重难03 水进出细胞的原理（重难点突破讲义）高一生物上学期人教版

重难03 水进出细胞的原理 2大重难题型预览 题型01渗透作用系统变式分析 题型02质壁分离与质壁分离复原的应用 1. 掌握细胞吸水和失水原理。 2. 学会分析渗透装置。 1.渗透作用： (1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 (2)方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 (3)条件： 1　 有半透膜存在，半透膜允许溶剂分子通过，但限制或完全阻止溶质扩散，例如动植物细胞膜、人工渗透膜等； 2　 半透膜两侧的溶液存在浓度差，即膜两侧溶液的溶质浓度不同，溶剂会从低浓度侧流向高浓度侧。 (4)特点：无需外部能量输入，属于被动运输的一种。 2.动物细胞的吸水和失水——动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 过程 条件 现象 吸水 外界溶液的浓度＜细胞质的浓度 失水 外界溶液的浓度＞细胞质的浓度 平衡 外界溶液的浓度＝细胞质的浓度 3.植物细胞的吸水和失水 (1)原生质层相当于一层半透膜。 (2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离； 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。 · 注意：质壁分离程度越大，植物吸水能力越强。 题型01渗透作用系统变式分析 1.渗透作用装置： 分析：水分子可以通过半透膜，而蔗糖分子不可以通过；所以单位体积内烧杯中水分子含量大于漏斗内水分子含量，导致进入漏斗的水分子大于进入烧杯的水分子，最终表现为漏斗内液面上升。 注意：(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，液面高度的改变是水分子双向运动的差别导致的。 (2)当液面高度不再变化时，半透膜两侧仍有水分子进出，且进出速率相同。但两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。 (3)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。（溶质摩尔质量大的，物质的量浓度小。） 2.渗透装置变式： (1)液面变化的判断 ①若半透膜两侧，a侧溶质可以通过半透膜，b侧溶质不能通过半透膜，则b侧液面升高。 ②若半透膜a侧和b侧溶质相同，且均不能通过半透膜，则浓度高的一侧液面升高。 ③若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜，则不存在高度差。 (2)高度差的大小取决于浓度差的大小，浓度差越大，高度差越大。 (3)浓度变化：渗透系统中，溶质不能通过半透膜时，实验刚开始浓度大的一侧达到平衡后的浓度仍大于另一侧。 【典例1】如图为U形渗透装置，把质量分数相同的果糖溶液和蔗糖溶液用膀胱膜(允许水分子通过，不允许蔗糖和果糖分子通过)隔开，实验起始前液面高度相同。下列推测和判断错误的是(　　) A.起始前两侧溶液质量浓度相等，但物质的量浓度不相等 B.推测装置内溶液渗透平衡时，甲侧液面低于乙侧 C.装置内溶液达到渗透平衡时，甲、乙两侧溶液的浓度相等 D.用纱布或滤纸取代膀胱膜不会出现相同的实验现象 【答案】C。 【详解】甲、乙两侧分别是蔗糖溶液和果糖溶液，且质量浓度相同，由于蔗糖是二糖，果糖是单糖，因此两侧溶液的物质的量浓度不相等，A正确；甲侧溶液中溶质分子数少，因而其渗透压低于乙侧溶液，水分子进入乙侧溶液更多，使甲侧液面降低、乙侧液面升高，B正确；渗透平衡时，仍有水分子通过膀胱膜，只是此时左右两侧水分子通过膀胱膜的速率相同，但乙侧溶液的浓度大于甲侧溶液的浓度，C错误；用纱布或滤纸取代膀胱膜不会出现相同的实验现象，因为纱布或滤纸不能阻挡蔗糖和果糖分子的跨膜移动，最终表现为甲、乙两侧液面高度相等，D正确。 【典例2】下图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液,且单糖能通过半透膜而二糖、多糖不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是(　 ) A.装置A的现象是左侧液面先下降后上升,最终左右侧液面持平 B.装置A左右侧替换为等量蔗糖溶液,左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶,左侧液面先升后降最后低于右侧 C.装置B烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓 D.装置B达到渗透平衡后,由于液面差存在,水分子向半透膜两侧扩散的速度不同 【答案】D。 【详解】A.由于装置A左右侧溶液存在浓度差,且Y的浓度大于X，所以左侧液面会下降,但由于Y溶液中的葡萄糖分子会进入X,导致X溶液浓度增大,因此左侧液面又会上升,最终左右侧液面持平，A正确； B.如果装置A左右侧替换为等量蔗糖溶液,左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶,左侧的一分子蔗糖可以被蔗糖酶分解成两分子单糖,而右侧的蔗糖不会被淀粉酶分解,所以左侧溶液浓度高于右侧,左侧液面先升高,单糖分子又可以透过半透膜,导致左侧溶液浓度降低,液面下降,故左侧液面先升后降最后低于右侧,B正确; C.由于Z溶液的浓度大于X溶液的浓度,所以装置B中漏斗液面升高,但水分子的进入导致Z溶液浓度下降,所以水分子由烧杯进入漏斗的速率降低,所以烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓,C正确; D.装置B达到渗透平衡后,水分子向半透膜两侧扩散的速度相同,D错误。 题型02质壁分离与质壁分离复原的应用 1. 曲线分析： (1)a点之前:细胞失水(速率逐渐减小)，质壁分离细胞液浓度小于外界溶液浓度; (2)a点:细胞失水量最大，细胞液浓度等于外界溶液浓度; (3)a点之后b点之前:细胞吸水，开始质壁分离复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度b点; (4)b点:质壁分离完全复原，吸水量等于失水量; · 细胞自动复原的原因:细胞主动吸收外界溶液中的溶质分子 （拓展：溶质可透过膜的溶液有KNO3、甘油、尿素、葡萄糖等） · 细胞吸收溶质分子时间:a点以后细胞液浓度已经大于外液溶液浓度，故细胞主动吸收溶质分子发生在a点之前。 · b点细胞浓度与初始细胞浓度大小比较:细胞失水量=吸水量，但细胞主动吸收溶质分子，溶剂量不变，溶质增多，故b点细胞浓度大于初始细胞浓度 2. 应用： (1)判断植物细胞的活性 (2)测定植物细胞液浓度的范围 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溶液和蔗糖溶液) 【典例1】用细胞液浓度相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别制成5个临时装片，同时滴加甲、乙、丙、丁、戊5种不同浓度的蔗糖溶液，处理相同时间后，观察记录原生质体的体积变化，绘制结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.甲溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离程度大于丁溶液中的 B.实验后，甲～戊溶液中外表皮细胞的细胞液浓度最低的是乙溶液 C.将丙溶液中的外表皮细胞浸润在清水中，可发生质壁分离的复原 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度与戊蔗糖溶液浓度相当 【答案】D 【解析】　据题图可知，甲和丁溶液中细胞均失水，且丁中细胞失水更多，故甲溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离程度小于丁溶液中的，A错误； 本实验所用洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度相同，实验后，乙溶液中细胞失水最多，说明乙溶液中细胞的细胞液浓度最高，B错误； 丙溶液中的原生质体体积增大，说明该浓度下细胞吸水，并未发生质壁分离，C错误； 戊蔗糖溶液浓度中细胞原生质体体积不变，说明细胞既不吸水也不失水，推测紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度与戊蔗糖溶液浓度相当，D正确。 【典例2】紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别用一定浓度的甲、乙溶液处理，一段时间内，细胞的原生质体相对体积变化如图。下列说法错误的是(　 ) A.a～d 阶段液泡的体积逐渐减小，颜色加深 B.a～b 阶段甲溶液的溶质分子可能进入细胞液 C.与a点相比，d 点时洋葱表皮细胞的吸水能力大 D.处于a、c 两点的洋葱表皮细胞的细胞液浓度大体相等 【答案】D 【详解】A.据图可知，a~d阶段原生质体的体积减小，由于细胞失水，故液泡颜色变深，A正确; B. 据图可知，甲溶液中的细胞可以发生质壁分离后自动复原，故a~b阶段甲溶液的溶质分子可能进入到细胞液，细胞液浓度升高后，细胞吸水自动复原，B正确; C. 据图可知，与点相比，d点的原生质体体积较小，说明细胞失水，d点的吸水能力大于a点，C正确; D. a点时细胞失水点时细胞吸水(但由于细胞壁的限制体积不再继续增大),两者的细胞液浓度不同,D错误。 1．（多选）实验小组将紫色洋葱内表皮细胞置于适宜浓度的蔗糖溶液中，液泡体积的相对大小随时间的变化曲线如图所示，整个过程中细胞都维持正常活性，下列有关说法中正确的是（    ） A．与 A 点相比，B 点的细胞吸水能力更强 B．C 点时，细胞液浓度和外界溶液浓度相等 C．AB 段，只有水分渗出细胞，没有水分进入细胞 D．将细胞置于清水中，细胞液浓度都会恢复至初始浓度 【答案】AB 【详解】A、与 A 点相比，B 点时细胞失水更多，细胞液浓度更大，所以吸水能力更强，A正确； B、由于细胞始终保持活性，而在C点时，水分进出平衡，液泡相对体积不变，细胞液浓度失水达到与外界溶液浓度相等，细胞液浓度不可能大于外界溶液浓度，B正确； C、AB 段细胞在失水，但水分进出细胞是双向的，只是渗出细胞的水分多于进入细胞的水分，C错误； D、如果细胞失水过多，可能会造成细胞损伤，将其置于清水中，细胞液浓度不一定能恢复至初始浓度，D错误。 故选AB。 2．某学校生物社团将a、b两种植物的成熟叶片，分别放置在不同浓度（①~⑤）的蔗糖溶液中，经过相同时间的处理后，测量并记录其实验前重量与实验后重量的比值，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．实验前重量与实验后重量比值大于1时，叶片细胞可能已发生质壁分离 B．将a植物叶片置于④中一段时间后再置于①中，可能会观察到质壁分离复原 C．③浓度下，a、b两种植物叶片细胞的细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差值最大 D．该实验结果表明，a、b两种植物叶片细胞对蔗糖溶液浓度变化的响应存在差异 【答案】C 【详解】A、当实验前重量与实验后重量比值大于1时，说明实验后重量减轻，细胞失水发生质壁分离，A正确； B、a植物叶片在④中已发生质壁分离，换成①浓度后，细胞外液浓度降低，细胞吸水，可能会观察到质壁分离复原的现象，B正确； C、实验前重量与实验后重量比值越接近1，说明细胞失水或吸水越少，细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差值越小。③浓度下a、b两种植物的该比值偏离1较远，说明细胞吸水较多，即细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差值较大，但不一定是最大，因为蔗糖溶液的具体浓度梯度未知，C错误； D、从图中可看出，在相同蔗糖溶液浓度下，a、b两种植物的实验前重量与实验后重量比值不同，表明两种植物叶片细胞对蔗糖溶液浓度变化的响应存在差异，D正确。 故选C。 3．某科研工作者用物质的量浓度均为2mol/L的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，观察细胞质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．0-60s，乙二醇溶液组和蔗糖溶液组细胞的吸水能力逐渐减弱 B．120s时，蔗糖溶液组的细胞的细胞液浓度小于外界溶液的浓度 C．在120s后，乙二醇组的细胞开始吸收乙二醇，导致其细胞液浓度增大 D．240s时，将蔗糖溶液组的细胞置于清水中一定会发生复原现象 【答案】B 【详解】A、0-60s内，乙二醇溶液组和蔗糖溶液组的原生质体体积都在减小，说明细胞都在失水。细胞失水时，细胞液浓度逐渐增大，吸水能力逐渐增强，而非减弱，A错误； B、120s时，蔗糖溶液的叶肉细胞正在发生质壁分离，因此叶肉细胞的细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，B正确； C、处于乙二醇溶液中的细胞从开始即吸收乙二醇，C错误； D、240s时细胞发生质壁分离太长时间，细胞失水过多可能会导致细胞死亡，再放入清水中不一定会发生复原现象，D错误。 故选B。 4．将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于一定浓度的葡萄糖溶液中，某一时刻观察到的图像如图。下列说法错误的是（　　） A．①③⑤构成原生质层，其伸缩性大于④ B．若细胞正在进行质壁分离，则⑤处渗透压大于②处 C．若细胞表现为吸水，说明外界葡萄糖已进入细胞 D．若细胞正由失水转为吸水，则②处葡萄糖浓度与外界溶液相等 【答案】D 【详解】A、原生质层由①细胞膜、③液泡膜以及两层膜之间的⑤细胞质构成；原生质层具有较大伸缩性，而细胞壁④伸缩性较小，这是质壁分离及复原的结构基础，A正确； B、若细胞正在进行质壁分离，说明细胞失水，此时细胞质⑤处的渗透压大于细胞液（②）的渗透压，导致水分外流，B正确； C、细胞表现为吸水，由于外界溶液是葡萄糖溶液，细胞吸水的原因可能是葡萄糖进入细胞，使细胞液浓度升高，渗透压增大，从而吸水，C正确； D、若细胞正由失水转为吸水，此时细胞处于质壁分离复原的转折点，说明细胞液②的渗透压大于外界溶液渗透压，水分进入细胞，D错误。 故选D。 5．某兴趣小组利用装置a研究渗透现象，分析植物细胞b的吸水和失水，下列说法正确的是（    ） A．若将植物细胞b看作一个渗透系统，图中结构5相当于装置a的玻璃纸 B．若把植物细胞b放在蔗糖溶液中，则图中结构1、2之间仍然是细胞质基质 C．甲、乙分别加入2mol/L的蔗糖和葡萄糖溶液使液面齐平，最终液面高度将如图a D．若装置a、b均处于渗透平衡状态，则图中结构3中的液体相当于漏斗中的溶液 【答案】C 【详解】A、植物细胞的原生质层（包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质）相当于半透膜，图中结构5是液泡膜，而装置a中的玻璃纸是半透膜，原生质层才相当于玻璃纸，A错误； B、把植物细胞b放在蔗糖溶液中，细胞会失水，发生质壁分离，结构1（细胞壁）和2（细胞膜）之间是外界的蔗糖溶液，而非细胞质基质，B错误； C、甲、乙分别加入2mol/L的蔗糖和葡萄糖溶液使液面齐平，由于葡萄糖分子能通过玻璃纸，蔗糖分子不能通过，所以葡萄糖溶液一侧的溶质分子会进入甲侧，导致甲侧溶液浓度升高，最终甲侧液面会高于乙侧，C正确； D、若装置a、b均处于渗透平衡状态，图中结构3是细胞质，其中的液体与漏斗中的溶液成分不同，D错误。 故选C。 6．某实验小组为探究质壁分离及复原的实验现象，利用某植物细胞为实验材料进行了有关实验，并绘制了如图所示的实验曲线图(甲和乙为两次实验的曲线图)，图像中δ＝原生质体的当前体积/原生质体的初始体积。下列相关叙述错误的是（　　） A．若乙实验c时滴加大量清水后原生质体仍无变化，可能是细胞已经死亡 B．植物细胞发生质壁分离的内因之一是植物细胞原生质层的伸缩性大于细胞壁 C．若细胞加入溶液后不再做任何操作，则甲实验所用的溶液可能是乙二醇溶液 D．可选择紫色洋葱的根尖分生区细胞作为实验材料，这样便于观察实验现象 【答案】D 【详解】A、若乙实验c时期加入大量水后原生质体仍无变化，可能是细胞过度失水而死亡，A正确； B、植物细胞发生质壁分离的内因包括原生质层的伸缩性大于细胞壁、原生质层相当于半透膜，B正确； C、若细胞加入溶液后不再做任何操作，则甲实验所用的实验试剂可以发生质壁分离自动复原，可能是乙二醇溶液，C正确； D、观察质壁分离实验所用的材料需要满足的条件有植物细胞、有大液泡的活细胞，洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不适合作为实验材料，D错误。 故选D。 7． 将相同的紫色牵牛花花瓣分别浸润在甲、乙、丙3种溶液中，测得同一位置的细胞膜与细胞壁之间的距离（L）随时间变化的研究结果如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．乙溶液可能为一定浓度的乙二醇溶液 B．甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为丙>乙>甲 C．由到过程中甲溶液细胞的吸水能力逐渐减小 D．细胞液与丙溶液之间没有水分子的交换 【答案】A 【分析】分析题意和题图：t0~t1时间内，紫色牵牛花花瓣在甲、乙两种溶液中，原生质层的外界面与细胞壁间距离均越来越大，即细胞发生质壁分离，说明甲、乙两种溶液浓度大于细胞液浓度，细胞发生渗透失水；t1~t2时间，乙细胞发生质壁分离的自动复原，说明有溶质分子进入细胞，而甲细胞仍处于质壁分离状态；细胞在丙溶液中未发生质壁分离。 【详解】A、由图可知，处在乙中的细胞先发生质壁分离，后发生自动复原，说明溶液中的溶质可以进入细胞，可能是一定浓度的乙二醇溶液，A正确； B、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，B错误； C、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，C错误； 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A。 8．胭脂红是一种水溶性的大分子红色色素，生物学习小组利用紫色洋葱鳞片叶内表皮进行实验，观察到在不同浓度的胭脂红溶液中细胞的质壁分离情况如下表所示。下列有关的实验分析，错误的是（    ） 组别 ① ② ③ ④ ⑤ 胭脂红溶液浓度（g/mL） 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 质壁分离状态 － － + ++ +++ 注：“－”表示未出现质壁分离，“+”表示出现质壁分离。 A．第①组洋葱内表皮细胞吸水，会使胭脂红溶液浓度增大 B．第③④组洋葱内表皮细胞的原生质层和细胞液均为无色 C．洋葱内表皮细胞的细胞液浓度介于0.15～0.25g/mL之间 D．用蔗糖溶液代替胭脂红溶液进行实验也能观察到相同的实验现象 【答案】D 【分析】1、当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，即发生了质壁分离复原。 2、胭脂红是大分子化合物，不能透过生物膜；由于细胞液无色，因此可以依据细胞壁和原生质层之间的颜色区域大小，可判断细胞是发生质壁分离还是质壁分离复原现象。 【详解】A、①②组中细胞没有出现质壁分离，说明该细胞的细胞液浓度大于或等于0.15g/mL，因此，在第①组中，该细胞吸水，细胞液浓度下降，胭脂红溶液浓度增大，A正确； B、③④组中，该细胞均出现质壁分离，由于胭脂红是大分子物质，不能通过细胞膜进入细胞，因此该细胞的原生质层和细胞液为无色，B正确； C、该细胞的细胞液浓度介于不发生质壁分离和刚发生质壁分离的两种溶液浓度之间，即0.15～0.25g/mL之间，C正确； D、用蔗糖代替胭脂红进行实验也能使洋葱鳞片叶内表皮细胞发生质壁分离，但由于内表皮细胞和蔗糖溶液均为无色，因此不能观察到相同的实验现象，D错误。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难03 水进出细胞的原理 2大重难题型预览 题型01渗透作用系统变式分析 题型02质壁分离与质壁分离复原的应用 1. 掌握细胞吸水和失水原理。 2. 学会分析渗透装置。 1.渗透作用： (1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 (2)方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 (3)条件： 1　 有半透膜存在，半透膜允许溶剂分子通过，但限制或完全阻止溶质扩散，例如动植物细胞膜、人工渗透膜等； 2　 半透膜两侧的溶液存在浓度差，即膜两侧溶液的溶质浓度不同，溶剂会从低浓度侧流向高浓度侧。 (4)特点：无需外部能量输入，属于被动运输的一种。 2.动物细胞的吸水和失水——动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 过程 条件 现象 吸水 外界溶液的浓度＜细胞质的浓度 失水 外界溶液的浓度＞细胞质的浓度 平衡 外界溶液的浓度＝细胞质的浓度 3.植物细胞的吸水和失水 (1)原生质层相当于一层半透膜。 (2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离； 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。 · 注意：质壁分离程度越大，植物吸水能力越强。 题型01渗透作用系统变式分析 1.渗透作用装置： 分析：水分子可以通过半透膜，而蔗糖分子不可以通过；所以单位体积内烧杯中水分子含量大于漏斗内水分子含量，导致进入漏斗的水分子大于进入烧杯的水分子，最终表现为漏斗内液面上升。 注意：(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，液面高度的改变是水分子双向运动的差别导致的。 (2)当液面高度不再变化时，半透膜两侧仍有水分子进出，且进出速率相同。但两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。 (3)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。（溶质摩尔质量大的，物质的量浓度小。） 2.渗透装置变式： (1)液面变化的判断 ①若半透膜两侧，a侧溶质可以通过半透膜，b侧溶质不能通过半透膜，则b侧液面升高。 ②若半透膜a侧和b侧溶质相同，且均不能通过半透膜，则浓度高的一侧液面升高。 ③若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜，则不存在高度差。 (2)高度差的大小取决于浓度差的大小，浓度差越大，高度差越大。 (3)浓度变化：渗透系统中，溶质不能通过半透膜时，实验刚开始浓度大的一侧达到平衡后的浓度仍大于另一侧。 【典例1】如图为U形渗透装置，把质量分数相同的果糖溶液和蔗糖溶液用膀胱膜(允许水分子通过，不允许蔗糖和果糖分子通过)隔开，实验起始前液面高度相同。下列推测和判断错误的是(　　) A.起始前两侧溶液质量浓度相等，但物质的量浓度不相等 B.推测装置内溶液渗透平衡时，甲侧液面低于乙侧 C.装置内溶液达到渗透平衡时，甲、乙两侧溶液的浓度相等 D.用纱布或滤纸取代膀胱膜不会出现相同的实验现象 【典例2】下图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液,且单糖能通过半透膜而二糖、多糖不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是(　 ) A.装置A的现象是左侧液面先下降后上升,最终左右侧液面持平 B.装置A左右侧替换为等量蔗糖溶液,左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶,左侧液面先升后降最后低于右侧 C.装置B烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓 D.装置B达到渗透平衡后,由于液面差存在,水分子向半透膜两侧扩散的速度不同 题型02质壁分离与质壁分离复原的应用 1. 曲线分析： (1)a点之前:细胞失水(速率逐渐减小)，质壁分离细胞液浓度小于外界溶液浓度; (2)a点:细胞失水量最大，细胞液浓度等于外界溶液浓度; (3)a点之后b点之前:细胞吸水，开始质壁分离复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度b点; (4)b点:质壁分离完全复原，吸水量等于失水量; · 细胞自动复原的原因:细胞主动吸收外界溶液中的溶质分子 （拓展：溶质可透过膜的溶液有KNO3、甘油、尿素、葡萄糖等） · 细胞吸收溶质分子时间:a点以后细胞液浓度已经大于外液溶液浓度，故细胞主动吸收溶质分子发生在a点之前。 · b点细胞浓度与初始细胞浓度大小比较:细胞失水量=吸水量，但细胞主动吸收溶质分子，溶剂量不变，溶质增多，故b点细胞浓度大于初始细胞浓度 2. 应用： (1)判断植物细胞的活性 (2)测定植物细胞液浓度的范围 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溶液和蔗糖溶液) 【典例1】用细胞液浓度相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别制成5个临时装片，同时滴加甲、乙、丙、丁、戊5种不同浓度的蔗糖溶液，处理相同时间后，观察记录原生质体的体积变化，绘制结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.甲溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离程度大于丁溶液中的 B.实验后，甲～戊溶液中外表皮细胞的细胞液浓度最低的是乙溶液 C.将丙溶液中的外表皮细胞浸润在清水中，可发生质壁分离的复原 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度与戊蔗糖溶液浓度相当 【典例2】紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别用一定浓度的甲、乙溶液处理，一段时间内，细胞的原生质体相对体积变化如图。下列说法错误的是(　 ) A.a～d 阶段液泡的体积逐渐减小，颜色加深 B.a～b 阶段甲溶液的溶质分子可能进入细胞液 C.与a点相比，d 点时洋葱表皮细胞的吸水能力大 D.处于a、c 两点的洋葱表皮细胞的细胞液浓度大体相等 1．（多选）实验小组将紫色洋葱内表皮细胞置于适宜浓度的蔗糖溶液中，液泡体积的相对大小随时间的变化曲线如图所示，整个过程中细胞都维持正常活性，下列有关说法中正确的是（    ） A．与 A 点相比，B 点的细胞吸水能力更强 B．C 点时，细胞液浓度和外界溶液浓度相等 C．AB 段，只有水分渗出细胞，没有水分进入细胞 D．将细胞置于清水中，细胞液浓度都会恢复至初始浓度 2．某学校生物社团将a、b两种植物的成熟叶片，分别放置在不同浓度（①~⑤）的蔗糖溶液中，经过相同时间的处理后，测量并记录其实验前重量与实验后重量的比值，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．实验前重量与实验后重量比值大于1时，叶片细胞可能已发生质壁分离 B．将a植物叶片置于④中一段时间后再置于①中，可能会观察到质壁分离复原 C．③浓度下，a、b两种植物叶片细胞的细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差值最大 D．该实验结果表明，a、b两种植物叶片细胞对蔗糖溶液浓度变化的响应存在差异 3．某科研工作者用物质的量浓度均为2mol/L的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，观察细胞质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．0-60s，乙二醇溶液组和蔗糖溶液组细胞的吸水能力逐渐减弱 B．120s时，蔗糖溶液组的细胞的细胞液浓度小于外界溶液的浓度 C．在120s后，乙二醇组的细胞开始吸收乙二醇，导致其细胞液浓度增大 D．240s时，将蔗糖溶液组的细胞置于清水中一定会发生复原现象 4．将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于一定浓度的葡萄糖溶液中，某一时刻观察到的图像如图。下列说法错误的是（　　） A．①③⑤构成原生质层，其伸缩性大于④ B．若细胞正在进行质壁分离，则⑤处渗透压大于②处 C．若细胞表现为吸水，说明外界葡萄糖已进入细胞 D．若细胞正由失水转为吸水，则②处葡萄糖浓度与外界溶液相等 5．某兴趣小组利用装置a研究渗透现象，分析植物细胞b的吸水和失水，下列说法正确的是（    ） A．若将植物细胞b看作一个渗透系统，图中结构5相当于装置a的玻璃纸 B．若把植物细胞b放在蔗糖溶液中，则图中结构1、2之间仍然是细胞质基质 C．甲、乙分别加入2mol/L的蔗糖和葡萄糖溶液使液面齐平，最终液面高度将如图a D．若装置a、b均处于渗透平衡状态，则图中结构3中的液体相当于漏斗中的溶液 6．某实验小组为探究质壁分离及复原的实验现象，利用某植物细胞为实验材料进行了有关实验，并绘制了如图所示的实验曲线图(甲和乙为两次实验的曲线图)，图像中δ＝原生质体的当前体积/原生质体的初始体积。下列相关叙述错误的是（　　） A．若乙实验c时滴加大量清水后原生质体仍无变化，可能是细胞已经死亡 B．植物细胞发生质壁分离的内因之一是植物细胞原生质层的伸缩性大于细胞壁 C．若细胞加入溶液后不再做任何操作，则甲实验所用的溶液可能是乙二醇溶液 D．可选择紫色洋葱的根尖分生区细胞作为实验材料，这样便于观察实验现象 7． 将相同的紫色牵牛花花瓣分别浸润在甲、乙、丙3种溶液中，测得同一位置的细胞膜与细胞壁之间的距离（L）随时间变化的研究结果如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．乙溶液可能为一定浓度的乙二醇溶液 B．甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为丙>乙>甲 C．由到过程中甲溶液细胞的吸水能力逐渐减小 D．细胞液与丙溶液之间没有水分子的交换 8．胭脂红是一种水溶性的大分子红色色素，生物学习小组利用紫色洋葱鳞片叶内表皮进行实验，观察到在不同浓度的胭脂红溶液中细胞的质壁分离情况如下表所示。下列有关的实验分析，错误的是（    ） 组别 ① ② ③ ④ ⑤ 胭脂红溶液浓度（g/mL） 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 质壁分离状态 － － + ++ +++ 注：“－”表示未出现质壁分离，“+”表示出现质壁分离。 A．第①组洋葱内表皮细胞吸水，会使胭脂红溶液浓度增大 B．第③④组洋葱内表皮细胞的原生质层和细胞液均为无色 C．洋葱内表皮细胞的细胞液浓度介于0.15～0.25g/mL之间 D．用蔗糖溶液代替胭脂红溶液进行实验也能观察到相同的实验现象 学科网（北京）股份有限公司 $