高考生物五年真题汇编3——渗透作用和质壁分离及复原
一、单选题
1．（2022·浙江）“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．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，最终胀破
D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
【答案】A
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由图可知，图甲的细胞可以发生质壁分离，有活性的细胞才能发生质壁分离，故有实验结果可知，图甲中的细胞是有活性的，A正确；
B、图甲细胞质壁分离后成为了乙细胞，质壁分离过程细胞失水细胞液浓度升高，则与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；
C、乙图中的细胞吸水之后成为丙图中的细胞，由于植物细胞具有细胞壁，所以细胞体积不会持续增大，也不会涨破，C错误；
D、根尖分生区细胞中央大液泡，不适合作为观察质壁分离的材料，D错误。
故答案为：A。
【分析】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。有大液泡（成熟）的活的植物细胞，才能发生质壁分离；动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。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。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
2．（2022·全国甲卷）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（）
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞b体积增大，即平衡时细胞b发生了吸水过程，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A合理；
B、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞a未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞a既未吸水也未失水，细胞b吸水，细胞c失水，则水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，故水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B合理；
C、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞a未发生变化，细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞a既未吸水也未失水，细胞c失水，即细胞a试管中蔗糖溶液浓度不变，细胞c试管中蔗糖溶液吸水浓度下降，水分交换达到平衡时细胞内外溶液浓度相同，即水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C不合理；
D、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞c失水，则水分交换前细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，D合理。
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。有大液泡（成熟）的活的植物细胞，才能发生质壁分离；动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。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。在质壁分离的过程中，表皮细胞液泡逐渐缩小，浓度升高，吸水能力增强。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
3．（2021·江苏）采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是（ ）
A．用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验
B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态
C．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
D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡
【答案】A
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、叶肉细胞有原生质层与大液泡，可以发生质壁分离，且细胞中有叶绿体，因此，撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验 ，A正确；
B、先要将洋葱表皮临时装片，用低倍镜观察，B错误；
C、盖玻片盖到载玻片上，实际操作中只能从载玻片的一侧滴加，从另外一边引流，无法从四周滴加的，C错误；
D、观察到许多无色细胞是少量的死细胞，不能说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡 ，D错误；
故答案为：A。
【分析】（1）质壁分离的外因：外界溶液浓度>细胞液浓度；内因是原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。
（2）实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的活植物细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则，不会出现质壁分离。新鲜紫色洋葱鳞茎外表皮是进行此项实验的较理想材料。它既容易被剥离而制成临时装片，又很容易在显微镜下观察。
（3）在制作临时装片时，在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。
4．（2021·辽宁）下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是（ ）
选项 实验名称 观察指标
A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化
B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度
D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；探究酵母菌的呼吸方式；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、植物细胞的吸水和失水以原生质层的大小和位置作为观察对象，A错误；
B、绿叶中色素的提取和分离最后的结果是观察到四条色素带，根据条带的顺序、颜色和宽度区分色素，B正确；
C、探究酵母菌呼吸方式观察澄清石灰水变浑浊，以及溴麝香草酚蓝水溶液和橙色的酸性重铭酸钾溶液的变色情况，C错误；
D、根尖分生组织细胞有丝分裂观察细胞内染色体的形态和数目，细胞已死亡，不会发生变化，D错误。
故答案为：B。
【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。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。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
2、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。
3、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。（2）检测酒精的产生：橙色的重铭酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
4、观察植物细胞有丝分裂实验：
（1）解离：剪取根尖2-3mm（最好每天的10-14点取根，因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期），立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1：1）的玻璃皿中，在室温下解离3-5min。
（2）漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
（3）染色：把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中，染色3-5min。
（4）制片：取一干净载玻片，在中央滴一滴清水，将染色的根尖用镊子取出，放入载玻片的水滴中，并且用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片再加一载玻片。然后，用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片，既制成装片。
（5）观察：①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察，要求找到分生区的细胞，特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后，把低倍镜移走，直接换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮，直到看清细胞物象为止。
5．（2021·天津）孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是（ ）
A．用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象
B．用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂
C．用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素
D．用洋葱鳞片叶粗提取DNA
【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色中央大液泡，可用来观察细胞的质壁分离和复原现象，A正确；
B、洋葱根尖分生区细胞可用来观察细胞有丝分裂，B正确；
C、洋葱鳞片叶不含叶绿体，不能用来提取和分离叶绿体中的色素，C错误；
D、洋葱是真核生物，鳞片叶有细胞核且颜色浅可用来粗提取DNA，D正确。
故答案为：C。
【分析】洋葱在生物实验中的应用：
（1）洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色中央大液泡，可用来观察植物细胞质壁分离和复原；
（2）洋葱鳞片叶内表皮细胞无色，可用来观察线粒体，DNA和RNA。
（3）洋葱根尖分生区细胞可用来观察植物细胞有丝分裂。
6．（2021·湖南）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（ ）
A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、施肥过多会使外界溶液浓度大于细胞液的浓度，植物细胞失水发生质壁分离，最终植物因过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A不符合题意；
B、发生质壁分离是因为细胞壁伸缩性较小，原生质层伸缩性较大，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B不符合题意；
C、植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C不符合题意；
D、溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1mol/L的NaCl溶液中含有钠离子和氯离子微粒共2mol/L，而1mol/L的蔗糖溶液中含有1mol/L蔗糖分子，所以1mol/L的NaCl溶液渗透压高于蔗糖溶液，D符合题意。
故答案为：D
【分析】1.成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系统。当细胞大量失水时原生质层与细胞壁的伸缩程度不同，导致原生质层和细胞壁分离。
2.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，根据扩散作用原理，水分会由细胞液中渗出到外界溶液中，通过渗透作用失水；由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同，细胞壁伸缩性较小，而原生质层伸缩性较大，从而使二者分开；反之，外界溶液浓度大于细胞液浓度，则细胞通过渗透作用吸水，分离后的质和壁又复原。
3.溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，数目越多，浓度越高，渗透压越大。
7．（2021·广东）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（ ）
A．比较保卫组胞细胞液浓度，③处理后>①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
【答案】A
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】A和D、等渗溶液恢复初始状态后，如果蔗糖溶液浓度越低，保卫细胞的细胞液浓度相对较高，吸水越多，气孔会张开越大，逐渐缩小浓度差异，如果蔗糖溶液浓度越高，保卫细胞的细胞液浓度相对较低，吸水越少，气孔会逐渐关闭，逐渐缩小浓度差异。由此推测 3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ ，处理后①>③，A错误，D正确；
B、细胞吸水，气孔张开，反之②处气孔关闭，细胞失水，细胞壁和原生质层发生分离，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；
C、细胞吸水，气孔张开，滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确。
故答案为：A。
【分析】（1）气孔是保卫细胞之间形成的凸透镜状的小孔。气孔在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中，成为空气和水蒸气的通路，其开闭受保卫细胞的控制。
（2）渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度向高浓度扩散的过程。
细胞的吸水和失水
外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞吸水膨胀
外界溶液浓度>细胞质浓度时，细胞失水皱缩
外界溶液浓度=细胞质浓度时，水分进出细胞处于动态平衡
分析图示可知，滴加蔗糖溶液①后一段时间，保卫细胞膨胀使气孔张开一定程度，说明保卫细胞吸收了一定水分；滴加蔗糖溶液②后一段时间，保卫细胞皱缩使气孔关闭，说明保卫细胞失了去一定水分；滴加蔗糖溶液③后一段时间，保卫细胞膨胀使气孔张开程度较大（比①处理后大），说明保卫细胞吸收了较多水分（多于①处理后），综上可判断三种蔗糖溶液浓度大小为：②>①>③。
8．（2021·全国乙卷）选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是（ ）
A．鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色
C．观察RNA在细胞中分布的实验中，盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D．观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
【答案】A
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；细胞膜的功能；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、活细胞不会被台盼蓝染成蓝色，而死细胞会被染成淡蓝色，A项中代谢旺盛的动物细胞属于活细胞，台盼蓝不能进入活细胞内，因此不会被染成蓝色，A错误；
B、龙胆紫能够使染色体着色，B正确；
C、盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，C正确；
D、用0.3g/mL的蔗糖溶液处理紫色洋葱情片叶外表皮细胞后，显微镜下可观察到该细胞发生质壁分离现象，D正确：
故答案为：A.
【分析】1、活细胞具有选择透过性，一般情况下，不让染色剂计入细胞；健那绿是活细胞染色剂。
2、染色体溶液被碱性染料染成深色，例如龙胆紫。
3、观察核酸分布，盐酸作用：①将DNA和蛋白质分离；②改变细胞膜通透性。
4、质壁分离和复原的原理：
（1）质壁分离的原理：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）质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
用适宜浓度的蔗糖处理洋葱表皮细胞，可以观察植物细胞的质壁分离和复原。
9．（2020·北京）下列高中生物学实验中，用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是（ ）
A．观察叶绿体和细胞质流动 B．提取和分离叶绿素
C．观察细胞质壁分离及复原 D．观察细胞的有丝分裂
【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、紫色洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体，不能作为观察叶绿体的实验材料，黑藻的幼嫩叶片中含有大量的叶绿体，细胞质颜色比较深，易于观察叶绿体和细胞质流动，A错误；
B、洋葱的管状叶呈绿色，可用于提取和分离叶绿体中的色素，而紫色洋葱鳞片叶细胞不能，B错误；
C、洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡，可作为观察细胞质壁分离和复原的材料，黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于细胞质壁分离及复原实验现象的观察，C正确；
D、要作为观察有丝分裂的材料,材料本身必须能发生有丝分裂，洋葱磷片叶、黑藻叶片都不能发生有丝分裂，而洋葱的根尖分生区可作为观察有丝分裂的材料，色浅，无其他色素干扰，D错误。
故答案为：C。
【分析】洋葱是比较好的实验材料，洋葱根尖分生区细胞观察植物细胞的有丝分裂；洋葱鳞片叶外表皮细胞，色素含量较多，用于观察质壁分离和复原；洋葱的绿叶做叶绿体中色素的提取和分离实验，叶肉细胞做细胞质流动实验，观察叶绿体的形态和分布；洋葱的内表皮细胞颜色浅、由单层细胞构成，适合观察DNA，RNA在细胞中的分布状况。
10．（2020·新高考I）黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（ ）
A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构
B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片
C．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小
D．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液
【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、黑藻叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需要用电子显微镜来观察，A正确；
B、黑藻成熟叶片为高度分化的细胞，不具有分裂能力，故不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确；
C、质壁分离过程中，植物细胞失水，原生质层体积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增大，吸水能力增强，C错误；
D、叶绿体中的色素易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，提取黑藻叶片中光合色素时，可用无水乙醇作提取液，D正确。
故答案为：C。
【分析】黑藻叶片细胞含有较多的叶绿体，可以用于观察植物细胞中的叶绿体，也可以用于叶绿体中色素的提取与分离实验。提取色素的原理：色素能溶解在乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素；同时，黑藻叶片细胞是成熟的植物细胞，含有大液泡，可用于观察质壁分离和复原；但黑藻叶片细胞已经高度分化，不再分裂，不能用于观察植物细胞的有丝分裂。
11．（2020·全国Ⅱ）取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（ ）
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；
B、若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；
C、若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；
D、若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。
故答案为：D。
【分析】渗透作用需要满足的条件是：①半透膜；②膜两侧具有浓度差。浓度差是指单位体积溶质分子数量的差异，即物质的量浓度差异，由题干信息可知，甲糖和乙糖的质量分数相同，但甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍，因此乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍。
12．（2020·全国Ⅰ）为达到实验目的，需要选用合适的实验材料进行实验。下列实验目的与实验材料的对应，不合理的是（ ）
实验材料 实验目的
A 大蒜根尖分生区细胞 观察细胞的质壁分离与复原
B 蝗虫的精巢细胞 观察细胞的减数分裂
C 哺乳动物的红细胞 观察细胞的吸水和失水
D 人口腔上皮细胞 观察DNA，RNA在细胞中的分布
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；质壁分离和复原；观察细胞的减数分裂实验；渗透作用
【解析】【解答】A、根尖分生区无成熟的大液泡，不能用于观察细胞的质壁分离与复原，A符合题意；
B、蝗虫的精巢细胞可以发生减数分裂，可以用于观察细胞的减数分裂，B不符合题意；
C、哺乳动物的红细胞吸水会膨胀，失水会皱缩，故可以用于观察细胞的吸水和失水，C不符合题意；
D、人的口腔上皮细胞无色，且含有DNA和RNA，可以用于观察DNA，RNA在细胞中的分布，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）大蒜根尖分生区细胞是未成熟植物细胞，无中央大液泡，也无颜色，质壁分离不明显，故不合适作为观察质壁分离与复原的实验材料。
（2）渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度向高浓度扩散的过程。其条件有：①是具有半透膜；②是半透膜两侧具有浓度差。
13．（2019·天津）叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成，其叶绿体基粒类囊体减少，光合速率减小，液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是（ ）
A．红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别
B．两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察
C．两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较
D．红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定
【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素；质壁分离和复原；基因突变的特点及意义
【解析】【解答】A、基因是有遗传效应的DNA片段，在普通光学显微镜下观察不到DNA分子中碱基对的改变，不符合题意；
B、叶绿体基粒类囊体属于生物膜，用普通光学显微镜无法分辨其差异，不符合题意；
C、红叶杨比绿叶杨的叶绿体基粒类囊体少，光合速率小，要使红叶杨和绿叶杨的光合作用强度相等，红叶杨需要更强的光照，两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较，符合题意；
D、红叶杨细胞中花青素的绝对含量不能通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定，不符合题意
故答案为：C
【分析】主要考查显微镜的使用、探究光照强弱对光合作用强度的影响实验和植物细胞的吸水和失水。光学显微镜下能观察到的结构有：细胞壁、叶绿体、大液泡和经染色的细胞核和线粒体；基因突变和基因重组不能在光学显微镜下观察到，在光学显微镜下能观察到的是染色体变异（包括染色体结构变异和染色体数目变异）。影响光合作用强度的外界因素有CO2浓度，土壤中水分的多少，光照强度、光的成分以及温度等。光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗量或产物生成量表示。植物细胞的吸水和失水实验的观察指标是中央液泡大小、原生质层的位置等，但是无法测定花青素的绝对含量。
14．（2018·海南）在不染色的条件下，下列实验材料中，最适合观察细胞质壁分离现象的是（ ）
A．紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞 B．紫色洋葱根尖分生区细胞
C．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 D．紫色洋葱根尖伸长区细胞
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】适合用来做质壁分离实验的细胞是活的成熟的高等植物细胞，最好液泡有颜色便于观察。A紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞，液泡无色，细胞质中有绿色的叶绿体，与C选项的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞相比，还是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞更适合，因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞具有紫色的大液泡，且细胞质无色，便于通过观察紫色液泡的大小来作为观察质壁分离的指标。紫色洋葱根尖分生区细胞是幼嫩的细胞，不具有大液泡，不宜作为实验材料，B不符合题意；紫色洋葱根尖伸长区细胞是成熟细胞，但液泡无色，细胞质无色，不便观察，C不符合题意。
故答案为：C
【分析】质壁分离和复原的条件
(1)质壁分离条件：活的具有中央液泡(大液泡)的植物细胞。
(2)质壁分离复原的条件：发生质壁分离的没有因失水太多而死亡的植物细胞。
观察植物细胞的质壁分离和复原的实验注意的几个问题
①实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并且有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察现象。
②质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的，其结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。
③质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因为细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。
④若用0.5 g/mL蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能自动复原，因为细胞过度失水而死亡。
⑤若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现质壁分离自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
15．（2018·浙江选考）在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是（ ）
A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B．甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C．乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致
D．细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、甲状态时，水分子仍然通过跨膜运输进出细胞，A不符合题意；
B、甲→乙变化表明，细胞正在发生质壁分离，其内在的原因是：结构①所示的细胞壁的伸缩性比②所示的原生质层的伸缩性要小，B不符合题意；
C、乙→丙表示细胞在发生质壁分离复原，其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水所致，C符合题意；
D、细胞发生渗透作用至丙状态，因细胞壁的支持和保护作用，一段时间后该细胞不会破裂，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】分析题图，①是细胞壁，②是原生质层，甲细胞处于正常状态，乙处于质壁分离状态，丙处于质壁分离复原状态。
（ 1 ）外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞质壁分离
外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞质壁分离复原
外界溶液浓度=细胞液浓度时就，水分进出细胞处于动态平衡
（ 2 ）质壁分离产生的条件： ①具有大液泡 ②具有细胞壁 ③外界溶液浓度>细胞液浓度
（ 3 ）质壁分离产生的原因： 内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性；外因：外界溶液浓度>细胞液浓度
二、多选题
16．（2020·江苏）某同学用光学显微镜对4种实验材料进行观察并记录，下表实验现象合理的是（ ）
选项 试验材料 试验现象
A 用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片 子叶细胞中有橘黄色颗粒
B 用0.3g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片 紫色的液泡逐渐变小，颜色逐渐变深
C 用龙胆紫染液染色的洋葱根尖装片 染色体在细胞中移动并平均分配到两极
D 用台盼蓝染液染色的酵母菌涂片 部分酵母菌被染成蓝色
A．A B．B C．C D．D
【答案】A,B,D
【知识点】质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，A正确；
B、在0.3g/mL蔗糖溶液中的紫色洋葱外表皮细胞会失水，液泡逐渐减小，颜色变深，B正确；
C、观察植物细胞有丝分裂的实验中，制片后细胞已死亡，不能观察到染色体的动态变化，C错误；
D、酵母菌涂片中有部分酵母菌已死亡，故用台盼蓝染色后，部分被染成蓝色，D正确。
故答案为：ABD。
【分析】高中生物学中的颜色反应：
1、斐林试剂检测可溶性还原糖：还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀。
2、苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ检测脂肪：苏丹Ⅲ+脂肪→橘黄色；苏丹Ⅳ+脂肪→红色。
3、双缩脲试剂检测蛋白质：蛋白质+双缩脲试剂→紫色。
4、碘液检测淀粉：淀粉+碘液→蓝色。
5、DNA的染色与鉴定：DNA+甲基绿→绿色 DNA+二苯胺→蓝色。
6、吡罗红使RNA呈现红色：RNA+吡罗红→红色。
7、台盼蓝使死细胞染成蓝色。
8、线粒体的染色：健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。
9、酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
10、CO2的检测：CO2可以使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿在变黄。
11、染色体（或染色质）的染色：染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液）染成深色。
17．（2018·江苏）下列中学实验均使用光学显微镜进行观察，有关实验操作或现象描述错误的是（ ）
编号 实验名称 实验材料 实验操作或现象
① 观察植物细胞的质壁分离
紫色洋葱外表皮、蔗糖溶液等 原生质层呈紫色，各组成部分结构清晰
② 检测生物组织中的脂肪 花生子叶、苏丹Ⅲ染液等 在高倍镜下可见细胞中被染成橘黄色的脂肪液滴
③ 观察细胞有丝分裂
洋葱根尖、龙胆紫溶液等 在高倍镜的同一个视野中，可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形，排列紧密
④ 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 酵母菌、血细胞计数板等 在10×目镜、40×物镜下的一个视野中完成对整个计数室中酵母菌的计数
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
【答案】A,C,D
【知识点】质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；测定某种微生物的数量；检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、①在观察植物细胞的质壁分离实验中，利用洋葱外表皮细胞、蔗糖溶液作为实验材料，原生质层呈现紫色，可以清晰的可见细胞壁、细胞膜等，但是不能看清楚各个组成部分的结构，A符合题意；
B、②在检测生物组织中的脂肪的实验中，苏丹Ⅲ染液可以将脂肪染成橘黄色，B不符合题意；
C、③有丝分裂各个时期的细胞不一定是正方形的，如正在分裂的末期细胞不是正方形的，C符合题意；
D、④在利用血细胞计数板对酵母菌进行计数时，应该多次计数，求其平均值，D符合题意。
故答案为：ACD
【分析】（1）观察植物细胞的质壁分离的实验原理：①质壁分离的原理：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质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。（2）在观察细胞有丝分裂实验中，不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体会出细胞分裂的连续过程。（3）对酵母菌的计数中，一个视野只计几个小方格的数，而不是计整个计数室的数。
三、双选题
18．（2019·江苏）有些实验可以通过染色改进实验效果，下列叙述合理的是（ ）
A．观察菠菜叶肉细胞时，用甲基绿染色后叶绿体的结构更清晰
B．在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离
C．检测花生子叶中脂肪时，可用龙胆紫溶液对子叶切片进行染色
D．探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，可用台盼蓝染液区分菌体死活
【答案】B,D
【知识点】观察线粒体和叶绿体；质壁分离和复原；探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化；检测脂肪的实验
【解析】【解答】A.甲基绿使DNA呈现绿色，虽然叶绿体内有DNA，但是叶绿体本身呈绿色，其形态为扁平的椭球形或球形，因此用高倍显微镜观察叶绿体不需要染色，直接观察即可，A不符合题意；
B.白色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液无色，在蔗糖溶液中加入适量的红墨水使之成为红色后，会使观察到的质壁分离现象更明显，即细胞液无色，但原生质层外为红色，B符合题意；
C.脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色或被苏丹Ⅳ染液染成红色，龙胆紫等碱性染料可将染色体染成深色，因此检测花生子叶中脂肪时，不能用龙胆紫溶液对子叶切片进行染色，龙胆紫染液为染染色体的，C不符合题意；
D.活细胞的细胞膜有控制物质进出细胞的能力，其细胞膜可以阻止活细胞所不需要的台盼蓝染色剂进入，因此活细胞不能被台盼蓝染成蓝色，而当细胞死亡后，细胞膜的选择透过性丧失，台盼蓝染色剂才能进入细胞，因此被染成蓝色的均为死细胞，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】（1）高中生物涉及到的染色剂：
①可溶性还原糖→斐林试剂→水浴加热→砖红色沉淀或可溶性还原糖→班氏试剂→砖红色沉淀
②蛋白质→双缩脲试剂→紫色反应
③脂肪→苏丹III→橙黄色或：脂肪→苏丹IV→红色
④线粒体→健那绿活性染色剂→绿色
⑤RNA→吡罗红→红色
⑥DNA→甲基绿→绿色或DNA→二苯胺→水浴加热→蓝色
⑦淀粉→碘液→蓝色
⑧染色体→醋酸洋红→红色或：染色体→龙胆紫→紫色
⑨酒精→重铬酸钾→墨绿色
（2）叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球形或球形，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
（3）具有中央液泡的成熟的植物细胞，当原生质层两侧的溶液具有浓度差、且外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，导致细胞壁与原生质层逐渐分离，即发生质壁分离，此时原生质层与细胞壁的间隙充满了外界溶液。
（4）活细胞的细胞膜对物质进出细胞具有选择透过性；细胞死亡后，细胞膜的选择透过性丧失。
四、综合题
19．（2019·江苏）叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题：
（1）合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息 到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是 。
（2）进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在 上（填场所）完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物（C3-l），C3-I还原为三碳糖（C3-Ⅱ），这一步骤需要 作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为 。
（3）作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有 （填序号）。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-ll输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
（4）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体 。
【答案】（1）转录；tRNA
（2）类囊体；【H】；C5（五碳化合物）
（3）①②③④
（4）吸水涨破
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；渗透作用；遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）DNA的遗传信息到RNA上通过的过程是转录，转录完成后再通过核糖体上的翻译形成小亚基。大亚基基因表达过程中需要一种mRNA，61种tRNA，故需要RNA种类最多的是tRNA。
（2）光合作用过程中合成ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。光合作用时作为还原剂的为[H]。在卡尔文循环中需要循环的物质为C5和ATP，所以该空填C5。
（3）①外界环境的CO2浓度，直接影响二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故①符合题意
②叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的[H]和ATP，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故②符合题意；
③磷酸根离子浓度，直接影响ATP的合成，间接影响C3的还原以及C3-II输出速度，进而影响C5的浓度，故③符合题意；
④酶R催化X与02结合产生C2化合物的强弱；直接影响酶R催化二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故④符合题意；
（4）光合作用合成的糖类，如以大量可溶性糖的形式存在，则叶绿体的的渗透压会增大，从外界环境中吸水，导致叶绿体吸水涨破。
故答案为： (1). 转录 tRNA; (2). 类囊体薄膜 [H] .C5（五碳化合物）;(3). ①②③④; (4).吸水涨破
【分析】（1）转录翻译的比较
（2）光合作用相关知识点
20．（2019·全国Ⅰ卷）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。
（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力 。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会 ，出现这种变化的主要原因是 。
（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
【答案】（1）增强
（2）降低；气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
（3）取ABA缺失突变体植株，在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
【知识点】影响光合作用的环境因素；渗透作用
【解析】【解答】（1）由题意知经干旱处理后，植物根细胞中溶质浓度增大，所以该植物根细胞的吸水能力将增强。
（2）由题意知干旱处理后叶片气孔开度减小，所以CO2吸收量减少，光合作用速率会降低
（3）取ABA缺失突变体植株，在正常情况下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱情况下，一组进行ABA处理，另一组做对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变.。
故答案为：（1）增强 （2）降低 叶片气孔导度减小，CO2吸收量减少，所以光合速率下降
（3）取ABA缺失突变体植株，在正常情况下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱情况下，一组进行ABA处理，另一组做对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变.。
【分析】（1）植物根部吸水主要靠主动运输吸收大量无机盐，使得自身细胞的浓度大于土壤浓度，从而让水顺浓度梯度运输进入细胞，所以细胞浓度越大，吸收能力越强。
（2）叶片气孔导度直接决定了可以从空气中吸收的CO2的量。
1 / 1高考生物五年真题汇编3——渗透作用和质壁分离及复原
一、单选题
1．（2022·浙江）“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．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，最终胀破
D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
2．（2022·全国甲卷）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（）
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
3．（2021·江苏）采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是（ ）
A．用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验
B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态
C．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
D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡
4．（2021·辽宁）下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是（ ）
选项 实验名称 观察指标
A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化
B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度
D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动
A．A
B．B
C．C
D．D
5．（2021·天津）孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是（ ）
A．用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象
B．用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂
C．用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素
D．用洋葱鳞片叶粗提取DNA
6．（2021·湖南）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（ ）
A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
7．（2021·广东）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（ ）
A．比较保卫组胞细胞液浓度，③处理后>①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
8．（2021·全国乙卷）选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是（ ）
A．鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色
C．观察RNA在细胞中分布的实验中，盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D．观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
9．（2020·北京）下列高中生物学实验中，用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是（ ）
A．观察叶绿体和细胞质流动 B．提取和分离叶绿素
C．观察细胞质壁分离及复原 D．观察细胞的有丝分裂
10．（2020·新高考I）黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（ ）
A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构
B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片
C．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小
D．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液
11．（2020·全国Ⅱ）取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（ ）
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
12．（2020·全国Ⅰ）为达到实验目的，需要选用合适的实验材料进行实验。下列实验目的与实验材料的对应，不合理的是（ ）
实验材料 实验目的
A 大蒜根尖分生区细胞 观察细胞的质壁分离与复原
B 蝗虫的精巢细胞 观察细胞的减数分裂
C 哺乳动物的红细胞 观察细胞的吸水和失水
D 人口腔上皮细胞 观察DNA，RNA在细胞中的分布
A．A B．B C．C D．D
13．（2019·天津）叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成，其叶绿体基粒类囊体减少，光合速率减小，液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是（ ）
A．红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别
B．两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察
C．两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较
D．红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定
14．（2018·海南）在不染色的条件下，下列实验材料中，最适合观察细胞质壁分离现象的是（ ）
A．紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞 B．紫色洋葱根尖分生区细胞
C．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 D．紫色洋葱根尖伸长区细胞
15．（2018·浙江选考）在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是（ ）
A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B．甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C．乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致
D．细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂
二、多选题
16．（2020·江苏）某同学用光学显微镜对4种实验材料进行观察并记录，下表实验现象合理的是（ ）
选项 试验材料 试验现象
A 用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片 子叶细胞中有橘黄色颗粒
B 用0.3g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片 紫色的液泡逐渐变小，颜色逐渐变深
C 用龙胆紫染液染色的洋葱根尖装片 染色体在细胞中移动并平均分配到两极
D 用台盼蓝染液染色的酵母菌涂片 部分酵母菌被染成蓝色
A．A B．B C．C D．D
17．（2018·江苏）下列中学实验均使用光学显微镜进行观察，有关实验操作或现象描述错误的是（ ）
编号 实验名称 实验材料 实验操作或现象
① 观察植物细胞的质壁分离
紫色洋葱外表皮、蔗糖溶液等 原生质层呈紫色，各组成部分结构清晰
② 检测生物组织中的脂肪 花生子叶、苏丹Ⅲ染液等 在高倍镜下可见细胞中被染成橘黄色的脂肪液滴
③ 观察细胞有丝分裂
洋葱根尖、龙胆紫溶液等 在高倍镜的同一个视野中，可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形，排列紧密
④ 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 酵母菌、血细胞计数板等 在10×目镜、40×物镜下的一个视野中完成对整个计数室中酵母菌的计数
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
三、双选题
18．（2019·江苏）有些实验可以通过染色改进实验效果，下列叙述合理的是（ ）
A．观察菠菜叶肉细胞时，用甲基绿染色后叶绿体的结构更清晰
B．在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离
C．检测花生子叶中脂肪时，可用龙胆紫溶液对子叶切片进行染色
D．探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，可用台盼蓝染液区分菌体死活
四、综合题
19．（2019·江苏）叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题：
（1）合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息 到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是 。
（2）进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在 上（填场所）完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物（C3-l），C3-I还原为三碳糖（C3-Ⅱ），这一步骤需要 作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为 。
（3）作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有 （填序号）。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-ll输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
（4）光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体 。
20．（2019·全国Ⅰ卷）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。
（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力 。
（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会 ，出现这种变化的主要原因是 。
（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由图可知，图甲的细胞可以发生质壁分离，有活性的细胞才能发生质壁分离，故有实验结果可知，图甲中的细胞是有活性的，A正确；
B、图甲细胞质壁分离后成为了乙细胞，质壁分离过程细胞失水细胞液浓度升高，则与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；
C、乙图中的细胞吸水之后成为丙图中的细胞，由于植物细胞具有细胞壁，所以细胞体积不会持续增大，也不会涨破，C错误；
D、根尖分生区细胞中央大液泡，不适合作为观察质壁分离的材料，D错误。
故答案为：A。
【分析】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。有大液泡（成熟）的活的植物细胞，才能发生质壁分离；动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。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。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
2．【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞b体积增大，即平衡时细胞b发生了吸水过程，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A合理；
B、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞a未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞a既未吸水也未失水，细胞b吸水，细胞c失水，则水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，故水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B合理；
C、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞a未发生变化，细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞a既未吸水也未失水，细胞c失水，即细胞a试管中蔗糖溶液浓度不变，细胞c试管中蔗糖溶液吸水浓度下降，水分交换达到平衡时细胞内外溶液浓度相同，即水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C不合理；
D、由题意可知，水分交换前三个试管中蔗糖浓度相同，水分交换达到平衡时细胞c发生了质壁分离，即水分交换过程中细胞c失水，则水分交换前细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，D合理。
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。有大液泡（成熟）的活的植物细胞，才能发生质壁分离；动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。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。在质壁分离的过程中，表皮细胞液泡逐渐缩小，浓度升高，吸水能力增强。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
3．【答案】A
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、叶肉细胞有原生质层与大液泡，可以发生质壁分离，且细胞中有叶绿体，因此，撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验 ，A正确；
B、先要将洋葱表皮临时装片，用低倍镜观察，B错误；
C、盖玻片盖到载玻片上，实际操作中只能从载玻片的一侧滴加，从另外一边引流，无法从四周滴加的，C错误；
D、观察到许多无色细胞是少量的死细胞，不能说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡 ，D错误；
故答案为：A。
【分析】（1）质壁分离的外因：外界溶液浓度>细胞液浓度；内因是原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。
（2）实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的活植物细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则，不会出现质壁分离。新鲜紫色洋葱鳞茎外表皮是进行此项实验的较理想材料。它既容易被剥离而制成临时装片，又很容易在显微镜下观察。
（3）在制作临时装片时，在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。
4．【答案】B
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；探究酵母菌的呼吸方式；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、植物细胞的吸水和失水以原生质层的大小和位置作为观察对象，A错误；
B、绿叶中色素的提取和分离最后的结果是观察到四条色素带，根据条带的顺序、颜色和宽度区分色素，B正确；
C、探究酵母菌呼吸方式观察澄清石灰水变浑浊，以及溴麝香草酚蓝水溶液和橙色的酸性重铭酸钾溶液的变色情况，C错误；
D、根尖分生组织细胞有丝分裂观察细胞内染色体的形态和数目，细胞已死亡，不会发生变化，D错误。
故答案为：B。
【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。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。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
2、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素)、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）﹔分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色、最窄）、叶黄素(黄色）)、叶绿素a(蓝绿色、最宽)、叶绿素b（黄绿色)。
3、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。（2）检测酒精的产生：橙色的重铭酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
4、观察植物细胞有丝分裂实验：
（1）解离：剪取根尖2-3mm（最好每天的10-14点取根，因此时间是洋葱根尖有丝分裂高峰期），立即放入盛有质量分数为15%的氯化氢溶液和体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1：1）的玻璃皿中，在室温下解离3-5min。
（2）漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
（3）染色：把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的甲紫溶液的培养皿中，染色3-5min。
（4）制片：取一干净载玻片，在中央滴一滴清水，将染色的根尖用镊子取出，放入载玻片的水滴中，并且用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片再加一载玻片。然后，用拇指轻轻地压载玻片。取下后加上的载玻片，既制成装片。
（5）观察：①低倍镜观察把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察，要求找到分生区的细胞，特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。②高倍镜观察找到分生区的细胞后，把低倍镜移走，直接换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的既清晰又较亮，直到看清细胞物象为止。
5．【答案】C
【知识点】叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；DNA的粗提取和鉴定
【解析】【解答】A、洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色中央大液泡，可用来观察细胞的质壁分离和复原现象，A正确；
B、洋葱根尖分生区细胞可用来观察细胞有丝分裂，B正确；
C、洋葱鳞片叶不含叶绿体，不能用来提取和分离叶绿体中的色素，C错误；
D、洋葱是真核生物，鳞片叶有细胞核且颜色浅可用来粗提取DNA，D正确。
故答案为：C。
【分析】洋葱在生物实验中的应用：
（1）洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色中央大液泡，可用来观察植物细胞质壁分离和复原；
（2）洋葱鳞片叶内表皮细胞无色，可用来观察线粒体，DNA和RNA。
（3）洋葱根尖分生区细胞可用来观察植物细胞有丝分裂。
6．【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、施肥过多会使外界溶液浓度大于细胞液的浓度，植物细胞失水发生质壁分离，最终植物因过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A不符合题意；
B、发生质壁分离是因为细胞壁伸缩性较小，原生质层伸缩性较大，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B不符合题意；
C、植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C不符合题意；
D、溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1mol/L的NaCl溶液中含有钠离子和氯离子微粒共2mol/L，而1mol/L的蔗糖溶液中含有1mol/L蔗糖分子，所以1mol/L的NaCl溶液渗透压高于蔗糖溶液，D符合题意。
故答案为：D
【分析】1.成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系统。当细胞大量失水时原生质层与细胞壁的伸缩程度不同，导致原生质层和细胞壁分离。
2.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，根据扩散作用原理，水分会由细胞液中渗出到外界溶液中，通过渗透作用失水；由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同，细胞壁伸缩性较小，而原生质层伸缩性较大，从而使二者分开；反之，外界溶液浓度大于细胞液浓度，则细胞通过渗透作用吸水，分离后的质和壁又复原。
3.溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，数目越多，浓度越高，渗透压越大。
7．【答案】A
【知识点】质壁分离和复原；渗透作用
【解析】【解答】A和D、等渗溶液恢复初始状态后，如果蔗糖溶液浓度越低，保卫细胞的细胞液浓度相对较高，吸水越多，气孔会张开越大，逐渐缩小浓度差异，如果蔗糖溶液浓度越高，保卫细胞的细胞液浓度相对较低，吸水越少，气孔会逐渐关闭，逐渐缩小浓度差异。由此推测 3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ ，处理后①>③，A错误，D正确；
B、细胞吸水，气孔张开，反之②处气孔关闭，细胞失水，细胞壁和原生质层发生分离，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；
C、细胞吸水，气孔张开，滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确。
故答案为：A。
【分析】（1）气孔是保卫细胞之间形成的凸透镜状的小孔。气孔在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中，成为空气和水蒸气的通路，其开闭受保卫细胞的控制。
（2）渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度向高浓度扩散的过程。
细胞的吸水和失水
外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞吸水膨胀
外界溶液浓度>细胞质浓度时，细胞失水皱缩
外界溶液浓度=细胞质浓度时，水分进出细胞处于动态平衡
分析图示可知，滴加蔗糖溶液①后一段时间，保卫细胞膨胀使气孔张开一定程度，说明保卫细胞吸收了一定水分；滴加蔗糖溶液②后一段时间，保卫细胞皱缩使气孔关闭，说明保卫细胞失了去一定水分；滴加蔗糖溶液③后一段时间，保卫细胞膨胀使气孔张开程度较大（比①处理后大），说明保卫细胞吸收了较多水分（多于①处理后），综上可判断三种蔗糖溶液浓度大小为：②>①>③。
8．【答案】A
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；细胞膜的功能；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、活细胞不会被台盼蓝染成蓝色，而死细胞会被染成淡蓝色，A项中代谢旺盛的动物细胞属于活细胞，台盼蓝不能进入活细胞内，因此不会被染成蓝色，A错误；
B、龙胆紫能够使染色体着色，B正确；
C、盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，C正确；
D、用0.3g/mL的蔗糖溶液处理紫色洋葱情片叶外表皮细胞后，显微镜下可观察到该细胞发生质壁分离现象，D正确：
故答案为：A.
【分析】1、活细胞具有选择透过性，一般情况下，不让染色剂计入细胞；健那绿是活细胞染色剂。
2、染色体溶液被碱性染料染成深色，例如龙胆紫。
3、观察核酸分布，盐酸作用：①将DNA和蛋白质分离；②改变细胞膜通透性。
4、质壁分离和复原的原理：
（1）质壁分离的原理：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）质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
用适宜浓度的蔗糖处理洋葱表皮细胞，可以观察植物细胞的质壁分离和复原。
9．【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、紫色洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体，不能作为观察叶绿体的实验材料，黑藻的幼嫩叶片中含有大量的叶绿体，细胞质颜色比较深，易于观察叶绿体和细胞质流动，A错误；
B、洋葱的管状叶呈绿色，可用于提取和分离叶绿体中的色素，而紫色洋葱鳞片叶细胞不能，B错误；
C、洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡，可作为观察细胞质壁分离和复原的材料，黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于细胞质壁分离及复原实验现象的观察，C正确；
D、要作为观察有丝分裂的材料,材料本身必须能发生有丝分裂，洋葱磷片叶、黑藻叶片都不能发生有丝分裂，而洋葱的根尖分生区可作为观察有丝分裂的材料，色浅，无其他色素干扰，D错误。
故答案为：C。
【分析】洋葱是比较好的实验材料，洋葱根尖分生区细胞观察植物细胞的有丝分裂；洋葱鳞片叶外表皮细胞，色素含量较多，用于观察质壁分离和复原；洋葱的绿叶做叶绿体中色素的提取和分离实验，叶肉细胞做细胞质流动实验，观察叶绿体的形态和分布；洋葱的内表皮细胞颜色浅、由单层细胞构成，适合观察DNA，RNA在细胞中的分布状况。
10．【答案】C
【知识点】观察线粒体和叶绿体；叶绿体色素的提取和分离实验；质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂
【解析】【解答】A、黑藻叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需要用电子显微镜来观察，A正确；
B、黑藻成熟叶片为高度分化的细胞，不具有分裂能力，故不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确；
C、质壁分离过程中，植物细胞失水，原生质层体积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增大，吸水能力增强，C错误；
D、叶绿体中的色素易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，提取黑藻叶片中光合色素时，可用无水乙醇作提取液，D正确。
故答案为：C。
【分析】黑藻叶片细胞含有较多的叶绿体，可以用于观察植物细胞中的叶绿体，也可以用于叶绿体中色素的提取与分离实验。提取色素的原理：色素能溶解在乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素；同时，黑藻叶片细胞是成熟的植物细胞，含有大液泡，可用于观察质壁分离和复原；但黑藻叶片细胞已经高度分化，不再分裂，不能用于观察植物细胞的有丝分裂。
11．【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；
B、若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；
C、若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；
D、若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。
故答案为：D。
【分析】渗透作用需要满足的条件是：①半透膜；②膜两侧具有浓度差。浓度差是指单位体积溶质分子数量的差异，即物质的量浓度差异，由题干信息可知，甲糖和乙糖的质量分数相同，但甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍，因此乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍。
12．【答案】A
【知识点】DNA、RNA在细胞中的分布实验；质壁分离和复原；观察细胞的减数分裂实验；渗透作用
【解析】【解答】A、根尖分生区无成熟的大液泡，不能用于观察细胞的质壁分离与复原，A符合题意；
B、蝗虫的精巢细胞可以发生减数分裂，可以用于观察细胞的减数分裂，B不符合题意；
C、哺乳动物的红细胞吸水会膨胀，失水会皱缩，故可以用于观察细胞的吸水和失水，C不符合题意；
D、人的口腔上皮细胞无色，且含有DNA和RNA，可以用于观察DNA，RNA在细胞中的分布，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】（1）大蒜根尖分生区细胞是未成熟植物细胞，无中央大液泡，也无颜色，质壁分离不明显，故不合适作为观察质壁分离与复原的实验材料。
（2）渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度向高浓度扩散的过程。其条件有：①是具有半透膜；②是半透膜两侧具有浓度差。
13．【答案】C
【知识点】叶绿体结构及色素的分布和作用；影响光合作用的环境因素；质壁分离和复原；基因突变的特点及意义
【解析】【解答】A、基因是有遗传效应的DNA片段，在普通光学显微镜下观察不到DNA分子中碱基对的改变，不符合题意；
B、叶绿体基粒类囊体属于生物膜，用普通光学显微镜无法分辨其差异，不符合题意；
C、红叶杨比绿叶杨的叶绿体基粒类囊体少，光合速率小，要使红叶杨和绿叶杨的光合作用强度相等，红叶杨需要更强的光照，两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较，符合题意；
D、红叶杨细胞中花青素的绝对含量不能通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定，不符合题意
故答案为：C
【分析】主要考查显微镜的使用、探究光照强弱对光合作用强度的影响实验和植物细胞的吸水和失水。光学显微镜下能观察到的结构有：细胞壁、叶绿体、大液泡和经染色的细胞核和线粒体；基因突变和基因重组不能在光学显微镜下观察到，在光学显微镜下能观察到的是染色体变异（包括染色体结构变异和染色体数目变异）。影响光合作用强度的外界因素有CO2浓度，土壤中水分的多少，光照强度、光的成分以及温度等。光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗量或产物生成量表示。植物细胞的吸水和失水实验的观察指标是中央液泡大小、原生质层的位置等，但是无法测定花青素的绝对含量。
14．【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】适合用来做质壁分离实验的细胞是活的成熟的高等植物细胞，最好液泡有颜色便于观察。A紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞，液泡无色，细胞质中有绿色的叶绿体，与C选项的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞相比，还是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞更适合，因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞具有紫色的大液泡，且细胞质无色，便于通过观察紫色液泡的大小来作为观察质壁分离的指标。紫色洋葱根尖分生区细胞是幼嫩的细胞，不具有大液泡，不宜作为实验材料，B不符合题意；紫色洋葱根尖伸长区细胞是成熟细胞，但液泡无色，细胞质无色，不便观察，C不符合题意。
故答案为：C
【分析】质壁分离和复原的条件
(1)质壁分离条件：活的具有中央液泡(大液泡)的植物细胞。
(2)质壁分离复原的条件：发生质壁分离的没有因失水太多而死亡的植物细胞。
观察植物细胞的质壁分离和复原的实验注意的几个问题
①实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并且有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察现象。
②质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的，其结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。
③质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因为细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。
④若用0.5 g/mL蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能自动复原，因为细胞过度失水而死亡。
⑤若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现质壁分离自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
15．【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、甲状态时，水分子仍然通过跨膜运输进出细胞，A不符合题意；
B、甲→乙变化表明，细胞正在发生质壁分离，其内在的原因是：结构①所示的细胞壁的伸缩性比②所示的原生质层的伸缩性要小，B不符合题意；
C、乙→丙表示细胞在发生质壁分离复原，其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水所致，C符合题意；
D、细胞发生渗透作用至丙状态，因细胞壁的支持和保护作用，一段时间后该细胞不会破裂，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】分析题图，①是细胞壁，②是原生质层，甲细胞处于正常状态，乙处于质壁分离状态，丙处于质壁分离复原状态。
（ 1 ）外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞质壁分离
外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞质壁分离复原
外界溶液浓度=细胞液浓度时就，水分进出细胞处于动态平衡
（ 2 ）质壁分离产生的条件： ①具有大液泡 ②具有细胞壁 ③外界溶液浓度>细胞液浓度
（ 3 ）质壁分离产生的原因： 内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性；外因：外界溶液浓度>细胞液浓度
16．【答案】A,B,D
【知识点】质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，A正确；
B、在0.3g/mL蔗糖溶液中的紫色洋葱外表皮细胞会失水，液泡逐渐减小，颜色变深，B正确；
C、观察植物细胞有丝分裂的实验中，制片后细胞已死亡，不能观察到染色体的动态变化，C错误；
D、酵母菌涂片中有部分酵母菌已死亡，故用台盼蓝染色后，部分被染成蓝色，D正确。
故答案为：ABD。
【分析】高中生物学中的颜色反应：
1、斐林试剂检测可溶性还原糖：还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀。
2、苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ检测脂肪：苏丹Ⅲ+脂肪→橘黄色；苏丹Ⅳ+脂肪→红色。
3、双缩脲试剂检测蛋白质：蛋白质+双缩脲试剂→紫色。
4、碘液检测淀粉：淀粉+碘液→蓝色。
5、DNA的染色与鉴定：DNA+甲基绿→绿色 DNA+二苯胺→蓝色。
6、吡罗红使RNA呈现红色：RNA+吡罗红→红色。
7、台盼蓝使死细胞染成蓝色。
8、线粒体的染色：健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。
9、酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
10、CO2的检测：CO2可以使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿在变黄。
11、染色体（或染色质）的染色：染色体容易被碱性染料（如龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液）染成深色。
17．【答案】A,C,D
【知识点】质壁分离和复原；观察细胞的有丝分裂；测定某种微生物的数量；检测脂肪的实验
【解析】【解答】A、①在观察植物细胞的质壁分离实验中，利用洋葱外表皮细胞、蔗糖溶液作为实验材料，原生质层呈现紫色，可以清晰的可见细胞壁、细胞膜等，但是不能看清楚各个组成部分的结构，A符合题意；
B、②在检测生物组织中的脂肪的实验中，苏丹Ⅲ染液可以将脂肪染成橘黄色，B不符合题意；
C、③有丝分裂各个时期的细胞不一定是正方形的，如正在分裂的末期细胞不是正方形的，C符合题意；
D、④在利用血细胞计数板对酵母菌进行计数时，应该多次计数，求其平均值，D符合题意。
故答案为：ACD
【分析】（1）观察植物细胞的质壁分离的实验原理：①质壁分离的原理：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质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。（2）在观察细胞有丝分裂实验中，不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体会出细胞分裂的连续过程。（3）对酵母菌的计数中，一个视野只计几个小方格的数，而不是计整个计数室的数。
18．【答案】B,D
【知识点】观察线粒体和叶绿体；质壁分离和复原；探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化；检测脂肪的实验
【解析】【解答】A.甲基绿使DNA呈现绿色，虽然叶绿体内有DNA，但是叶绿体本身呈绿色，其形态为扁平的椭球形或球形，因此用高倍显微镜观察叶绿体不需要染色，直接观察即可，A不符合题意；
B.白色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液无色，在蔗糖溶液中加入适量的红墨水使之成为红色后，会使观察到的质壁分离现象更明显，即细胞液无色，但原生质层外为红色，B符合题意；
C.脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色或被苏丹Ⅳ染液染成红色，龙胆紫等碱性染料可将染色体染成深色，因此检测花生子叶中脂肪时，不能用龙胆紫溶液对子叶切片进行染色，龙胆紫染液为染染色体的，C不符合题意；
D.活细胞的细胞膜有控制物质进出细胞的能力，其细胞膜可以阻止活细胞所不需要的台盼蓝染色剂进入，因此活细胞不能被台盼蓝染成蓝色，而当细胞死亡后，细胞膜的选择透过性丧失，台盼蓝染色剂才能进入细胞，因此被染成蓝色的均为死细胞，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】（1）高中生物涉及到的染色剂：
①可溶性还原糖→斐林试剂→水浴加热→砖红色沉淀或可溶性还原糖→班氏试剂→砖红色沉淀
②蛋白质→双缩脲试剂→紫色反应
③脂肪→苏丹III→橙黄色或：脂肪→苏丹IV→红色
④线粒体→健那绿活性染色剂→绿色
⑤RNA→吡罗红→红色
⑥DNA→甲基绿→绿色或DNA→二苯胺→水浴加热→蓝色
⑦淀粉→碘液→蓝色
⑧染色体→醋酸洋红→红色或：染色体→龙胆紫→紫色
⑨酒精→重铬酸钾→墨绿色
（2）叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球形或球形，可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
（3）具有中央液泡的成熟的植物细胞，当原生质层两侧的溶液具有浓度差、且外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，导致细胞壁与原生质层逐渐分离，即发生质壁分离，此时原生质层与细胞壁的间隙充满了外界溶液。
（4）活细胞的细胞膜对物质进出细胞具有选择透过性；细胞死亡后，细胞膜的选择透过性丧失。
19．【答案】（1）转录；tRNA
（2）类囊体；【H】；C5（五碳化合物）
（3）①②③④
（4）吸水涨破
【知识点】光合作用的过程和意义；影响光合作用的环境因素；渗透作用；遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）DNA的遗传信息到RNA上通过的过程是转录，转录完成后再通过核糖体上的翻译形成小亚基。大亚基基因表达过程中需要一种mRNA，61种tRNA，故需要RNA种类最多的是tRNA。
（2）光合作用过程中合成ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。光合作用时作为还原剂的为[H]。在卡尔文循环中需要循环的物质为C5和ATP，所以该空填C5。
（3）①外界环境的CO2浓度，直接影响二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故①符合题意
②叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的[H]和ATP，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故②符合题意；
③磷酸根离子浓度，直接影响ATP的合成，间接影响C3的还原以及C3-II输出速度，进而影响C5的浓度，故③符合题意；
④酶R催化X与02结合产生C2化合物的强弱；直接影响酶R催化二氧化碳的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故④符合题意；
（4）光合作用合成的糖类，如以大量可溶性糖的形式存在，则叶绿体的的渗透压会增大，从外界环境中吸水，导致叶绿体吸水涨破。
故答案为： (1). 转录 tRNA; (2). 类囊体薄膜 [H] .C5（五碳化合物）;(3). ①②③④; (4).吸水涨破
【分析】（1）转录翻译的比较
（2）光合作用相关知识点
20．【答案】（1）增强
（2）降低；气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
（3）取ABA缺失突变体植株，在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
【知识点】影响光合作用的环境因素；渗透作用
【解析】【解答】（1）由题意知经干旱处理后，植物根细胞中溶质浓度增大，所以该植物根细胞的吸水能力将增强。
（2）由题意知干旱处理后叶片气孔开度减小，所以CO2吸收量减少，光合作用速率会降低
（3）取ABA缺失突变体植株，在正常情况下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱情况下，一组进行ABA处理，另一组做对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变.。
故答案为：（1）增强 （2）降低 叶片气孔导度减小，CO2吸收量减少，所以光合速率下降
（3）取ABA缺失突变体植株，在正常情况下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱情况下，一组进行ABA处理，另一组做对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变.。
【分析】（1）植物根部吸水主要靠主动运输吸收大量无机盐，使得自身细胞的浓度大于土壤浓度，从而让水顺浓度梯度运输进入细胞，所以细胞浓度越大，吸收能力越强。
（2）叶片气孔导度直接决定了可以从空气中吸收的CO2的量。
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