第3单元 第6讲 水进出细胞的原理-【优学精研】2027年高考生物一轮总复习教用Word（冀赣专版）

该高中生物学高考复习讲义围绕水进出细胞的原理，整合渗透作用、细胞吸水失水及质壁分离与复原实验等核心考点，依据考情分析构建知识网络，通过考点梳理、方法提炼、真题演练等环节，帮助学生突破原理应用与实验分析难点，体现复习的系统性和针对性。 资料以科学思维和探究实践为核心，创新设计渗透装置动态分析与质壁分离实验拓展活动，如通过对比不同浓度溶液中细胞吸水失水过程，培养学生逻辑推理与实验设计能力。设置命题角度练和长句表达练分层训练，配合真题精讲即时反馈，确保高效突破考点，助力教师精准把控复习节奏，提升学生应考能力。

第6讲　水进出细胞的原理 核心考点 考题统计 考情分析 1.渗透作用与细胞的吸水和失水 2025·重庆卷T10 2025·河南卷T3 2025·山东卷T2 2024·山东卷T4 1.命题特点：核心考查渗透作用原理分析、以及动植物细胞的吸水和失水。 2.备考重点：结合生活实例考查渗透作用的原理；掌握质壁分离与复原实验的应用分析 2.质壁分离与复原实验 2025·全国卷T30 2025·北京卷T15 2025·陕晋青宁卷T5 2024·江苏卷T7 考点一　渗透作用与细胞的吸水和失水 1.渗透作用 2.渗透作用的方向：溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧渗透。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是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.渗透装置分析 （1）液面上升的原因：单位时间由烧杯进入漏斗中的水分子数　＞（或多于）　单位时间由漏斗进入烧杯中的水分子数。 （2）液面不会一直上升的原因：因为液面上升到一定程度就会产生一个静水压（图中Δh），当该压力和漏斗中溶液的吸水能力　相等　时液面不再上升。 4.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 5.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 ①当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞一定正在失水吗？为什么？ 提示：不一定。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。 ②对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？为什么？ 提示：不一定。对于动物细胞来说，单位时间内水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等。但植物细胞有细胞壁的支持、保护，单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。 1.发生渗透作用的装置中膜两侧溶液的浓度指的是质量浓度。 〔必修1 P62“问题探讨”〕（　×　） 提示：指物质的量浓度。 2.1 mol·L－1 NaCl溶液和1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压大小相等。 （2021·湖南卷）（　×　） 提示：1 mol·L－1 NaCl溶液中，含1 mol·L－1的Na＋和1 mol·L－1的Cl－，即溶质微粒浓度为2 mol·L－1，而1 mol·L－1蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1 mol·L－1 NaCl溶液的渗透压大于1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压。 3.当外界溶液浓度低时，哺乳动物成熟红细胞一定会吸水涨破。 〔必修1 P63“思考·讨论”〕（　×　） 提示：不一定，当外界溶液浓度低时，若细胞内外渗透压差偏小，细胞不会涨破。 4.相同盐度下，游离氨基酸含量高的组织渗透压也高。 （2024·湖南卷）（　√　） 渗透作用的实验探究及分析 1.（2023·重庆高考7题）某兴趣小组利用如图装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤时，袋内溶液逐渐变为蓝色；当a为②、b为③时，水浴（55摄氏度）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 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 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：C　当a为①、b为⑤时，袋内溶液逐渐变为蓝色，说明淀粉不能透过半透膜，碘可以透过半透膜；当a为②、b为③时，水浴（55摄氏度）后透析袋内、外均不出现砖红色，说明葡萄糖和斐林试剂均不能透过半透膜。若a为①＋②，b为③，淀粉、葡萄糖和斐林试剂不能透过半透膜，水浴后不会出现砖红色，A错误；若a为①＋②，b为⑤，碘可进入透析袋内，透析袋内出现蓝色，淀粉不能透过半透膜到达透析袋外，透析袋外的溶液不会出现蓝色，B错误；若a为①＋④，b为⑤，淀粉酶将淀粉分解，碘进入透析袋内呈现棕红色，C正确；若a为①＋④，b为③，由于斐林试剂无法进入透析袋，水浴后透析袋内不会出现砖红色，D错误。 2.（2025·河南郑州模拟）图甲和图乙为两个渗透装置，a、b、c、d为一定浓度的蔗糖溶液。实验初始时，a、c浓度相同，且漏斗内、外液面相平。a、c的浓度随时间的变化如图丙所示。下列分析正确的是（　　） A.初始状态时，蔗糖溶液的浓度大小为d＞b＞a＝c B.当漏斗内液面高度稳定时，仍有水分子通过半透膜 C.达到平衡状态后，漏斗内、外的液面差乙＞甲 D.达到平衡状态后，漏斗内、外溶液的浓度相等 解析：B　实验初始时，a、c浓度相同，且漏斗内、外液面相平，一段时间后a溶液的浓度变化大于c溶液浓度的变化，说明甲装置膜两侧的浓度差变化大于乙装置两侧的浓度差变化，故b＞d＞a＝c，A错误；达到渗透平衡时，仍有水分子通过半透膜进出，只是水分子进出的速率相等，B正确；由于c、d蔗糖溶液的浓度差小于a、b蔗糖溶液的，故达到平衡状态时，漏斗内、外的液面差乙＜甲，C错误；由于蔗糖分子不能透过半透膜，且半透膜内外存在压力差，故达到平衡状态时，两装置的漏斗内、外蔗糖溶液的浓度均不同，D错误。 植物细胞的吸水与失水 3.（2024·山东高考4题）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：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。细胞中单糖合成多糖，溶质微粒数减少，渗透压降低。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，渗透压降低速率比外层快，细胞液浓度比外层细胞低，B错误。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。干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，渗透压降低更明显，更容易通过渗透作用将水分渗透到外层细胞，也有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，有利于外层细胞进行光合作用，D正确。 4.（2025·安徽合肥模拟）科研人员将人的成熟红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，测定红细胞溶血（溶血是指红细胞破裂后血红蛋白渗出的现象）所需时间，实验结果如图所示。以下叙述错误的是（　　） A.成熟红细胞在蒸馏水中从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子 B.处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质分子进入细胞导致细胞质浓度升高 C.氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度依次减小 D.上述实验可以证明脂溶性物质更易通过细胞膜 解析：C　分析题图可知，氯化铵、甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速度大小关系为丙酮＞乙醇＞甘油＞氯化铵，C错误。 考点二　观察植物细胞的质壁分离和复原 1.实验原理 2.实验步骤 提醒：（1）本实验中存在两组对照实验，对照组和实验组在同一装片中先后进行，属于自身前后对照。 （2）本实验选用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。 1.观察植物细胞的质壁分离现象实验过程须保持细胞活性。 （2025·陕晋青宁卷）（　√　） 2.五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，可用花瓣细胞观察质壁分离现象。 （2024·北京卷）（　√　） 3.为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液。 （2021·江苏卷）（　×　） 提示：应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流，重复几次，细胞就会浸润在蔗糖溶液中。 4.质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。 （2020·山东卷）（　×　） 提示：质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。 某同学进行“植物细胞的吸水与失水”实验。所用材料为紫色的洋葱鳞片叶外表皮，试剂是蔗糖溶液和清水。实验步骤如图1所示，图2是在蔗糖溶液中观察到的洋葱鳞片叶外表皮细胞的结构示意图。 （1）成熟植物细胞发生质壁分离的条件是　细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性；原生质层相当于一层半透膜；细胞液的浓度小于外界溶液的浓度　。 （2）原生质层对应图2中的　2、4、5　（填数字）。图1 F步骤观察时发现质壁分离不能复原，原因可能是　蔗糖溶液浓度过高，细胞因失水过多而死亡　。 （3）若外界溶液浓度相同，用紫色洋葱鳞片叶外表皮的不同部位观察到的质壁分离程度可能不同，原因是　紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定相同　。 （4）在溶质可透过膜的溶液中（如KNO3、甘油、尿素、葡萄糖等），发生质壁分离后能自动复原，原因是　这些溶质会进入细胞，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水　。 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）均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（如甘油、尿素、乙二醇等）中可发生质壁分离现象，并能自动复原，因为尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞因渗透吸水而发生自动复原。③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但可能不会发生质壁分离复原现象。④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合作质壁分离实验的溶液。 实验原理、操作步骤和实验结果分析 1.（2024·江苏高考7题）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：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0.3 g/mL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0.3 g/mL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。 2.（2023·全国甲卷4题）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（　　） 思维路径： 解析：C　用30％蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，细胞失水，随着时间的延长，原生质体和液泡的体积均减小，用清水处理后，细胞吸水，原生质体和液泡的体积均逐渐恢复，A错误；用30％蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，细胞失水，随着时间的延长，细胞液浓度升高，用清水处理后，细胞吸水，细胞液浓度降低，B错误；当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞吸水，由于有细胞壁的阻碍，原生质体和液泡的体积均略微增加；当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞失水，原生质体和液泡的体积均逐渐减小，C正确；当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞吸水，细胞液浓度略微降低；当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞失水，细胞液浓度增加，D错误。 质壁分离与复原的实验分析 3.（2025·浙江1月选考9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，示意图如图。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：C　“观察叶绿体和细胞质流动”实验和“质壁分离”实验都需要活细胞，A错误；出现质壁分离的现象与细胞膜的选择透过性有关，因为蔗糖难以进入细胞，而水可出入细胞，B错误；图乙细胞处于质壁分离状态，细胞液浓度比图甲的高，因此图乙细胞吸水能力更强，C正确；与图甲相比，图乙原生质体的体积减小，但由于细胞壁伸缩性较小，细胞体积无明显变化，D错误。 4.（2025·陕西宝鸡模拟）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，且“＋”越多表示发生程度越大。 A.第①组洋葱鳞片叶内表皮细胞吸水，会使胭脂红溶液浓度增大 B.第③④组洋葱鳞片叶内表皮细胞的原生质层和细胞液均为无色 C.洋葱鳞片叶内表皮细胞的细胞液浓度介于0.15～0.25 g/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 解析：D　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0.15 g/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；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均为无色，B正确；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0.15～0.25 g/mL之间，C正确；用蔗糖溶液代替胭脂红溶液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。 题后归纳：植物细胞质壁分离和复原实验的拓展 （1）用于判断成熟细胞的死活： （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）比较未知浓度溶液的浓度大小 一、命题角度练 角度一 结合渗透作用的装置及过程，考查科学思维及科学探究 1.（2025·重庆高考10题）某兴趣小组利用图1装置，分别使用等体积2.5 mol/L葡萄糖溶液和1.2 mol/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：C　葡萄糖分子能通过玻璃纸，蔗糖分子不能通过玻璃纸。开始时葡萄糖溶液和蔗糖溶液的浓度分别为2.5 mol/L和1.2 mol/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；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；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；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。 2.（2024·广西高考13题）科研工作者以烟草悬浮细胞为材料，研究不同质量浓度的聚乙二醇（PEG）对细胞膜通透性的影响，结果如图所示。下列说法错误的是（　　） A.高浓度PEG使细胞活力显著下降 B.随着PEG浓度增加，eATP和iATP总量持续增加 C.iATP相对水平越高，说明细胞膜的通透性越小 D.在PEG胁迫下，eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关 解析：B　分析题意，吸光值OD600值越小，表示细胞膜通透性越小，由图可知，高浓度PEG时，OD600值增大，即细胞膜通透性增大，细胞活力下降，A正确；据图可知，随着PEG浓度增加，iATP减小，故eATP和iATP总量并非持续增加，B错误；吸光值OD600值越小，表示细胞膜通透性越小，由图可知，iATP相对水平越高，OD600值越小，说明细胞膜通透性越小，C正确；从图中可观察到在PEG胁迫下，eATP相对水平升高，而iATP相对水平降低，故二者呈负相关，D正确。 角度二 结合质壁分离与复原的实验，考查科学探究 3.（2025·北京高考15题）“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 解析：D　“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，当细胞处于清水中时，水分子通过渗透作用进出细胞，细胞壁的存在可限制过多的水进入细胞，以防细胞吸水过多涨破，A、B正确；图2细胞处于质壁分离状态，细胞失去的水分子是自由水，C正确；与图1相比，图2中细胞液浓度大，D错误。 二、长句表达练 4.（2025·全国卷30题节选）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）细胞失水发生质壁分离，原生质层与细胞壁分离的原因是　细胞失水体积缩小，原生质层比细胞壁的伸缩性大　。 （2）一定时间（t）后细胞开始吸水的原因是　K＋和Cl－进入细胞，使细胞内渗透压高于外界溶液　。 解析：（1）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。（2）KCl在水中会电离出K＋和Cl－，K＋和Cl－进入细胞，使细胞内渗透压高于外界溶液，细胞吸水。 1.（2025·重庆大渡口模拟）透析袋通常是由半透膜（蛋白质、淀粉等物质不能透过）制成的袋状容器。现将3％的淀粉溶液装入透析袋，再放于清水中，实验装置如图所示。30 min后，会发现（　　） A.透析袋缩小 B.透析袋内液体浓度增大 C.透析袋胀大 D.试管内液体浓度增大 解析：C　透析袋是由半透膜制成的袋状容器，并且在半透膜的两侧有浓度差，所以水分子从低浓度流向高浓度，即水会进入透析袋内，导致袋内水分增多，透析袋胀大，A错误，C正确；由于透析袋吸水胀大，其内液体浓度减小，B错误；淀粉是大分子物质，不能穿过半透膜，不会从袋内出来，所以试管内依然是清水，浓度不变，D错误。 2.（2025·河南平顶山模拟）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高是保证细胞失水的关键 解析：C　黑藻叶肉细胞的细胞液通常为无色，A错误；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；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；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。 3.（2025·广东广州模拟）细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。某小组用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞为实验材料，测定该细胞的细胞液浓度与多少质量分数的蔗糖溶液相当。下列实验操作正确的是（　　） A.仅能用紫色洋葱鳞片叶内表皮制成临时装片 B.仅配制质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液 C.记录刚好发生和尚未发生质壁分离时的蔗糖溶液浓度 D.在高倍镜下观察液泡大小和原生质层的位置 解析：C　紫色洋葱鳞片叶外表皮和内表皮细胞中都含有大液泡，都可用于制成临时装片，A错误；测定该细胞的细胞液浓度时，需要配制一系列质量浓度的蔗糖溶液，B错误；记录刚好发生和尚未发生质壁分离时的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液浓度介于这两个浓度之间，C正确；该实验，只需在低倍镜下观察液泡大小和原生质层的位置，D错误。 4.（2025·安徽芜湖模拟）将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果如图。下列叙述正确的是（　　） A.图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质 B.向载玻片中滴加清水，视野中的细胞会发生质壁分离复原 C.实验结果说明紫色洋葱鳞片叶表皮细胞壁没有伸缩性 D.若以无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料，不会发生质壁分离 解析：B　据图分析可知，图中L是细胞壁，M是液泡（其内部的液体为细胞液），N是原生质层与细胞壁之间的空隙，A错误；若向载玻片中滴加清水，细胞会渗透吸水，视野中的细胞会发生质壁分离复原，B正确；实验结果说明紫色洋葱鳞片叶表皮细胞壁伸缩性比原生质层的小，C错误；若以无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料，仍然会发生质壁分离，D错误。 5.（2025·湖南长沙模拟）某学生为探究质壁分离复原实验中蔗糖溶液的最佳浓度，使用不同浓度的蔗糖溶液分别处理洋葱鳞片叶的外表皮细胞，滴加清水观察复原情况。结果如下： 分组 浓度（g/mL） 质壁分离复原程度 一 0.1 不能发生 二 0.2 逐渐开始发生，复原较慢 三 0.3 明显，能较快复原 四 0.4 较快，部分细胞不能复原 五 0.5 很快，完全分离，不能复原 下列有关叙述错误的是（　　） A.推测细胞液浓度最小是0.1 g/mL B.第二组细胞失水和吸水速率都较慢 C.浓度为0.3 g/mL时接近细胞液浓度 D.浓度为0.5 g/mL时，原生质层失去选择透过性 解析：C　第一组（0.1 g/mL）中，细胞不能发生质壁分离的现象，说明细胞液浓度大于或等于0.1 g/mL，所以推测细胞液浓度最小是0.1 g/mL，A正确；第二组（0.2 g/mL）中，蔗糖溶液浓度略高于细胞液浓度，细胞缓慢失水导致质壁分离；滴加清水后，因浓度差较小，吸水速率也较慢，复原较慢，B正确；第三组（0.3 g/mL）中，质壁分离明显且能较快复原，说明蔗糖溶液浓度显著高于细胞液浓度，导致细胞快速失水（分离明显），滴加清水后因浓度差大，吸水速率快（复原快）。若浓度接近细胞液，质壁分离应不明显或缓慢，C错误；第五组（0.5 g/mL）中，高浓度导致细胞过度失水死亡，原生质层失去选择透过性，无法复原，D正确。 6.（2025·辽宁大连模拟）在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，同学们发现选用蜈蚣草作为实验材料具有独特优势：蜈蚣草叶片为单层细胞，含有无色大液泡，叶绿体数量多且体积较大。关于该实验的分析，错误的是（　　） A.单层细胞结构避免了切片和撕取操作对细胞造成的损伤，有利于保持细胞结构完整性 B.无色大液泡与滴加红墨水的蔗糖溶液形成鲜明对比，便于观察细胞的吸水和失水过程 C.原生质层中的叶绿体能为渗透作用提供能量 D.质壁分离过程中，细胞液渗透压逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增强 解析：C　蜈蚣草叶片是单层细胞结构，在实验操作时，无需进行复杂的切片或撕取等可能损伤细胞的操作，能更好地维持细胞的完整性，有利于实验的进行，A正确；蜈蚣草细胞内有无色大液泡，当外界是滴加红墨水的蔗糖溶液时，液泡与外界溶液形成明显的颜色对比，便于观察细胞在吸水和失水过程中液泡体积的变化，B正确；渗透作用是水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散，属于被动运输，不需要能量，C错误；质壁分离过程中，细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，渗透压逐渐升高，细胞吸水能力逐渐增强，D正确。 7.（2025·河南新乡模拟）将相同体积的稀溶液（纯水）和浓溶液分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，达到渗透平衡状态后，在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，这一过程称为反渗透，原理如图所示。下列叙述正确的是（　　） A.渗透装置中渗透平衡后，纯水一侧的液面升高 B.渗透装置在渗透平衡过程中浓溶液吸水力增强 C.反渗透时，随浓溶液液面下降施加压力将增大 D.反渗透时，纯水中的水分将向浓溶液一侧流动 解析：C　渗透装置中达到渗透平衡后，浓溶液一侧的液面升高，浓度差引起的吸水力与高度差引起的压强抵消，A错误；渗透装置在渗透平衡过程中，浓溶液浓度下降，吸水力降低，B错误；反渗透过程中，随着浓溶液液面下降，需要施加的压力会相应增大，以维持渗透压平衡，C正确；反渗透时，浓溶液中的水分将向纯水一侧流动，D错误。 8.（2025·广东深圳模拟）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：B　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；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子进出平衡状态，整体上细胞会发生吸水过程，B正确；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；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的大小关系为甲＞乙＞丙，D错误。 9.（2025·安徽安庆模拟）将紫色洋葱鳞片叶外表皮均分为生理状态相似的甲、乙两组，将甲、乙两组细胞分别浸泡在不同溶质的溶液中，间断测得甲、乙两组细胞的失水情况如图所示。下列分析正确的是（　　） A.4 min时，甲组细胞吸水能力一定高于乙组细胞 B.两组细胞在4 min时的吸水能力都大于2 min时 C.若乙组溶质是甘油，乙组胞内甘油浓度会超过胞外 D.若乙组溶质是KNO3，乙组细胞渗透压最高点在处理时间8 min时 解析：B　4 min时，只能确定甲组细胞比乙组细胞失去了更多水，但是甲、乙溶液溶质不同，乙组可以发生质壁分离自动复原，所以乙组的溶质是可以进入细胞的。所以渗透压无法判断，故此时甲、乙两组细胞的吸水能力不确定，A错误；从图中可以看出，2 min到4 min的过程中，两组细胞都在失水，细胞液浓度逐渐增大。由于细胞吸水能力与细胞液浓度呈正相关，细胞液浓度越大，吸水能力越强，所以两组细胞在4 min时的吸水能力都大于2 min时，B正确；由实验结果可知，乙组细胞发生质壁分离后能自动复原，说明溶质可被细胞吸收，可以是甘油，但由于甘油是通过自由扩散方式被细胞吸收的，所以乙组胞内甘油浓度不会超过胞外，C错误；由图可知，8 min后乙组细胞已经在吸水，说明细胞渗透压最高点在6～8 min之间，D错误。 10.〔多选〕（2025·山东日照模拟）水势（Ψw）与溶液的吸水能力呈负相关，主要受溶液浓度、压力等的影响。t0时刻将成熟植物细胞（细胞液Ψw＝－0.7 MPa）转移至一定浓度的蔗糖溶液中，细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析不正确的是（　　） A.t0～t1时段，该细胞的吸水能力逐渐增强 B.t0～t1时段，细胞内外溶液的浓度差逐渐减小 C.t0～t1时段，该细胞质壁分离的程度逐渐增大 D.t1时刻后，Ψw不再增加，细胞内外渗透压相等 解析：ACD　已知水势与溶液的吸水能力呈负相关，在t0～t1时段，细胞液水势逐渐增大，那么其吸水能力应逐渐减弱，A错误；在t0～t1时段，细胞液水势逐渐增大，说明细胞在吸水，随着细胞吸水，细胞液浓度逐渐降低，细胞内外溶液的浓度差逐渐减小，B正确；t0～t1时段细胞在吸水，细胞会发生质壁分离复原，而不是质壁分离程度逐渐增大，C错误；t1时刻后，Ψw不再增加，可能是由于细胞壁的限制，细胞不能再继续吸水，但此时细胞内外渗透压不一定相等，D错误。 11.（2025·北京丰台期末）玉米丝黑穗病是由黍轴黑粉菌侵染导致，随着玉米连年种植，该病逐年加重。为缓解此病，现选用5种药物进行实验。玉米发病率与在高渗溶液中丧失质壁分离能力的细胞百分率呈正比。 （1）病原菌的菌丝破坏了细胞的　原生质层　，使之丧失了半透膜的性质，导致被菌丝侵入的表皮细胞不能发生质壁分离。 （2）质壁分离法可以直接判断出抗病性，从而为田间发病率提供一定的依据。科研人员进行了如图所示研究，测定了在不同　药物种类和稀释比例　条件下未发生质壁分离细胞的比例，根据结果选定药物4和5进行下一步实验的原因是　在各种稀释比例下，药物4和5处理的细胞未发生质壁分离的比例相对较低　。 （3）科研人员进一步在玉米个体水平进行了实验，结果如下表。综合分析，　1∶50稀释比例的药物5　处理应当成为首选，理由是　平均发病率最低，防效率最高　。 不同药物处理防治玉米丝黑穗病的效果 稀释比例 药物种类 平均发病率（％） 防效率（％） 1∶40 4 3.37 79.99 5 2.30 86.36 对照 16.86 — 稀释比例 药物种类 平均发病率（％） 防效率（％） 1∶50 4 5.93 64.85 5 2.26 86.60 对照 16.86 — 1∶60 4 2.34 86.12 5 3.41 79.77 对照 16.86 — 解析：（1）由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，这种现象叫质壁分离，因此病原菌的菌丝破坏了细胞的原生质层，使之丧失了半透膜的性质，导致被菌丝侵入的表皮细胞不能发生质壁分离。（2）分析题图可知，科研人员测定了在不同种类的药物以及药物的稀释比例条件下未发生质壁分离细胞的比例。由题意“玉米发病率与在高渗溶液中丧失质壁分离能力的细胞百分率呈正比”可知，在各种稀释比例下，药物4和5处理的细胞未发生质壁分离的比例较低。（3）分析表格可知，药物5，在1∶50的稀释比例下，玉米的平均发病率最低，防效率最高，因此1∶50稀释比例的药物5处理应当成为首选。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $