第2单元 第6讲 水进出细胞的原理（Word练习）-【精讲精练】2027年高考生物一轮复习（A版）

**基本信息** 聚焦物质跨膜运输核心原理，通过梯度化实验情境构建"概念-验证-应用"逻辑链，强化生命观念与探究实践能力 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础原理应用|6题（如渗透装置分析、红细胞形态变化）|以经典实验为载体，考查渗透作用条件及现象判断|从渗透作用概念（浓度差、半透膜）推导细胞吸水失水机制，建立结构与功能观| |实验改进与分析|3题（如花瓣表皮替代洋葱、高浓度蔗糖缩短时间）|围绕实验材料/试剂优化，分析变量控制与结果差异|通过实验材料特性（单层细胞、色素对比）深化对原生质层选择透过性的理解，体现科学思维| |综合探究与数据处理|3题（如乙二醇质壁分离复原、蔗糖浓度曲线）|结合图表数据，考查实验设计与结果预期（如非选择题AQP1功能验证）|整合跨膜运输方式（自由扩散/协助扩散）与实验数据，构建"原理-现象-数据-结论"探究链，落实探究实践|

[对应学生用书P426] 说明：选择题每题2分，非选择题9分，本试卷共31分。 一、选择题 1．(2025·河北秦皇岛模拟)如图1、2表示渗透作用实验，开始时如图1，过一段时间后结果如图2。图3是细胞在某浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图，下列说法正确的是(　　) A．图1开始时A中水分子扩散到B的速率小于扩散到C的速率 B．图2所示平衡状态时B、C中漏斗内外溶液渗透压会相等 C．细胞处于图3过程时细胞的吸水力会越来越大 D．洋葱表皮细胞放在清水中较长时间后，细胞体积几乎不变 解析　根据图2中液面的高度差(H1＞H2)可知，B中蔗糖溶液的浓度应大于C中蔗糖溶液的浓度，因此图1开始时A中水分子扩散到B的速率应大于扩散到C的速率，A错误；图2渗透平衡时，漏斗内是蔗糖溶液，烧杯内是清水，因此图2所示平衡状态时，B、C中漏斗内溶液渗透压会大于漏斗外的溶液(清水)渗透压，B错误；由图3可知，水分子进入细胞的速率大于水分子出细胞的速率，随着水分子进入细胞，细胞内的渗透压减小，对水的吸水力逐渐减小，C错误；洋葱表皮细胞的最外层是细胞壁，细胞壁的伸缩性较小，因此洋葱表皮细胞放在清水中较长时间后，由于细胞壁的限制，细胞不会无限吸水，细胞体积几乎不变，D正确。 答案　D 2．(2025·内蒙古包头二模)若将人成熟的红细胞放入下列不同质量分数的NaCl溶液中，可导致红细胞破裂和皱缩的NaCl溶液分别是(　　) A．0.3% NaCl、1.5% NaCl B．2.1% NaCl、0.3% NaCl C．1.5% NaCl、0.9% NaCl D．0.9% NaCl、1.2% NaCl 解析　人成熟红细胞在不同NaCl溶液中的情况：人成熟的红细胞内的NaCl溶液浓度相当于0.9%的NaCl溶液浓度，外界溶液浓度小于0.9%的NaCl溶液浓度，会使细胞吸水，破裂，外界溶液浓度大于0.9%的NaCl溶液浓度，会使红细胞皱缩。所以，A正确，B、C、D错误。 答案　A 3．(2025·贵州遵义开学考试)同学们对质壁分离及复原实验的材料和药品进行了改进。用新鲜红色花瓣代替洋葱的鳞片叶外表皮进行实验：用食指和拇指搓去非表皮组织，获得薄而略透明的花瓣表皮，通过用40%的蔗糖溶液代替30%的蔗糖溶液进行质壁分离，发现整个质壁分离时间是原实验的1/5。下列叙述正确的是(　　) A．质壁分离复原过程中花瓣表皮细胞主要通过通道蛋白运输水分子 B．用40%的蔗糖溶液代替30%的蔗糖溶液，花瓣表皮细胞渗透压更低 C．花瓣表皮细胞内的叶绿体和液泡中的色素有利于实验的观察 D．花瓣表皮细胞在质壁分离过程中原生质层的颜色会逐渐加深 解析　质壁分离复原过程中花瓣表皮细胞水分子运输的主要方式是通过通道蛋白的协助运输，A正确；用40%的蔗糖溶液代替30%的蔗糖溶液，花瓣表皮细胞会失去更多的水，渗透压更高，B错误；花瓣表皮细胞内没有叶绿体，C错误；原生质层指的是细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质基质，原生质层没有颜色，质壁分离过程中原生质层的颜色不变，D错误。 答案　A 4．(2025·湖南永州二模)下列关于植物细胞吸水和失水的相关描述，错误的是(　　) A．水进出细胞，主要指的是水经过原生质层进出液泡 B．质壁分离过程中，细胞液的渗透压会增加 C．植物细胞在溶液中能否发生质壁分离自动复原取决于细胞能否吸收溶质 D．植物细胞吸收水和吸收无机盐主要发生在根尖分生区 解析　液泡是成熟植物细胞最大的细胞器，可以维持植物细胞渗透压，水进出细胞，主要指的是水经过原生质层进出液泡，A正确；质壁分离过程中，植物细胞失水，细胞液浓度增大，细胞液的渗透压会增加，B正确；只有溶质溶于水能通过细胞膜吸收的才能发生质壁分离复原，所以植物细胞在溶液中能否发生质壁分离自动复原取决于细胞能否吸收溶质，C正确；植物细胞吸收水和吸收无机盐主要发生在成熟区，D错误。 答案　D 5．(2025·辽宁沈阳模拟)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　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。 答案　C 6．生物兴趣小组的同学将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于某溶液中，一段时间后观察，视野中没有观察到质壁分离现象。下列分析错误的是(　　) A．该溶液浓度可能比洋葱外表皮细胞的细胞液浓度低 B．该溶液可能为KNO3溶液，细胞质壁分离后又自动复原 C．实验时间可能较短，大部分细胞还没有发生质壁分离 D．洋葱外表皮细胞过度失水死亡，未发生过质壁分离 解析　当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水不发生质壁分离，A正确；该溶液为KNO3溶液时，由于KNO3能进入细胞，因此细胞发生质壁分离后又自动复原，B正确；实验时间较短时，由于细胞还没有发生明显的质壁分离，因此看不到质壁分离现象，C正确；当细胞发生质壁分离失水过多时，细胞死亡后不能复原，但发生过质壁分离现象，D错误。 答案　D 7．(2025·甘肃白银模拟)现利用洋葱为实验材料，观察植物细胞的质壁分离和复原现象。甲组选取紫色洋葱外表皮细胞，乙组选取内表皮细胞，将甲组置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，乙组置于添加了红墨水的0.3 g/mL的蔗糖溶液中。下列叙述错误的是(　　) A．甲组、乙组细胞均能观察到明显的质壁分离现象 B．甲组、乙组细胞中有色部分出现在不同的部位 C．降低蔗糖溶液的浓度，可使乙组细胞的细胞液呈现红色 D．将发生质壁分离的细胞置于清水中，乙组细胞会使清水变红 解析　甲组实验材料为洋葱紫色外表皮细胞，液泡的紫色有利于质壁分离实验现象的观察，乙组选取洋葱内表皮细胞，液泡没有颜色，但外界的蔗糖溶液滴加了红墨水，质壁分离时细胞壁和原生质体之间红色区域面积发生变化，同样可以观察到明显的质壁分离现象，A正确；甲组有色部分出现在液泡内，乙组有色部分出现在细胞壁和原生质体之间，B正确；乙组所用材料为洋葱无色的内表皮细胞，细胞液没有颜色，C错误；乙组细胞的红墨水颜色存在于细胞壁和原生质体之间，细胞壁具有全透性，将发生质壁分离的细胞置于清水中，乙组细胞会使清水变红，D正确。 答案　C 8．(2025·福建南平三模)在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，光照下可以释放氧气。科研小组在此基础上，用不同浓度的蔗糖溶液配制成叶绿体悬浮液，加入2，6-二氯靛酚(蓝色的2，6-二氯靛酚可被还原为无色)，一段时间后观察溶液颜色变化，结果如下表。 组别 1 2 3 4 蔗糖溶液浓度/(mol/L) 0.2 0.4 0.6 0.8 颜色深浅 ＋＋＋ ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ 注：“＋”越多代表蓝色越深 下列叙述错误的是(　　) A．该实验可探究渗透压对叶绿体活性的影响 B．实验中加入2，6-二氯靛酚含量和浓度应相同 C．2，6-二氯靛酚与希尔反应中铁盐的作用相似 D．本实验中蓝色越深，水分解产生的氧气越多 解析　不同浓度的蔗糖溶液会改变渗透压，影响叶绿体结构完整性(如类囊体膜)，从而影响其活性(如光反应效率)，所以该实验可探究渗透压对叶绿体活性的影响，A正确；实验应该控制单一变量(蔗糖浓度)，需保证其他无关变量一致，确保结果可比性，所以实验中加入2，6-二氯靛酚含量和浓度应相同，B正确；2，6-二氯靛酚与希尔反应中铁盐均作为人工电子受体，替代NADP＋接受光反应中的电子，即2，6-二氯靛酚与希尔反应中铁盐的作用相似，C正确；蓝色越深(“＋”越多)→2，6-二氯靛酚被还原少→叶绿体活性低，电子传递弱→水分解和氧气释放少，D错误。 答案　D 9．(2025·云南昆明模拟)研究小组用物质的量浓度为2 mol·L-1的乙二醇溶液浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，并每隔1 min拍摄记录，测量其细胞长度(L1)和原生质体长度(L2)，经计算后的L2/L1平均值如下表。下列叙述正确的是(　　) 时间/(min) 0 1 2 3 4 5 6 7 L2/L1(%) 100 87.5 89.0 90.4 94.2 95.1 96.2 99.0 A．实验过程中，先用低倍镜观察，再用高倍镜观察 B．在0～7 min内，细胞发生了质壁分离和复原现象 C．在7 min时，液泡颜色最深，细胞吸水能力最强 D．若将实验材料换成黑藻细胞，不会出现上述结果 解析　观察植物细胞的质壁分离现象使用低倍镜即可，不需要使用高倍镜，A错误；在0～1 min内，L2/L1的值小于100%且逐渐减小，说明细胞失水，发生质壁分离；在1～7 min内，L2/L1的值逐渐增大，说明细胞吸水，发生质壁分离复原，所以在0～7 min内，细胞发生了质壁分离和复原现象，B正确；在质壁分离过程中，液泡颜色逐渐变深，细胞吸水能力逐渐增强；在质壁分离复原过程中，液泡颜色逐渐变浅，细胞吸水能力逐渐减弱。7 min时细胞在发生质壁分离复原，液泡颜色不是最深，细胞吸水能力不是最强，C错误；黑藻细胞也具有大液泡，若将实验材料换成黑藻细胞，也会出现质壁分离和复原的结果，D错误。 答案　B 10．(2025·江苏泰州一模)用同一打孔器在一白萝卜上打出若干萝卜条，切成相同长度，均分为三组，分别置于等体积的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种溶液中一段时间，b点时将三组实验的萝卜条同时放到相应溶液的低浓度溶液中一段时间。实验期间持续观察萝卜条体积的变化，并计算相对体积，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．实验的自变量为溶液的种类和浓度，观测指标是萝卜条的体积变化 B．初始Ⅰ溶液浓度等于Ⅱ溶液，Ⅰ溶液中的溶质能进入细胞 C．b点时Ⅰ溶液的浓度一定等于细胞液的浓度 D．三组萝卜条细胞都发生了质壁分离和自动复原 解析　自变量是人为改变的量，实验的自变量包括溶液的种类和浓度等，观测指标是萝卜条的体积变化，A正确；图示中Ⅰ溶液内的细胞先发生质壁分离后发生质壁分离复原，Ⅱ溶液内的细胞也发生了质壁分离，但需要将细胞置于低渗溶液中才能复原，由此说明Ⅰ溶液中的溶质能进入细胞，且一开始就能被细胞吸收，且有段时间两条曲线重合，所以初始Ⅰ溶液浓度与Ⅱ溶液浓度不相等，B错误；b点时Ⅰ溶液中细胞体积不再变化是由于细胞壁的阻挡，此时Ⅰ溶液的浓度小于细胞液的浓度，C错误；由图可知，萝卜条在溶液Ⅰ中先发生质壁分离，故初始Ⅰ溶液浓度大于Ⅱ溶液，Ⅰ溶液中细胞还没有放回低浓度溶液内即复原，说明溶质能进入细胞，但Ⅱ溶液中细胞需要放回低浓度溶液内细胞才能复原，Ⅲ溶液中的细胞只发生了质壁分离，置于低浓度溶液中也没有发生复原，说明细胞过度失水而死亡了，D错误。 答案　A 11．(2025·黑龙江齐齐哈尔联考)某实验小组选用水生植物黑藻作为实验材料，探究外界溶液浓度与植物细胞质壁分离的关系，该小组同学将相同黑藻叶片分别放入不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡10 min，根据记录数据绘制曲线，如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．浸泡10 min可确保细胞已经处于渗透完成后的稳定状态，便于数据统计 B．随蔗糖溶液浓度的增加，b/a值下降，说明质壁分离程度随溶液浓度的增加而增大 C．蔗糖溶液浓度为30%时，b/a为0.6，说明此浓度下细胞液中的水分子大量排出细胞 D．为了排除细胞本身的原因，应设置清水组作对照，观察清水中黑藻细胞质壁分离的情况 解析　浸泡10 min时间相对较长，可确保细胞已经处于渗透完成后的稳定状态，便于数据统计，A正确；a表示细胞壁的长度，b表示原生质体的长度，通过题中给的蔗糖溶液浓度，结合右侧曲线图可知，随蔗糖溶液浓度的增加，b/a值下降，一定范围内质壁分离程度随溶液浓度的增加而增大，蔗糖溶液浓度大于一定值时，细胞死亡，不会继续发生质壁分离，B错误；蔗糖溶液浓度为30%时，b/a为基本上稳定在0.6，说明质壁分离处于相对稳定的状态，此浓度下细胞液中的水分子大量排出细胞，C正确；如果要说明质壁分离现象是由相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身，需要设置清水组作对照，观察清水中黑藻细胞质壁分离的情况，D正确。 答案　B 二、非选择题 12．(9分)(2025·湖北黄冈一模)正常人体成熟的红细胞呈双凹面的圆盘形，具有运输氧气和二氧化碳的作用。红细胞保持正常的形态与功能，对于机体完成生命活动具有重要作用。 (1)红细胞内运输氧气的血红蛋白由4条肽链组成，其中含有39个谷氨酸(R基：—CH2—CH2—COOH)，则血红蛋白至少含有________个游离的羧基。 (2)在低渗溶液中，红细胞会吸水膨胀。此过程中水通过水通道蛋白AQP1协助扩散和通过磷脂分子间隙________进入细胞。 (3)科学家获得并利用AQP1的mRNA，以蛙卵细胞为实验材料，设计实验验证AQP1的功能。 ①为取得理想的实验效果，科学家在众多的细胞中选择蛙卵细胞作为实验材料，从自变量的角度分析，该细胞具有的特点是________。 ②请完善本实验的实验思路并预期实验结果。 编号 实验思路 预期实验结果 对照组 蛙卵细胞不做处理 Ⅱ.________，观察并统计两组细胞破碎比例 Ⅲ.______ 实验组 Ⅰ.________ 解析　(1)游离的羧基肽链数＋R基上羧基数，血红蛋白由4条肽链组成，因此含有的游离的羧基数量为4＋39＝43个。(2)水分子进出细胞的方式为自由扩散和协助扩散，其中通过通道蛋白的为协助扩散，通过磷脂分子间隙的为自由扩散。(3)①本实验以蛙卵细胞为实验材料，设计实验验证AQP1的功能，AQP1为水通道蛋白，若细胞膜上存在AQP1，细胞容易吸水涨破。本实验的自变量为AQP1的有无，因此从自变量的角度分析，蛙卵细胞膜上不含通道蛋白AQP1。②本实验验证AQP1的功能，因此自变量为AQP1的有无，因此对照组为蛙卵细胞不做处理，即蛙卵细胞膜上不含通道蛋白AQP1，实验组蛙卵细胞应注射AQP1的mRNA，使其细胞膜上含有通道蛋白AQP1，将两组细胞都放入相同的低渗溶液中，观察并统计两组细胞破碎比例。预期实验结果为实验组细胞破碎比例多于对照组。 答案　(除标注外，每空1分，共9分)(1)43 (2)自由扩散 (3)①细胞膜上不含通道蛋白AQP1　②Ⅰ.蛙卵细胞中注射AQP1的mRNA(2分)　Ⅱ.将两组细胞都放入相同的低渗溶液中(2分)　Ⅲ.实验组细胞破碎比例多于对照组(2分) 学科网（北京）股份有限公司 $