2027年高考一轮生物学总复习（必修1）讲义----2.3 水进出细胞的原理

第3讲　水进出细胞的原理 考情研读·备考定位 课标要求 核心素养 1．阐明质膜具有选择透过性。 2．实验：通过模拟实验探究膜的透性。 3．实验：探究植物细胞的吸水和失水。 1．通过对动植物细胞结构的比较，理解动植物细胞符合渗透作用的条件和发生渗透作用现象的差异。(生命观念) 2．通过分析影响渗透作用和物质跨膜运输的因素，培养利用逻辑思维分析问题的能力。(科学思维) 3．通过观察植物细胞的吸水和失水及探究物质跨膜运输的方式的实验，掌握探究性实验设计的一般程序。(科学探究) 4．通过对渗透作用和质壁分离应用等有关问题分析，养成学以致用、关注生产生活实际的习惯。(社会责任) 考点一　渗透作用与细胞的吸水和失水 知|识|巩|固 1．渗透作用 ①原理分析 ②分析上图乙可知：Δh产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换速率相等，液面不再升高，但此时半透膜两侧溶液浓度仍然不相等，蔗糖溶液的浓度仍然大于清水的浓度。 2．动物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 (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 教材隐含知识 (必修1 P63思考·讨论)红细胞的细胞膜相当于半透膜。习惯上说的半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于微粒的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于分子大小，还与细胞的需求有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。 3．成熟植物细胞的吸水和失水 (1)条件：成熟植物细胞具有中央(大) 。 (2)原理 (3)现象 [提醒]当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水，可能正在吸水，可能处于平衡状态，也可能已死亡。 延|伸|探|究 渗透装置的变式分析：渗透平衡时液面高度分析 (1)半透膜只允许水分子通过 (2)S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能通过半透膜 精|准|命|题 考向　渗透作用的原理及应用分析 》例1　(2025·河南联考)如图为渗透作用的“U”形装置示意图。实验开始时，一侧加入高浓度溶液，一侧加入低浓度溶液，两侧液面等高，半透膜允许单糖通过。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．若向U形管两侧加入蔗糖溶液，由于高浓度一侧渗透压大，故高浓度一侧的液面上升 B．若向U形管两侧加入葡萄糖溶液，由于葡萄糖分子可透过半透膜，故两侧液面始终等高 C．若向U形管两侧加入麦芽糖溶液，当达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子不再移动 D．若向U形管两侧加入蔗糖溶液，最终液面停止变化时，半透膜两侧溶液浓度一致 》例2　(2025·辽宁省协作校高三一模)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(单糖能透过，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 考点二　观察植物细胞的质壁分离与复原 知|识|巩|固 观察植物细胞的质壁分离及复原 (1)实验原理 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层 。 ② 具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 ③原生质层比细胞壁的伸缩性 。 (2)实验步骤 (3)现象与结论 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(　　) (2)可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离与复原。(　　) (3)需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。(　　) (4)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。(　　) 延|伸|探|究 1．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？ (2)c处的溶液是什么？ (3)c处溶液浓度是否一定大于b处？理由是什么？ 2．将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间的变化如图，请分析各曲线变化的原因。 重|难|精|讲 1．质壁分离及复原发生的条件 (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)不发生质壁分离及复原现象。 ②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。 (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，才可复原)。 ②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO、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。 2．质壁分离实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 (4)比较未知浓度的溶液的浓度大小 (5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 精|准|命|题 考向一　考查质壁分离与复原实验 》例1　(2022·浙江卷)“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 》例2　(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(　　) 考向二　考查质壁分离与复原的应用 》例3　(2022·湖南卷)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) 　　　 A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原 C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加 D．若将该菌先65 ℃水浴灭活后，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化 》例4　保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　) A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后 B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ 真|题|再|现 1．(2025·北京卷)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3 g/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 2．(2025·1月浙江卷)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 3．(2024·山东卷)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 提能训练　练案[6] A组 一、选择题 1．(2025·北京海淀区一模)下列关于水分子进出细胞的叙述，错误的是(　　) A．水分子更多的是通过自由扩散的方式进出细胞 B．载体蛋白和通道蛋白都有控制特定物质跨膜运输的功能 C．通道蛋白参与协助扩散，载体蛋白参与主动运输和协助扩散 D．分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合 2．(2026·广东开学考试)如图表示实验小组滴加某种溶液X后观察植物细胞质壁分离和复原过程图。下列叙述错误的是(　　) A．溶液X可能是适宜浓度的尿素溶液 B．实验过程中细胞体积基本不变 C．②过程细胞开始从外界吸收溶质分子 D．①和②过程都可在低倍镜下观察 3．(2026·黑龙江省哈尔滨市德强高级中学期中)下列生物学现象中主要是因为渗透作用引起的是(　　) A．果脯在腌制过程中慢慢变甜 B．红苋菜放在热水中水的颜色变成红色 C．农作物施肥过多造成烧苗现象 D．柽柳的叶片可以分泌无机盐的现象 4．(2026·湖北省高三期中)假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液浓度均比细胞液浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是(　　) A．甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B．甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原 C．只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原 D．甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原 5．(2025·河北衡水阶段练习)研究人员用某种植物细胞为材料进行了两组实验：甲组将细胞置于一系列不同浓度的a(蔗糖或KNO3)溶液中，10分钟后测定细胞原生质体的相对体积；乙组将细胞置于某种浓度的b(蔗糖或KNO3)溶液中，每隔2分钟用显微镜观察、记录细胞原生质体的相对体积，甲、乙两组的实验结果分别如图1和图2所示。下列有关说法正确的是(　　) A．实验取材时不可选用黑藻叶肉细胞 B．乙组实验所用溶液浓度需要小于0.16 mol·L－1，以免细胞过度失水死亡 C．甲组实验用的是KNO3溶液，乙组实验用的是蔗糖溶液 D．乙组实验过程中，8 min时细胞液的浓度应大于0.16 mol·L－1 6．(2025·安徽省合肥一中期末测试)从甲、乙、丙、丁、戊五个马铃薯块茎中分别取下相同质量的一部分组织块，分别置于相同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后测得所取组织块处理后的质量与处理前的质量的比值(整个过程没有溶质分子的交换)分别为110%、106%、100%、95%和103%。下列相关叙述错误的是(　　) A．甲组织块吸水最多导致其处理后质量增加最多 B．丁块茎细胞的初始细胞液浓度最小 C．丁块茎细胞中原生质层的伸缩性小于其细胞壁 D．戊块茎细胞在蔗糖溶液中没有发生质壁分离 7．(2024·山东德州一中三模)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48%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 二、非选择题 8．(2025·安徽一模)回答下列有关“探究植物细胞吸水和失水”实验的问题： (1)在本探究实验中，可以先作出假设：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。原生质层与原生质体的不同之处是：_________________________；水分进出成熟的植物细胞实际上是指水分通过原生质层进出________。 (2)本实验可以通过观察______________现象来了解植物细胞失水和吸水的情况。在生物材料的选择上，优先选择紫色洋葱鳞片叶外表皮的原因是：_______________________________________________________；是否可以选择根尖分生区细胞呢？请判断并说明理由：____________________________________。 (3)本实验选择了质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液作为实验试剂，如更换为与0.3 g/mL的蔗糖溶液等渗的KNO3溶液，可能的实验现象是____________。 (4)作物根系无氧呼吸会产生酒精导致烂根。为研究酒精对细胞的毒害作用，某小组用不同体积分数的酒精溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，处理1个、2个、3个单位时间后，制成临时装片研究细胞质壁分离的情况，结果如图所示。 该实验的自变量是__________________________。处理2个单位时间下，不同酒精浓度处理，质壁分离细胞所占百分比的变化情况为_____________　___________________________________________________________。 从紫色洋葱鳞片叶外表皮的不同细胞角度分析，实验结果可说明：________________________________________________________。 B组 一、选择题 1．(2026·福建省南平市高级中学高三期中)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 2．(2026·湖南长沙期末)测定植物细胞细胞液浓度的实验——小液流法，基本过程如图所示。实验15分钟后各管植物细胞均保持活性且水分交换达到平衡状态。若A管溶液浓度不变，蓝色液滴将在B管均匀扩散；若A管溶液浓度变小，蓝色液滴浮于B管上部，反之沉入B管底部(注：亚甲基蓝结晶对溶液浓度影响极小，可忽略不计)。下列有关叙述错误的是(　　) A．本实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，应设置多个实验组并在组间形成浓度梯度 B．若B管蓝色液滴均匀扩散，则可测定出该植物细胞的大致细胞液浓度 C．若B管蓝色液滴下沉，则对应的A试管中的叶肉细胞发生质壁分离 D．若B管蓝色液滴上浮，则实验结束时叶肉细胞细胞液浓度与A管中的蔗糖溶液浓度相等 3．(2025·吉林省“BEST”合作体六校联考)科研人员将A、B两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其重量变化，结果如图所示。下列说法错误的是(　　) A．实验后甲溶液的浓度高于实验前甲溶液的浓度 B．在乙浓度条件下，A、B两种植物的成熟细胞可能处于质壁分离状态 C．实验前两种植物细胞液浓度的大小关系为B>A D．五种蔗糖溶液浓度的大小关系为乙>丁>甲>戊>丙 4．(2026·陕西省高三联考)将生理状态相同的萝卜条置于不同浓度的蔗糖溶液中，其质量变化百分比如图所示。已知质量变化百分比＝[(实验后质量－初始质量)/初始质量]×100%，实验过程中萝卜条始终具有活性。下列叙述错误的是(　　) A．萝卜条细胞细胞壁的伸缩性比原生质层的小 B．萝卜条的质量变化百分比的值与蔗糖溶液浓度呈正相关 C．水分子进出萝卜条细胞时，不会消耗细胞中的ATP D．该实验中的萝卜条的细胞液浓度介于0.4～0.5 mol·L－1 5．(2026·山东省昌邑市高三期中)研究发现，低温处理一段时间后的葫芦藓叶片细胞变得不易发生质壁分离。下列说法错误的是(　　) A．细胞保持活性是发生质壁分离的必要条件 B．发生质壁分离的过程中，细胞液浓度逐渐增大 C．低温环境下，葫芦藓叶片细胞内结合水与自由水的比值增大 D．葫芦藓叶片细胞可通过降低细胞液渗透压来适应低温环境 6．(2024·湖北黄冈一模)在相同条件下，先分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，再分别用清水处理上述细胞，两次处理后都观察并统计细胞质壁分离的情况，实验结果见下表。下列叙述错误的是(　　) 蔗糖溶液浓度 质壁分离细胞比例(%) C1 C2 C3 C4 蔗糖溶液处理后 52 90 98 100 清水处理后 0 0 19 75 A．为了便于观察，实验应选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 B．各组蔗糖溶液浓度的大小关系为C1＜C2＜C3＜C4 C．C3和C4组蔗糖溶液处理后部分细胞可能已经失去活性 D．各组蔗糖溶液处理过程中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液 7．(2026·河南模拟预测)在玻璃圆筒中装满30%的蔗糖溶液，用猪膀胱封口后，把圆筒整体浸沉在5%的蔗糖溶液中。观察发现，圆筒上的猪膀胱逐渐向外膨胀，膨胀到一定程度后不再变化。对该实验现象的合理解释是(　　) ①猪膀胱向外膨胀是因为外界的水分子通过猪膀胱进入圆筒内 ②猪膀胱向外膨胀是因为猪膀胱将外界环境中的蔗糖吸收进圆筒内 ③猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为通过膀胱膜进出圆筒的水分子已处于动态平衡状态 ④猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为膀胱膜两侧蔗糖溶液已不存在浓度差 A．①④　 B．②④ C．①③ D．②③ 二、非选择题 8．(2026·天津阶段练习)花的开放对许多植物成功受粉至关重要。部分植物(如龙胆)的花能够反复开合，这与花冠近轴表皮细胞膨压(原生质体对细胞壁的压力)变化有关。已知水通道蛋白在该过程中发挥重要作用，且磷酸化后其活性增强，相关机理见下图。 请分析并回答下列问题： (1)水分子进出细胞的方式有________________。水分子进入龙胆花冠近轴表皮细胞后主要储存在________中。 (2)据图推测，为了使低温、黑暗环境中闭合的龙胆花尽快开放，可将其转移至____________________环境中。在上述环境因素刺激下，花冠近轴表皮细胞通过上调细胞膜上水通道蛋白的____________，使表皮细胞吸水增多，膨压________，花冠开放。 (3)随着环境因素的改变，开放的花冠又会发生闭合，该过程中花冠近轴表皮细胞可能发生的变化有________。 A．细胞液浓度降低 B．细胞质中Ca2＋含量减少 C．细胞质中GsCPK16变性失活 D．细胞膜上的水通道蛋白的磷酸化 第3讲　水进出细胞的原理 考情研读·备考定位 课标要求 核心素养 1．阐明质膜具有选择透过性。 2．实验：通过模拟实验探究膜的透性。 3．实验：探究植物细胞的吸水和失水。 1．通过对动植物细胞结构的比较，理解动植物细胞符合渗透作用的条件和发生渗透作用现象的差异。(生命观念) 2．通过分析影响渗透作用和物质跨膜运输的因素，培养利用逻辑思维分析问题的能力。(科学思维) 3．通过观察植物细胞的吸水和失水及探究物质跨膜运输的方式的实验，掌握探究性实验设计的一般程序。(科学探究) 4．通过对渗透作用和质壁分离应用等有关问题分析，养成学以致用、关注生产生活实际的习惯。(社会责任) 考点一　渗透作用与细胞的吸水和失水 知|识|巩|固 1．渗透作用 ①原理分析 ②分析上图乙可知：Δh产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换速率相等，液面不再升高，但此时半透膜两侧溶液浓度仍然不相等，蔗糖溶液的浓度仍然大于清水的浓度。 2．动物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 (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 教材隐含知识 (必修1 P63思考·讨论)红细胞的细胞膜相当于半透膜。习惯上说的半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于微粒的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于分子大小，还与细胞的需求有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。 3．成熟植物细胞的吸水和失水 (1)条件：成熟植物细胞具有中央(大)液泡。 (2)原理 (3)现象 [提醒]当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水，可能正在吸水，可能处于平衡状态，也可能已死亡。 延|伸|探|究 渗透装置的变式分析：渗透平衡时液面高度分析 (1)半透膜只允许水分子通过 (2)S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能通过半透膜 提示：(1)①液面不变　②右侧液面高于左侧　③左侧液面高于右侧 (2)①S1液面先升高，随后S2液面升高，最终高于S1　②S1液面始终低于S2液面 精|准|命|题 考向　渗透作用的原理及应用分析 》例1　(2025·河南联考)如图为渗透作用的“U”形装置示意图。实验开始时，一侧加入高浓度溶液，一侧加入低浓度溶液，两侧液面等高，半透膜允许单糖通过。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．若向U形管两侧加入蔗糖溶液，由于高浓度一侧渗透压大，故高浓度一侧的液面上升 B．若向U形管两侧加入葡萄糖溶液，由于葡萄糖分子可透过半透膜，故两侧液面始终等高 C．若向U形管两侧加入麦芽糖溶液，当达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子不再移动 D．若向U形管两侧加入蔗糖溶液，最终液面停止变化时，半透膜两侧溶液浓度一致 答案：A 解析：若U形管两侧加入蔗糖溶液，两边为同一种溶质分子，则高浓度一侧渗透压大，大量水分子进入高浓度一侧，使液面上升，A正确；若U形管两侧加入葡萄糖溶液，水分子和葡萄糖分子都可透过半透膜，但由于水分子较小，相比葡萄糖分子更快开始移动，故刚开始时高浓度一侧溶质微粒数目多，渗透压大，对水的吸引力大，液面先上升，低浓度溶液一侧液面下降，随着葡萄糖分子从高浓度溶液通过半透膜进入低浓度溶液中，最终两侧溶液的浓度相等，液面也等高，B错误；达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子还会继续移动，只是进出平衡，C错误；若U形管两侧加入蔗糖溶液，高浓度一侧的液面先上升，由于存在液面高度差，液面停止上升，半透膜两侧蔗糖溶液浓度不相等，D错误。 》例2　(2025·辽宁省协作校高三一模)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(单糖能透过，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 答案：C 解析：漏斗内液面高度大小最终取决于水分子渗透总量，而水分子渗透总量与蔗糖溶液的量和浓度成正相关。据题表分析可知，甲、乙、丙中蔗糖初始量相同，但丙的蔗糖浓度最高，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，最终水分子渗透总量一样，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；由于蔗糖溶液浓度丙大于乙，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。 考点二　观察植物细胞的质壁分离与复原 知|识|巩|固 观察植物细胞的质壁分离及复原 (1)实验原理 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 ②细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 ③原生质层比细胞壁的伸缩性大。 (2)实验步骤 (3)现象与结论 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(　　) (2)可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离与复原。(　　) (3)需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。(　　) (4)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 延|伸|探|究 1．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？ (2)c处的溶液是什么？ (3)c处溶液浓度是否一定大于b处？理由是什么？ 提示：(1)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。 (2)浓度降低的外界溶液。 (3)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。 2．将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间的变化如图，请分析各曲线变化的原因。 提示：曲线A表示细胞在蒸馏水中：细胞略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。曲线B表示细胞在0.5 mol/L的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。曲线C表示细胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。 重|难|精|讲 1．质壁分离及复原发生的条件 (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)不发生质壁分离及复原现象。 ②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。 (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，才可复原)。 ②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO、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。 2．质壁分离实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 (4)比较未知浓度的溶液的浓度大小 (5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 精|准|命|题 考向一　考查质壁分离与复原实验 》例1　(2022·浙江卷)“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 解析：能发生质壁分离的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；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； 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； 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。 》例2　(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(　　) 答案：C 解析：用30%蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体体积减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体体积会扩大，细胞液浓度下降，A、B错误；随着所用蔗糖溶液浓度上升，当蔗糖溶液浓度超过细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体体积下降，细胞液浓度上升，C正确，D错误。 考向二　考查质壁分离与复原的应用 》例3　(2022·湖南卷)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) 　　　 A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原 C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加 D．若将该菌先65 ℃水浴灭活后，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化 答案：A 解析：分析甲组结果可知，随着培养时间延长，与0时(原生质体表面积大约为0.5 μm2)相比，原生质体表面积逐渐增大，甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，说明细胞吸水，表明细胞中浓度>0.3 mol/L，但不一定是细胞内NaCl浓度≥0.3 mol/L，A错误；分析乙、丙组结果可知，与0时(原生质体表面积大约分别为0.6 μm2、0.75 μm2)相比乙丙组原生质体表面积略有下降，说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原，B正确；该菌的正常生长，细胞由小变大可导致原生质体表面积增加，该菌吸水也会导致原生质体表面积增加，C正确；若将该菌先65 ℃水浴灭活，细胞死亡，原生质层失去选择透过性，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化，D正确。 》例4　保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　) A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后 B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ 答案：A 解析：滴加蔗糖溶液①后一段时间，保卫细胞气孔开度变化不大，说明保卫细胞在蔗糖溶液①中吸收少量水分；滴加蔗糖溶液②后一段时间，保卫细胞气孔关闭，说明保卫细胞在蔗糖溶液②中失去一定水分；滴加蔗糖溶液③后一段时间，保卫细胞气孔张开程度较大，说明保卫细胞在蔗糖溶液③中吸收水分多，且多于在蔗糖溶液①中吸水量，由此推断三种蔗糖溶液浓度大小为：②>①>③，D正确；通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确。 真|题|再|现 1．(2025·北京卷)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3 g/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 答案：D 解析：图1中，水分子通过渗透作用进出细胞，A正确；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；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；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。 2．(2025·1月浙江卷)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 解析：“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；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；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；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。 3．(2024·山东卷)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 答案：B 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，则外层细胞中单糖多，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。 提能训练　练案[6] A组 一、选择题 1．(2025·北京海淀区一模)下列关于水分子进出细胞的叙述，错误的是(　　) A．水分子更多的是通过自由扩散的方式进出细胞 B．载体蛋白和通道蛋白都有控制特定物质跨膜运输的功能 C．通道蛋白参与协助扩散，载体蛋白参与主动运输和协助扩散 D．分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合 答案：A 解析：水分子更多的是通过协助扩散(如水通道蛋白)的方式进出细胞，A错误；载体蛋白和通道蛋白都可以运输物质且具有特异性，所以都有控制特定物质跨膜运输的功能，B正确；通道蛋白在运输过程中并不与被运输的分子或离子相结合，只参与协助扩散，而载体蛋白可以参与协助扩散和主动运输，C、D正确。 2．(2026·广东开学考试)如图表示实验小组滴加某种溶液X后观察植物细胞质壁分离和复原过程图。下列叙述错误的是(　　) A．溶液X可能是适宜浓度的尿素溶液 B．实验过程中细胞体积基本不变 C．②过程细胞开始从外界吸收溶质分子 D．①和②过程都可在低倍镜下观察 答案：C 解析：尿素分子可被细胞吸收，导致细胞液浓度升高，发生质壁分离后自动复原，A正确；实验过程中细胞体积基本不变，B正确；②过程为质壁分离复原阶段，细胞在质壁分离过程中(①阶段)已开始吸收溶质分子，C错误；质壁分离和复原现象在低倍镜下即可清晰观察，D正确。 3．(2026·黑龙江省哈尔滨市德强高级中学期中)下列生物学现象中主要是因为渗透作用引起的是(　　) A．果脯在腌制过程中慢慢变甜 B．红苋菜放在热水中水的颜色变成红色 C．农作物施肥过多造成烧苗现象 D．柽柳的叶片可以分泌无机盐的现象 答案：C 解析：果脯在腌制过程中慢慢变甜是因为细胞膜被破坏，蔗糖进入果脯所致，A错误；红苋菜放在热水中细胞中膜结构会被破坏，液泡中的色素进入外界溶液，水的颜色变成红色，B错误；农作物施肥过多，土壤溶液浓度过高，高于细胞液浓度，导致根部细胞失水，C正确；柽柳的叶片分泌无机盐是通过主动运输方式，D错误。 4．(2026·湖北省高三期中)假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液浓度均比细胞液浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是(　　) A．甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B．甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原 C．只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原 D．甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原 答案：B 解析：由于蔗糖溶液和甘油溶液浓度均比细胞液的浓度高，所以甲乙两细胞都能发生质壁分离，又由于蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜，所以放入蔗糖溶液中的细胞不发生质壁分离复原现象，而放入甘油溶液中的细胞质壁分离后又发生质壁分离复原现象，B正确，A、C、D错误。 5．(2025·河北衡水阶段练习)研究人员用某种植物细胞为材料进行了两组实验：甲组将细胞置于一系列不同浓度的a(蔗糖或KNO3)溶液中，10分钟后测定细胞原生质体的相对体积；乙组将细胞置于某种浓度的b(蔗糖或KNO3)溶液中，每隔2分钟用显微镜观察、记录细胞原生质体的相对体积，甲、乙两组的实验结果分别如图1和图2所示。下列有关说法正确的是(　　) A．实验取材时不可选用黑藻叶肉细胞 B．乙组实验所用溶液浓度需要小于0.16 mol·L－1，以免细胞过度失水死亡 C．甲组实验用的是KNO3溶液，乙组实验用的是蔗糖溶液 D．乙组实验过程中，8 min时细胞液的浓度应大于0.16 mol·L－1 答案：D 解析：黑藻是高等植物，叶肉细胞内有中央大液泡，置于高浓度溶液中可发生质壁分离，因此该实验可以用黑藻叶肉细胞，A错误；根据甲组细胞原生质体体积的变化，可知其所处的溶液中溶质不能进入细胞，因此其外界溶液为蔗糖溶液。当原生质体体积与初始体积相等时，说明此时的外界溶液浓度与细胞液浓度相等，因此根据甲组实验可知细胞液浓度为0.16 mol/L。乙组放在外界溶液中，原生质体体积先减小，说明所用溶液浓度应大于0.16 mol/L，B、C错误；乙组实验过程中，8 min时细胞体积虽等于初始体积，但由于该过程细胞通过主动运输吸收了K＋和NO，因此这时细胞液的浓度大于初始的0.16 mol/L，D正确。 6．(2025·安徽省合肥一中期末测试)从甲、乙、丙、丁、戊五个马铃薯块茎中分别取下相同质量的一部分组织块，分别置于相同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后测得所取组织块处理后的质量与处理前的质量的比值(整个过程没有溶质分子的交换)分别为110%、106%、100%、95%和103%。下列相关叙述错误的是(　　) A．甲组织块吸水最多导致其处理后质量增加最多 B．丁块茎细胞的初始细胞液浓度最小 C．丁块茎细胞中原生质层的伸缩性小于其细胞壁 D．戊块茎细胞在蔗糖溶液中没有发生质壁分离 答案：C 解析：五个不同的马铃薯块茎置于同一浓度的蔗糖溶液中，且无溶质的交换，若处理后的质量与处理前的比值大于1，表明吸水导致其质量增加，若等于1，表明质量没有变化，若小于1，表明其失水导致重量减少。甲组织块的比值大于1且在五个比值中最大，表明甲组织块吸水最多，使其质量增加最多，A正确；由于蔗糖溶液浓度相同且马铃薯块茎的初始质量相同，根据比值大小关系可以判断这五个块茎的初始细胞液浓度大小关系是：甲>乙>戊>丙>丁，丁块茎细胞的初始细胞液浓度最小，B正确；丁细胞发生质壁分离说明该细胞原生质层的伸缩性大于该细胞的细胞壁，C错误；只有失水才会引起质壁分离，戊组织块细胞处理后的质量与处理前的质量的比值大于1，说明其吸水使质量增加，戊块茎细胞没有发生质壁分离，D正确。 7．(2024·山东德州一中三模)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48%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 答案：B 解析：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错误；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，可能最终细胞外的渗透压仍低于细胞内的渗透压，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。 二、非选择题 8．(2025·安徽一模)回答下列有关“探究植物细胞吸水和失水”实验的问题： (1)在本探究实验中，可以先作出假设：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。原生质层与原生质体的不同之处是：_________________________；水分进出成熟的植物细胞实际上是指水分通过原生质层进出________。 (2)本实验可以通过观察______________现象来了解植物细胞失水和吸水的情况。在生物材料的选择上，优先选择紫色洋葱鳞片叶外表皮的原因是：_______________________________________________________；是否可以选择根尖分生区细胞呢？请判断并说明理由：____________________________________。 (3)本实验选择了质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液作为实验试剂，如更换为与0.3 g/mL的蔗糖溶液等渗的KNO3溶液，可能的实验现象是____________。 (4)作物根系无氧呼吸会产生酒精导致烂根。为研究酒精对细胞的毒害作用，某小组用不同体积分数的酒精溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，处理1个、2个、3个单位时间后，制成临时装片研究细胞质壁分离的情况，结果如图所示。 该实验的自变量是__________________________。处理2个单位时间下，不同酒精浓度处理，质壁分离细胞所占百分比的变化情况为_____________　___________________________________________________________。 从紫色洋葱鳞片叶外表皮的不同细胞角度分析，实验结果可说明：________________________________________________________。 答案：(1)原生质体包括细胞核和细胞液，原生质层不包括　液泡　(2)质壁分离和复原　紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡，容易观察　不可以，根尖分生区细胞没有大液泡　(3)质壁分离后会自动复原　(4)酒精浓度、处理的单位时间　在体积分数为0～15%时，质壁分离细胞所占百分比不变，体积分数超过15%时，随酒精浓度增大，质壁分离细胞所占百分比逐渐下降　紫色洋葱鳞片叶外表皮不同细胞对酒精毒害的耐受力是不同的(合理即可) 解析：(1)细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层；原生质体是指植物细胞除了细胞壁的部分，所以原生质层与原生质体的不同之处是：原生质体包括细胞核和细胞液，原生质层不包括。水分进出成熟的植物细胞实际上是指水分通过原生质层进出液泡。 (2)本实验可以通过观察质壁分离和质壁分离复原现象来了解植物细胞失水和吸水的情况。在生物材料的选择上，优先选择紫色洋葱鳞片叶外表皮的原因是：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡，容易观察。而本实验不能选根尖分生区细胞是由于根尖分生区细胞没有大液泡。 (3)K＋和NO是植物细胞所需要的离子，能被吸收进入细胞，所以当将0.3 g/mL的蔗糖溶液更换为与0.3 g/mL的蔗糖溶液等渗的KNO3溶液时，由于外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞失水，导致植物细胞发生质壁分离，同时，又由于K＋和NO进入细胞液，细胞液的浓度逐渐升高，当细胞液浓度大于外界溶液时，细胞吸水，发生质壁分离复原，故在与0.3 g/mL的蔗糖溶液等渗的KNO3溶液中细胞会发生质壁分离后自动复原现象。 (4)依据题图信息可知，本实验的目的是研究不同体积分数的酒精对细胞的毒害作用，故其自变量为酒精浓度和处理的单位时间，因变量为质壁分离的细胞所占百分率。处理2个单位时间下，依据曲线可知，不同酒精浓度处理，质壁分离细胞所占百分比的变化情况为：在酒精体积分数为0～15%时，质壁分离细胞所占百分比不变，体积分数超过15%时，随酒精浓度增大，质壁分离细胞所占百分比逐渐下降，这说明了作为质壁分离材料的紫色洋葱鳞片叶外表皮的不同细胞对酒精毒害的耐受能力有差异。 B组 一、选择题 1．(2026·福建省南平市高级中学高三期中)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 答案：C 解析：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，水浴后透析袋外均不会出现砖红色，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，故透析袋外的溶液不会出现蓝色，B错误；若a为①＋④、b为⑤，淀粉酶会水解淀粉形成麦芽糖(二糖)，由于葡萄糖单糖不能通过透析袋，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，故透析袋内不会出现砖红色，D错误。 2．(2026·湖南长沙期末)测定植物细胞细胞液浓度的实验——小液流法，基本过程如图所示。实验15分钟后各管植物细胞均保持活性且水分交换达到平衡状态。若A管溶液浓度不变，蓝色液滴将在B管均匀扩散；若A管溶液浓度变小，蓝色液滴浮于B管上部，反之沉入B管底部(注：亚甲基蓝结晶对溶液浓度影响极小，可忽略不计)。下列有关叙述错误的是(　　) A．本实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，应设置多个实验组并在组间形成浓度梯度 B．若B管蓝色液滴均匀扩散，则可测定出该植物细胞的大致细胞液浓度 C．若B管蓝色液滴下沉，则对应的A试管中的叶肉细胞发生质壁分离 D．若B管蓝色液滴上浮，则实验结束时叶肉细胞细胞液浓度与A管中的蔗糖溶液浓度相等 答案：C 解析：本实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，若要测定细胞液浓度范围，需设置一系列浓度梯度的实验组进行观察，在组间形成浓度梯度，使实验成为对比实验，A正确；若B管蓝色小滴均匀扩散，说明小圆片细胞既不失水也不吸水，使溶液浓度不变，所以植物叶细胞的细胞液浓度大约相当于此时B管蔗糖溶液浓度，B正确；若B管蓝色液滴下沉，则对应的A试管中蔗糖溶液浓度变大，说明A试管中的叶肉细胞发生吸水而不是质壁分离，C错误；若B管蓝色液滴上浮，则对应的A试管中蔗糖溶液浓度变小，说明A试管中的叶肉细胞发生失水，由题干可知，实验结束时细胞保持活性且水分交换达到平衡状态，则叶肉细胞细胞液浓度与A管中的蔗糖溶液浓度相等，D正确。 3．(2025·吉林省“BEST”合作体六校联考)科研人员将A、B两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其重量变化，结果如图所示。下列说法错误的是(　　) A．实验后甲溶液的浓度高于实验前甲溶液的浓度 B．在乙浓度条件下，A、B两种植物的成熟细胞可能处于质壁分离状态 C．实验前两种植物细胞液浓度的大小关系为B>A D．五种蔗糖溶液浓度的大小关系为乙>丁>甲>戊>丙 答案：A 解析：甲浓度条件下，A植物细胞质量减少，说明细胞失水，实验后甲溶液的浓度小于实验前甲溶液的浓度，A错误；乙浓度条件下，A、B两种植物细胞质量都大量减轻，说明A、B植物细胞都失水，A、B两种植物的成熟细胞处于质壁分离状态，B正确；根据丙浓度下，植物B的增加质量大于植物A，说明植物B的吸水量大于植物A，即两种植物细胞液浓度的大小关系为B>A，C正确；以植物B作为研究对象，丙浓度下细胞吸水最多，则丙浓度的溶液浓度最小，其次是戊，甲溶液中植物B既不吸水也不失水，与细胞液浓度相等，乙浓度下失水最多，则乙的浓度最大，因此五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙＜戊＜甲＜丁＜乙，D正确。 4．(2026·陕西省高三联考)将生理状态相同的萝卜条置于不同浓度的蔗糖溶液中，其质量变化百分比如图所示。已知质量变化百分比＝[(实验后质量－初始质量)/初始质量]×100%，实验过程中萝卜条始终具有活性。下列叙述错误的是(　　) A．萝卜条细胞细胞壁的伸缩性比原生质层的小 B．萝卜条的质量变化百分比的值与蔗糖溶液浓度呈正相关 C．水分子进出萝卜条细胞时，不会消耗细胞中的ATP D．该实验中的萝卜条的细胞液浓度介于0.4～0.5 mol·L－1 答案：B 解析：萝卜条细胞细胞壁的伸缩性比原生质层的小，这是发生质壁分离现象的内因，A正确；随着蔗糖溶液浓度的升高，萝卜条吸水逐渐减少，当蔗糖溶液浓度升高到一定程度，萝卜条会失水，因此，与对照组(蔗糖溶液浓度为0)相比，随着蔗糖溶液浓度的升高，萝卜条的质量变化百分比的值与蔗糖溶液浓度呈负相关，B错误；水分子进出萝卜条细胞的方式为自由扩散，或者协助扩散，不会消耗细胞中的ATP，C正确；由图可知，在外界蔗糖溶液浓度在0.4～0.5 mol·L－1时质量基本无变化，所以该实验中的萝卜条的细胞液浓度介于0.4～0.5 mol·L－1，D正确。 5．(2026·山东省昌邑市高三期中)研究发现，低温处理一段时间后的葫芦藓叶片细胞变得不易发生质壁分离。下列说法错误的是(　　) A．细胞保持活性是发生质壁分离的必要条件 B．发生质壁分离的过程中，细胞液浓度逐渐增大 C．低温环境下，葫芦藓叶片细胞内结合水与自由水的比值增大 D．葫芦藓叶片细胞可通过降低细胞液渗透压来适应低温环境 答案：D 解析：活的植物细胞才可能发生质壁分离，可见细胞保持活性是发生质壁分离的必要条件，A正确；发生质壁分离的过程中，细胞发生渗透失水，细胞液浓度逐渐增大，B正确；结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强，因此低温环境下，葫芦藓叶片细胞内结合水与自由水的比值增大，C正确；题干信息：低温处理一段时间后的葫芦藓叶片细胞变得不易发生质壁分离，可见葫芦藓叶片细胞可通过提高细胞液渗透压来适应低温环境，D错误。 6．(2024·湖北黄冈一模)在相同条件下，先分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，再分别用清水处理上述细胞，两次处理后都观察并统计细胞质壁分离的情况，实验结果见下表。下列叙述错误的是(　　) 蔗糖溶液浓度 质壁分离细胞比例(%) C1 C2 C3 C4 蔗糖溶液处理后 52 90 98 100 清水处理后 0 0 19 75 A．为了便于观察，实验应选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 B．各组蔗糖溶液浓度的大小关系为C1＜C2＜C3＜C4 C．C3和C4组蔗糖溶液处理后部分细胞可能已经失去活性 D．各组蔗糖溶液处理过程中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液 答案：D 解析：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡呈现紫色，便于观察，A正确；分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，质壁分离的细胞比例C1＜C2＜C3＜C4，浓度差越大，细胞失水越多，质壁分离细胞占比越大，因此各组蔗糖溶液浓度的大小关系为C1＜C2＜C3＜C4，B正确；C3和C4组蔗糖溶液处理后，再用清水处理，仍有部分细胞处于质壁分离状态，说明该部分细胞已失去活性，C正确；水分子进出细胞是双向的，可从蔗糖溶液进入细胞液，也可从细胞液出细胞，D错误。故选D。 7．(2026·河南模拟预测)在玻璃圆筒中装满30%的蔗糖溶液，用猪膀胱封口后，把圆筒整体浸沉在5%的蔗糖溶液中。观察发现，圆筒上的猪膀胱逐渐向外膨胀，膨胀到一定程度后不再变化。对该实验现象的合理解释是(　　) ①猪膀胱向外膨胀是因为外界的水分子通过猪膀胱进入圆筒内 ②猪膀胱向外膨胀是因为猪膀胱将外界环境中的蔗糖吸收进圆筒内 ③猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为通过膀胱膜进出圆筒的水分子已处于动态平衡状态 ④猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为膀胱膜两侧蔗糖溶液已不存在浓度差 A．①④　 B．②④ C．①③ D．②③ 答案：C 解析：猪膀胱向外膨胀，是因为玻璃圆筒内装的30%的蔗糖溶液比圆筒外5%的蔗糖溶液浓度高，水分子从外界通过猪膀胱进入圆筒内导致的，①正确、②错误；膀胱膨胀到一定程度后不再增大，是因为水分子进出猪膀胱处于动态平衡状态，玻璃圆筒内液体体积不再增大，③正确；由于猪膀胱有一定的膨胀度，迫使圆筒内水分子排出，圆筒内蔗糖溶液吸引外界环境中的水分子进入，当圆筒内外对水分子的作用力相等时，猪膀胱膨胀到一定程度不再变化，此状态下，圆筒内蔗糖溶液浓度大于外界蔗糖溶液浓度，④错误。综上，①③正确，②④错误，C正确，A、B、D错误。 二、非选择题 8．(2026·天津阶段练习)花的开放对许多植物成功受粉至关重要。部分植物(如龙胆)的花能够反复开合，这与花冠近轴表皮细胞膨压(原生质体对细胞壁的压力)变化有关。已知水通道蛋白在该过程中发挥重要作用，且磷酸化后其活性增强，相关机理见下图。 请分析并回答下列问题： (1)水分子进出细胞的方式有________________。水分子进入龙胆花冠近轴表皮细胞后主要储存在________中。 (2)据图推测，为了使低温、黑暗环境中闭合的龙胆花尽快开放，可将其转移至____________________环境中。在上述环境因素刺激下，花冠近轴表皮细胞通过上调细胞膜上水通道蛋白的____________，使表皮细胞吸水增多，膨压________，花冠开放。 (3)随着环境因素的改变，开放的花冠又会发生闭合，该过程中花冠近轴表皮细胞可能发生的变化有________。 A．细胞液浓度降低 B．细胞质中Ca2＋含量减少 C．细胞质中GsCPK16变性失活 D．细胞膜上的水通道蛋白的磷酸化 答案：(1)自由扩散、协助扩散　液泡　(2)正常生长温度、光照条件　数量和活性　增大　(3)BC 解析：(1)水分子可通过自由扩散进出细胞，也可通过图示中借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。表皮细胞属于成熟的植物细胞，水分子主要储存在液泡内，因此水分子进入龙胆花冠近轴表皮细胞后主要储存在液泡中，充盈的液泡可以对细胞壁产生一定的压力。 (2)根据图示可知，正常生长温度和光刺激均会调节水通道蛋白对水分子的运输，前者使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞膜，而后者促进Ca2＋运输至细胞内，激活蛋白激酶GsCPK16，使水通道蛋白磷酸化，运输水的活性增强，最终使花冠近轴表皮细胞吸水增强，使花朵开放，因此为了使低温、黑暗环境中闭合的龙胆花尽快开放，可将其转移至正常温度、光照条件下。水分子通过自由扩散和协助扩散进入花冠近轴表皮细胞中，导致花冠近轴表皮细胞膨压逐渐增大，引起龙胆花重新开放。 (3)根据题意可知，花冠近轴表皮细胞吸水增强后细胞膨压增大，花冠开放，若开放的花冠发生闭合，说明细胞失水，则细胞液浓度应升高，A错误；细胞质中Ca2＋含量减少导致水通道蛋白磷酸化减弱，水分子进入细胞减少，细胞膨压降低，花冠可能闭合，B正确；细胞质中GsCPK16变性失活，使水通道蛋白不能发生磷酸化，水分子进入细胞减少，细胞膨压降低，花冠可能闭合，C正确；细胞膜上的水通道蛋白的磷酸化会促进水分子的吸收，细胞膨压增大，花冠开放，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $