資源簡介

生物學高考備考教案
第二章 細胞的基本結構和物質的運輸
課時3 細胞的吸水和失水
教師尊享·命題分析
課標要求 核心考點 五年考情 核心素養對接
闡明質膜具有選擇透過性 動植物細胞的吸水和失水 2022：全國卷甲T2； 2021：湖南T3、湖北T11； 2020：全國卷Ⅱ ； 2019：浙江4月T9 1.科學思維——模型建構:通過構建滲透裝置模型探索水分進出細胞的條件。 2.科學探究——實驗分析:通過滲透實驗、質壁分離和復原等實驗培養考生科學探究的能力。 3.社會責任——以生活實例為命題信息，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力，落實社會責任素養
探究植物細胞的吸水和失水 2022：湖南T10、浙江6月T11、江蘇 ； 2021：廣東T13、全國卷乙 、江蘇T12、遼寧 、重慶T20； 2020：浙江7月 、江蘇 ； 2019：江蘇 ； 2018：浙江4月T17、海南T5
命題分析預測 1.高考主要以選擇題的形式考查細胞的吸水和失水，以及植物細胞質壁分離和復原，以非選擇題的形式考查較少。 2.預計2024年高考仍將延續這種考查模式，也有可能以實驗裝置圖、曲線圖，以及教材之外的拓展知識為載體，考查滲透作用、質壁分離和復原等相關知識
知識導圖 教材讀薄
考點1 動植物細胞的吸水和失水
教材幫 讀透教材 融會貫通
知識整合 教材讀厚
1.滲透作用
（1）概念：指水分子（或者其他溶劑分子）通過半透膜的擴散。
（2）發生條件
（3）滲透作用現象分析
半透膜兩側為不同濃度的蔗糖溶液（蔗糖不能通過半透膜），漏斗內外或半透膜兩側起始液面高度一致。達到滲透平衡時，存在如圖所示的液面差 。
①水分子整體流動方向判斷：初始溶液濃度大小關系為 ，水分子整體上表現為通過半透膜由 流向 ，表現為漏斗內液面或右側液面升高。
②滲透平衡時，液面高的一側形成的靜水壓等于半透膜兩側溶液的滲透壓差，液面高度不再變化，此時 溶液濃度 ＞ 溶液濃度。
（1）水分子的運輸特點：無論細胞吸水還是失水，半透膜兩側水分子的移動都是雙向的。
（2）滲透平衡的實質：滲透平衡只意味著半透膜兩側水分子移動達到平衡狀態，既不可看作沒有水分子移動，也不可看作兩側溶液濃度絕對相等。
（3）濃度的實質：滲透系統中的溶液濃度指物質的量濃度，而非質量濃度。
（4）觀察指標：漏斗內液面的變化，不能用燒杯內液面的變化，因其現象不明顯。
2.細胞的吸水和失水
細胞類型 動物細胞 成熟植物細胞
原理 滲透作用
條件 半透膜 細胞膜 原生質層
半透膜兩側有濃度差 細胞質 與外界溶液 間有濃度差 細胞液 與外界溶液 間有濃度差
現象 吸水膨脹,甚至漲破 吸水膨脹,體積略大
細胞形態不變 細胞形態不變
細胞皺縮 液泡失水,可能發生 質壁分離
（1）[必修1 P63“思考·討論”]紅細胞的細胞膜相當于半透膜，但細胞膜≠半透膜。
（2）[必修1 P63圖4-2]原生質層≠原生質體。
知識活用 教材讀活
情境應用
1. 人在大量出汗或口渴時適合飲用白開水或低濃度的飲料，而不適合飲用高濃度的飲料，其原因是什么？
提示 因為過高濃度的飲料可能會使細胞進一步失水，不能達到補充體內水分的作用。
2. 生病輸液時，為什么要用質量分數為 的生理鹽水而不用無菌水
提示 質量分數為 的生理鹽水的濃度與人體細胞所處液體環境的濃度相當。因此，輸入生理鹽水或用生理鹽水作為藥物的溶劑,可以保證人體細胞的生活環境維持在正常的狀態。如果輸入無菌水將會導致細胞吸水膨脹，不能維持細胞的正常形態,導致生命活動受到影響。
3. 農業生產中施肥是常見的增產措施，但施肥過多，容易引起“燒苗”現象。引起“燒苗”現象的原因是什么？
提示 施肥過多會造成土壤溶液的濃度大于根毛細胞液的濃度，結果使根毛細胞液中的水分滲透到土壤溶液中去，這樣根毛細胞會發生滲透失水，從而使植物萎蔫。
深度思考
1. 溫度會影響水分通過半透膜的擴散速率。如何設計實驗方案進行驗證？
提示 實驗方案設計:準備如圖所示的滲透裝置三套,第一組的燒杯外用酒精燈或水浴鍋加熱升溫;第二組在燒杯外加冰塊降溫;第三組作為對照。三組裝置同時開始實驗,并記錄液面變化及時間。
2. 若某葉肉細胞在清水中吸水,一段時間內細胞體積增大,最終不會（填“會”“不會”）像動物細胞一樣漲破,原因是植物細胞的細胞壁有支持和保護作用。
3. 用紫色洋蔥鱗片葉外表皮觀察質壁分離與復原時,觀察不到染色體的原因是什么
提示 因為紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞為高度分化的成熟細胞,已經不再進行分裂,所以看不到染色體。
基礎自測
1. 在滲透作用中，當半透膜兩側溶液濃度相等時，水分子不再通過半透膜。( × )
2. 雖然紅細胞沒有具膜細胞器，但將其放入一定濃度的外界溶液中，也能發生滲透作用。( √ )
3. 少數水分子借助水通道蛋白進出細胞，更多的水分子以自由擴散方式進出細胞。( × )
4. 滲透作用中膜兩側溶液的濃度指的是質量濃度。( × )
5. 質壁分離是指細胞質與細胞壁發生分離。( × )
6. [2020全國卷 Ⅱ,T3B]探究人體紅細胞因失水而發生的形態變化時，可用肉眼直接觀察。( × )
7. [2020全國卷Ⅰ,T4C改編]哺乳動物的紅細胞可用于觀察細胞的吸水和失水。( √ )
高考幫 研透高考 明確方向
命題點1 滲透作用的原理和應用分析
1. [2022邢臺檢測]如圖為常見的兩種滲透裝置圖（圖中 為 的蔗糖溶液、 為蒸餾水、 為 的葡萄糖溶液；已知葡萄糖能通過半透膜，但蔗糖不能通過半透膜），兩裝置半透膜面積相同，初始時半透膜兩側液面高度一致，一段時間后向裝置甲 中加入蔗糖酶。有關敘述錯誤的是( D )
A. 實驗剛剛開始時，裝置甲和裝置乙中水分子從 側進入另一側的速度一樣
B. 裝置乙的現象是 側液面先上升后下降，最終 和 液面持平
C. 漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后下降
D. 裝置甲、乙達到滲透平衡時，水分子均不從 側進入另一側
[解析]根據滲透作用的原理，實驗剛剛開始時，由于裝置甲和裝置乙中半透膜兩側的溶液濃度差相同，兩裝置半透膜面積相同，所以水分子從 側進入另一側的速度一樣，A正確；由于葡萄糖能通過半透膜，所以裝置乙的現象是 側液面先上升后下降，最終 和 液面持平，B正確；裝置甲因滲透作用，水分子進入漏斗使漏斗中液面上升，加酶后，漏斗中溶液濃度增大，液面會繼續上升，但是由于蔗糖被水解為葡萄糖和果糖，其中葡萄糖能通過半透膜，所以漏斗內溶液濃度會逐漸減小，液面開始下降，C正確；在達到滲透平衡時，水分子的進出達到動態平衡，D錯誤。
2. [2022滄州模擬]已知葡萄糖等小分子和離子可以通過透析膜,而大分子則無法通過。某小組做了下列模擬實驗: 是葡萄糖溶液, 是淀粉溶液, 和 是蒸餾水,向 中加入適量碘—碘化鉀溶液。下列敘述正確的是( A )
A. 一段時間后 處取出的液體含有還原糖
B. 靜置 后 處的顏色變化是棕色變藍色
C. 內 處的顏色變化是藍色越來越淺
D. 裝置中發生顏色變化的原因是碘無法通過透析膜
[解析]由于葡萄糖可以透過透析膜進入 ,所以一段時間后 處取出的液體含有還原糖,A正確;淀粉為大分子,無法透過透析膜,靜置 后, 處無淀粉,所以 處不能變為藍色,B錯誤;碘—碘化鉀可以通過透析膜,從 進入 ,而淀粉遇碘變藍色,所以 內 處的顏色變化是藍色越來越深,C錯誤;碘可以通過透析膜,故裝置中發生顏色變化的原因是碘能夠通過透析膜,D錯誤。
命題點2 細胞的吸水和失水分析
3. [2021湖北]紅細胞在高滲 溶液（濃度高于生理鹽水）中體積縮小，在低滲 溶液（濃度低于生理鹽水）中體積增大。下列有關該滲透作用機制的敘述，正確的是( B )
A. 細胞膜對 和 的通透性遠高于水分子，水分子從低滲溶液擴散至高滲溶液
B. 細胞膜對水分子的通透性遠高于 和 ，水分子從低滲溶液擴散至高滲溶液
C. 細胞膜對 和 的通透性遠高于水分子， 和 從高滲溶液擴散至低滲溶液
D. 細胞膜對水分子的通透性遠高于 和 ， 和 從高滲溶液擴散至低滲溶液
[解析]滲透壓指的是溶液中溶質微粒對水的吸引力。滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數目。水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散叫滲透作用。水分子從低滲溶液擴散至高滲溶液，細胞膜對水分子的通透性遠高于 和 ，B正確。
4. [2021湖南]質壁分離和質壁分離復原是某些生物細胞響應外界水分變化而發生的滲透調節過程。下列敘述錯誤的是( D )
A. 施肥過多引起的“燒苗”現象與質壁分離有關
B. 質壁分離過程中，細胞膜可局部或全部脫離細胞壁
C. 質壁分離復原過程中，細胞的吸水能力逐漸降低
D. 溶液和 蔗糖溶液的滲透壓大小相等
[解析]施肥過多會導致土壤溶液濃度高于植物根細胞液泡中細胞液濃度，細胞失水，發生質壁分離，A正確；細胞壁伸縮性較小，而原生質層伸縮性較大，質壁分離過程中，細胞膜可局部或全部脫離細胞壁，B正確；質壁分離復原過程中，細胞不斷吸水，細胞液的濃度下降，細胞的吸水能力逐漸降低，C正確；每升 的 溶液（ 在水中可電離出 和 ）含有 的溶質，而每升 的蔗糖溶液只含有 的溶質，滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數目，因此， 的 溶液滲透壓大于 的蔗糖溶液，D錯誤。
命題拓展
[設問拓展型]植物細胞質壁分離與復原過程中，液泡體積的變化情況是( A )
A. B. C. D.
[解析]當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水引起質壁分離，所以液泡體積逐漸變小；而質壁分離復原過程與質壁分離相反，液泡體積逐漸變大。因此植物細胞質壁分離和復原的過程中，液泡體積先變小后變大，A正確。
考點2 探究植物細胞的吸水和失水
教材幫 讀透教材 融會貫通
知識整合 教材讀厚
1.實驗的原理和過程
（1）實驗原理
（2）實驗過程
2.細胞能否發生質壁分離和復原的判斷
（1）從細胞角度分析判斷依據：活的且有 大液泡和細胞壁 的細胞。
①死細胞、動物細胞不發生質壁分離。
②成熟且具有 大液泡 的植物細胞易發生質壁分離，而未成熟的植物細胞（如根尖分生區細胞等）不具有大液泡，則不易發生質壁分離。
（2）從溶液角度分析判斷依據：能保持細胞活性，且外界溶液濃度明顯大于細胞液濃度時。
①若溶質不能穿膜，只發生質壁分離。
②若溶質可穿膜，則發生 質壁分離后可自動復原 ，如甘油、尿素、 溶液等。
③若外界溶液濃度過高，則質壁分離現象明顯，但細胞可能會因過度失水而死亡，從而觀察不到質壁分離復原現象。
④鹽酸、酒精、醋酸等能殺死細胞，使原生質層失去 選擇透過性或生物活性 ，不能作為質壁分離實驗的溶液。
教師尊享·思維提升
把握兩點規避植物細胞質壁分離與復原過程中的有關問題
1.細胞吸水能力變化的判定
細胞吸水能力的增大或減小與外界溶液濃度沒有直接關系，而與自身細胞液濃度變化有直接關系。細胞失水后細胞液濃度增大，細胞吸水能力增強;細胞吸水后細胞液濃度減小，細胞吸水能力減弱。
2.細胞吸收溶質分子或離子的時間和方式判定
若細胞能吸收某種溶質分子或離子，則從其置于外界溶液后就開始吸收了，而不是到達平衡狀態時才開始;細胞吸收溶質分子或離子的方式可能不同，如甘油、尿素等物質以自由擴散的方式被吸收， 、 等一般以主動運輸的方式被吸收。
3.質壁分離與復原實驗的拓展應用
（1）判斷成熟植物細胞的死活
（2）測定細胞液的濃度范圍
（3）比較不同植物細胞的細胞液濃度的大小
（4）比較未知濃度溶液的濃度大小
（5）檢測溶質能否進行跨膜運輸
知識活用 教材讀活
深度思考
1. 為什么質壁分離實驗常選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮作為實驗材料？
提示 因為紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液中含有色素，使液泡呈現紫色，便于實驗現象的觀察。
2. 本實驗無另外設置的對照組，為什么還叫對照實驗？
提示 本實驗中，實驗組和對照組在同一裝片中先后進行，屬于自身對照。
3. 質壁分離實驗為什么要選用成熟植物細胞？
提示 因為成熟植物細胞具有中央大液泡，質壁分離現象明顯。
4. 為什么紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞在一定濃度的 溶液中發生質壁分離后能自動復原？
提示 因為 、 都可被細胞主動轉運到細胞內,使細胞液濃度升高,細胞滲透吸水而發生自動復原。
基礎自測
1. 活的、成熟的植物細胞能發生質壁分離和復原。( √ )
2. 質壁分離是指細胞質與細胞壁發生分離。( × )
3. 發生質壁分離的細胞,細胞壁與原生質層之間的液體是清水。( × )
4. [2021全國卷乙，T2D]觀察植物細胞吸水和失水時，可用蔗糖溶液處理紫色洋蔥鱗片葉外表皮。( √ )
5. [2020山東，T3C]質壁分離過程中，黑藻細胞綠色加深、吸水能力減小。( × )
6. [2020江蘇，T25B改編]用 蔗糖溶液處理的紫色洋蔥鱗片葉外表皮裝片，紫色的液泡逐漸變小，顏色逐漸變深。( √ )
7. [2019海南，T7B]需在高倍鏡下才能觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質壁分離。( × )
高考幫 研透高考 明確方向
命題點1 質壁分離與復原實驗的原理和過程分析
1. [2022浙江6月]“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”實驗中，用顯微鏡觀察到的結果如圖所示。
下列敘述正確的是( A )
A. 由實驗結果推知，甲圖細胞是有活性的
B. 與甲圖細胞相比，乙圖細胞的細胞液濃度較低
C. 丙圖細胞的體積將持續增大，最終漲破
D. 若選用根尖分生區細胞為材料，質壁分離現象更明顯
[解析]甲圖細胞能夠發生質壁分離及復原，因此其是活的植物細胞，A正確；乙圖細胞已經發生失水，液泡體積變小，其細胞液濃度高于甲圖細胞的，B錯誤；植物細胞存在細胞壁，不會吸水漲破，C錯誤；根尖分生區細胞還未成熟，既沒有中央大液泡，也無顏色，不能用來觀察質壁分離現象，D錯誤。
命題拓展
[圖像改變型]若將觀察到的其中某個細胞原生質體大小變化情況繪制成了曲線（如圖）。下列敘述正確的是（注：細胞原生質體的初始大小相對值記為1）( D )
A. 段，由于失水過多，細胞可能已經死亡
B. 段，水分子的運動方向是從細胞外進入細胞內
C. 段，細胞液濃度等于外界溶液濃度
D. 時液泡的顏色比 時淺
[解析]由圖可知， 段以后細胞原生質體體積增加，說明細胞沒有死亡，A錯誤； 段，細胞原生質體體積增大，故水分子從細胞外進入細胞內的多于從細胞內運出細胞外的，B錯誤； 段，細胞原生質體的大小大于其初始大小，說明細胞吸水，外界溶液濃度低于細胞液濃度，C錯誤； 點時細胞原生質體大小的相對值大于 點的，說明細胞吸水，則液泡的顏色比 時的淺，D正確。
命題點2 質壁分離與復原實驗的拓展和應用分析
2. [2022全國卷甲]植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現將 、 、 三種細胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當水分交換達到平衡時觀察到：①細胞 未發生變化；②細胞 體積增大；③細胞 發生了質壁分離。若在水分交換期間細胞與蔗糖溶液沒有溶質的交換，下列關于這一實驗的敘述，不合理的是( C )
A. 水分交換前，細胞 的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度
B. 水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞 細胞 細胞
C. 水分交換平衡時，細胞 的細胞液濃度大于細胞 的細胞液濃度
D. 水分交換平衡時，細胞 的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度
[解析]由“①細胞 未發生變化”可推出細胞 在該蔗糖溶液中的吸水量等于失水量，即水分交換前，細胞 的細胞液濃度與外界蔗糖溶液的濃度相等；由“②細胞 體積增大”可推出細胞 在該蔗糖溶液中的吸水量大于失水量，即水分交換前，細胞 的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度；由“③細胞 發生了質壁分離”可推出細胞 在該蔗糖溶液中的失水量大于吸水量，即水分交換前，細胞 的細胞液濃度小于外界蔗糖溶液的濃度。綜合上述分析可以推出，水分交換前，細胞 的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，A項合理；水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞 細胞 細胞 ，B項合理；水分交換平衡時，細胞 和細胞 的細胞液濃度都與各自所處的外界蔗糖溶液的濃度相等，由于細胞 發生了質壁分離，有水進入蔗糖溶液中，故水分交換平衡時，細胞 的細胞液濃度小于細胞 的細胞液濃度，C項不合理、D項合理。
命題拓展
[條件改變型]若要探究該植物不同部位的成熟細胞的細胞液濃度是否存在差異，某學習小組分別從該植物三個不同部位（甲、乙、丙）取出少量成熟細胞，同時浸入 的蔗糖溶液中，測定實驗時間 內細胞原生質體體積的變化情況如圖所示（曲線最后一段均水平）。下列分析錯誤的是( D )
A. 同一植物不同部位細胞的細胞液的濃度存在差異，且其細胞液濃度的大小為丙＞乙＞甲
B. 甲通過滲透作用失水，而丙、乙通過滲透作用吸水且丙的吸水量大于乙
C. 在時間 時，甲、乙、丙細胞的水分進出達到平衡狀態
D. 甲細胞因失水過多死亡，乙、丙細胞則保持生命活力
[解析]由題意和圖示分析可知，乙、丙細胞原生質體體積增大，所以其細胞液濃度大于蔗糖溶液濃度，丙體積增大稍大于乙細胞，可推知丙細胞的細胞液濃度較大；甲細胞原生質體體積減小，所以其細胞液濃度小于蔗糖濃度，可判斷甲細胞液濃度＜乙細胞液濃度＜丙細胞液的濃度，A正確；根據細胞原生質體體積隨時間的變化，丙和乙是吸水膨脹，乙吸水量較丙少，甲是滲透失水，B正確；在時間 時，甲、乙、丙細胞的體積處于相對恒定狀態，說明水分進出達到平衡狀態，C正確；因蔗糖溶液濃度大于甲細胞的細胞液濃度，使細胞失水，導致原生質體體積減小，但不能判斷其是否已導致植物細胞發生滲透失水而死亡，D錯誤。
教師尊享·備課題組
1. [2022湖南]原生質體（細胞除細胞壁以外的部分）表面積大小的變化可作為質壁分離實驗的檢測指標。用葡萄糖基本培養基和 溶液交替處理某假單孢菌，其原生質體表面積的測定結果如圖所示。下列敘述錯誤的是( A )
A. 甲組 處理不能引起細胞發生質壁分離，表明細胞中 濃度≥
0.3 mol/L
B. 乙、丙組 處理皆使細胞質壁分離，處理解除后細胞即可發生質壁分離復原
C. 該菌的正常生長和吸水都可導致原生質體表面積增加
D. 若將該菌先 水浴滅活后，再用 溶液處理，原生質體表面積無變化
[解析]甲組 處理不會引起質壁分離，說明細胞中的溶質濃度（而不是細胞中的 濃度） ，A錯誤；由題圖可知，乙、丙組用 處理皆可使細胞發生質壁分離，乙、丙組用相應濃度的 處理后再用葡萄糖培養基處理，細胞發生質壁分離復原，說明乙、丙組的細胞沒有死亡， 處理解除后乙、丙組細胞都能發生質壁分離復原，B正確；該菌的正常生長和吸水都可使原生質體表面積增加，C正確；將該菌用 水浴滅活后，其細胞膜失去了選擇透過性，再用 溶液處理，原生質體表面積不會發生變化，D正確。
2. [2021重慶]在相同條件下，分別用不同濃度的蔗糖溶液處理洋蔥鱗片葉表皮細胞，觀察其質壁分離，再用清水處理后觀察其質壁分離復原，實驗結果如圖。下列敘述錯誤的是( B )
A. 組經蔗糖溶液處理后，有 的細胞原生質層的收縮程度大于細胞壁
B. 各組蔗糖溶液中，水分子不能從蔗糖溶液進入細胞液
C. 和 組經清水處理后，發生質壁分離的細胞均復原
D. 和 組若持續用清水處理，質壁分離的細胞比例可能下降
[解析]分析題圖， 組用蔗糖溶液處理后發生質壁分離的細胞比例為 ，說明有 的細胞原生質層的收縮程度大于細胞壁，A正確；水分子可以從外界環境進入細胞，也可以從細胞進入外界環境，B錯誤； 和 組經清水處理后，質壁分離的細胞比例為0，說明發生質壁分離的細胞均復原，C正確；若 和 組發生質壁分離的細胞均存活，則持續用清水處理，質壁分離的細胞比例下降，D正確。
3. [2020全國卷Ⅱ]取某植物的成熟葉片，用打孔器獲取葉圓片，等分成兩份，分別放入濃度（單位為 ）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙兩個實驗組（甲糖的相對分子質量約為乙糖的2倍）。水分交換達到平衡時，檢測甲、乙兩組的溶液濃度，發現甲組中甲糖溶液濃度升高。在此期間葉細胞和溶液之間沒有溶質交換。據此判斷下列說法錯誤的是( D )
A. 甲組葉細胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液濃度升高
B. 若測得乙糖溶液濃度不變，則乙組葉細胞的凈吸水量為零
C. 若測得乙糖溶液濃度降低，則乙組葉肉細胞可能發生了質壁分離
D. 若測得乙糖溶液濃度升高，則葉細胞的凈吸水量乙組大于甲組
[解析]甲、乙兩組糖溶液的質量濃度（單位為 ）相同，但甲糖的相對分子質量大于乙糖，所以甲、乙兩組糖溶液的物質的量濃度不同（甲＜乙），將相同的葉細胞浸入兩種不同物質的量濃度的溶液中，在吸水和失水的表現上可能不同。據題意可推測，甲糖溶液濃度低于葉細胞的細胞液濃度，葉細胞吸水導致甲糖溶液濃度升高，A正確；若測得乙糖溶液濃度不變，則乙糖溶液濃度等于葉細胞的細胞液濃度，水分子進出乙組葉細胞的量相等，葉細胞凈吸水量為零，B正確；若測得乙糖溶液濃度降低，則乙糖溶液濃度高于葉細胞的細胞液濃度，乙組葉肉細胞可能會發生滲透失水而表現為質壁分離，C正確；若測得乙糖溶液濃度升高，則甲、乙濃度均小于葉細胞的細胞液濃度，兩組細胞均吸水，但由于甲糖溶液的物質的量濃度小于乙糖溶液的，所以乙組葉細胞的凈吸水量小于甲組葉細胞的，D錯誤。
作業幫 練透好題 精準分層
基礎過關
一、選擇題
1. 在如圖所示的裝置中， 、 、 中均為一定濃度的蔗糖溶液，溶液之間均用半透膜隔開，一段時間后達到滲透平衡形成一定的高度差，如圖所示， ，在達到平衡后， 、 、 中蔗糖溶液的濃度大小關系為( C )
A. B. C. D. 無法確定
[解析]達到滲透平衡后，在單位時間內，水分子通過半透膜從 到 及從 到 擴散的速率相等，由于影響水分子擴散速率的因素有兩個，即溶液的濃度和水柱 形成的靜水壓，故A中溶液濃度大于 中溶液濃度。同理可知， 中溶液濃度大于 中溶液濃度。又由于水柱 形成的靜水壓比水柱 形成的靜水壓小，故可推知 中溶液濃度大于 中溶液濃度。因此，在達到平衡后， 、 、 中蔗糖溶液的濃度大小關系為 ，C正確。
2. [2023漳州模擬]用鹽腌制的蔬菜可以保存較長時間而不腐敗變質，這可能是因為( C )
A. 蔬菜細胞滲透失水過多而死亡，不能為微生物生長繁殖提供足夠營養
B. 蔬菜細胞吸收鹽分過多而死亡，不能為微生物生長繁殖提供足夠營養
C. 微生物細胞滲透失水過多，難以生長繁殖
D. 微生物細胞吸收鹽分過多，難以生長繁殖
[解析]用鹽腌制蔬菜的原理是微生物在高濃度溶液中大量失水死亡，從而抑制微生物的生長和繁殖以達到保鮮的目的，C符合題意。
3. 哺乳動物細胞在質量分數為 的 溶液中仍能保持其正常形態。將兔紅細胞置于不同濃度 溶液中，一段時間后制作臨時裝片，用顯微鏡觀察并比較其形態變化。下列敘述正確的是( C )
A. 在高于質量分數為 的 溶液中，紅細胞因滲透作用失水皺縮并發生質壁分離
B. 在質量分數為 的 溶液中，紅細胞形態未變是由于此時沒有水分子進出細胞
C. 在低于質量分數為 的 溶液中，紅細胞因滲透作用吸水膨脹甚至有的破裂
D. 滲透作用是指水分子從溶液濃度較高處向溶液濃度較低處進行的擴散
[解析]在高于質量分數為 的 溶液中，紅細胞因滲透作用失水皺縮，但其沒有細胞壁，不會發生質壁分離，A錯誤；在質量分數為 的 溶液中，紅細胞形態未變，此時水分子進出細胞達到動態平衡，B錯誤；在低于質量分數為 的 溶液中，紅細胞因滲透作用吸水膨脹甚至破裂，C正確；滲透作用是指水分子從溶液濃度較低處向溶液濃度較高處進行的擴散，D錯誤。
4. [2022湘豫名校聯考]下列有關紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞吸水和失水的敘述，錯誤的是( D )
A. 植物細胞的原生質層相當于滲透裝置的半透膜
B. 植物細胞通過滲透作用吸水或失水時，水分子都是雙向運輸的
C. 隨著質壁分離過程的發生，植物細胞的吸水能力逐漸增強
D. 若實驗時發現細胞質壁分離后無法復原，則可能是因為所用蔗糖溶液濃度過低導致細胞死亡
[解析]因植物細胞的細胞膜和液泡膜都具有選擇透過性，故成熟的植物細胞的原生質層相當于滲透裝置的半透膜，A正確；發生滲透作用時，水分子雙向通過半透膜，若水分子雙向通過半透膜的速率不同，則細胞表現為吸水或失水，B正確；隨質壁分離過程的發生，植物細胞液濃度越來越大，其吸水能力越來越強，C正確；若實驗時發現細胞質壁分離后無法復原，則可能是因為蔗糖溶液濃度過高導致細胞失水過多而死亡，D錯誤。
5. [2023貴陽模擬]某同學在探究“植物細胞的吸水和失水”的實驗過程中，在光學顯微鏡下觀察到如圖所示結果。下列相關敘述正確的是( B )
A. 從圖甲→圖乙的過程中，細胞顏色加深，吸水能力減弱
B. 實驗結果說明原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性
C. 圖乙中①處的液體濃度等于實驗中所配制的蔗糖溶液濃度
D. 將圖乙所示細胞放入清水中，細胞可恢復到圖甲的狀態直至破裂
[解析]從圖甲→圖乙的過程中，細胞發生滲透失水，細胞液濃度增大，細胞的顏色加深，吸水能力增強，A錯誤；由于從圖甲→圖乙過程中細胞發生滲透失水，故圖乙中①處的液體濃度比實驗中配制的蔗糖溶液濃度低，C錯誤；植物細胞外面有細胞壁的保護，將植物細胞放入清水中，植物細胞不會吸水漲破，D錯誤。
6. [2023周口一調]下圖為植物細胞質壁分離及復原實驗模式圖，據圖分析，下列說法正確的是( A )
A. 質壁分離過程中，①是②的對照組;復原過程中，②是①的對照組
B. 實驗可選用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞，不能選用紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞
C. 用紫色洋蔥鱗片葉外表皮進行實驗時，若觀察到 處變為紫色，說明細胞膜破裂
D. 用黑藻葉細胞進行實驗時，可觀察到 、 、 處分別為無色、無色、綠色
[解析]質壁分離實驗過程中，利用的是自身對照，故①是②的對照組；質壁分離復原過程中，②是①的對照組，A正確。實驗一般選用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞，一般不選用紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞，因為其沒有紫色的大液泡，不易觀察質壁分離和復原的狀態，但并不是不可用，B錯誤。用紫色洋蔥鱗片葉外表皮進行實驗時，若觀察到 處變為紫色，說明液泡膜破裂，C錯誤。用黑藻葉細胞進行實驗時，由于葉肉細胞內含有葉綠體，即 處有葉綠體，故 處為綠色； 處為外界蔗糖溶液，為無色； 處為細胞液，為無色，D錯誤。
二、非選擇題
7. [2022天津濱海新區質檢，10分]如圖為研究滲透作用的實驗裝置,請回答下列問題:
（1） 漏斗內溶液 和漏斗外溶液 為兩種不同濃度的蔗糖溶液,漏斗內外起始液面一致。滲透平衡時的液面差為 ,此時 和 濃度大小關系為 。
[解析]圖中漏斗內的液面高于漏斗外，而起始時漏斗內外液面高度一致，說明水分子的總移動趨勢是從漏斗外進入漏斗內，故起始時漏斗內的蔗糖溶液濃度大于漏斗外的，由于蔗糖分子不能通過半透膜，所以當水分子進出漏斗達到動態平衡時，漏斗內的蔗糖溶液濃度仍然大于漏斗外的，即 。
（2） 圖中半透膜模擬的是成熟植物細胞中的原生質層,兩者在物質透過功能上的差異是原生質層能根據生命活動的需要主動轉運相關物質而半透膜不能。
[解析]圖中的半透膜模擬的是成熟植物細胞中的原生質層。半透膜是物理性膜，一般沒有生物活性，不具有選擇透過性，只要分子的直徑小于半透膜的孔徑就能通過；而組成原生質層的細胞膜和液泡膜具有生物活性，有選擇透過性，可以主動轉運有關物質。
（3） 為進一步探究兩種膜的特性,某興趣小組做了以下實驗。
① 選兩套滲透裝置,標上代號 和 。在兩個燒杯里均加入一定量的蒸餾水,分別在裝置 和 的漏斗內加入適量的蔗糖溶液和 溶液,均調節漏斗內外液面高度一致。滲透平衡時出現液面差的裝置有 （填代號）。
[解析]兩套滲透裝置中，加蔗糖溶液的滲透裝置會出現液面差，因為蔗糖分子不能通過半透膜，所以該裝置中水分子的總移動趨勢是從蒸餾水移到漏斗內；而加 溶液的滲透裝置不出現液面差，因為 溶液中的 和 可以通過半透膜，所以半透膜兩側的溶液濃度一樣。
② 給兩個紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片分別滴加 的蔗糖溶液、等滲的 溶液，再觀察臨時裝片中洋蔥鱗片葉外表皮細胞發生的變化,兩者都能出現的現象是質壁分離。
[解析]將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞分別浸潤在所提供的蔗糖溶液和 溶液中，由于外界溶液的濃度高于紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液濃度，細胞失水，因此在顯微鏡下可以觀察到兩個臨時裝片中的洋蔥鱗片葉外表皮細胞都出現質壁分離現象。
能力提升
8. [2022安徽名校聯考]某同學在缺少實驗儀器的情況下，做了這樣一個實驗：將生雞蛋大頭的蛋殼去掉，保留完好的殼膜，將小頭打破，讓蛋清和蛋黃流出，如圖所示。然后，在蛋內灌上清水，把它放在質量濃度為 的蔗糖溶液中，并且用鉛筆在雞蛋殼上標上最初的吃水線，半小時后，他發現雞蛋殼上浮，原吃水線高出水面。下列說法錯誤的是( C )
A. 殼膜具有選擇透過性
B. 殼內清水通過殼膜滲透進入蔗糖溶液，殼內水減少，質量減小，蛋殼上浮
C. 如果將 的蔗糖溶液換成 的蔗糖溶液，蛋殼將會下沉
D. 如果蛋殼里面是蔗糖溶液，外面是清水，蛋殼將會下沉
[解析]分析題圖，制作的蛋殼相當于滲透裝置，殼膜相當于半透膜，具有選擇透過性，在蛋內灌上清水，把它放在質量濃度為 的蔗糖溶液中，殼膜內外形成濃度差，殼內清水通過殼膜滲透進入蔗糖溶液，殼內水減少，質量減小，蛋殼上浮，A、B正確；如果將 的蔗糖溶液換成 的蔗糖溶液，其濃度仍然大于蛋殼內的清水，蛋殼仍會上浮，C錯誤；如果蛋殼里面是蔗糖溶液，外面是清水，則蛋殼外的清水會通過殼膜滲透進入殼內，殼內水增多，質量增加，蛋殼將下沉，D正確。
9. [2022雅禮中學一模]為了測定白蘿卜細胞液的濃度，某同學在同一根白蘿卜上間隔相同的距離處挖出體積相同的4個凹槽，取等量（小于凹槽體積量）不同濃度的蔗糖溶液加入凹槽內，液面初始高度均為 ，過一段時間后測得凹槽內液面高度為 ，下表是該同學對4個凹槽內 、 值測量后的處理結果，其中原始凹槽內蔗糖溶液濃度最大、原始凹槽內蔗糖溶液濃度與白蘿卜細胞液濃度最接近的分別是( C )
白蘿卜凹槽 凹槽1 凹槽2 凹槽3 凹槽4
比值 1.25 1.18 1.01 0.91
A. 凹槽4、凹槽1 B. 凹槽4、凹槽2 C. 凹槽1、凹槽3 D. 凹槽1、凹槽4
[解析]將不同濃度的蔗糖溶液放入白蘿卜上間隔相同距離的凹槽內，白蘿卜細胞可能會發生滲透吸水或失水。當蔗糖溶液濃度高于細胞液濃度時，細胞失水導致凹槽內液面上升， ；當蔗糖溶液濃度低于細胞液濃度時，細胞吸水導致凹槽內液面下降， ；當蔗糖溶液濃度等于細胞液濃度時，細胞處于等滲環境下，凹槽內液面保持不變， 。由上述分析可知， 的值最接近1的原始凹槽3內的蔗糖溶液濃度最接近白蘿卜的細胞液濃度， 的值大于1且與1相差最大的原始凹槽1內蔗糖溶液濃度最大，C正確。
10. [2023蓉城名校聯考]取紫色洋蔥鱗片葉的2個大小相同、生理狀態相似的外表皮細胞，將它們分別放置在甲、乙兩種溶液中，測得細胞失水量的變化如圖1,液泡直徑的變化如圖2，下列敘述錯誤的是( B )
A. 圖1中曲線甲對應圖2中曲線Ⅱ
B. 甲溶液中的細胞失水過多死亡，不發生復原
C. 乙溶液中的溶質可以被外表皮細胞吸收
D. 后，曲線Ⅱ的細胞處于滲透平衡狀態
[解析]圖1中曲線甲表示細胞的失水量逐漸增加而后穩定，說明該細胞中的液泡體積逐漸變小，即圖1中的曲線甲對應圖2中曲線Ⅱ，A正確；根據圖示不能推測甲溶液中的細胞因失水過多而死亡，只能推測甲溶液中的細胞發生了質壁分離現象，B錯誤；由圖2可知,曲線Ⅰ表示的細胞中液泡先變小后恢復到原樣，為乙溶液中的變化曲線，即乙溶液中的細胞發生了質壁分離后自動復原，因此可推測乙溶液中的溶質可以被外表皮細胞吸收，C正確； 后，曲線Ⅱ表示的細胞表現為液泡體積基本不變，失水量處于穩定狀態，即此時的細胞處于滲透平衡狀態，D正確。
創新應用
11. [寫出實驗思路][2023重慶八中檢測，9分]將哺乳動物成熟紅細胞放入滲透壓較低的溶液中，可使其逐漸吸水漲破，此時光線更容易透過紅細胞懸浮液，液體由不透明的紅色溶液逐漸變澄清，肉眼即可觀察到，這種現象稱為溶血，溶血時間與水分進入紅細胞的速率有關。下圖是豬的紅細胞在不同濃度的 溶液中，紅細胞體積和初始體積之比的變化曲線， 點對應的濃度為紅細胞吸水漲破時的 濃度。
（1） 在低滲溶液中，紅細胞吸水漲破釋放內容物后，剩余的部分稱為“血影”，則“血影”的主要組成成分是磷脂、蛋白質。根據圖示可知，豬的紅細胞在濃度為 的 溶液中能保持正常形態。
[解析]根據紅細胞的結構特點可知，“血影”主要是細胞膜，則“血影”的主要成分是蛋白質和磷脂。由題圖可知，豬的紅細胞在濃度為 的 溶液中體積不變，能保持正常形態。
（2） 分析圖，將相同的豬的紅細胞甲、乙分別放置在 點和 點對應的 溶液中，一段時間后，乙細胞的吸水能力大于（填“大于”“小于”或“等于”）紅細胞甲，原因是紅細胞乙失水量多，細胞液滲透壓較高，細胞吸水能力較強。
[解析]由曲線可知，將相同的豬的紅細胞甲、乙分別放置在 點和 點對應濃度的 溶液中，一段時間后，二者的紅細胞體積和初始體積之比均小于1，且乙的比值更小，說明紅細胞乙的失水量多于紅細胞甲的，則紅細胞乙的細胞內液滲透壓較高，因此紅細胞乙的吸水能力大于紅細胞甲的。
（3） 有觀點認為：低溫會使水分通過細胞膜的速率減慢。請以羊血為材料，以溶血現象作為實驗觀察指標，設計實驗驗證這一觀點。（要求：寫出實驗思路并預期結果）。
實驗思路：將生理狀態相同的羊的成熟紅細胞均分為甲、乙兩組，甲組處于室溫條件，乙組低溫處理，然后將兩組細胞同時置于等量的蒸餾水中，觀察兩組紅細胞的溶血時間。
預期實驗結果：低溫（乙）組溶血時間大于室溫（甲）組。
[解析]該實驗的目的是驗證低溫會使水分通過細胞膜的速率減慢，則實驗的自變量是溫度，因此實驗應該設計甲、乙兩組（含有等量的相同生理狀態的紅細胞），分別在正常溫度和低溫下進行實驗。將兩組實驗的紅細胞同時放入相同的等量低滲溶液中，觀察甲、乙兩組紅細胞溶血所需的時間。由于該實驗是驗證性實驗，而低溫會使水分通過細胞膜的速率減慢，因此低溫組溶血時間變長，該實驗的結果是甲組細胞的溶血時間小于乙組細胞的。

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