資源簡介

(共92張PPT)
水進出細胞的原理
第9課時
1.活動：通過模擬實驗探究膜的透性。
2.活動：觀察植物細胞的質壁分離和復原。
課標要求
考情分析
質壁分離及復原實驗及其應用 2023·全國甲·T4　2022·全國甲·T2　2022·湖南·T10　2021·湖南·T3
2021·廣東·T13　2021·重慶·T20　2020·全國Ⅱ·T5
內容索引
考點一　　滲透作用
考點二　　動物細胞、植物細胞的吸水和失水
課時精練
考點一
滲透作用
水
溶劑
半透膜
濃度差
多
少
低
高
(1)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等(　　)
提示　滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數目，溶質微粒越多，溶液滲透壓越高。1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的蔗糖溶液的滲透壓大小不相等，因為NaCl溶液中含有鈉離子和氯離子，而蔗糖溶液中只含有蔗糖分子，故NaCl溶液滲透壓高于蔗糖溶液。
(2)上圖裝置中，燒杯內溶液液面下降的速率逐漸減緩(　　)
×
√
(3)上圖中Δh不變時，半透膜兩側的溶液濃度相等(蔗糖不能通過半透膜)(　　)
提示　Δh不變時，半透膜兩側水分子進出達到平衡，因為蔗糖分子不能通過半透膜，所以蔗糖溶液濃度仍大于清水濃度。
×
(4)上圖裝置達到滲透平衡時，半透膜兩側沒有水分子的進出(　　)
提示　達到滲透平衡時，半透膜兩側水分子的進出速率相等。
×
滲透裝置的變式分析：滲透平衡時液面高度分析
(1)半透膜只允許水分子通過
液面不變
右側液面升高
左側液面高于右側
(2)S1和S2是兩種不同的溶質且只有水和S1能通過半透膜
S1液面先升高，隨
后S2液面升高，最終高于S1
S1液面始終低于
S2液面
考向一　滲透作用的原理及應用分析
1.某同學設計的滲透裝置實驗如圖所示(開始時狀態)，燒杯中盛放有蒸餾水，倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一段時間后再加入蔗糖酶(微量)。圖中豬膀胱膜允許單糖通過。下列有關敘述，正確的是
A.漏斗中液面開始時先上升，加酶后即下降
B.漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后下降，
最后保持內外液面基本相平
C.漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后保持一定的液面差不變
D.加酶后在燒杯中可檢測出的有機物僅有葡萄糖
√
1
2
1
2
長頸漏斗中有蔗糖溶液，滲透壓較高，液面上
升，加酶后蔗糖水解為單糖，溶液中溶質分子
數目增多，滲透壓更高，液面繼續上升，但是
單糖分子可以通過豬膀胱膜進入燒杯中，使兩
邊滲透壓相等，漏斗中滲透壓降低至內外液面基本相平，B正確。
2.某同學設計的實驗裝置如圖所示，開始時向U型管兩側分別加入等量的1 mol/L的蔗糖溶液和1 mol/L的麥芽糖溶液，平衡后分別加入等量的蔗糖酶溶液(對U型管中溶液濃度和體積的影響可忽略)，圖中膀胱膜允許單糖分子通過。下列分析正確的是
A.該裝置不能發生滲透作用
B.加酶前兩側的滲透壓不等
C.最終右側滲透壓高于左側
D.最終平衡后左側液面高于右側
√
1
2
該裝置的膀胱膜為半透膜，兩側分別
加入等量的蔗糖酶溶液后，蔗糖水解，
左側滲透壓上升，具有發生滲透作用
的條件：半透膜和濃度差，能發生滲
透作用，A錯誤；
加酶前，左右兩側物質的量濃度相等，滲透壓相等，B錯誤；
1
2
由于左側蔗糖溶液水解得到的單糖可
以通過膀胱膜擴散，最終使右側滲透
壓高于左側，C正確；
最終平衡后由于右側滲透壓高，液面
上升，高于左側，D錯誤。
返回
1
2
考點二
動物細胞、植物細胞的吸水和失水
1.動物細胞的吸水和失水
動態平衡
細胞膜
細胞質
吸水膨脹
失水皺縮
2.成熟植物細胞的吸水和失水
(1)成熟植物細胞的結構
細胞液
伸縮性
細胞膜
細胞質
液泡膜
(2)探究植物細胞的吸水和失水
貼近
細胞壁
逐漸
變小
分離
清水
逐漸
變大
(1)當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破(　　)
提示　紅細胞不一定會漲破；因為紅細胞吸水膨脹后，細胞內的溶液濃度也會下降，如果外界溶液濃度不是很低，細胞內的溶液濃度下降后有可能與外界溶液的濃度達到平衡，此時，紅細胞將不再吸水。
(2)植物細胞的原生質層由細胞膜和液泡膜組成(　　)
提示　植物細胞的原生質層由細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質組成。
×
×
(3)在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗操作中，共涉及三次顯微鏡觀察，第一次用低倍鏡觀察，第二、三次用高倍鏡觀察(　　)
提示　在該實驗操作中，三次都是用低倍鏡進行觀察。
(4)質壁分離與復原實驗中吸水紙的主要作用是吸除滴管滴加的多余液體，以免污染顯微鏡鏡頭(　　)
提示　吸水紙的主要作用是吸引液體在蓋玻片下移動，使植物細胞浸潤在所滴加的液體中。
×
×
(5)利用洋蔥根尖分生組織和添加胭脂紅的蔗糖溶液進行實驗，現象更加明顯(　　)
提示　洋蔥根尖分生組織細胞屬于幼嫩的細胞，沒有中央大液泡，不適合用于觀察植物細胞的失水和吸水。
×
(6)選用黑藻成熟葉片進行實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現象的觀察(　　)
提示　黑藻葉片的葉肉細胞中液泡無色，葉綠體的存在使原生質層呈綠色，有利于實驗現象的觀察。
×
我國鹽堿地總面積約為15億畝，對其進行開發利用能提高農業產能。過去的思路主要是治理鹽堿地使其適應作物，如今科研人員提出要向選育更多適應鹽堿地的耐鹽堿作物的方向轉變。請思考以下問題：
1.鹽堿地上大多數作物很難生長，主要原因是什么？
提示　土壤鹽分過多，土壤溶液濃度大于植物根部細胞的細胞液濃度，大多數作物因無法從土壤中獲取充足的水分而難以生長。
2.在植物細胞發生質壁分離的過程中，請比較外界溶液、細胞質基質、細胞液的濃度大小。
提示　外界溶液濃度＞細胞質基質濃度＞細胞液濃度。
3.現有普通植物和耐鹽堿植物若干，由于標簽損壞無法辨認類型，某生物興趣小組使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分別處理兩組植物細胞，結果如圖1所示。請回答下列有關問題：
(1)應選擇根尖的 (填“成熟區”
“伸長區”“分生區”或“根冠”)細胞
進行上述實驗。圖1中A→B段，Ⅰ組植物
的吸水能力 ，此時，在細胞壁
和原生質體之間充滿了 。A→
C段Ⅰ組植物細胞發生了什么現象？在這
個過程中細胞大小如何變化？
提示　Ⅰ組植物細胞發生了質壁分離與質壁分離的復原。在這個過程中細胞大小基本不變。
成熟區
逐漸升高
KNO3溶液
(2)實驗過程中并未添加清水，Ⅱ組植物原生質體體積逐漸增大的原因可能是什么？
提示　Ⅱ組植物細胞液濃度大于外界溶液濃度，水分子透過原生質層進入細胞液，細胞發生滲透吸水。
(3)請比較大小：質壁分離結束且達到滲透平衡時，細胞液濃度 外界溶液濃度；質壁分離復原結束且達到滲透平衡時，細胞液濃度 外界溶液濃度。
＝
≥
(4)該興趣小組繼續探究了該耐鹽堿植物的細胞液濃度，實驗結果如圖2，請你根據實驗結果嘗試寫出他們的實驗思路。
提示　配制一系列濃度范圍在0.3～0.6 g·mL－1的蔗糖溶液，將Ⅱ組植物細胞進行合理分組，分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，其他條件相同且適宜，培養一段時間后觀察現象并記錄。
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)測定細胞液濃度范圍
(3)比較不同成熟植物細胞的細胞液濃度
(4)比較未知濃度溶液的濃度大小
(5)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
考向二　質壁分離與復原實驗結果分析及應用
3.(2023·全國甲，4)探究植物細胞的吸水和失水實驗是高中學生常做的實驗。某同學用紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料進行實驗，探究蔗糖溶液、清水處理外表皮后，外表皮細胞原生質體和液泡的體積及細胞液濃度的變化。圖中所提到的原生質體是指植物細胞不包括細胞壁的部分。下列示意圖中能夠正確表示實驗結果的是
3
4
√
用30%蔗糖溶液處理之后，細胞失水，原生質體和液泡的體積都會減小，細胞液濃度升高，用清水處理之后，細胞吸水，原生質體和液泡的體積會增大，細胞液濃度降低，A、B錯誤；
隨著所用蔗糖溶液濃度的升高，當蔗糖溶液濃度超過細胞液濃度之后，細胞就會開始失水，原生質體和液泡的體積減小，細胞液濃度升高，C正確，D錯誤。
3
4
4.(2021·廣東，13)保衛細胞吸水膨脹使植物氣孔張開。適宜條件下，制作紫鴨跖草葉片下表皮臨時裝片，觀察蔗糖溶液對氣孔開閉的影響，如圖為操作及觀察結果示意圖。下列敘述錯誤的是
A.比較保衛細胞細胞液濃度，③處理
后>①處理后
B.質壁分離現象最可能出現在滴加②
后的觀察視野中
C.滴加③后有較多水分子進入保衛細胞
D.推測3種蔗糖溶液濃度高低為②>①>③
√
3
4
通過分析可知，①處理后細胞
吸水量少于③處理后細胞，說
明保衛細胞細胞液濃度①處理
后>③處理后，A錯誤；
②處理后細胞失水，故質壁分離現象最可能出現在滴加②后的觀察視野中，B正確；
滴加③后細胞大量吸水，故滴加③后有較多水分子進入保衛細胞，C正確。
3
4
1.(必修1 P62)滲透作用：水分子(或其他溶劑分子)通過 的擴散。
2.(必修1 P62)如果半透膜兩側存在 ，滲透的方向就是___________
__________________________________________。
半透膜
濃度差
水分子從水
的相對含量高的一側向相對含量低的一側滲透
3.如圖表示將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中的示意圖，據圖回答問題：
圖中②是 ，③是 ，④是 ，②③④共同構成的⑥為 。
4.洋蔥鱗片葉外表皮細胞發生質壁分離的結構基礎是_________________
__________________________________________。
液泡膜
細胞膜
細胞質
原生質層
透過性，原生質層伸縮性大于細胞壁的伸縮性
原生質層具有選擇
5.質壁分離及復原實驗可驗證植物細胞也是一個滲透系統。以紫色洋蔥外表皮細胞為實驗材料制成臨時裝片后，為使表皮細胞浸潤在蔗糖溶液中，操作方法是_________________________________________________
______________________________。
6.將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度的KNO3溶液中，一段時間后沒有觀察到質壁分離現象，可能的原因有___________________________________
__________________________________(答出兩點原因)。
從蓋玻片的一側滴加(質量濃度為0.3 g/mL的)蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引
該細胞是死細胞，或者是根尖分生區細胞，或者發生質壁分離后又自動復原
7.某同學以紫色洋蔥外表皮為材料，通過質壁分離與復原實驗方法來設計實驗，想區分滲透壓幾乎相同的質量分數為15%的葡萄糖溶液和30%的蔗糖溶液兩種溶液。該實驗中能作為區分不同溶液的現象是_________
_______________________________________________________________________________________________。
能發生質壁分離的復原的一組所用的溶液為葡萄糖溶液，不能發生質壁分離的復原的一組所用的溶液為蔗糖溶液
8.由袁隆平海水稻科研團隊研發的海水稻，適合在海邊灘涂等鹽堿地生長。有人提出，海水稻根部細胞的細胞液濃度比一般水稻品種(生長在普通土壤上)的高。請利用質壁分離實驗方法設計實驗進行驗證(簡要寫出實驗設計思路)：________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________。
分別取海水稻和普通水稻根成熟區細胞，制成臨時裝片；配制一系列濃度梯度的蔗糖溶液并對細胞進行處理，觀察對比兩種植物細胞發生質壁分離的情況
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課時精練
1.(2023·廣東深圳中學高三聯考)如圖中X、Y、Z分別為蒸餾水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液，且單糖能通過半透膜，而二糖、多糖不能通過半透膜。下列相關敘述錯誤的是
A.裝置a的現象是左側液面先下降后上
升，最終左右液面持平
B.裝置a左右側替換為等量蔗糖溶液，
左右側分別加入適量的蔗糖酶、淀
粉酶，左側液面先升后降最后低于右側
C.裝置b燒杯中溶液液面下降的速率逐漸減緩
D.裝置b達到滲透平衡后，由于液面差的存在，水分子向半透膜兩側擴散的速
率不同
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由于裝置a左右側存在濃度差，且Y溶液的濃度大于X溶液，所以左側液面會下降，但由于Y溶液中的葡萄糖分子會通過半透膜進入X溶液，導致X溶液濃度增大，因此左側液面又會上升，最終左右液面持平，A正確。
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如果裝置a左右側替換為等量蔗糖溶液，左右側分別加入適量的蔗糖酶、淀粉酶，左側的一分子蔗糖可以被蔗糖酶分解成兩分子單糖，而右側的蔗糖不會被淀粉酶分解，所以左側濃度高于右側。左側液面先升高，單糖分子又可以通過半透膜，導致左側濃度降低，液面下降，因此左側液面先升后降最后低于右側，B正確。
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由于Z溶液的濃度大于X溶液的濃度，所以裝置b中漏斗液面升高，但水分子的進入導致Z溶液濃度下降，所以水分子由燒杯進入漏斗的速率降低，所以燒杯中溶液液面下降的速率逐漸減緩，C正確。
裝置b達到滲透平衡后，水分子向半透膜兩側擴散的速率相同，D錯誤。
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2.(2024·湖北沙市中學高三月考)在低滲溶液中，細胞發生滲透吸水后會使細胞膨脹甚至破裂，不同的細胞用不同的機制解決這種危機。如圖表示高等動物、高等植物與原生生物(如變形蟲)的細胞以三種不同的機制避免滲透膨脹，據此推斷，下列說法正確的是
A.機制1表示動物細胞，離子運出細胞需
要轉運蛋白
B.機制2表示植物細胞，細胞吸水時其吸
水能力增加
C.機制3表示變形蟲，若將其置于低滲溶液中，其收縮泡釋放頻率會減慢
D.三種細胞的邊界各不相同，以達到與外界環境分隔開的目的
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動物細胞中避免滲透膨脹需要轉運蛋白將離子轉運到細胞外，以減小細胞內液的滲透壓，防止細胞滲透吸水漲破，故機制1可表示動物細胞，A正確；
機制2可表示植物細胞，植物細胞在低濃度溶液中會發生吸水，吸水導致細胞液滲透壓減小，吸水能力減弱，B錯誤；
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機制3可表示變形蟲，若將其置于低滲溶液中，會通過收縮泡將多余的水排到細胞外，其收縮泡的伸縮頻率會加快，C錯誤；
三種細胞的邊界均為細胞膜，細胞膜能夠將細胞與外界環境分隔開，D錯誤。
3.(2023·合肥高三聯考)活的成熟植物細胞在較高濃度的外界溶液中，會發生質壁分離現象。如圖a是發生質壁分離的植物細胞，圖b是顯微鏡下觀察到的某一時刻的圖像。下列說法正確的是
A.圖a中①②⑥共同組成原生質層
B.圖b中細胞此時的細胞液濃度小于
外界溶液濃度
C.在發生質壁分離的過程中，細胞的
吸水能力會逐漸增強
D.將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度的KNO3溶液中，一段時間后用顯微鏡
觀察發現該細胞未發生質壁分離，則表示細胞已死亡
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原生質層包括②細胞膜、④液泡
膜以及二者之間的⑤細胞質，A
錯誤；
圖b細胞處于質壁分離狀態，可能
繼續發生分離，也可能處于質壁
分離復原狀態，也可能處于平衡狀態，故此時細胞液濃度不一定小于外界溶液濃度，B錯誤；
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由于K＋和 可以進入細胞，因
此將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度
的KNO3溶液中，一段時間后用顯
微鏡觀察，發現該細胞未發生質壁
分離，可能是細胞先發生了質壁分
離隨后又發生了復原，因此不一定是細胞已死亡，D錯誤。
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4.(2021·江蘇，12)采用紫色洋蔥鱗片葉外表皮進行質壁分離實驗，下列相關敘述正確的是
A.用鑷子撕取的外表皮，若帶有少量的葉肉細胞仍可用于實驗
B.將外表皮平鋪在潔凈的載玻片上，直接用高倍鏡觀察細胞狀態
C.為盡快觀察到質壁分離現象，應在蓋玻片四周均勻滴加蔗糖溶液
D.實驗觀察到許多無色細胞，說明紫色外表皮中有大量細胞含無色液泡
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質壁分離實驗中全程只在低倍鏡下觀察，B錯誤；
為盡快觀察到質壁分離現象，應在蓋玻片一側滴加蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引，重復幾次，洋蔥細胞就會浸潤在蔗糖溶液中，C錯誤；
紫色外表皮細胞中有一個紫色大液泡，那些無色的細胞應該是鱗莖細胞，D錯誤。
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5.(2020·全國Ⅱ，5)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g/mL)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
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
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甲、乙兩組溶液的濃度相同，甲糖的相對分子質量約為乙糖的2倍，說明單位體積的甲糖溶液中溶質微粒數目少，而單位體積的乙糖溶液中溶質微粒數目多，乙糖溶液中溶質微粒對水的吸引力大，甲糖溶液中溶質微粒對水的吸引力小，若測得乙糖溶液濃度也升高，說明乙組葉細胞吸水，并且葉細胞的凈吸水量乙組小于甲組，D錯誤。
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6.(2022·湖南，10)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NaCl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.甲組NaCl處理不能引起細胞發生質壁分離，表明細胞中NaCl濃度≥0.3 mol/L
B.乙、丙組NaCl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65 ℃水浴滅活后，再用NaCl溶液處理，原生質體表面積無變化
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分析甲組結果可知，隨著培養時間的延長，與0時(原生質體表面積大約為0.5 μm2)相比，原生質體表面積逐漸增大，說明細胞吸水，甲組NaCl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 NaCl，但不一定是細胞內NaCl濃度≥0.3 mol/L，A錯誤；
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分析乙、丙組結果可知，與0時(原生質體表面積大約分別為0.6 μm2、0.75 μm2)相比，乙、丙組原生質體表面積均有下降，說明乙、丙組NaCl處理皆使細胞發生質壁分離，處理解除后細胞即可發生質壁分離復原，B正確；
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該菌的正常生長，細胞由小變大可導致原生質體表面積增加，該菌吸水也會導致原生質體表面積增加，C正確；
若將該菌先65 ℃水浴滅活，細胞死亡，原生質層失去選擇透過性，再用NaCl溶液處理，原生質體表面積無變化，D正確。
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7.(2023·鹽城高三模擬)在適宜條件下，將月季的花瓣細胞置于一定濃度的A溶液中，測得細胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值變化如圖所示。下列有關敘述錯誤的是
A.t1時，水分子不進出花瓣細胞
B.A溶液中的溶質能被花瓣細胞吸收
C.t2時，花瓣細胞的吸水能力大于t0時
D.t0～t2時，花瓣細胞先發生質壁分離，后自動復原
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t1時，水分子進出花瓣細胞的速率相等，A錯誤；
t0～t1時間內花瓣細胞液濃度與A溶液濃度的比值
越來越大，說明溶質微粒可以進入細胞，導致
細胞液濃度越來越大，B正確；
t2時，細胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值等于3，則花瓣細胞的吸水能力大于t0時，C正確；
在t1之前細胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值小于1，則花瓣細胞先發生質壁分離，t1～t2時細胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值大于1，花瓣細胞質壁分離后自動復原，D正確。
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8.某同學在做“植物細胞質壁分離與復原實驗”時，用物質的量濃度都為2 mol·L－1的乙二醇溶液和蔗糖溶液分別浸泡洋蔥細胞，觀察細胞的質壁分離現象，得到其原生質體體積變化情況如圖所示。下列敘述正確的是
A.兩組實驗過程中均有水分子透過細胞膜
不斷地進出細胞
B.在1 min后，處于蔗糖溶液中細胞的細胞
液濃度開始升高
C.在2 min時，處于乙二醇溶液中細胞開始吸收乙二醇
D.洋蔥的所有活細胞都可發生質壁分離現象
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水分子可通過自由擴散進出細胞，在兩
組實驗過程中均有水分子透過細胞膜不
斷地進出細胞，A正確；
在1 min后，處于蔗糖溶液中的細胞的原
生質體體積逐漸變小后趨于穩定，說明
此時間段細胞還在失水并趨于滲透平衡，則細胞液濃度緩慢升高后趨于穩定，B錯誤；
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處于乙二醇溶液中的細胞一開始就吸收
乙二醇，不是從2 min時才開始，C錯誤；
洋蔥的所有活細胞在一定條件下不一定
都能發生質壁分離及復原現象，能發生
質壁分離及復原現象的細胞須具有大液
泡等結構，D錯誤。
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9.下列各項無法通過質壁分離與復原實驗證明的是
A.成熟植物細胞的死活
B.原生質層比細胞壁的伸縮性大
C.成熟的植物細胞能滲透吸水
D.水分子通過通道蛋白進出細胞
√
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成熟植物細胞放入蔗糖溶液中，若始終不能發生質壁分離，則說明該細胞是死細胞，反之是活細胞，質壁分離的內因是原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性，成熟的植物細胞具有大液泡，能進行滲透吸水，A、B、C不符合題意；
質壁分離與復原實驗不能證明水分子通過水通道蛋白進出細胞，D符合題意。
10.(2022·全國甲，2)植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現將a、b、c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a未發生變化；②細胞b體積增大；③細胞c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
A.水分交換前，細胞b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b＞細胞a＞細胞c
C.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度大于細胞a的細胞液濃度
D.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度
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√
三種不同濃度的植物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，細胞a體積未發生變化，細胞b體積增大，細胞c發生質壁分離，所以，細胞a的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，細胞c的細胞液濃度小于外界蔗糖溶液的濃度，因此水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b＞細胞a＞細胞c，A、B合理；
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細胞c的質壁分離過程中，細胞液中水分子進入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液濃度小，由題干信息“細胞a在蔗糖溶液中未發生變化”可知，細胞a的細胞液濃度與最初蔗糖溶液濃度相等，而水分交換平衡時細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，故水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度小于細胞a的細胞液濃度，C不合理，D合理。
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11.(2023·黃石高三期中)科研人員將a、b兩種植物的成熟葉片置于不同濃度的蔗糖溶液中，培養相同時間后檢測其重量變化，結果如圖所示。下列相關敘述正確的是
A.乙濃度條件下，a、b兩種植物的成熟
葉片細胞處于質壁分離狀態
B.五種蔗糖溶液濃度的大小關系為丙>
戊>甲>丁>乙
C.在甲溶液中加入適量的蔗糖酶，在最
初一段時間，其中的b植物成熟葉片細胞液濃度將減小
D.兩種植物細胞液濃度的大小關系為a>b
√
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以b植物作為研究對象，丙濃度下細胞吸
水最多，則丙的濃度最小，其次是戊，
甲溶液中b植物既不吸水也不失水，與細
胞液濃度相等，乙濃度下失水最多，則乙
的濃度最大，因此五種蔗糖溶液濃度的大
小關系為丙＜戊＜甲＜丁＜乙，B錯誤；
在甲溶液中，b植物吸水和失水處于動態平衡，蔗糖酶將蔗糖分解成葡萄糖和果糖，使其濃度增大，b植物將失水，細胞液濃度變大，C錯誤；
在丙濃度下，b植物的增加重量大于a植物，說明b植物的吸水量大于a植物，則兩種植物細胞液濃度的大小關系為b>a，D錯誤。
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12.(2023·福州高三聯考)將某植物花冠切成大小和形狀相同的細條，均分為6組并標上數字序號，取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中浸泡相同時間后，測量各組花冠細條的長度，結果如圖所示。假如蔗糖溶液與花冠細胞之間只有水分交換，下列敘述不正確的是
A.實驗后，第2組細胞的細胞液濃度比第4組的低
B.第4組細胞的細胞壁和原生質層間填充的是蔗
糖溶液
C.第2組細胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗的ATP
大于第3組
D.植物花冠的細胞液濃度介于c～d mol·L－1之間
√
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水分子進出細胞的方式是被動運輸，不消耗能量，C錯誤。
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13.(2024·湖北部分學校高三月考)小液流法是
測定植物組織細胞液濃度的一種實驗方法，
其原理是把高濃度溶液中的一小液滴放入低
濃度溶液中時，液滴下沉；反之則上升。甲
與乙兩組試管相同且依次編號為1～6號，相
同的試管編號中加入相同濃度的蔗糖溶液。在甲試管中放入待測植物材料一段時間后，從中取小液滴滴入乙試管(如圖所示)，
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乙組試管編號 1 2 3 4 5 6
1 mol·L－1的蔗糖溶液(mL) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
蒸餾水(mL) 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0
藍色小滴升降情況 下降 下降 下降 上升 上升 上升
結果如表所示(注：甲試管內加入適量的甲烯藍，甲烯藍可使蔗糖溶液變藍，忽略甲烯藍對蔗糖濃度的影響)。下列相關敘述正確的是
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乙組試管編號 1 2 3 4 5 6
1 mol·L－1的蔗糖溶液(mL) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
蒸餾水(mL) 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0
藍色小滴升降情況 下降 下降 下降 上升 上升 上升
A.據表格分析待測植物材料的細胞液濃度相當于1.5～2.0 mol·L－1的蔗糖
溶液
B.假設上述實驗中藍色液滴均下降，則需適當調高外界溶液濃度
C.上述實驗也可以用等濃度硝酸鉀溶液代替蔗糖溶液
D.藍色小液滴在1～3號試管中均下降，下降速度最快的是3號試管
√
1～6號試管中蔗糖溶液的濃度逐漸升高，由于乙組3號試管中，液滴移動方向向下，乙組4號試管中，液滴移動方向向上，因每個試管中放入了蔗糖和蒸餾水，每個試管中的濃度應該用蔗糖溶液濃度除以蔗糖溶液和蒸餾水的體積之和，即10 mL，推知植物材料的細胞液濃度介于0.15～0.2 mol·L－1之間，A錯誤；
藍色小滴下降，說明植物細胞吸水，即所有外界溶液濃度均低于細胞液濃度，則需適當調高外界溶液濃度，B正確；
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乙組試管1、2、3中藍色小滴下降的原因是甲組1、2、3試管中待測植物的細胞液濃度大于蔗糖溶液濃度，細胞吸水，導致試管中蔗糖溶液濃度上升，藍色小滴密度大于乙組相同編號試管內溶液的密度，由于3號試管失水少，蔗糖溶液濃度變化小，故下降最慢，D錯誤。
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14.(2023·鄭州高三期中)如表為甲同學用某濃度KNO3溶液進行質壁分離實驗時所測得的數據。如圖為乙同學用另一濃度的KNO3溶液進行質壁分離實驗時所繪制的曲線圖。下列分析正確的是
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項目 2分鐘 4分鐘 6分鐘 8分鐘 10分鐘
原生質體相對大小 90% 60% 30% 30% 30%
A.甲同學的實驗進行到8分鐘時質壁分離達到平
衡，滴加清水后發生質壁分離復原
B.甲同學所用溶液濃度要小于乙同學所用溶液
濃度
C.乙同學在T1時可觀察到質壁分離現象，此時細
胞液濃度一定小于外界溶液濃度
D.乙同學在T2時觀察不到質壁分離現象，此時細胞液濃度不一定等于外界溶液
濃度
√
項目 2分鐘 4分鐘 6分鐘 8分鐘 10分鐘
原生質體相對大小 90% 60% 30% 30% 30%
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甲同學的實驗中，原生質體在6分鐘后不再
發生變化，可能是細胞已經死亡，滴加清
水后不會再發生質壁分離復原，A錯誤；
根據表格數據可知，甲同學所做實驗沒有
發生質壁分離復原，而乙同學所做實驗發
生了質壁分離復原，所以甲同學所用溶液濃度要大于乙同學所用溶液濃度，B錯誤；
乙同學在實驗進行到T1時可觀察到質壁分離現象，此時已經開始發生質壁分離復原，所以細胞液濃度大于外界溶液濃度，C錯誤。
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15.(2023·長沙高三模擬)研究人員用某種植物細胞為材料進行了兩組實驗：甲組將細胞置于一系列不同濃度的a(蔗糖或KNO3)溶液中，10分鐘后測定細胞原生質體的相對體積；乙組將細胞置于某種濃度的b(蔗糖或KNO3)溶液中，每隔2分鐘用顯微鏡觀察、記錄細胞原生質體的相對體積，甲、乙兩組的實驗結果分別如圖1和圖2所示。下列有關說法正確的是
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A.實驗取材時不可選用黑藻葉肉細胞
B.乙組實驗所用溶液濃度需要小于0.16 mol/L，以免細胞過度失水死亡
C.甲組實驗用的是KNO3溶液，乙組實驗用的是蔗糖溶液
D.乙組實驗過程中，8 min時細胞液的濃度應大于0.16 mol/L
√
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黑藻是高等植物，葉肉細胞內有中央大液
泡，置于高濃度溶液中可發生質壁分離，
因此該實驗可以用黑藻葉肉細胞，A錯誤；
根據甲組細胞原生質體體積的變化，可知
其所處的溶液中溶質不能進入細胞，因此
其外界溶液為蔗糖溶液，當原生質體相對
體積與初始體積相等時，說明此時的外界
溶液濃度與細胞液濃度相等，因此根據甲組實驗可知，細胞液濃度為0.16 mol/L，乙組放在外界溶液中，原生質體相對體積先減小，說明所用溶液濃度應大于0.16 mol/L，B錯誤；
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根據B項分析可知，甲組實驗用的是蔗糖溶液，乙組實驗用的是KNO3溶液，C錯誤；
乙組實驗過程中，8 min時原生質體相對體積雖等于初始體積，但由于該過程中細胞通過主動運輸吸收了K＋和 ，因此這時細胞液的濃度應大于初始的0.16 mol/L，D正確。
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返回第9課時　水進出細胞的原理
課標要求 1.活動：通過模擬實驗探究膜的透性。2.活動：觀察植物細胞的質壁分離和復原。
考情分析 質壁分離及復原實驗及其應用 2023·全國甲·T4　2022·全國甲·T2　2022·湖南·T10　 2021·湖南·T3　2021·廣東·T13　 2021·重慶·T20　2020·全國Ⅱ·T5
考點一　滲透作用
判斷正誤
(1)1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等(　×　)
提示　滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數目，溶質微粒越多，溶液滲透壓越高。1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的蔗糖溶液的滲透壓大小不相等，因為NaCl溶液中含有鈉離子和氯離子，而蔗糖溶液中只含有蔗糖分子，故NaCl溶液滲透壓高于蔗糖溶液。
(2)上圖裝置中，燒杯內溶液液面下降的速率逐漸減緩(　√　)
(3)上圖中Δh不變時，半透膜兩側的溶液濃度相等(蔗糖不能通過半透膜)(　×　)
提示　Δh不變時，半透膜兩側水分子進出達到平衡，因為蔗糖分子不能通過半透膜，所以蔗糖溶液濃度仍大于清水濃度。
(4)上圖裝置達到滲透平衡時，半透膜兩側沒有水分子的進出(　×　)
提示　達到滲透平衡時，半透膜兩側水分子的進出速率相等。
滲透裝置的變式分析：滲透平衡時液面高度分析
(1)半透膜只允許水分子通過
(2)S1和S2是兩種不同的溶質且只有水和S1能通過半透膜
考向一　滲透作用的原理及應用分析
1．某同學設計的滲透裝置實驗如圖所示(開始時狀態)，燒杯中盛放有蒸餾水，倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一段時間后再加入蔗糖酶(微量)。圖中豬膀胱膜允許單糖通過。下列有關敘述，正確的是(　　)
A．漏斗中液面開始時先上升，加酶后即下降
B．漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后下降，最后保持內外液面基本相平
C．漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后保持一定的液面差不變
D．加酶后在燒杯中可檢測出的有機物僅有葡萄糖
答案　B
解析　長頸漏斗中有蔗糖溶液，滲透壓較高，液面上升，加酶后蔗糖水解為單糖，溶液中溶質分子數目增多，滲透壓更高，液面繼續上升，但是單糖分子可以通過豬膀胱膜進入燒杯中，使兩邊滲透壓相等，漏斗中滲透壓降低至內外液面基本相平，B正確。
2．某同學設計的實驗裝置如圖所示，開始時向U型管兩側分別加入等量的1 mol/L的蔗糖溶液和1 mol/L的麥芽糖溶液，平衡后分別加入等量的蔗糖酶溶液(對U型管中溶液濃度和體積的影響可忽略)，圖中膀胱膜允許單糖分子通過。下列分析正確的是(　　)
A．該裝置不能發生滲透作用
B．加酶前兩側的滲透壓不等
C．最終右側滲透壓高于左側
D．最終平衡后左側液面高于右側
答案　C
解析　該裝置的膀胱膜為半透膜，兩側分別加入等量的蔗糖酶溶液后，蔗糖水解，左側滲透壓上升，具有發生滲透作用的條件：半透膜和濃度差，能發生滲透作用，A錯誤；加酶前，左右兩側物質的量濃度相等，滲透壓相等，B錯誤；由于左側蔗糖溶液水解得到的單糖可以通過膀胱膜擴散，最終使右側滲透壓高于左側，C正確；最終平衡后由于右側滲透壓高，液面上升，高于左側，D錯誤。
考點二　動物細胞、植物細胞的吸水和失水
1．動物細胞的吸水和失水
2．成熟植物細胞的吸水和失水
(1)成熟植物細胞的結構
(2)探究植物細胞的吸水和失水
判斷正誤
(1)當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破(　×　)
提示　紅細胞不一定會漲破；因為紅細胞吸水膨脹后，細胞內的溶液濃度也會下降，如果外界溶液濃度不是很低，細胞內的溶液濃度下降后有可能與外界溶液的濃度達到平衡，此時，紅細胞將不再吸水。
(2)植物細胞的原生質層由細胞膜和液泡膜組成(　×　)
提示　植物細胞的原生質層由細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質組成。
(3)在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗操作中，共涉及三次顯微鏡觀察，第一次用低倍鏡觀察，第二、三次用高倍鏡觀察(　×　)
提示　在該實驗操作中，三次都是用低倍鏡進行觀察。
(4)質壁分離與復原實驗中吸水紙的主要作用是吸除滴管滴加的多余液體，以免污染顯微鏡鏡頭(　×　)
提示　吸水紙的主要作用是吸引液體在蓋玻片下移動，使植物細胞浸潤在所滴加的液體中。
(5)利用洋蔥根尖分生組織和添加胭脂紅的蔗糖溶液進行實驗，現象更加明顯(　×　)
提示　洋蔥根尖分生組織細胞屬于幼嫩的細胞，沒有中央大液泡，不適合用于觀察植物細胞的失水和吸水。
(6)選用黑藻成熟葉片進行實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現象的觀察(　×　)
提示　黑藻葉片的葉肉細胞中液泡無色，葉綠體的存在使原生質層呈綠色，有利于實驗現象的觀察。
我國鹽堿地總面積約為15億畝，對其進行開發利用能提高農業產能。過去的思路主要是治理鹽堿地使其適應作物，如今科研人員提出要向選育更多適應鹽堿地的耐鹽堿作物的方向轉變。請思考以下問題：
1．鹽堿地上大多數作物很難生長，主要原因是什么？
提示　土壤鹽分過多，土壤溶液濃度大于植物根部細胞的細胞液濃度，大多數作物因無法從土壤中獲取充足的水分而難以生長。
2．在植物細胞發生質壁分離的過程中，請比較外界溶液、細胞質基質、細胞液的濃度大小。
提示　外界溶液濃度＞細胞質基質濃度＞細胞液濃度。
3．現有普通植物和耐鹽堿植物若干，由于標簽損壞無法辨認類型，某生物興趣小組使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分別處理兩組植物細胞，結果如圖1所示。請回答下列有關問題：
(1)應選擇根尖的成熟區(填“成熟區”“伸長區”“分生區”或“根冠”)細胞進行上述實驗。圖1中A→B段，Ⅰ組植物的吸水能力逐漸升高，此時，在細胞壁和原生質體之間充滿了KNO3溶液。A→C段Ⅰ組植物細胞發生了什么現象？在這個過程中細胞大小如何變化？
提示　Ⅰ組植物細胞發生了質壁分離與質壁分離的復原。在這個過程中細胞大小基本不變。
(2)實驗過程中并未添加清水，Ⅱ組植物原生質體體積逐漸增大的原因可能是什么？
提示　Ⅱ組植物細胞液濃度大于外界溶液濃度，水分子透過原生質層進入細胞液，細胞發生滲透吸水。
(3)請比較大小：質壁分離結束且達到滲透平衡時，細胞液濃度＝外界溶液濃度；質壁分離復原結束且達到滲透平衡時，細胞液濃度≥外界溶液濃度。
(4)該興趣小組繼續探究了該耐鹽堿植物的細胞液濃度，實驗結果如圖2，請你根據實驗結果嘗試寫出他們的實驗思路。
提示　配制一系列濃度范圍在0.3～0.6 g·mL－1的蔗糖溶液，將Ⅱ組植物細胞進行合理分組，分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，其他條件相同且適宜，培養一段時間后觀察現象并記錄。
歸納總結　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)測定細胞液濃度范圍
(3)比較不同成熟植物細胞的細胞液濃度
(4)比較未知濃度溶液的濃度大小
(5)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
考向二　質壁分離與復原實驗結果分析及應用
3．(2023·全國甲，4)探究植物細胞的吸水和失水實驗是高中學生常做的實驗。某同學用紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料進行實驗，探究蔗糖溶液、清水處理外表皮后，外表皮細胞原生質體和液泡的體積及細胞液濃度的變化。圖中所提到的原生質體是指植物細胞不包括細胞壁的部分。下列示意圖中能夠正確表示實驗結果的是(　　)
答案　C
解析　用30%蔗糖溶液處理之后，細胞失水，原生質體和液泡的體積都會減小，細胞液濃度升高，用清水處理之后，細胞吸水，原生質體和液泡的體積會增大，細胞液濃度降低，A、B錯誤；隨著所用蔗糖溶液濃度的升高，當蔗糖溶液濃度超過細胞液濃度之后，細胞就會開始失水，原生質體和液泡的體積減小，細胞液濃度升高，C正確，D錯誤。
4. (2021·廣東，13)保衛細胞吸水膨脹使植物氣孔張開。適宜條件下，制作紫鴨跖草葉片下表皮臨時裝片，觀察蔗糖溶液對氣孔開閉的影響，如圖為操作及觀察結果示意圖。下列敘述錯誤的是(　　)
A．比較保衛細胞細胞液濃度，③處理后>①處理后
B．質壁分離現象最可能出現在滴加②后的觀察視野中
C．滴加③后有較多水分子進入保衛細胞
D．推測3種蔗糖溶液濃度高低為②>①>③
答案　A
解析　通過分析可知，①處理后細胞吸水量少于③處理后細胞，說明保衛細胞細胞液濃度①處理后>③處理后，A錯誤；②處理后細胞失水，故質壁分離現象最可能出現在滴加②后的觀察視野中，B正確；滴加③后細胞大量吸水，故滴加③后有較多水分子進入保衛細胞，C正確。
1．(必修1 P62)滲透作用：水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散。
2．(必修1 P62)如果半透膜兩側存在濃度差，滲透的方向就是水分子從水的相對含量高的一側向相對含量低的一側滲透。
3．如圖表示將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中的示意圖，據圖回答問題：
圖中②是液泡膜，③是細胞膜，④是細胞質，②③④共同構成的⑥為原生質層。
4．洋蔥鱗片葉外表皮細胞發生質壁分離的結構基礎是原生質層具有選擇透過性，原生質層伸縮性大于細胞壁的伸縮性。
5．質壁分離及復原實驗可驗證植物細胞也是一個滲透系統。以紫色洋蔥外表皮細胞為實驗材料制成臨時裝片后，為使表皮細胞浸潤在蔗糖溶液中，操作方法是從蓋玻片的一側滴加(質量濃度為0.3 g/mL的)蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引。
6．將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度的KNO3溶液中，一段時間后沒有觀察到質壁分離現象，可能的原因有該細胞是死細胞，或者是根尖分生區細胞，或者發生質壁分離后又自動復原(答出兩點原因)。
7．某同學以紫色洋蔥外表皮為材料，通過質壁分離與復原實驗方法來設計實驗，想區分滲透壓幾乎相同的質量分數為15%的葡萄糖溶液和30%的蔗糖溶液兩種溶液。該實驗中能作為區分不同溶液的現象是能發生質壁分離的復原的一組所用的溶液為葡萄糖溶液，不能發生質壁分離的復原的一組所用的溶液為蔗糖溶液。
8．由袁隆平海水稻科研團隊研發的海水稻，適合在海邊灘涂等鹽堿地生長。有人提出，海水稻根部細胞的細胞液濃度比一般水稻品種(生長在普通土壤上)的高。請利用質壁分離實驗方法設計實驗進行驗證(簡要寫出實驗設計思路)：分別取海水稻和普通水稻根成熟區細胞，制成臨時裝片；配制一系列濃度梯度的蔗糖溶液并對細胞進行處理，觀察對比兩種植物細胞發生質壁分離的情況。
課時精練
1．(2023·廣東深圳中學高三聯考)如圖中X、Y、Z分別為蒸餾水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液，且單糖能通過半透膜，而二糖、多糖不能通過半透膜。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．裝置a的現象是左側液面先下降后上升，最終左右液面持平
B．裝置a左右側替換為等量蔗糖溶液，左右側分別加入適量的蔗糖酶、淀粉酶，左側液面先升后降最后低于右側
C．裝置b燒杯中溶液液面下降的速率逐漸減緩
D．裝置b達到滲透平衡后，由于液面差的存在，水分子向半透膜兩側擴散的速率不同
答案　D
解析　由于裝置a左右側存在濃度差，且Y溶液的濃度大于X溶液，所以左側液面會下降，但由于Y溶液中的葡萄糖分子會通過半透膜進入X溶液，導致X溶液濃度增大，因此左側液面又會上升，最終左右液面持平，A正確。如果裝置a左右側替換為等量蔗糖溶液，左右側分別加入適量的蔗糖酶、淀粉酶，左側的一分子蔗糖可以被蔗糖酶分解成兩分子單糖，而右側的蔗糖不會被淀粉酶分解，所以左側濃度高于右側。左側液面先升高，單糖分子又可以通過半透膜，導致左側濃度降低，液面下降，因此左側液面先升后降最后低于右側，B正確。由于Z溶液的濃度大于X溶液的濃度，所以裝置b中漏斗液面升高，但水分子的進入導致Z溶液濃度下降，所以水分子由燒杯進入漏斗的速率降低，所以燒杯中溶液液面下降的速率逐漸減緩，C正確。裝置b達到滲透平衡后，水分子向半透膜兩側擴散的速率相同，D錯誤。
2．(2024·湖北沙市中學高三月考)在低滲溶液中，細胞發生滲透吸水后會使細胞膨脹甚至破裂，不同的細胞用不同的機制解決這種危機。如圖表示高等動物、高等植物與原生生物(如變形蟲)的細胞以三種不同的機制避免滲透膨脹，據此推斷，下列說法正確的是(　　)
A．機制1表示動物細胞，離子運出細胞需要轉運蛋白
B．機制2表示植物細胞，細胞吸水時其吸水能力增加
C．機制3表示變形蟲，若將其置于低滲溶液中，其收縮泡釋放頻率會減慢
D．三種細胞的邊界各不相同，以達到與外界環境分隔開的目的
答案　A
解析　動物細胞中避免滲透膨脹需要轉運蛋白將離子轉運到細胞外，以減小細胞內液的滲透壓，防止細胞滲透吸水漲破，故機制1可表示動物細胞，A正確；機制2可表示植物細胞，植物細胞在低濃度溶液中會發生吸水，吸水導致細胞液滲透壓減小，吸水能力減弱，B錯誤；機制3可表示變形蟲，若將其置于低滲溶液中，會通過收縮泡將多余的水排到細胞外，其收縮泡的伸縮頻率會加快，C錯誤；三種細胞的邊界均為細胞膜，細胞膜能夠將細胞與外界環境分隔開，D錯誤。
3．(2023·合肥高三聯考)活的成熟植物細胞在較高濃度的外界溶液中，會發生質壁分離現象。如圖a是發生質壁分離的植物細胞，圖b是顯微鏡下觀察到的某一時刻的圖像。下列說法正確的是(　　)
A．圖a中①②⑥共同組成原生質層
B．圖b中細胞此時的細胞液濃度小于外界溶液濃度
C．在發生質壁分離的過程中，細胞的吸水能力會逐漸增強
D．將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度的KNO3溶液中，一段時間后用顯微鏡觀察發現該細胞未發生質壁分離，則表示細胞已死亡
答案　C
解析　原生質層包括②細胞膜、④液泡膜以及二者之間的⑤細胞質，A錯誤；圖b細胞處于質壁分離狀態，可能繼續發生分離，也可能處于質壁分離復原狀態，也可能處于平衡狀態，故此時細胞液濃度不一定小于外界溶液濃度，B錯誤；由于K＋和NO可以進入細胞，因此將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度的KNO3溶液中，一段時間后用顯微鏡觀察，發現該細胞未發生質壁分離，可能是細胞先發生了質壁分離隨后又發生了復原，因此不一定是細胞已死亡，D錯誤。
4．(2021·江蘇，12)采用紫色洋蔥鱗片葉外表皮進行質壁分離實驗，下列相關敘述正確的是(　　)
A．用鑷子撕取的外表皮，若帶有少量的葉肉細胞仍可用于實驗
B．將外表皮平鋪在潔凈的載玻片上，直接用高倍鏡觀察細胞狀態
C．為盡快觀察到質壁分離現象，應在蓋玻片四周均勻滴加蔗糖溶液
D．實驗觀察到許多無色細胞，說明紫色外表皮中有大量細胞含無色液泡
答案　A
解析　質壁分離實驗中全程只在低倍鏡下觀察，B錯誤；為盡快觀察到質壁分離現象，應在蓋玻片一側滴加蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引，重復幾次，洋蔥細胞就會浸潤在蔗糖溶液中，C錯誤；紫色外表皮細胞中有一個紫色大液泡，那些無色的細胞應該是鱗莖細胞，D錯誤。
5．(2020·全國Ⅱ，5)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g/mL)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(　　)
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
答案　D
解析　甲、乙兩組溶液的濃度相同，甲糖的相對分子質量約為乙糖的2倍，說明單位體積的甲糖溶液中溶質微粒數目少，而單位體積的乙糖溶液中溶質微粒數目多，乙糖溶液中溶質微粒對水的吸引力大，甲糖溶液中溶質微粒對水的吸引力小，若測得乙糖溶液濃度也升高，說明乙組葉細胞吸水，并且葉細胞的凈吸水量乙組小于甲組，D錯誤。
6．(2022·湖南，10)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NaCl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．甲組NaCl處理不能引起細胞發生質壁分離，表明細胞中NaCl濃度≥0.3 mol/L
B．乙、丙組NaCl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65 ℃水浴滅活后，再用NaCl溶液處理，原生質體表面積無變化
答案　A
解析　分析甲組結果可知，隨著培養時間的延長，與0時(原生質體表面積大約為0.5 μm2)相比，原生質體表面積逐漸增大，說明細胞吸水，甲組NaCl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 NaCl，但不一定是細胞內NaCl濃度≥0.3 mol/L，A錯誤；分析乙、丙組結果可知，與0時(原生質體表面積大約分別為0.6 μm2、0.75 μm2)相比，乙、丙組原生質體表面積均有下降，說明乙、丙組NaCl處理皆使細胞發生質壁分離，處理解除后細胞即可發生質壁分離復原，B正確；該菌的正常生長，細胞由小變大可導致原生質體表面積增加，該菌吸水也會導致原生質體表面積增加，C正確；若將該菌先65 ℃水浴滅活，細胞死亡，原生質層失去選擇透過性，再用NaCl溶液處理，原生質體表面積無變化，D正確。
7.(2023·鹽城高三模擬)在適宜條件下，將月季的花瓣細胞置于一定濃度的A溶液中，測得細胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值變化如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．t1時，水分子不進出花瓣細胞
B．A溶液中的溶質能被花瓣細胞吸收
C．t2時，花瓣細胞的吸水能力大于t0時
D．t0～t2時，花瓣細胞先發生質壁分離，后自動復原
答案　A
解析　t1時，水分子進出花瓣細胞的速率相等，A錯誤；t0～t1時間內花瓣細胞液濃度與A溶液濃度的比值越來越大，說明溶質微粒可以進入細胞，導致細胞液濃度越來越大，B正確；t2時，細胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值等于3，則花瓣細胞的吸水能力大于t0時，C正確；在t1之前細胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值小于1，則花瓣細胞先發生質壁分離，t1～t2時細胞液滲透壓與A溶液滲透壓的比值大于1，花瓣細胞質壁分離后自動復原，D正確。
8．某同學在做“植物細胞質壁分離與復原實驗”時，用物質的量濃度都為2 mol·L－1的乙二醇溶液和蔗糖溶液分別浸泡洋蔥細胞，觀察細胞的質壁分離現象，得到其原生質體體積變化情況如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．兩組實驗過程中均有水分子透過細胞膜不斷地進出細胞
B．在1 min后，處于蔗糖溶液中細胞的細胞液濃度開始升高
C．在2 min時，處于乙二醇溶液中細胞開始吸收乙二醇
D．洋蔥的所有活細胞都可發生質壁分離現象
答案　A
解析　水分子可通過自由擴散進出細胞，在兩組實驗過程中均有水分子透過細胞膜不斷地進出細胞，A正確；在1 min后，處于蔗糖溶液中的細胞的原生質體體積逐漸變小后趨于穩定，說明此時間段細胞還在失水并趨于滲透平衡，則細胞液濃度緩慢升高后趨于穩定，B錯誤；處于乙二醇溶液中的細胞一開始就吸收乙二醇，不是從2 min時才開始，C錯誤；洋蔥的所有活細胞在一定條件下不一定都能發生質壁分離及復原現象，能發生質壁分離及復原現象的細胞須具有大液泡等結構，D錯誤。
9．下列各項無法通過質壁分離與復原實驗證明的是(　　)
A．成熟植物細胞的死活
B．原生質層比細胞壁的伸縮性大
C．成熟的植物細胞能滲透吸水
D．水分子通過通道蛋白進出細胞
答案　D
解析　成熟植物細胞放入蔗糖溶液中，若始終不能發生質壁分離，則說明該細胞是死細胞，反之是活細胞，質壁分離的內因是原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性，成熟的植物細胞具有大液泡，能進行滲透吸水，A、B、C不符合題意；質壁分離與復原實驗不能證明水分子通過水通道蛋白進出細胞，D符合題意。
10．(2022·全國甲，2)植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現將a、b、c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a未發生變化；②細胞b體積增大；③細胞c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(　　)
A．水分交換前，細胞b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b＞細胞a＞細胞c
C．水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度大于細胞a的細胞液濃度
D．水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度
答案　C
解析　三種不同濃度的植物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，細胞a體積未發生變化，細胞b體積增大，細胞c發生質壁分離，所以，細胞a的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，細胞c的細胞液濃度小于外界蔗糖溶液的濃度，因此水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b＞細胞a＞細胞c，A、B合理；細胞c的質壁分離過程中，細胞液中水分子進入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液濃度小，由題干信息“細胞a在蔗糖溶液中未發生變化”可知，細胞a的細胞液濃度與最初蔗糖溶液濃度相等，而水分交換平衡時細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，故水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度小于細胞a的細胞液濃度，C不合理，D合理。
11．(2023·黃石高三期中)科研人員將a、b兩種植物的成熟葉片置于不同濃度的蔗糖溶液中，培養相同時間后檢測其重量變化，結果如圖所示。下列相關敘述正確的是(　　)
A．乙濃度條件下，a、b兩種植物的成熟葉片細胞處于質壁分離狀態
B．五種蔗糖溶液濃度的大小關系為丙>戊>甲>丁>乙
C．在甲溶液中加入適量的蔗糖酶，在最初一段時間，其中的b植物成熟葉片細胞液濃度將減小
D．兩種植物細胞液濃度的大小關系為a>b
答案　A
解析　以b植物作為研究對象，丙濃度下細胞吸水最多，則丙的濃度最小，其次是戊，甲溶液中b植物既不吸水也不失水，與細胞液濃度相等，乙濃度下失水最多，則乙的濃度最大，因此五種蔗糖溶液濃度的大小關系為丙＜戊＜甲＜丁＜乙，B錯誤；在甲溶液中，b植物吸水和失水處于動態平衡，蔗糖酶將蔗糖分解成葡萄糖和果糖，使其濃度增大，b植物將失水，細胞液濃度變大，C錯誤；在丙濃度下，b植物的增加重量大于a植物，說明b植物的吸水量大于a植物，則兩種植物細胞液濃度的大小關系為b>a，D錯誤。
12．(2023·福州高三聯考)將某植物花冠切成大小和形狀相同的細條，均分為6組并標上數字序號，取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中浸泡相同時間后，測量各組花冠細條的長度，結果如圖所示。假如蔗糖溶液與花冠細胞之間只有水分交換，下列敘述不正確的是(　　)
A．實驗后，第2組細胞的細胞液濃度比第4組的低
B．第4組細胞的細胞壁和原生質層間填充的是蔗糖溶液
C．第2組細胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗的ATP大于第3組
D．植物花冠的細胞液濃度介于c～d mol·L－1之間
答案　C
解析　水分子進出細胞的方式是被動運輸，不消耗能量，C錯誤。
13．(2024·湖北部分學校高三月考)小液流法是測定植物組織細胞液濃度的一種實驗方法，其原理是把高濃度溶液中的一小液滴放入低濃度溶液中時，液滴下沉；反之則上升。甲與乙兩組試管相同且依次編號為1～6號，相同的試管編號中加入相同濃度的蔗糖溶液。在甲試管中放入待測植物材料一段時間后，從中取小液滴滴入乙試管(如圖所示)，結果如表所示(注：甲試管內加入適量的甲烯藍，甲烯藍可使蔗糖溶液變藍，忽略甲烯藍對蔗糖濃度的影響)。下列相關敘述正確的是(　　)
乙組試管編號 1 2 3 4 5 6
1 mol·L－1的蔗糖溶液(mL) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
蒸餾水(mL) 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0
藍色小滴升降情況 下降 下降 下降 上升 上升 上升
A.據表格分析待測植物材料的細胞液濃度相當于1.5～2.0 mol·L－1的蔗糖溶液
B．假設上述實驗中藍色液滴均下降，則需適當調高外界溶液濃度
C．上述實驗也可以用等濃度硝酸鉀溶液代替蔗糖溶液
D．藍色小液滴在1～3號試管中均下降，下降速度最快的是3號試管
答案　B
解析　1～6號試管中蔗糖溶液的濃度逐漸升高，由于乙組3號試管中，液滴移動方向向下，乙組4號試管中，液滴移動方向向上，因每個試管中放入了蔗糖和蒸餾水，每個試管中的濃度應該用蔗糖溶液濃度除以蔗糖溶液和蒸餾水的體積之和，即10 mL，推知植物材料的細胞液濃度介于0.15～0.2 mol·L－1之間，A錯誤；藍色小滴下降，說明植物細胞吸水，即所有外界溶液濃度均低于細胞液濃度，則需適當調高外界溶液濃度，B正確；乙組試管1、2、3中藍色小滴下降的原因是甲組1、2、3試管中待測植物的細胞液濃度大于蔗糖溶液濃度，細胞吸水，導致試管中蔗糖溶液濃度上升，藍色小滴密度大于乙組相同編號試管內溶液的密度，由于3號試管失水少，蔗糖溶液濃度變化小，故下降最慢，D錯誤。
14．(2023·鄭州高三期中)如表為甲同學用某濃度KNO3溶液進行質壁分離實驗時所測得的數據。如圖為乙同學用另一濃度的KNO3溶液進行質壁分離實驗時所繪制的曲線圖。下列分析正確的是(　　)
項目 2分鐘 4分鐘 6分鐘 8分鐘 10分鐘
原生質體相對大小 90% 60% 30% 30% 30%
A．甲同學的實驗進行到8分鐘時質壁分離達到平衡，滴加清水后發生質壁分離復原
B．甲同學所用溶液濃度要小于乙同學所用溶液濃度
C．乙同學在T1時可觀察到質壁分離現象，此時細胞液濃度一定小于外界溶液濃度
D．乙同學在T2時觀察不到質壁分離現象，此時細胞液濃度不一定等于外界溶液濃度
答案　D
解析　甲同學的實驗中，原生質體在6分鐘后不再發生變化，可能是細胞已經死亡，滴加清水后不會再發生質壁分離復原，A錯誤；根據表格數據可知，甲同學所做實驗沒有發生質壁分離復原，而乙同學所做實驗發生了質壁分離復原，所以甲同學所用溶液濃度要大于乙同學所用溶液濃度，B錯誤；乙同學在實驗進行到T1時可觀察到質壁分離現象，此時已經開始發生質壁分離復原，所以細胞液濃度大于外界溶液濃度，C錯誤。
15．(2023·長沙高三模擬)研究人員用某種植物細胞為材料進行了兩組實驗：甲組將細胞置于一系列不同濃度的a(蔗糖或KNO3)溶液中，10分鐘后測定細胞原生質體的相對體積；乙組將細胞置于某種濃度的b(蔗糖或KNO3)溶液中，每隔2分鐘用顯微鏡觀察、記錄細胞原生質體的相對體積，甲、乙兩組的實驗結果分別如圖1和圖2所示。下列有關說法正確的是(　　)
A．實驗取材時不可選用黑藻葉肉細胞
B．乙組實驗所用溶液濃度需要小于0.16 mol/L，以免細胞過度失水死亡
C．甲組實驗用的是KNO3溶液，乙組實驗用的是蔗糖溶液
D．乙組實驗過程中，8 min時細胞液的濃度應大于0.16 mol/L
答案　D
解析　黑藻是高等植物，葉肉細胞內有中央大液泡，置于高濃度溶液中可發生質壁分離，因此該實驗可以用黑藻葉肉細胞，A錯誤；根據甲組細胞原生質體體積的變化，可知其所處的溶液中溶質不能進入細胞，因此其外界溶液為蔗糖溶液，當原生質體相對體積與初始體積相等時，說明此時的外界溶液濃度與細胞液濃度相等，因此根據甲組實驗可知，細胞液濃度為0.16 mol/L，乙組放在外界溶液中，原生質體相對體積先減小，說明所用溶液濃度應大于0.16 mol/L，B錯誤；根據B項分析可知，甲組實驗用的是蔗糖溶液，乙組實驗用的是KNO3溶液，C錯誤；乙組實驗過程中，8 min時原生質體相對體積雖等于初始體積，但由于該過程中細胞通過主動運輸吸收了K＋和NO，因此這時細胞液的濃度應大于初始的0.16 mol/L，D正確。

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