第07讲 水进出细胞的原理（专项训练）（福建专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第07讲 水进出细胞的原理 目录 01 课标达标练 【题型一】渗透作用 【题型二】细胞的吸水和失水 【题型二】水通道蛋白 02 能力突破练 （新情境+新角度） 03 高考溯源练 题型一 渗透作用 1. 如图为某兴趣小组进行渗透作用实验的装置，所用的生物膜允许水分子通过，但蔗糖不能通过。实验开始时，甲、乙漏斗内液面持平且均高于漏斗外侧。下列说法错误的是（    ） A．甲所在一侧装置为实验组，另一侧为对照组 B．甲漏斗液面将会上升，乙漏斗液面将会下降 C．当漏斗内液面高度稳定时，仍有水分子通过生物膜 D．当渗透平衡时，甲、乙漏斗内外两侧溶液浓度相同 【解析】A、该小组进行渗透作用实验，甲所在一侧装置的漏斗中加入了蔗糖溶液，为实验组，而另一侧即乙所在一侧装置的漏斗中加入的是清水，为对照组，A正确；B、甲漏斗内是蔗糖溶液，浓度高于漏斗外，液面将会上升，乙漏斗内外都是清水，乙漏斗液面将会下降，最后与乙漏斗外面的清水高度齐平，B正确；C、当漏斗内液面高度稳定时，仍然有水分子通过生物膜，水分子进出平衡，C正确；D、甲漏斗中是蔗糖，蔗糖不能通过生物膜，故当渗透平衡时，甲漏斗内溶液浓度高于漏斗外侧，D错误。故选D。 2. 为研究植物的抗寒机制及渗透吸水和失水的原理及现象，某生物兴趣小组进行了以下实验。图1中S1为蔗糖溶液，S2为清水，半透膜只允许水分子通过，初始时两液面平齐。将洋葱鳞片叶外表皮均分为两组，分别在常温与低温（4℃）下处理适宜时间后，再在常温下用0．3g/mL的蔗糖溶液进行质壁分离实验，实验结果如图2。下列分析正确的是（　　） A．图1初始液面上升稳定后，将上升部分液体移除，液面将继续上升并维持原高度 B．洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞膜相当于图1的半透膜，能发生渗透作用 C．造成图2现象的原因可能是低温导致膜流动性和细胞代谢下降 D．洋葱植株可能通过降低细胞液浓度或增多自由水含量适应寒冷环境 【解析】A、图1初始液面上升稳定后，将上升部分液体移除，液体中有溶质蔗糖分子，半透膜两侧仍然有浓度差，液面将继续上升，但浓度差变小，不能维持原高度，A错误；B、洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层相当于图1的半透膜，能发生渗透作用，B错误；C、低温会影响酶活性以及分子的运动，因此造成图2现象的原因可能是低温导致膜流动性和细胞代谢下降，C正确；D、根据图2结果可知，与常温相比，低温条件下质壁分离细胞占比更小，而且原生质体与细胞长度比更大，说明低温条件下，失水的细胞数目更少以及细胞失去的水更少，可推测其细胞液浓度更高，即植物细胞通过升高细胞液浓度来适应低温环境。同时，寒冷环境下，会减少自由水含量来适应寒冷环境，D错误。故选C。 题型二 细胞的吸水和失水 3. 某兴趣小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中，一段时间后进行观察，整个实验过程植物细胞都有活性，实验结果如图。下列分析正确的是（　　）    A．甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐加快 B．转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程 C．转移到丙溶液中的植物细胞细胞液浓度与丙浓度相等 D．该实验无法确定甲、乙、丙起始浓度的相对大小 【解析】A、在甲溶液中，植物细胞发生质壁分离，随着细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，与外界溶液浓度差逐渐减小，所以植物细胞的失水速率应逐渐减慢，而不是加快，A错误；B、从甲溶液转移到乙溶液中，植物细胞少部分处于质壁分离状态，说明有部分细胞从失水状态转变为吸水或水分进出平衡状态，整体上细胞会发生吸水过程，B正确；C、转移到丙溶液中的植物细胞未发生质壁分离，此时细胞液浓度大于或等于丙溶液浓度，而不是一定相等，C错误；D、根据植物细胞在三种溶液中的质壁分离情况，在甲溶液中绝大部分发生质壁分离，在乙溶液中少部分发生质壁分离，在丙溶液中未发生质壁分离，可确定蔗糖溶液起始浓度甲＞乙＞丙，D错误。故选B。 4. 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 【解析】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。故选D。 5. 将完全相同的紫色牵牛花花瓣细胞分别浸润在甲、乙、丙3种溶液中，测得的细胞膜与细胞壁之间的距离（L）随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是（　　）    A．甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙 B．由t0到t1过程中，甲溶液中细胞的吸水能力逐渐增加 C．a点到b点的过程中，乙溶液中细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度 D．丙溶液中，细胞溶液与外界溶液之间没有水分子的交换 【解析】A、细胞膜与细胞壁之间的距离（L）越大，说明细胞失水越多，外界溶液浓度越高。 从图中可知，在相同时间内，甲溶液中细胞的L值最大，乙次之，丙最小，所以甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙，A正确；B、由t0到t1过程中，甲溶液中细胞不断失水，细胞液浓度逐渐增大。 细胞液浓度增大，细胞的吸水能力就会逐渐增加，B正确；C、a点到b点的过程中，乙溶液中细胞的细胞膜与细胞壁之间的距离在减小，说明细胞在吸水。 细胞吸水时，细胞液浓度大于外界溶液浓度，C正确；D、丙溶液中，细胞膜与细胞壁之间的距离基本不变，说明细胞处于动态平衡状态。 但动态平衡时，细胞液与外界溶液之间仍有水分子的交换，只是水分子进出达到平衡，D错误。故选D。 6. 以黑藻为实验材料，观察不同浓度培养液下叶肉细胞的质壁分离状态。下列叙述正确的是（    ） A．根据叶肉细胞中细胞液颜色深浅的变化可判断液泡失水量的多少 B．在任一浓度的培养液中，均可观察到水分子向叶肉细胞内的移动 C．若溶液中的溶质可被细胞吸收，则细胞可能出现质壁分离后自动复原 D．培养液中离子的浓度比黑藻细胞内离子浓度低是保证细胞失水的关键 【解析】A、黑藻叶肉细胞的细胞液通常为无色，A错误；B、叶肉细胞在等渗溶液中，水分子进出细胞处于动态平衡，无法通过显微镜观察到细胞液有明显的体积变化（如质壁分离或复原），因此不能观察到水分子向细胞内的移动现象；叶肉细胞在高渗溶液中会失水，发生质壁分离，可观察到水分子向叶肉细胞外的移动，B错误；C、若培养液中的溶质可被细胞吸收，叶肉细胞在高渗溶液中会先因失水发生质壁分离，随后吸收溶质使细胞液浓度升高，进而吸水自动复原，C正确；D、细胞是否失水取决于细胞液与外界溶液的总浓度差，而非仅离子浓度。若培养液含非电解质溶质（如蔗糖），即使离子浓度低于细胞内，总浓度较高时仍会导致细胞失水，D错误。故选C。 7. 某研究小组利用洋葱鳞片叶外表皮细胞，开展了如下连续实验：用蔗糖溶液①处理细胞一段时间，原生质体体积减小(甲组)；接着将甲组细胞放在蔗糖溶液②中，原生质体体积进一步减小(乙组)；随后将乙组细胞用蔗糖溶液③处理，原生质体体积增大，较初始状态明显膨胀(丙组)。若在处理过程中细胞和蔗糖溶液间没有溶质交换，下列叙述正确的是（    ） A．三组蔗糖溶液初始浓度高低为③>②>① B．溶液处理后细胞大小关系变为丙>乙>甲 C．处理后细胞液的浓度高低变为乙>甲>丙 D．处理后蔗糖溶液浓度高低变为①=②=③ 【解析】A、红细胞在蔗糖溶液①中处理一段时间后，细胞失水皱缩，蔗糖溶液①浓度>细胞质的浓度，随后将其放在蔗糖溶液②中，细胞体积进一步减小，说明蔗糖溶液②>蔗糖溶液①浓度>细胞质的浓度，接着用蔗糖溶液③处理，细胞吸水体积增大，说明处理前三种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③，A错误；B、洋葱鳞片叶外表皮细胞有细胞壁，细胞壁伸缩性小，细胞大小变化不明显，不会出现丙＞乙＞甲的情况，B错误；C、因为细胞失水会使细胞液浓度升高，细胞吸水会使细胞液浓度降低。乙组细胞失水最多，细胞液浓度最高；甲组细胞失水较少，细胞液浓度次之；丙组细胞吸水，细胞液浓度最低，所以处理后细胞液的浓度高低为乙>甲>丙，C正确；D、由于细胞与蔗糖溶液间有溶质交换，且细胞在不同蔗糖溶液中的失水或吸水情况不同，所以处理后蔗糖溶液浓度不会相等，D错误。故选C。 8. 请看下图，甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞，研究人员将它们分别置于同一浓度的某水溶液中，并绘制出水分子的跨膜运输示意图，箭头方向表示水分子进出的方向，箭头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是（　　） A．在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲 B．在高倍显微镜下，可观察到进出乙细胞的水分子数相等 C．甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用，且速度相同 D．若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中，最终均会涨破 【解析】A、只有成熟植物的细胞才会发生质壁分离现象，红细胞没有细胞壁，甲、乙、丙都不能发生质壁分离现象，A错误；B、乙细胞的水分子数相等，但光学显微镜观察不到水分子的扩散，B错误；C、图中甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用，由于箭头的粗细不同，速度不相同，C错误；D、若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水低渗溶液中，红细胞会过度吸水而涨破，D正确。故选D。 题型三 水通道蛋白 9. 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，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀。下列叙述正确的是（　　） A．AgNO3处理后红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀与水的自由扩散有关 B．相比未经处理时，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更快 C．将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液，实验后膨胀速度相同 D．AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时，其内外渗透压相同 【解析】A、硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀，水分子通过自由扩散进出细胞，A正确；B、水分子可以通过水分子通道蛋白进入细胞，也可以直接自由扩散进入细胞，相比未经处理时，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更慢，B错误；C、将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液，葡萄糖的分子量更小，物质的量浓度更大，实验后膨胀速度更小，C错误；D、植物细胞有细胞壁，AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时，里面渗透压大于外面，与细胞壁对内侧的膨压抵消，水分子进出细胞相等，D错误。故选A。 10. 水分子比较小，人们曾经认为它们可以自由穿过细胞膜的分子间隙而进出细胞。后来有人发现在动物肾脏内，水分子还有其他的跨膜运输方式。下图是水分子通过细胞膜的方式，下列叙述错误的是（    ） A．水分子通过方式1进入细胞的速率远小于方式2 B．短期内细胞呼吸受阻对水分子两种方式的跨膜运输无影响 C．Ca2+逆浓度运输时需要与转运蛋白结合，这与方式2的跨膜运输不同 D．水通道蛋白只容许水分子通过，因此在动植物细胞中的种类是一样的 【解析】A、水分子通过方式1（自由扩散）进入细胞的速率远小于方式2（通过水通道蛋白的跨膜运输），A正确；B、两种方式的跨膜运输都是被动运输，不需要消耗能量，故短期内细胞呼吸受阻对水分子两种方式的跨膜运输无影响，B正确；C、Ca2+逆浓度运输时需要与转运蛋白结合，这与方式2的跨膜运输不同（不需要与通道蛋白结合），C正确；D、水通道蛋白只容许水分子通过，但蛋白质的结构与功能相适应，水通道蛋白在动植物细胞中的种类有差异，D错误。故选D。 1. 反渗透海水淡化是利用反渗透技术，通过反渗膜过滤海水从而实现海水淡化。基本原理如图所示。下列有关说法正确的是（    ） A．若去掉人为压力，则图乙中左侧液面会下降，右侧液面会上升 B．反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐分子不能通过，都是选择透过性膜 C．图甲中的水分子都从膜左侧向右侧移动，图乙中的水分子都从膜右侧向左侧移动 D．洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质体相当于一层半透膜 【解析】A、图乙中左侧淡水渗透压低，右侧盐水渗透压高，若去掉人为压力，水分子从反渗膜左侧往右侧移动更多，则左侧液面会下降，右侧液面会上升，A正确；B、反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐分子不能通过，但不是选择透过性膜，选择透过性膜为生物膜，B错误；C、水分子在膜两侧是双向移动，C错误；D、洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层具有选择透过性，故原生质层相当于一层半透膜，D错误。故选A。 2. 耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。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，研究小组使用0.3g/ml的KNO₃溶液分别处理普通水稻和耐盐碱水稻细胞，结果如图所示。下列分析错误的是（　　）    A．0~1h期间I组水稻细胞液浓度小于外界溶液浓度，发生了质壁分离 B．1~3h期间I组水稻细胞开始吸收K+和NO3-，细胞吸水能力逐渐增强 C．Ⅱ组水稻细胞原生质体体积没有变小，因此可判断其为耐盐碱水稻 D．可用浓度大于0.3g/ml的KNO3溶液进一步探究水稻的耐盐碱能力 【解析】A、0~1h期间I组水稻原生质体体积的相对值减小，说明细胞失水，也说明了此时细胞液浓度小于外界溶液浓度，发生了质壁分离，A正确；B、I组水稻细胞开始吸收K+和NO3-，始于刚开始，即1h之前，B错误；C、在0.3g/mL的KNO3溶液中，Ⅱ组水稻的原生质体体积增加，说明Ⅱ组水稻可以从外界环境中吸收水分，属于耐盐碱水稻，C正确；D、若需进一步探究水稻的耐盐碱能力，可用浓度大于0.3g/ml的KNO3溶液进行实验，D正确。故选B。 3. 津液代谢失常可使脏腑功能异常进而出现多种疾病，而中医药在津液代谢失常类疾病的治疗上效果显著。水通道蛋白作为转运水分子的蛋白通道，是机体水液代谢的重要环节，在各系统细胞膜上均有表达，可以介导水分子在细胞内外转运，使细胞内外环境稳态得以平衡。下列有关推断正确的是（    ） A．人参二醇皂苷能减轻肺水肿，其机制可能是提高肺部细胞水通道蛋白的表达量 B．人体吸收中药中有效成分时，跟细胞膜上的蛋白质有关而与磷脂分子无关 C．通道蛋白在介导物质跨膜运输时不与被转运的物质结合，故其构象不需发生改变 D．津液代谢时水分子总是从渗透压低的一侧向高的一侧转运，直到两侧浓度相等 【解析】A、分析题意，水通道蛋白作为转运水分子的蛋白通道，是机体水液代谢的重要环节，人参二醇皂苷能减轻肺水肿，其机制可能是提高肺部细胞水通道蛋白的表达量，使水分子的运输加快，A正确；B、细胞膜控制物质进出的功能与膜上的蛋白质和磷脂都有关系，人体吸收中药中有效成分时，跟细胞膜上的蛋白质有关，也与磷脂分子（磷脂双分子层构成生物膜基本支架）有关，B错误；C、通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，不与被转运物质结合，但过程也存在通道蛋白构象的变化，C错误；D、决定水分渗透方向的是半透膜两侧溶液的浓度，即水分是从浓度低的一侧向浓度高的一侧渗透，津液代谢时水分子从渗透压低的一侧向高的一侧转运，但最终达到的是渗透平衡，不一定浓度相等，D错误。故选A。 4. 血液透析膜是一种人工合成的膜材料，可将病人血液中的代谢废物如肌酐、尿素氮等尿毒症毒素透析掉，有关说法正确的是（　　） A．肌酐、尿素氮等代谢废物通过半透膜的扩散，属于渗透作用 B．肾小管对原尿中的大部分水分的重吸收方式主要是协助扩散 C．葡萄糖进入细胞都需要消耗能量和载体蛋白的帮助 D．肾小球的毛细血管壁中的水通道蛋白构象不会发生改变 【解析】A、渗透作用指的是溶剂分子通过半透膜的扩散，而不是溶质分子，肌酐、尿素氮等代谢废物通过半透膜的扩散不属于渗透作用，而是扩散作用‌，A错误；B、肾小管与集合管上有大量的水通道蛋白，对水的重吸收主要是协助扩散，B正确；C、葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，不消耗能量，C错误；D、水通道蛋白在“打开”、“关闭”两种状态转换的时候构象发生改变，D错误。故选B。 一、单选题 1．（2025·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图1装置，分别使用等体积2.5mol/L葡萄糖溶液和1.2mol/L蔗糖溶液，室温下观察渗透现象。图2是两种溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正确的是（    ） A．X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化 B．t1—t3由X液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯 C．t2—t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖 D．t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变 【解析】A、葡萄糖分子能通过玻璃纸，蔗糖分子不能通过。开始时葡萄糖溶液和蔗糖溶液的浓度分别为2.5mol/L和1.2mol/L，由于葡萄糖能透过玻璃纸，最终会使两侧葡萄糖浓度相等，而蔗糖不能透过，所以开始时葡萄糖溶液一侧浓度高，水分子进入多，但随着葡萄糖透过玻璃纸，其液面会下降。蔗糖溶液一侧由于蔗糖不能透过，水分子持续进入，液面持续上升。所以X表示蔗糖溶液在垂直管中的高度变化，A错误； B、t1—t3时X液面快速上升，这只能说明单位时间内从烧杯进入漏斗的水分子数量多于从漏斗进入烧杯的水分子数量，并不是水分子不会从漏斗进入烧杯，B错误；C、因为葡萄糖能通过玻璃纸进入烧杯，葡萄糖是还原糖，所以在t2—t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖，C正确；D、由于葡萄糖能通过玻璃纸，最终两侧葡萄糖浓度会相等，但蔗糖不能通过玻璃纸，所以垂直管中液面高度不会不变，D错误。故选C。 2．（2025·北京·高考真题）“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是（    ） A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞 B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞 C．图2，细胞失去的水分子是自由水 D．与图1相比，图2中细胞液浓度小 【解析】A、图1中，水分子通过渗透作用进出细胞，A正确；B、细胞壁有保护和支撑的作用，所以限制过多的水进入细胞，维持细胞形态，B正确；C、图2，细胞发生质壁分离，此时失去的水分子是自由水，C正确；D、与图1相比，图2中细胞发生质壁分离，此时细胞失去了水，所以图2细胞液浓度更大，D错误。故选D。 3．（2025·浙江·高考真题）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 【解析】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。故选C。 4．（2024·湖南·高考真题）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，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8~48h，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】A、分析图中曲线，缢蛏在低盐度条件下鲜重先增大后减小，说明其先吸水后失水，最后趋于动态平衡，A正确；B、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；C、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，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；D、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。故选B。 5．（2024·北京·高考真题）五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是（    ） A．用花瓣细胞观察质壁分离现象 B．用花瓣大量提取叶绿素 C．探索生长素促进其插条生根的最适浓度 D．利用幼嫩茎段进行植物组织培养 【解析】A、花瓣细胞含有中央大液泡，液泡中含有花青素，因此可用花瓣细胞观察质壁分离现象，A不符合题意；B、花 瓣含花青素，而不含叶绿素，因此不能用花瓣提取叶绿素， B符合题意；C、生长素能促进月季的茎段生根，可利用月季的茎段为材料来探索生长素促进其插条生根的最适浓度，C不符合题意；D、月季的幼嫩茎段能分裂，能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培养，D不符合题意。故选B。 6．（2024·新课标卷·高考真题）干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是（    ） A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低 B．干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少 C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大 D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输 【解析】A、叶片萎蔫时，叶片中的脱落酸(ABA)含量会增加，达到一定程度叶片可能会脱落，A错误；B、干旱缺水时，植物气孔开度减小，吸收的二氧化碳会减少，植物的光合速率会降低，B正确；C、植物细胞失水时主要失去自由水，自由水含量下降，结合水与自由水比值会增大，C正确；D、缺水会影响植物体内各种需要水分参与的生理反应，植物对营养物质的吸收和运输往往需要水分参与，缺水不利于该过程，D正确。故选A。 二、实验题 7．（2025·全国卷·高考真题）将某植物叶肉细胞放入一定浓度的KCl溶液中，起初细胞失水发生质壁分离，一定时间（t）后细胞开始吸水，并逐渐复原。回答下列问题： （1）植物细胞与外界溶液进行水分交换时，水分子跨膜运输的两种方式是 。 （2）细胞失水发生质壁分离，原生质层与细胞壁分离的原因是 。 （3）一定时间（t）后细胞开始吸水的原因是 。 【答案】（1）自由扩散、协助扩散 （2）细胞失水体积缩小，原生质层比细胞壁的伸缩性大 （3）K+和C1-进入细胞，使细胞内渗透压高于外界溶液 【解析】（1）水分子跨膜运输的方式有自由扩散、协助扩散，水分子更多的是借助膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。 （2）当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞发生失水导致体积缩小，且原生质层比细胞壁的伸缩性大，细胞会发生质壁分离现象。 （3）KCl会电离出K+和C1-，K+和C1-进入细胞，使细胞内渗透压高于外界溶液，细胞吸水。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第07讲 水进出细胞的原理 目录 01 课标达标练 【题型一】渗透作用 【题型二】细胞的吸水和失水 【题型二】水通道蛋白 02 能力突破练 （新情境+新角度） 03 高考溯源练 题型一 渗透作用 1. 如图为某兴趣小组进行渗透作用实验的装置，所用的生物膜允许水分子通过，但蔗糖不能通过。实验开始时，甲、乙漏斗内液面持平且均高于漏斗外侧。下列说法错误的是（    ） A．甲所在一侧装置为实验组，另一侧为对照组 B．甲漏斗液面将会上升，乙漏斗液面将会下降 C．当漏斗内液面高度稳定时，仍有水分子通过生物膜 D．当渗透平衡时，甲、乙漏斗内外两侧溶液浓度相同 2. 为研究植物的抗寒机制及渗透吸水和失水的原理及现象，某生物兴趣小组进行了以下实验。图1中S1为蔗糖溶液，S2为清水，半透膜只允许水分子通过，初始时两液面平齐。将洋葱鳞片叶外表皮均分为两组，分别在常温与低温（4℃）下处理适宜时间后，再在常温下用0．3g/mL的蔗糖溶液进行质壁分离实验，实验结果如图2。下列分析正确的是（　　） A．图1初始液面上升稳定后，将上升部分液体移除，液面将继续上升并维持原高度 B．洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞膜相当于图1的半透膜，能发生渗透作用 C．造成图2现象的原因可能是低温导致膜流动性和细胞代谢下降 D．洋葱植株可能通过降低细胞液浓度或增多自由水含量适应寒冷环境 题型二 细胞的吸水和失水 3. 某兴趣小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中，一段时间后进行观察，整个实验过程植物细胞都有活性，实验结果如图。下列分析正确的是（　　）    A．甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐加快 B．转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程 C．转移到丙溶液中的植物细胞细胞液浓度与丙浓度相等 D．该实验无法确定甲、乙、丙起始浓度的相对大小 4. 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 5. 将完全相同的紫色牵牛花花瓣细胞分别浸润在甲、乙、丙3种溶液中，测得的细胞膜与细胞壁之间的距离（L）随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是（　　）    A．甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙 B．由t0到t1过程中，甲溶液中细胞的吸水能力逐渐增加 C．a点到b点的过程中，乙溶液中细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度 D．丙溶液中，细胞溶液与外界溶液之间没有水分子的交换 6. 以黑藻为实验材料，观察不同浓度培养液下叶肉细胞的质壁分离状态。下列叙述正确的是（    ） A．根据叶肉细胞中细胞液颜色深浅的变化可判断液泡失水量的多少 B．在任一浓度的培养液中，均可观察到水分子向叶肉细胞内的移动 C．若溶液中的溶质可被细胞吸收，则细胞可能出现质壁分离后自动复原 D．培养液中离子的浓度比黑藻细胞内离子浓度低是保证细胞失水的关键 7. 某研究小组利用洋葱鳞片叶外表皮细胞，开展了如下连续实验：用蔗糖溶液①处理细胞一段时间，原生质体体积减小(甲组)；接着将甲组细胞放在蔗糖溶液②中，原生质体体积进一步减小(乙组)；随后将乙组细胞用蔗糖溶液③处理，原生质体体积增大，较初始状态明显膨胀(丙组)。若在处理过程中细胞和蔗糖溶液间没有溶质交换，下列叙述正确的是（    ） A．三组蔗糖溶液初始浓度高低为③>②>① B．溶液处理后细胞大小关系变为丙>乙>甲 C．处理后细胞液的浓度高低变为乙>甲>丙 D．处理后蔗糖溶液浓度高低变为①=②=③ 8. 请看下图，甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞，研究人员将它们分别置于同一浓度的某水溶液中，并绘制出水分子的跨膜运输示意图，箭头方向表示水分子进出的方向，箭头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是（　　） A．在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲 B．在高倍显微镜下，可观察到进出乙细胞的水分子数相等 C．甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用，且速度相同 D．若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中，最终均会涨破 题型三 水通道蛋白 9. 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，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀。下列叙述正确的是（　　） A．AgNO3处理后红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀与水的自由扩散有关 B．相比未经处理时，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更快 C．将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液，实验后膨胀速度相同 D．AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时，其内外渗透压相同 10. 水分子比较小，人们曾经认为它们可以自由穿过细胞膜的分子间隙而进出细胞。后来有人发现在动物肾脏内，水分子还有其他的跨膜运输方式。下图是水分子通过细胞膜的方式，下列叙述错误的是（    ） A．水分子通过方式1进入细胞的速率远小于方式2 B．短期内细胞呼吸受阻对水分子两种方式的跨膜运输无影响 C．Ca2+逆浓度运输时需要与转运蛋白结合，这与方式2的跨膜运输不同 D．水通道蛋白只容许水分子通过，因此在动植物细胞中的种类是一样的 1. 反渗透海水淡化是利用反渗透技术，通过反渗膜过滤海水从而实现海水淡化。基本原理如图所示。下列有关说法正确的是（    ） A．若去掉人为压力，则图乙中左侧液面会下降，右侧液面会上升 B．反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐分子不能通过，都是选择透过性膜 C．图甲中的水分子都从膜左侧向右侧移动，图乙中的水分子都从膜右侧向左侧移动 D．洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质体相当于一层半透膜 2. 耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。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，研究小组使用0.3g/ml的KNO₃溶液分别处理普通水稻和耐盐碱水稻细胞，结果如图所示。下列分析错误的是（　　）    A．0~1h期间I组水稻细胞液浓度小于外界溶液浓度，发生了质壁分离 B．1~3h期间I组水稻细胞开始吸收K+和NO3-，细胞吸水能力逐渐增强 C．Ⅱ组水稻细胞原生质体体积没有变小，因此可判断其为耐盐碱水稻 D．可用浓度大于0.3g/ml的KNO3溶液进一步探究水稻的耐盐碱能力 3. 津液代谢失常可使脏腑功能异常进而出现多种疾病，而中医药在津液代谢失常类疾病的治疗上效果显著。水通道蛋白作为转运水分子的蛋白通道，是机体水液代谢的重要环节，在各系统细胞膜上均有表达，可以介导水分子在细胞内外转运，使细胞内外环境稳态得以平衡。下列有关推断正确的是（    ） A．人参二醇皂苷能减轻肺水肿，其机制可能是提高肺部细胞水通道蛋白的表达量 B．人体吸收中药中有效成分时，跟细胞膜上的蛋白质有关而与磷脂分子无关 C．通道蛋白在介导物质跨膜运输时不与被转运的物质结合，故其构象不需发生改变 D．津液代谢时水分子总是从渗透压低的一侧向高的一侧转运，直到两侧浓度相等 4. 血液透析膜是一种人工合成的膜材料，可将病人血液中的代谢废物如肌酐、尿素氮等尿毒症毒素透析掉，有关说法正确的是（　　） A．肌酐、尿素氮等代谢废物通过半透膜的扩散，属于渗透作用 B．肾小管对原尿中的大部分水分的重吸收方式主要是协助扩散 C．葡萄糖进入细胞都需要消耗能量和载体蛋白的帮助 D．肾小球的毛细血管壁中的水通道蛋白构象不会发生改变 一、单选题 1．（2025·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图1装置，分别使用等体积2.5mol/L葡萄糖溶液和1.2mol/L蔗糖溶液，室温下观察渗透现象。图2是两种溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正确的是（    ） A．X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化 B．t1—t3由X液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯 C．t2—t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖 D．t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变 2．（2025·北京·高考真题）“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是（    ） A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞 B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞 C．图2，细胞失去的水分子是自由水 D．与图1相比，图2中细胞液浓度小 3．（2025·浙江·高考真题）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 4．（2024·湖南·高考真题）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，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8~48h，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 5．（2024·北京·高考真题）五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是（    ） A．用花瓣细胞观察质壁分离现象 B．用花瓣大量提取叶绿素 C．探索生长素促进其插条生根的最适浓度 D．利用幼嫩茎段进行植物组织培养 6．（2024·新课标卷·高考真题）干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是（    ） A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低 B．干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少 C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大 D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输 二、实验题 7．（2025·全国卷·高考真题）将某植物叶肉细胞放入一定浓度的KCl溶液中，起初细胞失水发生质壁分离，一定时间（t）后细胞开始吸水，并逐渐复原。回答下列问题： （1）植物细胞与外界溶液进行水分交换时，水分子跨膜运输的两种方式是 。 （2）细胞失水发生质壁分离，原生质层与细胞壁分离的原因是 。 （3）一定时间（t）后细胞开始吸水的原因是 。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$