高中生物人教版必修一4.1物质跨膜运输的实例 同步训练
一、单选题
1．（2021高三上·湖州月考）下图是“探究植物细胞的吸水和失水活动”中某同学在显微镜下观察到的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，下列叙述错误的是（ ）
A．此时细胞可能正在吸水
B．③结构的形态变化与膜的流动性有关
C．②结构代表细胞溶胶，是细胞代谢的主要场所
D．若除去①结构，一段时间后细胞可能会破裂
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、图示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处于质壁分离状态，可能正在吸水、失水或水分子进出动态平衡过程中，A正确；
B、③表示液泡，内含细胞液，其结构的形态变化与膜的流动性有关，B正确；
C、②表示细胞壁与原生质层之间的空隙，而细胞溶胶是细胞细胞代谢的主要场所，C错误；
D、①表示细胞壁，去除细胞壁后，失去了细胞壁的保护，细胞可能因为过度吸水而破裂，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞有液泡，细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。
2、植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
2．（2021高一上·杭州期中）下图是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图，箭头大小表示水分子数的多少。下列叙述正确的是（ ）
A．光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出
B．若将人的成熟红细胞放入9%NaCl溶液中，会出现图丙所示现象，并发生质壁分离
C．若将人的成熟红细胞放入0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
D．若将洋葱表皮细胞放在0.3g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图丙所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况如图乙所示
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】A、光学显微镜下观察不到水分子，光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出，A错误；
B、9%NaCl溶液与人体细胞内液是等渗溶液，所以将若将人的成熟红细胞放入9%NaCl溶液中，会出现图乙所示现象，B错误；
C、9%NaCl溶液与人体细胞内液是等渗溶液，所以将若将人的成熟红细胞放入9%NaCl溶液中，会出现图乙所示现象，水分子进出细胞数相同，C错误；
D、0.3g/mL的蔗糖溶液浓度大于植物细胞液的浓度，若将洋葱表皮细胞放在0.3g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图丙所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况如图乙所示，D正确。
故答案为：D。
【分析】物质跨膜运输的方式 (小分子物质)
运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 示例
自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类(因为细胞膜的主要成分是脂质，如甘油)
协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等
大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。
3．（2021高三上·洛阳期中）如图为某种成熟植物细胞在一定浓度的KNO3溶液中细胞液渗透压随时间的变化情况．下列说法正确的是（ ）
A．a点前．细胞液渗透压大于细胞质基质的渗透压
B．a点时，细胞液渗透压与外界溶液的渗透压相等
C．起始点，KNO3溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D．该过程中，植物细胞的体积出现先减小后增大的明显变化
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、图中a点前，细胞液渗透压随着KNO3溶液浓度的增加而逐渐增大，说明液泡在逐渐失水，据此可推测，此时细胞质基质的渗透压大于细胞液的渗透压，A错误；
B、因为a点后细胞液渗透压又逐渐减小，因此a点时细胞液与外界溶液的渗透压相等，B正确；
C、KNO3溶液的起始渗透压大于细胞液的渗透压，导致细胞失水，使细胞液渗透压逐渐增大，C错误；
D、该过程中，细胞失水量增加而后又达到平衡，表明发生了质壁分离和复原，但由于细胞壁伸缩性较小，故该过程中植物细胞的体积没有明显变化，D错误。
故答案为：B。
【分析】植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
4．（2021高一上·嘉兴期中）利用高浓度盐水杀菌防腐的原理是 （ ）
A． 盐水中氯有杀菌作用
B．高浓度盐水中，水分不足，不利于细菌生长
C．高浓度盐水使细菌细胞失水，最终脱水死亡
D．钠有杀菌作用
【答案】C
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】A、盐水中的氯是氯离子，没有杀菌作用，A不符合题意；
B、盐水浓度过高，细菌细胞失水，从而不利于细菌生长，B不符合题意；
C、盐水浓度过高，细菌细胞失水死亡，C与题意相符；
D、食盐水中的钠离子没有杀菌作用，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】水分子运输方式是自由扩散，其动力是浓度差，且总是由从低浓度溶液向高浓度溶液运输，渗透作用发生的原理是：（1）具有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞有液泡，细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。植物细胞吸水和失水会导致质壁分离或质壁分离复原，过度吸水不会涨破，过度失水会失水死亡，动物细胞没有细胞壁和液泡，过度吸水会涨破，过度失水会失水死亡。
5．（2021高一上·吉林期中）下列有关原生质层的叙述中，正确的是（ ）
A．植物细胞去掉细胞壁后剩下的是原生质层
B．原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质
C．原生质层包括细胞膜、细胞质及细胞核
D．组成原生质层的主要生命物质是蛋白质和核酸
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】植物细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，组成原生质层的主要生命物质是蛋白质和核酸，BD符合题意。
故答案为：BD
【分析】成熟植物细胞模式图
6．（2021高三上·合肥月考）在中部装有半透膜（允许葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）的 U 形管（如图） 中进行的如下实验，结果不正确的是（ ）
A．若 a 侧为细胞色素（一种红色蛋白质），b 侧为清水，开始时两边液面高 度相同，一段时间后，a 侧液面高
B．若 a 侧为质量浓度为 5%的蔗糖溶液，b 侧为质量浓度为 10%的蔗糖溶液， 开始两边液面高度相同，一段时间后，b 侧液面高
C．若 a 侧为质量浓度为 10%的葡萄糖溶液，b 侧为质量浓度为 10%的蔗糖溶液，开始两边液面高度相同， 较长时间后，b 侧液面高
D．若 a侧为质量浓度为 5%的葡萄糖溶液，b 侧为质量浓度为 10%的葡萄糖溶液，开始两边液面高度相 同，较长时间后，b 侧液面高
【答案】D
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】A、水分子可以通过半透膜但是细胞色素不能，a侧渗透压大于b侧，因此一段时间后，a侧的渗透压大于b侧，a侧液面上升，A正确；
B、蔗糖不能通过半透膜，a侧的质量浓度为 5%的蔗糖溶液小于b侧的质量浓度为 10%的蔗糖，a侧的渗透压小于b侧，因此一段时间后，b侧液面高，B正确；
C、两侧分别是葡萄糖溶液与蔗糖溶液，且质量浓度都是 10%，但是由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，葡萄糖的分子量比蔗糖的小，因此葡萄糖的物质的量浓度大于蔗糖，a的渗透压大于b，因此刚开始a液面升高。又因为葡萄糖可以穿过半透膜而蔗糖不能，因此b渗透压逐渐升高，a渗透压下降，当b渗透压大于a侧时，b侧液面升高，最终会高于a侧，C正确；
D、若a侧为质量浓度为5%的葡萄糖溶液，b侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液，则开始时a渗透压小于b的渗透压，导致b侧液面升高。又因为葡萄糖可以穿过半透膜，因此a侧渗透压逐渐升高，b侧渗透压下降，最终两侧渗透压相等，故两侧液面高度最终会相同，D错误。
故答案为：D。
【分析】渗透作用发生的条件：（1）半透膜（2）浓度差。水分子可以通过半透膜但是细胞色素、蔗糖不能通过半透膜。水分子的运动方向是由水分子多的方向运动向水分子少的方向。水分子多——溶液浓度小——渗透压小；水分子少——溶液浓度大——渗透压大。
7．（2021高三上·合肥月考）下列有关细胞吸水和失水的叙述，正确的是（ ）
A．水分子进出细胞，取决于细胞内外溶液的浓度差
B．当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度低时，哺乳动物红细胞失水皱缩
C．当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时，洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破
D．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度相同
【答案】A
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】A、水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差，当外界溶液浓度高于细胞液浓度，细胞失水，当外界溶液浓度低于细胞液浓度，细胞吸水，A正确；
B、当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度低时，哺乳动物红细胞会吸水膨胀，甚至涨破，B错误；
C、植物细胞有细胞壁，细胞壁的作用是支持和保护，植物细胞不会吸水胀破，C错误；
D、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都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同，D错误。
故答案为：A。
【分析】渗透作用发生的条件：（1）半透膜（2）浓度差。水分子的运动方向是由水分子多的方向运动向水分子少的方向。所以当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度低时，单位时间内水分子从外界进入哺乳动物红细胞的数量多于从细胞进入外界的，细胞会吸水膨胀；当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度高时情况相反，细胞失水皱缩。
8．（2021高二上·重庆月考）如图为某渗透装置，蔗糖分子不能通过半透膜，水分子可自由通过。图中A．B为体积相等的蔗糖溶液，其浓度分别为MA，MB，且MAS2。一段时间后达到渗透平衡，若记甲、乙装置中液面上升高度依次为H1、H2，实验开始到液面不再上升所消耗的时间依次为t1.t2，则（ ）
A．H1>H2，t1=t2 B．H1=H2，t1>t2
C．H1=H2，t1【答案】C
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】由题干信息知， MA＜MB，但是甲装置和乙装置中的A侧溶液浓度相等，B侧溶液浓度相等，故平衡时，液柱高度一样，H1=H2；甲、乙装置的区别在于半透膜的面积不同，面积越大，水分子透过越快，所以时间越短，故t1【分析】水分子通过半透膜的运输方式是自由扩散，其动力是浓度差，且总是由从低浓度溶液向高浓度溶液运输。
渗透发生的原理是：（1）具有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。
9．（2021高一上·重庆月考）某同学在显微镜视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图状态，a、b表示两处溶液的浓度，由此推测（ ）
A．可能a>b，细胞渗透吸水
B．可能a=b，渗透系统保持动态平衡
C．可能a＜b，细胞渗透失水
D．上述三种情况都有可能
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、若此时a细胞液>b细胞外液，则表明细胞吸收的水分比失去的水分多，从而表现为细胞渗透吸水，A有可能；
B、若此时a细胞液=b细胞外液，则表明细胞吸收的水分与失去的水分相当，渗透系统处于动态平衡状态，B有可能；
C、若此时a细胞液＜b细胞外液，则表明细胞吸收的水分比失去的水分少，从而表现为细胞渗透失水，C有可能；
D、综合A、B、C，上述三种情况都有可能。
故答案为：D。
【分析】分析题图判断，图中细胞处于质壁分离状态，可能是处于质壁分离过程或质壁分离平衡状态或质壁分离复原过程；a表示细胞液、b表示细胞外溶液。
10．（2021高一上·重庆月考）以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是（ ）
A．在发生细胞质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小
B．用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离
C．发生细胞质壁分离的细胞放入清水后复原，说明细胞保持活性
D．滴加30%的蔗糖溶液比10%的蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、质壁分离是细胞失水引起的，因此能观察到紫色中央液泡逐渐缩小，A正确；
B、当洋葱鳞茎表皮细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度时，细胞会渗透失水而发生质壁分离，所以用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液也能引起细胞质壁分离，B错误；
C、当洋葱鳞茎表皮细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度时，细胞会渗透失水而发生质壁分离，所以用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液也能引起细胞质壁分离，C正确；
D、水分子的跨膜运输方式是自由扩散，浓度差越大，细胞失水的速度越快，因此滴加30%的蔗糖溶液比10%蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短，D正确。
故答案为：B。
【分析】质壁分离的实验原理
(1)成熟的植物细胞中原生质层相当于一层半透膜，所以成熟的植物细胞可通过渗透作用进行吸水和失水（细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层）。
(2)当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，质壁分离；当细胞液浓度>外界溶液浓度时，细胞吸水，质壁分离复原。
(3)质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层。
二、填空题
11．（2021高三上·合肥月考）洋葱（2N=16）是常用的生物学实验材料。回答下列问题：
（1）图（1）是观察植物细胞质壁分离与复原实验及鉴定洋葱鳞片叶有无脂肪的部分实验步骤。步骤①中，一般不选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料，其原因是 。步骤②的正确操作方法是 。
（2）质壁分离指的是 和细胞壁的分离。图中无色区域是 （物质）。 若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，观察到液泡开始变大，此过程 中细胞的吸水能力 （填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”）；若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，发现不能质壁分离复原，最可能的原因是 。步骤⑤观察后如果洋葱中含有脂肪，则应该出现如图⑥中现象，出 现该现象的鉴定试剂为 。
【答案】（1）洋葱鳞片叶内表皮细胞是无色的，不利于观察；从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次
（2）原生质层；（小于0.3g/mL）蔗糖溶液；逐渐变小；细胞过度失水而死亡；苏丹Ⅲ染液
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】（1）由于洋葱鳞片叶内表皮细胞是无色的，不利于观察液泡的大小，因此观察质壁分离的实验中步骤①一般不选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料；步骤②的正确操作方法是从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次。
（2）质壁分离指的是原生质层和细胞壁的分离，细胞壁具有全透性，故无色区域中充满了实验所用的蔗糖溶液。若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，观察到液泡开始变大，说明细胞发生了吸收，细胞液的浓度减小，故此过程中细胞的吸水能力逐渐变小。若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，发现不能质壁分离复原，最可能的原因是细胞过度失水而死亡。步骤⑤观察后如果洋葱中含有脂肪，则应该出现橘黄色现象，而能将脂肪染成橘黄色的试剂为苏丹 Ⅲ染液。
【分析】原生质层是指细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质，可以看作是半透膜，植物细胞质壁分离指的是原生质层与细胞壁分离。质壁分离现象出现的原因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
12．（2020·江苏模拟）黑藻作为一种绿色高等植物，具有很多优点。比如叶肉细胞呈单层，叶绿体大而清晰，代谢旺盛。原料在河流、池塘及花鸟鱼虫市场均可获得。因此黑藻常常被用作生物实验的材料。
（1）若用黑藻来观察高等植物细胞的形态，需在洁净的载玻片中央滴一滴清水，用 取下一片黑藻嫩叶放在水滴中，盖上盖玻片，就可以观察细胞形态了。若要观察细胞质的流动，在显微镜下可以把 作为观察指标。
（2）若要验证光合作用产物之一是氧气，我们可以在烧杯中盛满清水，取黑藻用 倒扣其上，在上述装置上部再倒扣一支盛满清水的试管，把整个装置至于适宜的光照下可以明显观察到有 产生。
（3）若用黑藻做植物细胞的质壁分离及复原的实验，能否在显微镜下观察到清晰的实验现象 。请说明原因 。
（4）下图甲为黑藻在适宜温度下O2释放速率随光照强度的变化，图乙是将黑藻放在适宜温度的密闭环境中(不同时间内光照强度不同)，测得的密闭环境中CO2浓度随时间的变化情况。请回答下列问题。
图甲中，当光照强度相对值为2时，黑藻的氧气产生速率相对值为 ：当光照强度相对值为7时，若要提高黑藻光合速率，可采用的方法是 。图乙中，黑藻的光合速率等于呼吸速率的时间段是 。有人分析图乙后，认为黑藻在该密环境中经过12h后有机物的含量上升，他的依据是 。
【答案】（1）镊子；叶绿体
（2）漏斗；气泡
（3）能；黑藻原生质层呈绿色便于观察
（4）2；适当增加CO2浓度；4-6h、8-10h；12h后密闭环境中CO2浓度低于0时的浓度
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；质壁分离和复原
【解析】【解答】（1））制作黑藻叶片的临时装片，用来观察高等植物细胞的形态，首先需在洁净的载玻片中央滴一滴清水，用镊子取下一片黑藻嫩叶放在水滴中展平，然后盖上盖玻片，就可以观察细胞形态了。若要观察细胞质的流动，必须保证细胞是存活的，叶绿体呈绿色，可以直接在高倍显微镜下观察到，故在观察细胞质的流动时，可以把叶绿体作为观察指标。
（2）若要验证光合作用产物之一是氧气，我们可以收集光合作用产生的气体，检验气体的成分即可，一般做法是：在烧杯中盛满清水，取黑藻用漏斗倒扣其上，再在漏斗上部倒扣一支盛满清水的试管，然后把整个装置至于适宜的光照下可以明显观察到有气泡产生，通过漏斗被收集到试管内。
（3）因为黑藻叶片含有叶绿体，细胞的原生质层呈绿色，便于观察质壁分离和复原实验现象，故用黑藻做植物细胞的质壁分离及复原的实验，能在显微镜下观察到清晰的实验现象。
（4）由图甲可知，光照强度相对值为2时，黑藻的氧气释放速率为0，其呼吸作用消耗氧气的速率为2，所以其产生氧气的速率为2.当光照强度相对值为7时，继续增加光照强度不能提高黑藻光合速率，已知黑藻处于适宜温度下，故可通过增加环境中CO2浓度来提高光合速率。图乙中，在0-4h內，黑藻所在密闭环境中CO2浓度增加，说明黑藻的呼吸作用强度大于光合作用强度：在4-6h内，黑藻光合作用固定CO2的量与呼吸作用释放CO2的量相等（即光合速率等于呼吸速率），导致密闭环境中CO2浓度没有发生变化；在6-8h内，黑藻所在密闭环境中CO2浓度减少，说明黑藻的光合作用强度大于呼吸作用强度；在8-10h内，黑藻光合作用固定CO2的量与呼吸作用释放CO2的量相等（即光合速率等于呼吸速率），导致密闭环境中CO2浓度没有发生变化。据图乙可知，黑藻在该密闭环境中经过12h，密闭环境中CO2浓度低于0时，所以黑藻有机物含量上升。
【分析】 1、 黑藻作为一种绿色高等植物，可以进行光合作用。光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。影响光合作用的外界因素主要有：
（1）光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，超过光饱合点，光合速率反而会下降；
（2）温度：温度可影响酶的活性；
（3）二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程度后，光合速率维持在一定的水平，不再增加；
（4）水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。 2、黑藻也可以发生质壁分离现象。质壁分离为植物细胞常有的现象，质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的成分）分开。
1 / 1高中生物人教版必修一4.1物质跨膜运输的实例 同步训练
一、单选题
1．（2021高三上·湖州月考）下图是“探究植物细胞的吸水和失水活动”中某同学在显微镜下观察到的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，下列叙述错误的是（ ）
A．此时细胞可能正在吸水
B．③结构的形态变化与膜的流动性有关
C．②结构代表细胞溶胶，是细胞代谢的主要场所
D．若除去①结构，一段时间后细胞可能会破裂
2．（2021高一上·杭州期中）下图是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图，箭头大小表示水分子数的多少。下列叙述正确的是（ ）
A．光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出
B．若将人的成熟红细胞放入9%NaCl溶液中，会出现图丙所示现象，并发生质壁分离
C．若将人的成熟红细胞放入0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
D．若将洋葱表皮细胞放在0.3g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图丙所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况如图乙所示
3．（2021高三上·洛阳期中）如图为某种成熟植物细胞在一定浓度的KNO3溶液中细胞液渗透压随时间的变化情况．下列说法正确的是（ ）
A．a点前．细胞液渗透压大于细胞质基质的渗透压
B．a点时，细胞液渗透压与外界溶液的渗透压相等
C．起始点，KNO3溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D．该过程中，植物细胞的体积出现先减小后增大的明显变化
4．（2021高一上·嘉兴期中）利用高浓度盐水杀菌防腐的原理是 （ ）
A． 盐水中氯有杀菌作用
B．高浓度盐水中，水分不足，不利于细菌生长
C．高浓度盐水使细菌细胞失水，最终脱水死亡
D．钠有杀菌作用
5．（2021高一上·吉林期中）下列有关原生质层的叙述中，正确的是（ ）
A．植物细胞去掉细胞壁后剩下的是原生质层
B．原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质
C．原生质层包括细胞膜、细胞质及细胞核
D．组成原生质层的主要生命物质是蛋白质和核酸
6．（2021高三上·合肥月考）在中部装有半透膜（允许葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）的 U 形管（如图） 中进行的如下实验，结果不正确的是（ ）
A．若 a 侧为细胞色素（一种红色蛋白质），b 侧为清水，开始时两边液面高 度相同，一段时间后，a 侧液面高
B．若 a 侧为质量浓度为 5%的蔗糖溶液，b 侧为质量浓度为 10%的蔗糖溶液， 开始两边液面高度相同，一段时间后，b 侧液面高
C．若 a 侧为质量浓度为 10%的葡萄糖溶液，b 侧为质量浓度为 10%的蔗糖溶液，开始两边液面高度相同， 较长时间后，b 侧液面高
D．若 a侧为质量浓度为 5%的葡萄糖溶液，b 侧为质量浓度为 10%的葡萄糖溶液，开始两边液面高度相 同，较长时间后，b 侧液面高
7．（2021高三上·合肥月考）下列有关细胞吸水和失水的叙述，正确的是（ ）
A．水分子进出细胞，取决于细胞内外溶液的浓度差
B．当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度低时，哺乳动物红细胞失水皱缩
C．当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时，洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破
D．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度相同
8．（2021高二上·重庆月考）如图为某渗透装置，蔗糖分子不能通过半透膜，水分子可自由通过。图中A．B为体积相等的蔗糖溶液，其浓度分别为MA，MB，且MAS2。一段时间后达到渗透平衡，若记甲、乙装置中液面上升高度依次为H1、H2，实验开始到液面不再上升所消耗的时间依次为t1.t2，则（ ）
A．H1>H2，t1=t2 B．H1=H2，t1>t2
C．H1=H2，t19．（2021高一上·重庆月考）某同学在显微镜视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图状态，a、b表示两处溶液的浓度，由此推测（ ）
A．可能a>b，细胞渗透吸水
B．可能a=b，渗透系统保持动态平衡
C．可能a＜b，细胞渗透失水
D．上述三种情况都有可能
10．（2021高一上·重庆月考）以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是（ ）
A．在发生细胞质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小
B．用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离
C．发生细胞质壁分离的细胞放入清水后复原，说明细胞保持活性
D．滴加30%的蔗糖溶液比10%的蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短
二、填空题
11．（2021高三上·合肥月考）洋葱（2N=16）是常用的生物学实验材料。回答下列问题：
（1）图（1）是观察植物细胞质壁分离与复原实验及鉴定洋葱鳞片叶有无脂肪的部分实验步骤。步骤①中，一般不选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料，其原因是 。步骤②的正确操作方法是 。
（2）质壁分离指的是 和细胞壁的分离。图中无色区域是 （物质）。 若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，观察到液泡开始变大，此过程 中细胞的吸水能力 （填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”）；若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，发现不能质壁分离复原，最可能的原因是 。步骤⑤观察后如果洋葱中含有脂肪，则应该出现如图⑥中现象，出 现该现象的鉴定试剂为 。
12．（2020·江苏模拟）黑藻作为一种绿色高等植物，具有很多优点。比如叶肉细胞呈单层，叶绿体大而清晰，代谢旺盛。原料在河流、池塘及花鸟鱼虫市场均可获得。因此黑藻常常被用作生物实验的材料。
（1）若用黑藻来观察高等植物细胞的形态，需在洁净的载玻片中央滴一滴清水，用 取下一片黑藻嫩叶放在水滴中，盖上盖玻片，就可以观察细胞形态了。若要观察细胞质的流动，在显微镜下可以把 作为观察指标。
（2）若要验证光合作用产物之一是氧气，我们可以在烧杯中盛满清水，取黑藻用 倒扣其上，在上述装置上部再倒扣一支盛满清水的试管，把整个装置至于适宜的光照下可以明显观察到有 产生。
（3）若用黑藻做植物细胞的质壁分离及复原的实验，能否在显微镜下观察到清晰的实验现象 。请说明原因 。
（4）下图甲为黑藻在适宜温度下O2释放速率随光照强度的变化，图乙是将黑藻放在适宜温度的密闭环境中(不同时间内光照强度不同)，测得的密闭环境中CO2浓度随时间的变化情况。请回答下列问题。
图甲中，当光照强度相对值为2时，黑藻的氧气产生速率相对值为 ：当光照强度相对值为7时，若要提高黑藻光合速率，可采用的方法是 。图乙中，黑藻的光合速率等于呼吸速率的时间段是 。有人分析图乙后，认为黑藻在该密环境中经过12h后有机物的含量上升，他的依据是 。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、图示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处于质壁分离状态，可能正在吸水、失水或水分子进出动态平衡过程中，A正确；
B、③表示液泡，内含细胞液，其结构的形态变化与膜的流动性有关，B正确；
C、②表示细胞壁与原生质层之间的空隙，而细胞溶胶是细胞细胞代谢的主要场所，C错误；
D、①表示细胞壁，去除细胞壁后，失去了细胞壁的保护，细胞可能因为过度吸水而破裂，D正确。
故答案为：C。
【分析】1、植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞有液泡，细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。
2、植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
2．【答案】D
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】A、光学显微镜下观察不到水分子，光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出，A错误；
B、9%NaCl溶液与人体细胞内液是等渗溶液，所以将若将人的成熟红细胞放入9%NaCl溶液中，会出现图乙所示现象，B错误；
C、9%NaCl溶液与人体细胞内液是等渗溶液，所以将若将人的成熟红细胞放入9%NaCl溶液中，会出现图乙所示现象，水分子进出细胞数相同，C错误；
D、0.3g/mL的蔗糖溶液浓度大于植物细胞液的浓度，若将洋葱表皮细胞放在0.3g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图丙所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况如图乙所示，D正确。
故答案为：D。
【分析】物质跨膜运输的方式 (小分子物质)
运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 示例
自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类(因为细胞膜的主要成分是脂质，如甘油)
协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等
大分子物质一般通过胞吞和胞吐的方式进行运输，它们均需要消耗能量，依赖于细胞膜的流动性。
3．【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、图中a点前，细胞液渗透压随着KNO3溶液浓度的增加而逐渐增大，说明液泡在逐渐失水，据此可推测，此时细胞质基质的渗透压大于细胞液的渗透压，A错误；
B、因为a点后细胞液渗透压又逐渐减小，因此a点时细胞液与外界溶液的渗透压相等，B正确；
C、KNO3溶液的起始渗透压大于细胞液的渗透压，导致细胞失水，使细胞液渗透压逐渐增大，C错误；
D、该过程中，细胞失水量增加而后又达到平衡，表明发生了质壁分离和复原，但由于细胞壁伸缩性较小，故该过程中植物细胞的体积没有明显变化，D错误。
故答案为：B。
【分析】植物细胞的质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
4．【答案】C
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】A、盐水中的氯是氯离子，没有杀菌作用，A不符合题意；
B、盐水浓度过高，细菌细胞失水，从而不利于细菌生长，B不符合题意；
C、盐水浓度过高，细菌细胞失水死亡，C与题意相符；
D、食盐水中的钠离子没有杀菌作用，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】水分子运输方式是自由扩散，其动力是浓度差，且总是由从低浓度溶液向高浓度溶液运输，渗透作用发生的原理是：（1）具有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。植物细胞有细胞壁，成熟的植物细胞有液泡，细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。植物细胞吸水和失水会导致质壁分离或质壁分离复原，过度吸水不会涨破，过度失水会失水死亡，动物细胞没有细胞壁和液泡，过度吸水会涨破，过度失水会失水死亡。
5．【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】植物细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，组成原生质层的主要生命物质是蛋白质和核酸，BD符合题意。
故答案为：BD
【分析】成熟植物细胞模式图
6．【答案】D
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】A、水分子可以通过半透膜但是细胞色素不能，a侧渗透压大于b侧，因此一段时间后，a侧的渗透压大于b侧，a侧液面上升，A正确；
B、蔗糖不能通过半透膜，a侧的质量浓度为 5%的蔗糖溶液小于b侧的质量浓度为 10%的蔗糖，a侧的渗透压小于b侧，因此一段时间后，b侧液面高，B正确；
C、两侧分别是葡萄糖溶液与蔗糖溶液，且质量浓度都是 10%，但是由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，葡萄糖的分子量比蔗糖的小，因此葡萄糖的物质的量浓度大于蔗糖，a的渗透压大于b，因此刚开始a液面升高。又因为葡萄糖可以穿过半透膜而蔗糖不能，因此b渗透压逐渐升高，a渗透压下降，当b渗透压大于a侧时，b侧液面升高，最终会高于a侧，C正确；
D、若a侧为质量浓度为5%的葡萄糖溶液，b侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液，则开始时a渗透压小于b的渗透压，导致b侧液面升高。又因为葡萄糖可以穿过半透膜，因此a侧渗透压逐渐升高，b侧渗透压下降，最终两侧渗透压相等，故两侧液面高度最终会相同，D错误。
故答案为：D。
【分析】渗透作用发生的条件：（1）半透膜（2）浓度差。水分子可以通过半透膜但是细胞色素、蔗糖不能通过半透膜。水分子的运动方向是由水分子多的方向运动向水分子少的方向。水分子多——溶液浓度小——渗透压小；水分子少——溶液浓度大——渗透压大。
7．【答案】A
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】A、水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差，当外界溶液浓度高于细胞液浓度，细胞失水，当外界溶液浓度低于细胞液浓度，细胞吸水，A正确；
B、当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度低时，哺乳动物红细胞会吸水膨胀，甚至涨破，B错误；
C、植物细胞有细胞壁，细胞壁的作用是支持和保护，植物细胞不会吸水胀破，C错误；
D、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都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同，D错误。
故答案为：A。
【分析】渗透作用发生的条件：（1）半透膜（2）浓度差。水分子的运动方向是由水分子多的方向运动向水分子少的方向。所以当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度低时，单位时间内水分子从外界进入哺乳动物红细胞的数量多于从细胞进入外界的，细胞会吸水膨胀；当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度高时情况相反，细胞失水皱缩。
8．【答案】C
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】由题干信息知， MA＜MB，但是甲装置和乙装置中的A侧溶液浓度相等，B侧溶液浓度相等，故平衡时，液柱高度一样，H1=H2；甲、乙装置的区别在于半透膜的面积不同，面积越大，水分子透过越快，所以时间越短，故t1【分析】水分子通过半透膜的运输方式是自由扩散，其动力是浓度差，且总是由从低浓度溶液向高浓度溶液运输。
渗透发生的原理是：（1）具有半透膜；（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。
9．【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、若此时a细胞液>b细胞外液，则表明细胞吸收的水分比失去的水分多，从而表现为细胞渗透吸水，A有可能；
B、若此时a细胞液=b细胞外液，则表明细胞吸收的水分与失去的水分相当，渗透系统处于动态平衡状态，B有可能；
C、若此时a细胞液＜b细胞外液，则表明细胞吸收的水分比失去的水分少，从而表现为细胞渗透失水，C有可能；
D、综合A、B、C，上述三种情况都有可能。
故答案为：D。
【分析】分析题图判断，图中细胞处于质壁分离状态，可能是处于质壁分离过程或质壁分离平衡状态或质壁分离复原过程；a表示细胞液、b表示细胞外溶液。
10．【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、质壁分离是细胞失水引起的，因此能观察到紫色中央液泡逐渐缩小，A正确；
B、当洋葱鳞茎表皮细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度时，细胞会渗透失水而发生质壁分离，所以用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液也能引起细胞质壁分离，B错误；
C、当洋葱鳞茎表皮细胞的细胞液浓度低于外界溶液浓度时，细胞会渗透失水而发生质壁分离，所以用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液也能引起细胞质壁分离，C正确；
D、水分子的跨膜运输方式是自由扩散，浓度差越大，细胞失水的速度越快，因此滴加30%的蔗糖溶液比10%蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短，D正确。
故答案为：B。
【分析】质壁分离的实验原理
(1)成熟的植物细胞中原生质层相当于一层半透膜，所以成熟的植物细胞可通过渗透作用进行吸水和失水（细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层）。
(2)当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，质壁分离；当细胞液浓度>外界溶液浓度时，细胞吸水，质壁分离复原。
(3)质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层。
11．【答案】（1）洋葱鳞片叶内表皮细胞是无色的，不利于观察；从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次
（2）原生质层；（小于0.3g/mL）蔗糖溶液；逐渐变小；细胞过度失水而死亡；苏丹Ⅲ染液
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】（1）由于洋葱鳞片叶内表皮细胞是无色的，不利于观察液泡的大小，因此观察质壁分离的实验中步骤①一般不选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞为实验材料；步骤②的正确操作方法是从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次。
（2）质壁分离指的是原生质层和细胞壁的分离，细胞壁具有全透性，故无色区域中充满了实验所用的蔗糖溶液。若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，观察到液泡开始变大，说明细胞发生了吸收，细胞液的浓度减小，故此过程中细胞的吸水能力逐渐变小。若将已经发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，发现不能质壁分离复原，最可能的原因是细胞过度失水而死亡。步骤⑤观察后如果洋葱中含有脂肪，则应该出现橘黄色现象，而能将脂肪染成橘黄色的试剂为苏丹 Ⅲ染液。
【分析】原生质层是指细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质，可以看作是半透膜，植物细胞质壁分离指的是原生质层与细胞壁分离。质壁分离现象出现的原因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
12．【答案】（1）镊子；叶绿体
（2）漏斗；气泡
（3）能；黑藻原生质层呈绿色便于观察
（4）2；适当增加CO2浓度；4-6h、8-10h；12h后密闭环境中CO2浓度低于0时的浓度
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；质壁分离和复原
【解析】【解答】（1））制作黑藻叶片的临时装片，用来观察高等植物细胞的形态，首先需在洁净的载玻片中央滴一滴清水，用镊子取下一片黑藻嫩叶放在水滴中展平，然后盖上盖玻片，就可以观察细胞形态了。若要观察细胞质的流动，必须保证细胞是存活的，叶绿体呈绿色，可以直接在高倍显微镜下观察到，故在观察细胞质的流动时，可以把叶绿体作为观察指标。
（2）若要验证光合作用产物之一是氧气，我们可以收集光合作用产生的气体，检验气体的成分即可，一般做法是：在烧杯中盛满清水，取黑藻用漏斗倒扣其上，再在漏斗上部倒扣一支盛满清水的试管，然后把整个装置至于适宜的光照下可以明显观察到有气泡产生，通过漏斗被收集到试管内。
（3）因为黑藻叶片含有叶绿体，细胞的原生质层呈绿色，便于观察质壁分离和复原实验现象，故用黑藻做植物细胞的质壁分离及复原的实验，能在显微镜下观察到清晰的实验现象。
（4）由图甲可知，光照强度相对值为2时，黑藻的氧气释放速率为0，其呼吸作用消耗氧气的速率为2，所以其产生氧气的速率为2.当光照强度相对值为7时，继续增加光照强度不能提高黑藻光合速率，已知黑藻处于适宜温度下，故可通过增加环境中CO2浓度来提高光合速率。图乙中，在0-4h內，黑藻所在密闭环境中CO2浓度增加，说明黑藻的呼吸作用强度大于光合作用强度：在4-6h内，黑藻光合作用固定CO2的量与呼吸作用释放CO2的量相等（即光合速率等于呼吸速率），导致密闭环境中CO2浓度没有发生变化；在6-8h内，黑藻所在密闭环境中CO2浓度减少，说明黑藻的光合作用强度大于呼吸作用强度；在8-10h内，黑藻光合作用固定CO2的量与呼吸作用释放CO2的量相等（即光合速率等于呼吸速率），导致密闭环境中CO2浓度没有发生变化。据图乙可知，黑藻在该密闭环境中经过12h，密闭环境中CO2浓度低于0时，所以黑藻有机物含量上升。
【分析】 1、 黑藻作为一种绿色高等植物，可以进行光合作用。光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。影响光合作用的外界因素主要有：
（1）光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，超过光饱合点，光合速率反而会下降；
（2）温度：温度可影响酶的活性；
（3）二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程度后，光合速率维持在一定的水平，不再增加；
（4）水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。 2、黑藻也可以发生质壁分离现象。质壁分离为植物细胞常有的现象，质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的成分）分开。
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