第2单元 第9讲 水进出细胞的原理（课件PPT）-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版 不定项）

该高中生物学高考复习课件聚焦“水进出细胞的原理”核心考点，涵盖渗透作用分析、动植物细胞吸水失水及质壁分离实验三大高考高频内容。依据高考评价体系，明确实验探究题占比30%以上的考点权重，归纳选择、实验设计等常考题型，构建“原理-现象-应用”的备考逻辑链。 课件以“探究实践+科学思维”为特色，通过质壁分离实验步骤拆解（如制片→低倍观察→滴加蔗糖溶液→现象记录）和易错点分析（如蔗糖浓度过高致细胞死亡），培养学生生命观念。课下精练卷结合真题变式，帮助学生掌握实验结论表述技巧，教师可据此实现考点精准突破，提升复习效率。

第二单元 细胞的基本结构和 物质运输 正禾一本通高三一轮总复习 生物学 水进出细胞的原理 第9讲 01 考点一 渗透作用及其现象分析 02 03 考点二　 动物细胞和植物细胞的吸水和失水 考点三　 观察植物细胞的质壁分离和复原[探究·实践] 目录 04 课下巩固精练卷(九) 水进出细胞的原理 3 考点一 渗透作用及其现象分析 返回 4 整合必备知识 半透膜 半透膜 浓度差 单位时间由烧杯中通过半透膜进入漏斗中的水分子 数多于单位时间由漏斗中通过半透膜进入烧杯中的水分子数 × × × 提升关键能力 ＞ 升高 降低 降低 升高 落实素养题组 考点二 动物细胞和植物细胞的吸水和失水 返回 17 整合必备知识 半透膜 ＜ ＞ ＝ 中央(大)液泡 全透性 小 细胞质 失水 质壁分离 大于 质壁分离复原 × × √ 落实素养题组 考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原[探究·实践] 返回 26 整合必备知识 细胞壁 逐渐变小 分离 清水 逐渐变大 贴近 × × × × × 提升关键能力 ab 原生质层和细胞壁的位置关系；液泡的体积变化； 液泡的颜色变化 不能 蔗糖溶液浓度过高，植物细胞失水过多而死亡 葡萄糖溶液或甘油溶液 B、C、D 溶液中的蔗糖分子不能被 植物细胞所吸收 落实素养题组 课下巩固精练卷(九) 水进出细胞的原理 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 9 1 13 12 11 10 2 3 4 5 6 7 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【正误辨析】　//////////////////////////// (1)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等。( ) 提示：渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，溶质微粒越多，溶液渗透压越高。1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的蔗糖溶液的渗透压大小不相等，因为NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，而蔗糖溶液中只含有蔗糖分子，故NaCl溶液渗透压高于蔗糖溶液。 (2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。 ( ) (3)在渗透装置中，从实验开始到实验平衡过程中，水分子进入漏斗的速率越来越快。( ) 提示：当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子仍然在通过半透膜扩散，只是半透膜两侧的水分子进出平衡。 提示：从实验开始到实验平衡过程中，水分子进入漏斗的速率越来越慢。 图A、图B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题。 (1)图A中，若S1、S2中溶质不能通过半透膜，则Δh不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为S1 S2。(填“>”“<”或“＝”) (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 ，右管液面 。(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 ，右管液面 。(填“升高”“降低”或“不变”) 1.(2024·江西南昌一模)如图所示U形管中间是半透膜(只允许水分子和葡萄糖分子通过)，先在左右两侧各加入等量的0.1 mol/L的蔗糖溶液，然后在左右两侧分别加入等量、少量的蔗糖酶和淀粉酶。一段时间后，再在两侧分别加入等量的斐林试剂并水浴加热，则两侧的液面高度及颜色变化情况是(　　) A.左侧液面先升后降最后不变，两侧均有砖红色现象 B.两侧液面不变，两侧均无砖红色现象 C.左侧液面先升后降最后不变，只有左侧有砖红色现象 D.右侧液面先升后降最后不变，两侧均有砖红色现象 解析：选A。先在左右两侧各加入等量的0.1 mol/L的蔗糖溶液，然后在左右两侧分别加入等量、少量的蔗糖酶和淀粉酶。一段时间后，由于左侧加入的是蔗糖酶，能把蔗糖水解成葡萄糖和果糖，二者属于小分子，左侧物质的量浓度升高，水分子向左侧移动，左侧液面先升高，一段时间后葡萄糖向右侧移动，使右侧物质的量浓度变高，水分子又从左侧移动到右侧，左侧高度降低，最后两侧的液面高度一样。由以上分析可知，最终两侧均有葡萄糖，分别加入等量的斐林试剂并水浴加热，颜色变化情况是均有砖红色现象。A正确，B、C、D错误。 2.(2024·山东泰安模拟)同一个水槽中放置甲、乙、丙三个渗透装置如图，三个漏斗颈的内径相等，漏斗口均封以半透膜(单糖能而二糖不能透过)。漏斗内装有不同浓度的蔗糖溶液，开始时漏斗内液面高度相同，蔗糖溶液浓度和半透膜的面积见下表。下列相关说法错误的是(　　) 装置编号 甲 乙 丙 半透膜面积/cm2 2S S S 蔗糖溶液浓度/(mol/L) 0.3 0.3 0.5 A.三个渗透装置达到渗透平衡时，丙漏斗的液面上升的最高 B.甲漏斗的液面上升到最大高度所需的时间小于乙所需时间 C.乙、丙装置均达到渗透平衡时，漏斗内蔗糖溶液的浓度相等 D.若漏斗中加入等量蔗糖酶，乙、丙漏斗内的液面都是先升后降最后高度相同 解析：选C。漏斗内液面高度大小最终取决于水分渗透总量，而水分渗透总量和蔗糖溶液的量正相关；据题表分析可知：丙的蔗糖浓度最高，导致水分的渗透总量最大，因此最终漏斗液面高度最高；A正确；甲和乙蔗糖溶液的浓度相等，最终水分渗透总量一样，所以漏斗液面高度最终一样，但甲的半透膜面积为2S，是乙的2倍，因此刚开始一段时间水分渗透速率较快，液面高度上升较乙快，因此甲漏斗的液面上升到最大高度所需的时间小于乙所需时间，B正确；由于蔗糖浓度丙大于乙，因此乙、丙装置均达到渗透平衡时，漏斗内蔗糖溶液的浓度丙大于乙，C错误；由于蔗糖不能透过半透膜，导致漏斗液面上升；加入蔗糖酶后，发生水解反应，生成很多葡萄糖和果糖，由于单糖可以透过半透膜，达到平衡后漏斗内外液面相同，所以乙、丙漏斗内的液面都是先升后降最后高度相同，D正确。 1.动物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的细胞膜相当于 。 (2)条件及现象 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 2.成熟植物细胞的吸水和失水 (1)条件：成熟植物细胞具有 。 (2)原理 (3)现象 当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，活的植物细胞就通过渗透作用 ，发生 现象；将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度 外界清水的浓度，植物细胞吸水，发生 现象。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。( ) (2)质壁分离是指细胞质与细胞壁发生分离。 ( ) (3)质壁分离过程中细胞液的吸水能力逐渐变大。 ( ) 提示：植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成。 提示：质壁分离是指原生质层与细胞壁发生分离。 1.(2024·四川成都二模)某同学将家兔红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中，观察其形态发生皱缩或膨胀的情况。下列相关叙述错误的是(　　) A.家兔红细胞的皱缩和膨胀都与细胞膜的流动性有关 B.若发现红细胞皱缩，则说明NaCl溶液浓度比细胞质低 C.若发现红细胞在逐渐膨胀，则其吸水能力在逐渐减弱 D.若发现红细胞先皱缩后膨胀，说明有离子能进入细胞 解析：选B。红细胞的皱缩和膨胀都与细胞膜的流动性有关，A正确；若红细胞皱缩，则说明NaCl溶液浓度比细胞质浓度高，细胞失水，B错误；若红细胞在逐渐膨胀，说明细胞发生了吸水，细胞质浓度逐渐降低，细胞内外溶液浓度差变小，细胞吸水能力逐渐减弱，C正确；若红细胞先皱缩后膨胀，说明细胞先失水，后有离子能进入细胞使细胞质浓度升高，细胞又发生了吸水，D正确。 2.(多选)实验小组将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的外界溶液中，测量并绘制出细胞液浓度/外界溶液浓度的值(P值)随时间的变化曲线(如图所示)。下列说法正确的是(　　) A.实验中0～T1时段，细胞液的颜色变深，吸水能力逐渐增强 B.将该细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中也会出现图示曲线 C.植物细胞发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层 D.实验中液泡的颜色变化与生物膜的选择透过性有关 解析：选ACD。实验中0～T1时段，P＜1，说明细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞失水，细胞液颜色变深，细胞液浓度变大，吸水能力逐渐增强，A正确；据图分析可知，该实验中发生了质壁分离后自动复原的现象，蔗糖是二糖，该溶质无法进入细胞，不会出现质壁分离后自动复原的现象，因此不会出现图示曲线，B错误；植物细胞发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层，C正确；实验中液泡的颜色变化受细胞吸水、失水的影响，细胞的吸水与失水又与生物膜选择吸收溶质有关，所以液泡的颜色变化与生物膜的选择透过性有关，D正确。 1.质壁分离状态不等于质壁分离复原过程：植物细胞处于质壁分离状态时，可能处于质壁分离过程中，也可能处于质壁分离复原过程中，还可能处于渗透平衡状态。 2.发生质壁分离自动复原时，不是开始复原才开始吸收溶质。细胞处于此类溶液中后，就开始主动吸收溶质。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)在“探究植物细胞的吸水和失水”实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、三次用高倍镜观察。( ) (2)质壁分离与复原实验中吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染显微镜镜头。( ) 提示：在该实验操作中，三次都是用低倍镜进行观察。 提示：吸水纸的主要作用是吸引液体在盖玻片下移动，使植物细胞浸润在所滴加的液体中。 提示：发生质壁分离的细胞，细胞壁与原生质层之间的液体是外界溶液。 (3)利用洋葱根尖分生组织和添加胭脂红的蔗糖溶液进行实验，现象更加明显。( ) (4)选用黑藻成熟叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。( ) (5)发生质壁分离的细胞，细胞壁与原生质层之间的液体是清水。 ( ) 提示：洋葱根尖分生组织细胞属于幼嫩的细胞，没有中央大液泡，不适合用于观察植物细胞的失水和吸水。 提示：黑藻叶片的叶肉细胞中液泡无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察。 图1是探究洋葱细胞吸水和失水实验的基本操作步骤，图2是该实验中观察到的某个细胞的原生质体大小变化情况绘制成的曲线(原生质体的初始大小相对值记为1)。 (1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？为什么？ (2)在植物细胞发生质壁分离的过程中，请比较外界溶液、细胞质基质、细胞液的浓度大小。 (3)图1中步骤③的处理方法使细胞发生图2中 段的变化，每次观察时，主要观察的指标有： (答出2点即可)。若所用蔗糖溶液的浓度是0.7 g/mL，则 (填“能”或“不能”)观察到图2中ce时间段所发生的变化，原因是 。 提示：不一定。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于观察，而其他满足条件的细胞也可作为实验材料。 提示：外界溶液浓度＞细胞质基质浓度＞细胞液浓度。 (4)成熟的植物细胞发生质壁分离后，如果再吸水会发生质壁分离复原，植物细胞位于不同的溶液中复原情况不同，为了探究这个问题，某兴趣小组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，分别置于蔗糖溶液、清水、葡萄糖溶液和甘油溶液中，定时测量每组萝卜条平均长度，记录结果如图3。B曲线对应的溶液可能是 ，A、B、C、D四组实验中萝卜细胞发生质壁分离的是 ，其中D曲线对应的溶液中细胞不能自动复原的原因是 。 [深化理解]　质壁分离与复原实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 (4)比较未知浓度溶液的浓度大小 (5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 1.(2024·四川成都三模)用物质的量浓度为1.5 mol·L－1的甘油溶液和1.5 mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察其质壁分离现象，得到原生质体体积变化情况如图所示。下列说法正确的是(　　) A.该实验说明原生质层具有伸缩性而细胞壁没有 B.通常能发生质壁分离的细胞也能进行相关基因的表达 C.从图中B点对应的时刻开始，甘油才逐渐进入植物细胞 D.AB过程中植物细胞的失水能力逐渐增强 解析：选B。图中，该植物细胞在1.5 mol·L－1的甘油溶液中先发生质壁分离，然后发生质壁分离复原，在1.5 mol·L－1的蔗糖溶液中发生了质壁分离，说明细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，原生质层比细胞壁的伸缩性大，A错误；通常能发生质壁分离的细胞属于成熟的植物细胞，是高度分化的细胞，不分裂，不进行DNA的复制，但是要合成蛋白质，因此能进行相关基因的表达，B正确；在1.5 mol·L－1的甘油溶液中，从图中A点对应的时刻开始，甘油逐渐进入植物细胞，细胞液浓度升高，与外界浓度差减小，植物细胞的失水能力逐渐减弱，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水发生质壁分离自动复原，C、D错误。 2.(2024·四川绵阳三模)为探究植物耐寒机制，某研究小组以洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，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： 组别 初始细胞质壁分离所需时间/s 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 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 解析：选C。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：植物细胞可能通过增加细胞液的浓度(比如低温下淀粉分解成可溶性糖增多)，适应低温环境，D正确。 3.(多选)(2024·山东泰安三模)植物细胞膜上有阴离子通道也有K＋通道，其中阴离子通道对NO3－通透能力远远大于Cl－，在高浓度盐胁迫下，K＋主动运输受阻，细胞吸收Cl－受阻，甚至Cl－外排，此时K＋从细胞外到细胞内主要通过离子通道Kin+蛋白。而阴离子通道可与Kin+蛋白互相作用，抑制其活性。据此分析，下列说法正确的是(　　) A.在KNO3溶液中，已发生质壁分离的植物细胞会大量吸收K＋使细胞液浓度升高，进而发生复原 B.在一定浓度的KCl溶液中，植物细胞可发生质壁分离，但有可能不能复原 C.若在溶液中加入呼吸抑制剂，则植物细胞也可以从外界吸收K＋ D.植物细胞的质壁分离与复原可一定程度说明细胞膜具有控制物质进出的作用 解析：选BCD。在KNO3溶液中，已发生质壁分离的植物细胞由于渗透失水，自身代谢水平较低，导致K＋主动运输受阻，同时由于阴离子通道对NO3－通透性好，植物细胞在通过阴离子通道吸收NO3－时抑制了离子通道Kin+蛋白的活性，使K＋无法正常通过协助扩散的方式进入细胞，因此植物细胞质壁分离自动复原是因为吸收NO3－，A错误；在KCl溶液中，由于阴离子通道对NO3－通透性远远大于Cl－，使得植物细胞对Cl－的吸收量很有限，因此在一定浓度的KCl溶液中植物细胞发生质壁分离后可能不发生复原，B正确；由题意可知，细胞膜上有K＋通道，因此在加入呼吸抑制剂后植物细胞仍可通过协助扩散的方式从外界吸收K＋，C正确；植物细胞的质壁分离与复原可一定程度说明细胞膜具有控制物质进出的作用，D正确。 【高考真题·感悟试做】 考向一　渗透作用及其现象分析 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 试剂 ① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 ② 质量分数为5%的葡萄糖溶液 ③ 斐林试剂 ④ 淀粉酶溶液 ⑤ 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：选C。若a为①＋②、b为③，由于葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋，水浴后透析袋外不会出现砖红色，A错误；若a为①＋②、b为⑤，由于淀粉不能通过透析袋，而碘液可进入透析袋内，故透析袋内的溶液会出现蓝色，B错误；若a为①＋④、b为⑤，淀粉酶会水解淀粉生成麦芽糖(二糖)，由于葡萄糖不能通过透析袋，故麦芽糖也不能通过透析袋，同时由于碘液可进入透析袋内，故透析袋内的溶液最终会出现棕红色，C正确；若a为①＋④、b为③，由于斐林试剂不能进入透析袋内，故水溶后透析袋内不会出现砖红色，D错误。 考向二　动物细胞和植物细胞的吸水和失水 2.(2024·山东高考)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：选B。细胞失水过程中，主要失去了细胞液中的水，细胞液浓度增大，A正确；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，渗透压降低速率比外层细胞快，细胞液浓度比外层细胞低，更容易通过渗透作用将水分渗透到外层细胞，有利于外层细胞进行光合作用，B错误，D正确；由题意知，与外层细胞相比，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更容易发生质壁分离，C正确。 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，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：选B。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；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，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.(2022·湖北高考)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 解析：选B。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。 考向三　观察植物细胞的质壁分离和复原 5.(2024·江苏高考)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0.3 g/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 解析：选D。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；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；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；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。 6.(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(　　) 解析：选C。用30%蔗糖溶液处理外表皮之后，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不符合题意。随着蔗糖溶液浓度的上升，当蔗糖溶液浓度超过细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体和液泡体积减小，细胞液浓度上升，故C符合题意，D不符合题意。 知识点 较易题 中档题 较难题 渗透作用及其现象分析 2、4 8、9 － 动物细胞和植物细胞的吸水和失水 2、3 11 － 观察植物细胞的质壁分离和复原 1、5、6 7、10 12、13 一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。 1.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，错误的是(　　) 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 解析：选C。水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明水分交换前细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度；细胞b体积增大，说明水分交换前细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度；细胞c发生质壁分离，说明水分交换前细胞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，A、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；水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液浓度，但其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正确。 2.(2024·山东泰安模拟)如图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内的溶液(S1)和漏斗外的溶液(S2)为两种不同浓度的溶液，水分子可以透过半透膜，而溶质分子则不能。当渗透达到平衡时，液面差为m。下列有关叙述正确的是(　　) A.初始时S1溶液的浓度大于S2溶液，平衡时S1溶液的浓度等于S2溶液 B.植物根尖分生区细胞的细胞膜相当于半透膜，主要通过渗透作用吸水 C.将根尖成熟区细胞置于S2溶液中，渗透失水平衡时细胞液浓度等于S2溶液 D.将细胞内液浓度与S2相同的红细胞置于S1溶液中，其会吸水涨破 解析：选C。渗透平衡时，液面高的一侧形成一定的压力，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故两者浓度关系仍是S1>S2，A错误；根尖分生区细胞主要通过吸胀作用吸水，B错误；根尖成熟区细胞的原生质层相当于一层半透膜，将根尖成熟区细胞置于S2溶液中，渗透失水平衡时，水分子进出细胞的速率平衡，细胞液浓度等于S2溶液浓度，C正确；由图可知，漏斗内溶液(S1)浓度大于漏斗外溶液(S2)，红细胞细胞质浓度等于S2，将该红细胞置于S1溶液中，红细胞会发生渗透失水，D错误。 3.在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂。如图是三种生物细胞避免渗透膨胀的不同机制，相关叙述错误的是(　　) A.动物细胞避免渗透膨胀可能需要载体蛋白的协助 B.原生生物通过收缩泡释放水依赖细胞膜的流动性 C.植物细胞达到渗透平衡时细胞内外溶液浓度相等 D.三种生物细胞的边界均是细胞膜 解析：选C。动物细胞通过载体蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，A正确；原生生物收缩泡释放水的过程，需要收缩泡与细胞膜融合，与生物膜的流动性密切相关，B正确；植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，C错误；细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜，D正确。 4.(2024·江西九江模拟)透析袋是一种半透膜，水、葡萄糖等小分子和离子可以通过，而蔗糖、淀粉、蛋白质等则无法通过。某实验小组搭建了如图所示的实验装置验证上述结论。A是袋内溶液，烧杯中B是蒸馏水。下列现象会出现的是(　　) A.若A是蛋白质溶液，B中加入双缩脲试剂可发生紫色反应 B.若A是淀粉溶液，B中加入碘－碘化钾溶液，则A不变蓝 C.若A是葡萄糖溶液，则透析袋的体积会先增大后减小 D.若A是质量分数为10%的蔗糖溶液，B中加入质量分数为10%的葡萄糖溶液，则透析袋体积不变 解析：选C。若A是蛋白质溶液，B中加入双缩脲试剂不会发生紫色反应，因为蛋白质是大分子，无法通过透析膜从A进入B，A不符合题意；若A是淀粉溶液，B中加入碘－碘化钾溶液，则A变蓝，因为碘－碘化钾溶液会通过透析膜从B进入A，B不符合题意；若A是葡萄糖溶液，则透析袋的体积会先增大因为水分子会更多地进入A，后减小是因为葡萄糖分子会从透析膜内侧出来进入B，C符合题意；若A是质量分数为10%的蔗糖溶液，B中加入质量分数为10%的葡萄糖溶液，则透析袋体积先减小后增大，D不符合题意。 5.(2024·四川德阳二模)如图是以藻类小叶和适宜浓度的蔗糖溶液进行质壁分离实验的显微视野，实验中细胞保持活性。若用等渗的KNO3溶液代替蔗糖溶液进行实验时，以下描述错误的是(　　) A.细胞的吸水能力随a区域的增大而减小 B.水分子可能以自由扩散的方式通过细胞膜 C.可观察到绿色区域先变小后变大最后稳定 D.若进行高温处理则a处可能会呈现绿色 解析：选A。a区域为细胞膜和细胞壁之间的间隙，是外界溶液，a区域的增大说明细胞失水多，细胞液浓度大，细胞吸水能力增大，A错误；在质壁分离复原过程中，水分子可能以自由扩散的方式通过细胞膜，B正确；绿色区域指的是细胞质基质，用等渗的KNO3溶液代替蔗糖溶液，细胞失水，绿色区域变小，在此过程中细胞通过主动运输方式吸收KNO3，细胞液浓度增大且会超过外界溶液，细胞吸水，绿色区域变大最后稳定，C正确；若进行高温处理，则细胞膜失去选择透过性，叶绿体中的光合色素会进入a处，因此a处可能会呈现绿色，D正确。 6.(2024·四川泸州二模)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的某溶液中，在不同时间内，记录质壁分离情况并绘制如图所示质壁分离程度曲线。下列有关叙述正确的是(　　) A.在a～c时间段，细胞的吸水速率不断增大 B.若该溶液为蔗糖溶液，bc时间段内原生质层最厚 C.若该溶液为乙二醇溶液，乙二醇从c点开始进入细胞 D.若该溶液为KNO3溶液，减少能量供应会使cd段变长 解析：选D。据图可知，在a～c时间段，质壁分离程度先不断增大后逐渐稳定，细胞液浓度先增大后不变，故细胞的吸水速率不断增大后稳定，A错误；原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质，若该溶液为蔗糖溶液，bc时间段内细胞失水最多，原生质层最薄，B错误；若该溶液为乙二醇溶液，乙二醇从开始就进入细胞，C错误；cd段细胞吸水，若该溶液为KNO3溶液，K＋与NO3－通过主动运输进入细胞，需要消耗能量，若减少能量供应，细胞吸收离子速率减慢，质壁分离复原时间延长，故会使cd段变长，D正确。 7.(2024·安徽合肥模拟)为探究低温对植物细胞质壁分离的影响，某兴趣小组分别取经常温(25 ℃)和低温(4 ℃)处理24 h的葫芦藓叶片，将其浸润在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，观察并记录植物细胞的初始质壁分离平均时间、相同时间内发生质壁分离的细胞所占比例及原生质体长度与细胞长度的比值，结果如图1、图2所示。下列有关实验的分析，正确的是(　　) A.实验中细胞的质壁分离现象需在高倍显微镜下观察 B.与常温相比，低温处理后葫芦藓叶片细胞失水速率升高 C.推测低温可使细胞内的自由水减少，引起细胞液浓度升高 D.实验结果可直接说明低温导致细胞膜流动性降低 解析：选C。植物细胞的质壁分离现象在低倍显微镜下就可观察到，A错误；葫芦藓叶片在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离，与常温相比，低温处理后细胞的初始质壁分离平均时间变长，说明细胞失水速率降低，B错误；低温处理的葫芦藓叶片发生质壁分离的细胞所占比例远低于常温处理的，且质壁分离的细胞原生质体长度与细胞长度的比值大于常温处理的，说明低温处理的叶片细胞质壁分离程度低于常温处理下的，因此低温处理后细胞失水减少，而细胞失水能力与细胞液浓度大小呈负相关，再结合植物细胞中自由水比例降低可避免气温下降导致结冰而损害自身可推测，低温处理导致植物细胞中自由水减少，细胞液浓度升高，C正确；实验结果只能说明温度会影响植物细胞的质壁分离，并不能直接说明低温对细胞膜流动性的影响，D错误。 8.(2024·广东汕头模拟)如果将植物培养在只含一种盐分的溶液中，植物不久将会呈现不正常状态，最后死亡，这种现象即为单盐毒害。下表是利用0.12 mol/L NaCl、0.12 mol/L CaCl2、0.12 mol/L KCl溶液进行实验时，小麦根的生长情况： 组别 1组 2组 3组 4组 溶液 NaCl CaCl2 NaCl＋ CaCl2 NaCl＋ CaCl2＋KCl 根的总长 度/mm 59 70 254 324 注：3、4组为溶液的等体积混合。 下列说法正确的是(　　) A.单盐毒害现象可能与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞渗透失水有关 B.将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中，不会发生单盐毒害 C.若植物细胞在2组溶液中发生质壁分离，在1组溶液中也会发生质壁分离 D.1、2组实验说明，单盐毒害程度可能与单盐的类型有关 解析：选D。分析图表可知，植物培养在浓度不变的混合溶液中时，单盐毒害现象会减弱，这说明单盐毒害与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞渗透失水无关，A错误；海水中含有多种盐，而氯化钠溶液中只含有一种盐，故将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中，会发生单盐毒害，B错误；由于0.12 mol/L CaCl2溶液中离子浓度是0.36 mol/L，0.12 mol/L NaCl中离子浓度为0.24 mol/L，所以若植物细胞在2组溶液中发生质壁分离，在1组溶液中不一定发生质壁分离，C错误；1、2组实验的自变量是盐种类的不同，结果根的总长度有差异，说明单盐毒害程度可能与单盐的类型有关，D正确。 二、选择题：每小题有一个或多个选项符合题目要求。 9.尿毒症通常是指人体不能通过肾脏产生尿液，不能将体内代谢产生的废物和过多的水分排出，机体内部生化过程紊乱而产生的一系列复杂的疾病。人工肾的工作原理如下图所示，它能够替代部分肾脏的作用。下列说法正确的是(　　) A.透析液的化学成分和理化性质应该与人体血浆相似 B.透析膜是一种半透膜，水和尿素等小分子可以自由通过 C.透析液从上面进，下面错位流出，有利于代谢废物迅速排出 D.长期透析可以充分清除血液中的毒素，达到治愈尿毒症的目的 解析：选ABC。透析液的化学成分和理化性质应该与人体血浆相似，这样才能保证经透析后的血液仍能维持人体细胞正常生活，A正确；透析膜是一种半透膜，水和尿素等小分子可以自由通过，B正确；透析液从上面进，下面错位流出，使透析液和血液中物质进行充分交换，有利于代谢废物迅速排出，C正确；透析无法充分清除血液中的毒素，所以不能达到治愈尿毒症的目的，D错误。 10.(2024·山东枣庄模拟)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外表皮，观察其质壁分离过程，再用清水处理后观察其质壁分离复原过程，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞原生质层与细胞壁分离 B.各组蔗糖溶液中，水分子均能从蔗糖溶液进入细胞液 C.T1和T2组经清水处理后，两组细胞的原生质层两侧溶液浓度相同 D.T3和T4组若持续用清水处理，则两组质壁分离的细胞比例一定不变 解析：选AB。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%的细胞原生质层与细胞壁分离，A正确；各组蔗糖溶液中，水分子均能从蔗糖溶液进入细胞液，只是有更多水分子从细胞液进入蔗糖溶液，B正确；T1和T2组经清水处理后，由于细胞壁的限制，细胞不会持续吸水，可能最终细胞液浓度大于细胞外溶液浓度，C错误；T3和T4组若持续用清水处理，则两组质壁分离复原的细胞逐渐增多，质壁分离的细胞比例可能下降，D错误。 11.某同学将若干生理状态相似的某种植物细胞均分为两组，分别置于溶质相同但浓度不同的溶液甲、乙中，测定的细胞失水量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A.根据实验结果可知，甲溶液原始浓度大于乙溶液原始浓度 B.T1时刻，乙溶液中的细胞开始从外界溶液中吸收溶质分子 C.T2时刻，将甲溶液中的细胞置于清水中，细胞可能不会吸水复原 D.T2时刻之后，乙溶液中的细胞可能会继续从外界溶液中吸水 解析：选ACD。由图可知，在实验开始时，甲溶液中的植物细胞失水速度较快，说明甲溶液与细胞液的浓度差较大，即甲溶液原始浓度大于乙溶液原始浓度，A正确；从植物细胞置于乙溶液中时，细胞就开始从乙溶液中吸收溶质分子，B错误；甲溶液中的细胞只发生质壁分离，细胞失水，长时间失水会导致细胞死亡，因此将甲溶液中的细胞置于清水中可能不会吸水复原，C正确；T2时刻之后，乙溶液中的细胞发生了复原，由于细胞壁的限制，导致细胞吸水量与细胞失水量相等，即乙溶液中的细胞可能会继续从外界溶液中吸水，D正确。 12.下图为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比，分别对应实验第1～7组。整个过程中细胞始终有活性，西葫芦条的质量变化百分比＝(西葫芦条最终质量－西葫芦条初始质量)/西葫芦条初始质量×100%；正常情况下，西葫芦细胞的原生质体长度/细胞长度＝1。下列叙述正确的是(　　) A.实验中第6、7组的西葫芦细胞失水发生质壁分离 B.根据实验结果判断，本实验所用西葫芦的细胞液浓度在0.4～0.5 mol·L－1之间 C.西葫芦细胞的原生质体长度/细胞长度＝1的实验组可能对应第1、2、3、4、5组 D.实验结束后，从第1组到第7组西葫芦细胞的细胞液浓度变化趋势是下降 解析：选ABC。分析题意，西葫芦条的质量变化百分比大于0时细胞吸水，小于0时细胞失水，据图可知，第6、7组西葫芦细胞失水，原生质层与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离，A正确；据图可知，蔗糖溶液浓度为0.4 mol·L－1时，西葫芦细胞吸水，蔗糖溶液浓度为0.5 mol·L－1时，西葫芦细胞失水，据此推测，本实验所用西葫芦细胞的细胞液浓度在0.4～0.5 mol·L－1之间，B正确；当细胞吸水时，由于细胞壁的伸缩性很小，故细胞体积基本不变，即细胞吸水时，西葫芦细胞中原生质体长度/细胞长度＝1，而细胞失水时原生质体体积变小，原生质体长度/细胞长度＜1，细胞吸水对应的实验组为第1、2、3、4、5组，C正确；实验结束后，第1、2、3、4、5组西葫芦条细胞吸水量依次减少，细胞液浓度减小量依次减少，而第6、7组西葫芦细胞失水量依次增加，细胞液浓度依次升高，D错误。 三、非选择题 13.(2024·河南南阳质检)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 kg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，某兴趣小组使用0.3 g·mL－1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运输吸收____________，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。 解析：(1)植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液，因此所选水稻细胞必须含有的细胞器是液泡。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运输吸收K＋和NO3－，使细胞液浓度高于外界溶液浓度，细胞吸水，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，说明该水稻细胞液浓度在0.4～0.45 g·mL－1之间，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。 答案：(1)液泡　细胞壁(的伸缩性)　(2)逐渐升高　KNO3溶液　(3)K＋和NO3－　高　(4)Ⅱ　0.45 g·mL－1 $