2027届高三生物人教版一轮复习讲义实验3 探究植物细胞的质壁分离与复原

该高中生物学高考复习讲义聚焦“植物细胞的质壁分离与复原”实验，整合实验原理、条件、拓展应用等核心考点，按“原理阐释-实验流程-拓展应用-真题演练”逻辑架构知识体系，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生突破实验分析与应用难点，体现复习的系统性和针对性。 资料突出科学思维与探究实践素养培养，如通过对比蔗糖与KNO3溶液对质壁分离及复原的影响，引导学生分析实验变量与结果，培养逻辑推理能力。设置基础巩固、能力提升、综合应用分层练习，配合高考真题精讲，确保高效突破考点，助力学生提升实验题应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

实验3: 探究植物细胞的质壁分离与复原 1.实验原理 ①植物细胞的原生质层相当于半透膜，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性; ②细胞液和外界溶液存在浓度差，细胞能渗透吸水和失水。 2.实验材料 紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞,质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液（高浓度溶液）,清水。 3.实验过程 提醒： 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。 4.实验结论 原生质层相当于一层半透膜。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，已发生质壁分离的细胞逐渐发生质壁分离复原现象。 总结——植物细胞产生质壁分离的条件： ①具有大液泡，用于构成原生质层 ②具有细胞壁 ③原生质层的伸缩性＞细胞壁（内因） ④细胞液浓度＜外界溶液浓度（外因） ⑤活细胞 思考： (1)质壁分离后细胞壁与细胞膜之间是什么液体？ 外界溶液 (2)质壁分离过程中，植物细胞吸水能力逐渐 越强 ；质壁分离复原过程中，植物细胞吸水能力逐渐 减弱 。 (3)用显微镜观察某个植物细胞处于质壁分离的状态(下图)， 不能 (填“能”或“不能”)判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。此时，细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是 细胞液浓度可能大于、小于、等于外界溶液浓度 。 (4)一般用成熟的洋葱外表皮细胞作为该实验观察材料的原因？ 成熟的洋葱外表皮细胞含有大液泡，构成原生质层，且液泡还有紫色，便于观察 。 (5)可否用成熟的洋葱内表皮细胞进行该实验材料？ 所选材料为无色,则需在蔗糖溶液中加入适量红墨水,使细胞壁与原生质层之间充满红色溶液（外界溶液）, 以观察细胞的质壁分离 。 (6)判断黑藻、细菌能否做为该实验观察的材料？ 可以选择具有较多叶绿体的材料,细胞质颜色深,细胞液接近无色,如黑藻 。 (7)将0.3g/mL的蔗糖溶液换成0.5g/ml的蔗糖溶液，细胞会发生什么现象？若质量浓度比0.3g/mL稍低又会怎么样？ 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。 (8)将0.3g/mL的蔗糖溶液可观察到质壁分离现象，但不能观察到自动复原的原因是？ 蔗糖不能进入植物细胞，无法调节细胞内的溶液浓度大于外界溶液浓度，需手动放置在低浓度溶液中（如 清水）才能发生质壁分离的复原 。 (9)若用一定浓度的葡萄糖、尿素、乙二醇、KNO3、甘油等溶液进行实验，结果会如何？(这些溶质可透过细胞膜) 能观察到质壁分离和自动复原 ，原因是 细胞发生质壁分离的过程，这些溶质分子能经细胞膜进入细胞，当细胞内的溶液浓度大于外界溶液浓度时，细胞会发生自动复原 。 5.质壁分离和复原实验的拓展应用——测定细胞液浓度范围 判断： (1)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，3D)(×) (2)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，12C)(×) (3)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，3C)(×) (4)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。(2020·全国卷Ⅰ，4A)(×) (5)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。(2019·海南卷，7C)(×) (6)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。(2014·全国卷Ⅰ，4B)(×) 练习： 1.(2024·江苏卷）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（ D ） 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0.3g/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 2.(2026·大湾区一模）某同学使用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验，下列说法错误的是（　A　） A. 探究目的为比较细胞壁和原生质层的伸缩性 B. 实验过程中观察原生质层位置至少需要3次 C. 滴加蔗糖溶液或清水后都需要进行引流操作 D. 同一视野不同细胞的质壁分离程度可能不同 3.(2026·广州二模）某校以洋葱紫色鳞片叶外表皮为材料开展“探究植物细胞的吸水和失水”实验。下列叙述正确的是（ D ） A. 实验过程中需要单独设置对照组 B. 完成步骤①时用手拿盖玻片放上即可 C. 观察到步骤⑥液泡颜色比步骤④更深 D. 步骤③—⑥过程中植物细胞吸水能力先上升后下降 4.(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(　C　) 5.(2025·北京卷)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/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（ D ） 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 6.(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 ） 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 7.(2025·浙江1月)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（ C ） 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 8.（2026·湛江一模）用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图1所示（实验过程中，细胞始终处于活性状态）。下列叙述正确的是（　C　） A. 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中的细胞液属于原生质层的一部分 B. 在A→D的过程中，水主要通过自由扩散进出细胞 C. 在180s时，若处于乙二醇溶液中的某细胞状态如图2所示，则三处溶液浓度大小关系是a>b>c D. 在60～240s的过程中，处于2mol·L-1蔗糖溶液中的细胞液浓度将缓慢变小后趋于稳定 9.(2021·重庆卷，20)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表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果见下图。下列叙述错误的是(　B　) A.T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁 B.各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液 C.T1和T2组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原 D.T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降 10.(2025·佛山一模)在一定范围内，温度对植物质壁分离和复原实验有显著影响。 当温度升高时，植物细胞的质壁分离速度会加快，但过高温度会导致细胞无法复原。下 列关于温度影响质壁分离和复原的解释，错误的是（ B ） A.温度升高，细胞膜的流动性增强，水分进出细胞速度加快 B.温度升高，细胞呼吸作用增强，为质壁分离提供更多能量 C.过高温度破坏了原生质层的结构，导致质壁分离无法复原 D.过高温度使细胞内的酶失活，影响了细胞的渗透调节功能 11.(2024·江苏卷）图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是（ C ） A. 步骤①添加盐酸以去除细胞壁 B. 步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗 C. 原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间 D. 台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养 12.(2025·全国卷)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)植物细胞与外界溶液进行水分交换时,水分子跨膜运输的两种方式是________________________。  (2)细胞失水发生质壁分离,原生质层与细胞壁分离的原因是____________。  (3)一定时间(t)后细胞开始吸水的原因是______________________________。  (1)自由扩散、协助扩散 (2)细胞失水体积缩小,原生质层比细胞壁的伸缩性大 (3)K+和Cl-进入细胞,使细胞内渗透压高于外界溶液 1 学科网（北京）股份有限公司 $