细胞液浓度,细胞吸水,而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍(乙糖溶液与细胞液浓度差更小),因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组,D正确。
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5.(2025·包头一模)将a、b、c、d四种不同植物的花瓣剪成大小和形状相同的细条若干,分为四组(每种植物一组且每组的细条数相等),取上述4组细条分别置于相同浓度的蔗糖溶液中,浸泡相同时间后测得每组花瓣细条平均长度(p)与其实验前平均长度(q)的比值(p/q)如下表所示。则四种植物最适合生活在干旱环境的是 ( )
A.植物a B.植物b C.植物c D.植物d
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植物种类 a b c d
(p/q) 0.7 0.8 1 1.2
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解析:植物d花瓣细条实验后长度/实验前长度的值为1.2,比值大于1表明细胞吸水,植物d细胞液浓度较其他组高,最适合生活在干旱环境,D符合题意。
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6.(2025·南阳模拟)研究小组将第1~5组的来自同一个马铃薯的马铃薯条分别用质量分数为5%、10%、15%、20%、25%的蔗糖溶液处理,一段时间后测定马铃薯条的质量变化如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
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A.马铃薯细胞的原生质层相当于一层半透膜
B.马铃薯细胞液的浓度最可能在15%~20%
C.第4组马铃薯细胞发生了质壁分离,吸水能力减弱
D.若实验长时间进行,第5组马铃薯细胞可能会死亡
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√
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解析:马铃薯细胞的原生质层相当于一层半透膜,A正确;由题图知,蔗糖溶液浓度为15%时,马铃薯细胞吸水,蔗糖溶液浓度为20%时,马铃薯细胞失水,由此推测,蔗糖浓度在15%~20%的某个浓度时,马铃薯细胞既不失水也不吸水,即其细胞液的浓度最可能在15%~20%,B正确;第4组马铃薯条质量减小,细胞失水发生了质壁分离,细胞液浓度增大,吸水能力增强,C错误;第5组马铃薯条质量减小,细胞失水,若实验长时间进行,失水量多,马铃薯细胞可能会死亡,D正确。
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7.(2025·绵阳一模)为探究植物耐寒机制,某研究小组以洋葱鳞片叶外表皮细胞为实验材料,先分别在常温与低温(4 ℃)下处理24小时,然后在常温下进行质壁分离实验,结果如表:
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初始细胞质壁分离所需时间/秒 相同时间质壁分离细胞占比/% 相同时间液泡长度与细胞长度比值/%
常温处理组 80 100 41
4 ℃低温处理组 166 35 80
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下列有关实验的叙述错误的是 ( )
A.质壁分离实验过程需将实验材料置于同种外界溶液中
B.初始细胞质壁分离所需时间长短与细胞内外溶液浓度差有关
C.液泡长度与细胞长度比值越大,说明细胞失水越多,质壁分离程度越大
D.由实验结果推测,植物细胞可通过增加细胞液浓度适应低温环境
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√
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解析:该实验的自变量是温度,外界溶液的种类是无关变量,因此质壁分离实验过程需将实验材料置于不同温度条件下的同种外界溶液中,A正确;初始细胞质壁分离所需时间长短与细胞内外溶液浓度差有关,细胞内外溶液浓度差越大,初始细胞质壁分离所需时间越短,反之越长,B正确;液泡长度与细胞长度比值越大,说明细胞失水越少,质壁分离程度越小,C错误;表中数据表明,与常温状态相比,4 ℃处理的植物细胞的失水速率和质壁分离程度都降低,因此得出推论:植物细胞可以通过增加细胞液的浓度(比如低温下淀粉分解成可溶性糖的量增多或自由水大量转化为结合水),使细胞失水减少,适应低温环境,D正确。
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8.(2025·洛阳模拟)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度KNO3溶液中,按时间先后顺序依次选取了4个状态的细胞,比较液泡大小,如下表所示。关于这些细胞的叙述,错误的是 ( )
A.状态1的液泡颜色可能会进一步加深
B.状态2的细胞吸水能力大于初始细胞
C.状态3的细胞液浓度等于外界溶液浓度
D.状态4的细胞液浓度大于状态3的细胞液浓度
√
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状态 初始 状态1 状态2 状态3 状态4
液泡大小 100% 57% 100% 107% 107%
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解析:状态1的液泡大小为57%,说明细胞失水,液泡颜色可能会进一步加深,A正确;因为植物细胞会主动吸收K+和N,导致细胞液的浓度增加,状态2的细胞的吸水能力比初始细胞大,B正确;状态2的细胞已经发生质壁分离复原,说明细胞液的浓度大于外界溶液浓度,随着时间增加,状态3的液泡继续增加,到状态4时不变,是由于植物细胞壁的支撑作用,因此状态3的细胞液浓度也大于外界溶液浓度,C错误;状态4和状态3的液泡大小相同,但是状态4的时间更长,吸收更多的K+,因此状态4的细胞液浓度大于状态3的细胞液浓度,D正确。
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二、非选择题(除特别注明外,每空1分)
9.(13分)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,物质甲能以主动运输的方式进入细胞。据图和所给信息回答下列问题:
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(1)影响植物细胞吸收物质甲速率的因素有__________________
________________________________(写出3个,2分)。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分)。
解析:物质甲能以主动运输的方式进入细胞,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体,故植物细胞失水或吸水后发生显著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。
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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体
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(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两点所对应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。
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能
质壁分离
发生了
小于
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解析:细菌细胞也含有细胞膜和细胞壁,故理论上也能发生类似曲线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,细胞外溶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,失水速率逐渐降低;到C点时,细胞液浓度和细胞外溶液浓度相等;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溶液浓度,细胞吸水,故P点时的植物细胞液浓度小于Q点。
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(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)。(3分)
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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
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解析: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,故分析曲线可知,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。
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10.(10分)(2025·沧州一模)脯氨酸是植物在盐胁迫条件下液泡中积累的重要氨基酸,在植物渗透调节中发挥关键作用。为研究盐胁迫条件下,脯氨酸浸种对水稻幼苗形态相关指标的影响,研究者做了相关实验,结果如下表所示。回答下列问题:
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注:S1指在水稻培养基中添加一定浓度的NaCl;T1~T3添加的脯氨酸浓度依次升高。
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组别 处理方法 平均苗高/cm 平均根长/cm 平均根数/条
① S0 6.42 3.30 8.80
② S1 2.59 2.55 4.20
③ S1+T1 4.99 3.54 5.67
④ S1+T2 5.02 3.57 6.13
⑤ S1+T3 6.11 4.14 6.47
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(1)盐胁迫下水稻细胞中散失的水分主要是________;举例说明该种形式的水在水稻种子萌发过程中参与的具体生理过程是___________
__________________________________________________________(举出1例)。
解析:植物细胞中水的存在形式有自由水和结合水,盐胁迫下散失的水主要是自由水,自由水在水稻种子萌发过程中可参与有氧呼吸第二阶段,即与丙酮酸反应生成CO2和[H],还能参与淀粉水解为葡萄糖等过程。
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自由水
和丙酮酸反应生成CO2和[H](或有氧呼吸第二阶段)、参与淀粉水解为葡萄糖
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(2)上述实验的处理方案中,S0的处理方式为___________________
________________________________(2分)。实验结果表明,用T1浓度的脯氨酸浸种______(填“能”或“不能”)缓解盐胁迫对水稻性状的影响,依据是________________________________________________________
(2分)。
解析:分析实验结果可知,S0组作为盐胁迫的对照组,其处理方式为水稻培养基中不添加NaCl。与②组(只有盐胁迫)相比,③组(盐胁迫下添加T1浓度的脯氨酸)的水稻在苗高、根长、根数方面都有所增加,说明T1浓度的脯氨酸可以缓解盐胁迫对水稻性状的影响。
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水稻培养基中不添加NaCl(或用普通的培养基培养水稻)
能
与②组相比,③组的水稻在苗高、根长、根数方面都有所增加
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(3)根据题意和实验结果推测,水稻积累脯氨酸可缓解盐胁迫对水稻生长抑制的机理是___________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点,3分)。
解析:据题干信息和实验结果可知,脯氨酸可以提高细胞液的浓度,从而提升水稻细胞的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的根长和根数减少,增强水稻根系的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的幼苗生长减慢,提升水稻的光合速率。
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脯氨酸可以提高细胞液的浓度,从而提升水稻细胞的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的根长和根数减少,增强水稻根系的吸水能力;通过缓解盐胁迫造成的幼苗生长减慢,提升水稻的光合速率
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