（山东专版）考典7 细胞的吸水和失水2026届《考典·高考·生物学》五年真题一模 （含解析）

第二单元　细胞代谢
专题三　细胞的物质输入和输出
考典710细胞的吸水和失水
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年一考）
1.(2024·山东,4,2分,难度★★)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是 ( )
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用
答案：B
解析：细胞失水过程中,细胞液浓度增大,渗透压升高,A项正确。干旱环境下进行光合作用的外层细胞主要合成的是单糖,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,一方面可以使外层细胞的光合产物迅速转移到内部薄壁细胞,减少外层细胞单糖的积累,减弱产物对光合作用的抑制;另一方面内部薄壁细胞中单糖合成多糖的过程产生水,使外层细胞的细胞液浓度高于内部薄壁细胞,外层细胞可以从内部薄壁细胞中获得水分,有利于外层细胞的光合作用,B项错误,D项正确。失水比例相同的情况下,由于内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大,不易发生质壁分离,外层细胞更易发生质壁分离,C项正确。
2.(2023·全国甲,4,6分,难度★★★)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( )
答案：C
解析：用30%蔗糖溶液处理后,细胞失水导致原生质体和液泡的体积都减小,细胞液浓度增大;用清水处理后,细胞吸水,原生质体和液泡的体积都会增大,细胞液浓度减小,A、B两项错误。当蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,原生质体和液泡的体积减小,细胞液浓度增大,C项正确,D项错误。
(2023·重庆,7,3分,难度★★)某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤,袋内溶液逐渐变为蓝色;当a为②、b为③,水浴(55 ℃)后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是(C)
编号 试剂
① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液
② 质量分数为5%的葡萄糖溶液
③ 斐林试剂
④ 淀粉酶溶液
⑤ 碘溶液(棕红色)
A.若a为①+②、b为③,水浴后透析袋外最终会出现砖红色
B.若a为①+②、b为⑤,透析袋外的溶液最终会出现蓝色
C.若a为①+④、b为⑤,透析袋内的溶液最终会出现棕红色
D.若a为①+④、b为③,水浴后透析袋内最终会出现砖红色
解析 若a为①+②(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+质量分数为5%的葡萄糖溶液)、b为③斐林试剂,由于葡萄糖和斐林试剂都不能透过透析袋,因此水浴后透析袋外不会出现砖红色,A错误;若a为①+②(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+质量分数为5%的葡萄糖溶液)、b为⑤碘溶液,由于淀粉不能透过透析袋,所以透析袋外的溶液不含淀粉,不会出现蓝色,B错误;若a为①+④(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+淀粉酶溶液),b为⑤碘溶液,由于淀粉酶可以将淀粉水解,透析袋内不含淀粉,碘溶液进入透析袋内,最终会出现棕红色,C正确;若a为①+④(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+淀粉酶溶液),b为③斐林试剂,淀粉被淀粉酶水解为还原糖,但还原糖和斐林试剂都不能透过透析袋,所以透析袋的内外都不会出现砖红色,D错误。
4.(2022·全国甲,2,6分,难度★)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 (C)
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
解析 由题干信息可知,水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化,则其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度;细胞b体积增大,则其细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;细胞c发生了质壁分离,则其细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。因此水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,A、B两项合理。由题意可知,水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化,说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等。水分交换达到平衡时,虽然细胞内外溶液浓度相等,但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小,因此,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项不合理。细胞c发生了质壁分离,水分交换达到平衡时,其细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等,D项合理。
5.(2022·湖南,10,2分,难度★★)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌,其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是(A)
A.甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离,表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L
B.乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C.该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D.若将该菌先65 ℃水浴灭活后,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化
解析 根据甲组中原生质体的表面积随培养时间的增加而增大,说明甲组细胞吸水,细胞质浓度大于0.3 mol/L NaCl溶液的浓度,但细胞中NaCl浓度不确定,A项错误;乙、丙两组中原生质体的体积缩小,细胞失水,所以会发生质壁分离现象,解除处理后由于细胞能吸收葡萄糖,所以会发生质壁分离复原,B项正确;该菌正常生长,细胞由小变大,可导致原生质体表面积增加,该菌吸水也会导致原生质体表面积增加,C项正确;若将该菌先65 ℃水浴灭活,细胞膜失去选择透过性,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化,D项正确。
6.(2022·湖北,4,2分,难度★)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是(B)
A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀
B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小
C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀
D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
解析 水可以通过水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞,也可以直接通过细胞膜以自由扩散的方式进出细胞。经AgNO3处理的红细胞,水通道蛋白失去活性,但水可以通过自由扩散的方式进出细胞。经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀,在高渗蔗糖溶液中会失水变小,A项正确,B项错误;未经AgNO3处理的红细胞,水可以通过水通道蛋白快速进出细胞,也可以直接通过细胞膜进出细胞。故未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀,在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小,C、D两项正确。
7.(2021·江苏,12,2分,难度★★)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)
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
解析 叶肉细胞有原生质层和大液泡,所以可以发生质壁分离,且细胞质中还含有叶绿体,而洋葱外表皮细胞呈紫色,所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有叶肉细胞,也不影响实验结果,A项正确;显微镜的使用方法是先用低倍镜观察,再用高倍镜观察,B项错误;为尽快观察到质壁分离现象,应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,重复几次,洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中,C项错误;紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡,那些无色的细胞应该是鳞茎细胞,不是鳞片叶外表皮细胞,D项错误。
8.(2021·湖南,3,2分,难度★)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 (D)
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.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
解析 施肥过多使土壤溶液浓度过高,根毛细胞失水发生质壁分离引起“烧苗”,A项正确;质壁分离过程中,原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,会发生细胞膜局部或全部脱离细胞壁,B项正确;质壁分离复原过程中,细胞液的浓度逐渐降低,细胞的吸水能力也逐渐降低,C项正确;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,1 mol/L NaCl溶液中的溶质微粒多于1 mol/L蔗糖溶液中的溶质微粒,因此1 mol/L NaCl溶液渗透压较高,D项错误。
9.(2021·广东,13,4分,难度★★★)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,下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是 (A)
A.比较保卫细胞细胞液浓度,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
解析 由题图可知,用蔗糖溶液①处理保卫细胞后,细胞的气孔开度变化不大,说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近,保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后,细胞的气孔开度变大,说明细胞吸水,保卫细胞的细胞液浓度下降,因此③处理后保卫细胞细胞液浓度<①处理后保卫细胞细胞液浓度,A项错误,C项正确。用蔗糖溶液②处理细胞后,细胞的气孔开度变小,说明细胞失水,可观察到质壁分离现象,B项正确。由以上分析可知,蔗糖溶液①可以近似为保卫细胞的等渗溶液,蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液,蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液,故三种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D项正确。
10.(2021·重庆,20,2分,难度★★)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
解析 由题图可知,T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞发生质壁分离,即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁,A项正确;各组蔗糖溶液中,水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液,只是少于水分子从细胞液进入蔗糖溶液,B项错误;T1和T2组部分细胞能发生质壁分离,说明质壁分离的细胞是活细胞,若经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原,C项正确;T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离复原的细胞逐渐增多,质壁分离的细胞比例可能下降,D项正确。
11.(2020·全国2,5,6分,难度★★)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入质量浓度(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、乙两组溶液的质量浓度,发现甲组中甲糖溶液的质量浓度升高。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(D)
A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液的质量浓度升高
B.若测得乙糖溶液的质量浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零
C.若测得乙糖溶液的质量浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D.若测得乙糖溶液的质量浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
解析 由题干可知,甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍,且甲、乙两组溶液的质量浓度相等,故甲糖溶液的物质的量浓度低于乙糖溶液,即甲糖溶液的渗透压小于乙糖溶液。甲糖溶液的质量浓度升高,说明叶细胞吸收了甲糖溶液中的水分,A项正确;若测得乙糖溶液的质量浓度不变,则说明乙糖溶液和叶细胞的水分进出达到平衡,B项正确;若测得乙糖溶液的质量浓度降低,则说明乙糖溶液的浓度高于细胞液浓度,叶肉细胞失水,发生质壁分离,C项正确;若测得乙糖溶液的质量浓度升高,则说明乙糖溶液的浓度低于细胞液浓度,叶细胞吸水,但由于甲糖溶液的渗透压低于乙糖溶液,故叶细胞的净吸水量乙组小于甲组,D项错误。
两种方法判断细胞的吸水和失水
(1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断:当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水;当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水;当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时,细胞失水量和吸水量相等,处于动态平衡。
(2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断:若重量增加或长度变长,则吸水;反之则失水。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
（二年零考）
C、山东考题原创预测
【命题趋势】
1. 情境设计：结合盐碱地治理、基因编辑作物、沙漠植物耐旱性等社会热点，体现“学以致用”。
2. 图表应用：通过坐标图、数据表格考查信息提取与逻辑推理能力。
3. 实践导向：实验设计题侧重变量控制、结果预测和结论推导，体现科学探究素养。
（一）单项选择题
1.（实验设计情境）某同学用紫色洋葱鳞片叶进行质壁分离实验时，发现0.3g/mL蔗糖溶液中细胞未发生质壁分离。可能的原因是（ ）
A. 细胞死亡，原生质层失去选择透过性
B. 蔗糖分子通过主动运输进入细胞
C. 细胞液浓度高于外界溶液
D. 细胞壁被酶分解
答案：A
解析：若细胞死亡，原生质层失去选择透过性，就无法阻止蔗糖溶液进入细胞，细胞不会发生质壁分离，A选项正确。蔗糖分子属于二糖，不能通过主动运输进入细胞，B选项错误。在 0.3g/mL 蔗糖溶液中,紫色洋葱鳞片叶细胞液浓度低于外界溶液浓度时，细胞会失水，会发生质壁分离，C选项错误。实验过程中细胞壁没有被酶分解，D选项错误。
2.（渗透作用与细胞形态）将形态相同的洋葱表皮细胞分别置于不同浓度蔗糖溶液中，测得细胞长度变化如图。下列说法错误的是（ ）
A. 初始细胞液浓度对应曲线拐点前的某一浓度
B. 细胞在e点浓度时无水分子进出细胞
C. a点浓度时细胞吸水能力大于c点
D. 实验后可测定c点浓度细胞的细胞液浓度范围
答案：B
解析：在曲线的拐点之前，细胞长度逐渐增加，说明细胞在吸水，这意味着初始细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度，所以初始细胞液浓度对应曲线拐点前的某一浓度，A选项正确。细胞在e点浓度时，细胞长度不再发生变化，此时水分子进出细胞处于动态平衡，而不是无水分子进出细胞，B选项错误。a 点时细胞失水比 c 点多，细胞液浓度更高，所以吸水能力更强，C选项正确。c 点时细胞处于质壁分离状态，实验后可以通过一系列方法测定 c 点浓度细胞的细胞液浓度范围，比如将其置于不同浓度的蔗糖溶液中，观察细胞的状态变化等，D选项正确。
3.（动物细胞吸水）哺乳动物红细胞在低渗溶液中会涨破，但加入少量皂苷（破坏膜结构）后涨破时间缩短。对此解释合理的是（ ）
A. 皂苷提高了红细胞的吸水速率
B. 皂苷增大了细胞膜对水的通透性
C. 皂苷抑制了细胞膜的主动运输
D. 皂苷破坏了细胞膜的流动性
答案：B
解析：红细胞在低渗溶液中吸水是通过自由扩散，其吸水速率主要取决于细胞内外的浓度差以及细胞膜对水的通透性等因素，皂苷不是提高了红细胞的吸水速率，而是增大了细胞膜对水的通透性，从而使细胞涨破时间缩短，A错误，B正确。题干中并未涉及主动运输相关内容，且细胞在低渗溶液中吸水是自由扩散，与主动运输无关，C错误。皂苷破坏了膜结构，主要是增大了细胞膜对水的通透性，而不是直接破坏细胞膜的流动性，且细胞膜流动性的改变不一定能直接导致细胞涨破时间缩短，D错误。
4.（植物水势测定）小液流法测定植物叶片细胞液浓度的原理是：将植物组织放入一系列不同浓度的蔗糖溶液中，当植物细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等时，细胞既不吸水也不失水，此时蔗糖溶液的浓度即为细胞液浓度。采用小液流法测定植物叶片细胞液浓度时，若甲组蔗糖溶液浓度梯度为0.1~0.5mol/L，乙组为0.3~0.7mol/L，发现甲组未找到悬浮液滴，乙组液滴在0.5mol/L时悬浮。推测实际细胞液浓度可能为（ ）
A. 0.25mol/L B. 0.45mol/L C. 0.55mol/L D. 0.65mol/L
答案：C
解析：甲组蔗糖溶液浓度梯度为 0.1 0.5mol/L ，未找到悬浮液滴，说明细胞液浓度不在这个范围内，且大于 0.5mol/L 。乙组蔗糖溶液浓度梯度为 0.3 0.7mol/L ，液滴在 0.5mol/L 时悬浮，说明细胞液浓度在乙组浓度范围内，且等于 0.5mol/L 。综合两组实验结果，推测实际细胞液浓度可能为 0.55mol/L ，因为在甲组中未找到悬浮液滴，说明细胞液浓度大于 0.5mol/L ，而在乙组中 0.5mol/L 时液滴悬浮，说明细胞液浓度接近 0.5mol/L ， 0.55mol/L 符合这一推测。
5.（农业生产情境）盐碱地中普通农作物易出现“烧苗”现象，而海水稻能通过调节细胞液浓度适应高盐环境。下列叙述错误的是（ ）
A.盐碱地土壤溶液浓度过高导致根细胞渗透失水
B.海水稻根部细胞液浓度始终高于土壤溶液浓度
C.“烧苗”现象与细胞质壁分离后无法复原有关
D.海水稻细胞膜上离子载体蛋白的种类和数量可能更丰富
答案：B
解析：盐碱地中土壤溶液浓度大于根细胞液浓度时，根细胞会通过渗透作用失水，A正确。在一定范围内，当外界环境盐分浓度过高时，海水稻细胞可能会出现短暂的失水情况，但会通过自身的调节机制来逐渐平衡，而不是始终保持细胞液浓度高于土壤溶液浓度，B错误。普通农作物细胞过度失水发生质壁分离，且由于外界溶液浓度过高，细胞失水过多，导致细胞质壁分离后无法复原，从而影响细胞的正常生理功能，最终导致植物死亡，C正确。海水稻能适应高盐环境，可能是其细胞膜上离子载体蛋白的种类和数量更丰富，这样可以更有效地吸收和运输离子，调节细胞内的离子浓度，从而维持细胞的正常生理功能和渗透压平衡，D正确。
6.（实验数据分析）将同一紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别置于四种不同浓度的蔗糖溶液中，测定原生质体体积随时间的变化，结果如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 曲线①对应的蔗糖溶液浓度最高，细胞最终因过度失水而死亡
B. 曲线②变化过程中，细胞液浓度始终小于外界蔗糖溶液浓度
C. 曲线③对应的蔗糖溶液浓度与细胞液浓度相等，水分进出处于动态平衡
D. 曲线④说明细胞通过主动运输吸收蔗糖分子，导致原生质体体积增大
答案：C
解析：曲线①原生质体体积持续减小至稳定，说明细胞失水发生质壁分离，但体积稳定后细胞仍存活（若死亡则可能因膜通透性改变导致体积变化），A错误。曲线②体积先减小后略有回升，可能因细胞在失水过程中主动调节渗透压或蔗糖分子部分进入细胞，但无法推断细胞液浓度始终小于外界溶液浓度，B错误。曲线③原生质体体积不变，说明细胞内外溶液浓度相等，水分交换达到动态平衡， C正确。曲线④体积增大说明细胞吸水（外界溶液浓度低于细胞液浓度），但无法判断蔗糖分子通过细胞膜进入细胞，D错误。
7.（实验情境分析）将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸入甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后观察到：甲溶液中细胞未发生明显变化，乙溶液中细胞发生质壁分离，丙溶液中细胞失水后质壁分离自动复原。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 甲溶液的浓度等于细胞液浓度，细胞水分进出平衡
B. 乙溶液中的细胞因渗透失水导致原生质体体积逐渐缩小
C. 丙溶液中可能加入了能主动运输的溶质（如KNO ），使细胞液浓度先降后升
D. 实验表明植物细胞原生质层的伸缩性小于细胞壁
答案：D
解析：将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸入甲溶液中，细胞未发生明显变化，说明甲溶液的浓度等于细胞液浓度，细胞水分进出处于平衡状态，A正确。乙溶液中细胞发生质壁分离，是因为细胞液浓度小于乙溶液浓度，细胞通过渗透作用失水，导致原生质体体积逐渐缩小，B正确。丙溶液中细胞失水后质壁分离自动复原，说明细胞能吸收溶液中的溶质，使细胞液浓度升高，细胞重新吸水而发生质壁分离复原，可能加入了能主动运输的溶质如KNO 等，但细胞液浓度是先降后升，C正确。植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁，而不是小于细胞壁，D错误。
（二）不定项选择题（每题3分，少选得1分，错选不得分）
8.（数据表格分析）将形状相同的萝卜条A、B浸入不同浓度蔗糖溶液，30分钟后质量变化如下表：
溶液浓度（mol/L） 萝卜条A质量变化（%） 萝卜条B质量变化（%）
0.2 +8 -5
0.3 -3 -12
下列推断正确的是（ ）
A. 萝卜条A细胞液浓度约为0.3 mol/L
B. 0.2 mol/L时B细胞渗透失水
C. 萝卜条A细胞液浓度高于B
D. 0.3 mol/L溶液中A细胞可能死亡
答案：BC
解析：萝卜条 A 在 0.2mol/L 的蔗糖溶液中质量增加，在 0.3mol/L 的蔗糖溶液中质量减少，说明萝卜条 A 细胞液浓度介于 0.2mol/L 和 0.3mol/L 之间，而不是约为 0.3mol/L，A 错误。在 0.2mol/L 时，萝卜条 B 质量变化为 - 5%，说明 B 细胞在该浓度溶液中渗透失水，B 正确。萝卜条 A 在 0.2mol/L 的蔗糖溶液中吸水，而萝卜条 B 在 0.2mol/L 的蔗糖溶液中失水，说明萝卜条 A 细胞液浓度高于 0.2mol/L，萝卜条 B 细胞液浓度低于 0.2mol/L，所以萝卜条 A 细胞液浓度高于 B，C 正确。在 0.3mol/L 溶液中，萝卜条 A 质量减少，说明细胞在失水，但不能据此判断 A 细胞可能死亡，因为细胞在一定时间内处于失水状态并不意味着细胞已经死亡，D 错误。
9.（机制分析）植物细胞通过调节液泡膜上的H 泵维持渗透压。下列因素会直接影响细胞吸水能力的是（ ）
A. 液泡内H 浓度梯度
B. 细胞壁的弹性大小
C. 外界溶液氧气含量
D. 转运蛋白的种类
10.紫色洋葱鳞片叶是观察植物细胞质壁分离的常用实验材料．为拓展该实验材料的来源，兴趣小组选择几种有色叶片进行了探究，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（ ）
材料 取材部位 颜色 细胞重叠度 质量分数10%KNO3处理后效果 质量分数30%蔗糖处理后效果
虎耳草叶片 下表皮 紫红色 极易得到单层 很明显 很明显
紫甘蓝叶片 上、下表皮 蓝紫色 较易得到单层 很明显 很明显
紫色洋葱鳞片叶 外衣皮 紫红色 不易得到单层 很明显 很明显
A. 各种叶片发生质壁分离的外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度
B. 各种叶片发生质壁分离的过程中、细胞的吸水能力都逐渐减弱
C. 质量分数10%KNO3处理后各种叶片均能观察到质壁分离复原
D. 相较于紫色洋葱鳞片叶，选择虎耳草叶片进行实验时更易操作
11.原生质体长度与细胞长度的比值（M值）可在一定程度上反映细胞质壁分离程度。常温下洋葱鳞片叶细胞M值约为41%，而4℃低温处理的洋葱鳞片叶细胞M值为80%，常温下和4℃低温处理的葫芦藓叶片细胞M值分别为40%和87%。下列相关叙述正确的是（ ）
A. M值越大说明细胞失水越少，细胞质壁分离程度越小，两者呈负相关
B. 两种细胞在4℃低温处理下的细胞质壁分离程度均显著低于常温下的处理
C. 常温处理的植物细胞失水速率加快，导致细胞质壁分离程度增大，甚至死亡
D. 低温处理植物细胞后，细胞中的自由水大量转化为结合水，使细胞液浓度增大，以适应低温环境
（三）非选择题
12.（植物细胞吸水的数学模型）将某植物细胞置于浓度梯度变化的蔗糖溶液中，测得细胞体积变化如图。
（1）D-E段细胞体积变化缓慢的原因是________。
（2）B点时细胞液浓度________外界溶液浓度。
（3）若在E点加入清水，细胞体积能否恢复至100%？________，判断依据是________。
答案：
（1）细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差逐渐减小，细胞壁伸缩性较小，限制细胞过度失水
（2）等于
（3）可能恢复至100%；E点时如果细胞尚未因过度失水而失去活性，加入清水后，细胞会通过渗透作用吸水，细胞体积会逐渐增大可能恢复到初始的100% 状态；如果细胞在高浓度蔗糖溶液中放置时间过长，因失水过多而死亡，加入清水，细胞也无法恢复
解析：（1）在D-E段细胞处于质壁分离状态，随着细胞失水，细胞液浓度不断升高，外界蔗糖溶液浓度不断降低，二者浓度差逐渐减小，导致细胞失水速率逐渐变慢。同时，由于细胞壁的伸缩性有限，对细胞的进一步收缩起到阻碍作用，限制了细胞体积的缩小，因此细胞体积变化缓慢。
（2）B点时，细胞体积不发生变化，此时细胞内外水分子进出达到动态平衡，所以细胞液浓度等于外界溶液浓度。
（3）在E点时细胞处于质壁分离状态，如果细胞尚未因过度失水而失去活性，加入清水后，外界溶液浓度低于细胞液浓度，细胞会通过渗透作用吸水，原生质层会逐渐恢复到原来的状态，细胞体积也会逐渐增大，有可能恢复到初始的100% 状态。然而，如果细胞在高浓度蔗糖溶液中放置时间过长，已经因失水过多而死亡，那么即使加入清水，细胞也无法恢复，所以答案是可能恢复至100%。
13.（实验设计与分析）材料：科研人员为探究盐胁迫对小麦幼苗根系吸水的影响，用不同浓度NaCl溶液处理幼苗，测定根细胞中可溶性糖和脯氨酸的含量变化，结果如下：
NaCl浓度（mmol/L） 可溶性糖（mg/g） 脯氨酸（μg/g）
0 12.3 15.2
100 18.7 34.8
200 25.4 72.1
（1）高浓度NaCl导致根细胞渗透失水，可通过观察________现象判断。
（2）据表分析，盐胁迫下小麦通过积累可溶性糖和脯氨酸的意义是________。
（3）若将200 mmol/L处理后的根细胞置于清水，发现其无法恢复正常形态，原因是________。
（4）请设计实验验证脯氨酸能增强植物耐盐性（写出实验思路）：________。
答案：（1）质壁分离
（2）提高细胞液浓度，增强吸水能力
（3）细胞过度失水导致死亡（原生质层失去选择透过性）
（4）将小麦幼苗均分为两组，实验组添加脯氨酸处理，对照组不加，用相同浓度NaCl处理，比较细胞质壁分离程度（或各组幼苗的生长状况，如株高、叶片颜色、萎蔫程度等）
解析：（1）当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，植物细胞会失水，原生质层与细胞壁分离，出现质壁分离现象。
（2）据表分析，在外界 NaCl 浓度较高的情况下，小麦根细胞内可溶性糖和脯氨酸含量增加，使细胞液浓度升高，细胞与外界溶液的浓度差减小，细胞能减少失水甚至保持一定的吸水能力，维持细胞的正常生理功能，从而提高小麦对盐胁迫的耐受性。
（3）若将 200mmol/L 处理后的根细胞置于清水，发现其无法恢复正常形态，原因是高浓度的 NaCl 处理使细胞失水过多，可能导致细胞过度失水而死亡，原生质层失去选择透过性，无法再发生质壁分离复原。
（4）实验思路如下：实验材料：生长状况相似的同种植物幼苗若干、一定浓度的 NaCl 溶液、含脯氨酸的培养液等。
实验分组：将植物幼苗平均分成两组，分别标记为 A、B；A 组为对照组，在正常培养液中培养。B 组在含一定浓度 NaCl 溶液但添加浓度脯氨酸的培养液中培养。
培养与观察：将两组的幼苗放在相同且适宜的环境条件下培养一段时间。观察并记录各组幼苗的生长状况，如株高、叶片颜色、萎蔫程度等；也可测定相关生理指标，如根系活力、叶片相对含水量、丙二醛含量等，以判断植物的耐盐性。
【附】2015-2019年高考
1.(2019·浙江,9,2分,难度★)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是 (C)
A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在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
C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
解析 红细胞无细胞壁,在高于0.9%NaCl溶液中会失水皱缩,A项错误;0.9%NaCl溶液与哺乳动物红细胞的细胞内液是等渗溶液,水分子进出细胞平衡,B项错误;在低于0.9% NaCl溶液中,红细胞吸水膨胀甚至因吸水过多而涨破,C项正确;渗透是水分子穿过半透膜从低浓度处向高浓度扩散的现象,D项错误。
参考答案与详细解析
考典710细胞的吸水和失水
A、五年高考真题（2020-2024）
（山东五年一考）
1.(2024·山东,4,2分,难度★★)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是 ( )
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用
答案：B
解析：细胞失水过程中,细胞液浓度增大,渗透压升高,A项正确。干旱环境下进行光合作用的外层细胞主要合成的是单糖,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,一方面可以使外层细胞的光合产物迅速转移到内部薄壁细胞,减少外层细胞单糖的积累,减弱产物对光合作用的抑制;另一方面内部薄壁细胞中单糖合成多糖的过程产生水,使外层细胞的细胞液浓度高于内部薄壁细胞,外层细胞可以从内部薄壁细胞中获得水分,有利于外层细胞的光合作用,B项错误,D项正确。失水比例相同的情况下,由于内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大,不易发生质壁分离,外层细胞更易发生质壁分离,C项正确。
2.(2023·全国甲,4,6分,难度★★★)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( )
答案：C
解析：用30%蔗糖溶液处理后,细胞失水导致原生质体和液泡的体积都减小,细胞液浓度增大;用清水处理后,细胞吸水,原生质体和液泡的体积都会增大,细胞液浓度减小,A、B两项错误。当蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,原生质体和液泡的体积减小,细胞液浓度增大,C项正确,D项错误。
(2023·重庆,7,3分,难度★★)某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤,袋内溶液逐渐变为蓝色;当a为②、b为③,水浴(55 ℃)后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是(C)
编号 试剂
① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液
② 质量分数为5%的葡萄糖溶液
③ 斐林试剂
④ 淀粉酶溶液
⑤ 碘溶液(棕红色)
A.若a为①+②、b为③,水浴后透析袋外最终会出现砖红色
B.若a为①+②、b为⑤,透析袋外的溶液最终会出现蓝色
C.若a为①+④、b为⑤,透析袋内的溶液最终会出现棕红色
D.若a为①+④、b为③,水浴后透析袋内最终会出现砖红色
解析 若a为①+②(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+质量分数为5%的葡萄糖溶液)、b为③斐林试剂,由于葡萄糖和斐林试剂都不能透过透析袋,因此水浴后透析袋外不会出现砖红色,A错误;若a为①+②(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+质量分数为5%的葡萄糖溶液)、b为⑤碘溶液,由于淀粉不能透过透析袋,所以透析袋外的溶液不含淀粉,不会出现蓝色,B错误;若a为①+④(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+淀粉酶溶液),b为⑤碘溶液,由于淀粉酶可以将淀粉水解,透析袋内不含淀粉,碘溶液进入透析袋内,最终会出现棕红色,C正确;若a为①+④(质量分数为3%的可溶性淀粉溶液+淀粉酶溶液),b为③斐林试剂,淀粉被淀粉酶水解为还原糖,但还原糖和斐林试剂都不能透过透析袋,所以透析袋的内外都不会出现砖红色,D错误。
4.(2022·全国甲,2,6分,难度★)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 (C)
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
解析 由题干信息可知,水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化,则其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度;细胞b体积增大,则其细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;细胞c发生了质壁分离,则其细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。因此水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,A、B两项合理。由题意可知,水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化,说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等。水分交换达到平衡时,虽然细胞内外溶液浓度相等,但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小,因此,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项不合理。细胞c发生了质壁分离,水分交换达到平衡时,其细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等,D项合理。
5.(2022·湖南,10,2分,难度★★)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌,其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是(A)
A.甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离,表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L
B.乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C.该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D.若将该菌先65 ℃水浴灭活后,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化
解析 根据甲组中原生质体的表面积随培养时间的增加而增大,说明甲组细胞吸水,细胞质浓度大于0.3 mol/L NaCl溶液的浓度,但细胞中NaCl浓度不确定,A项错误;乙、丙两组中原生质体的体积缩小,细胞失水,所以会发生质壁分离现象,解除处理后由于细胞能吸收葡萄糖,所以会发生质壁分离复原,B项正确;该菌正常生长,细胞由小变大,可导致原生质体表面积增加,该菌吸水也会导致原生质体表面积增加,C项正确;若将该菌先65 ℃水浴灭活,细胞膜失去选择透过性,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化,D项正确。
6.(2022·湖北,4,2分,难度★)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是(B)
A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀
B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小
C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀
D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
解析 水可以通过水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞,也可以直接通过细胞膜以自由扩散的方式进出细胞。经AgNO3处理的红细胞,水通道蛋白失去活性,但水可以通过自由扩散的方式进出细胞。经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀,在高渗蔗糖溶液中会失水变小,A项正确,B项错误;未经AgNO3处理的红细胞,水可以通过水通道蛋白快速进出细胞,也可以直接通过细胞膜进出细胞。故未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀,在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小,C、D两项正确。
7.(2021·江苏,12,2分,难度★★)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)
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
解析 叶肉细胞有原生质层和大液泡,所以可以发生质壁分离,且细胞质中还含有叶绿体,而洋葱外表皮细胞呈紫色,所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有叶肉细胞,也不影响实验结果,A项正确;显微镜的使用方法是先用低倍镜观察,再用高倍镜观察,B项错误;为尽快观察到质壁分离现象,应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,重复几次,洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中,C项错误;紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡,那些无色的细胞应该是鳞茎细胞,不是鳞片叶外表皮细胞,D项错误。
8.(2021·湖南,3,2分,难度★)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 (D)
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.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
解析 施肥过多使土壤溶液浓度过高,根毛细胞失水发生质壁分离引起“烧苗”,A项正确;质壁分离过程中,原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,会发生细胞膜局部或全部脱离细胞壁,B项正确;质壁分离复原过程中,细胞液的浓度逐渐降低,细胞的吸水能力也逐渐降低,C项正确;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,1 mol/L NaCl溶液中的溶质微粒多于1 mol/L蔗糖溶液中的溶质微粒,因此1 mol/L NaCl溶液渗透压较高,D项错误。
9.(2021·广东,13,4分,难度★★★)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,下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是 (A)
A.比较保卫细胞细胞液浓度,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
解析 由题图可知,用蔗糖溶液①处理保卫细胞后,细胞的气孔开度变化不大,说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近,保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后,细胞的气孔开度变大,说明细胞吸水,保卫细胞的细胞液浓度下降,因此③处理后保卫细胞细胞液浓度<①处理后保卫细胞细胞液浓度,A项错误,C项正确。用蔗糖溶液②处理细胞后,细胞的气孔开度变小,说明细胞失水,可观察到质壁分离现象,B项正确。由以上分析可知,蔗糖溶液①可以近似为保卫细胞的等渗溶液,蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液,蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液,故三种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D项正确。
10.(2021·重庆,20,2分,难度★★)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
解析 由题图可知,T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞发生质壁分离,即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁,A项正确;各组蔗糖溶液中,水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液,只是少于水分子从细胞液进入蔗糖溶液,B项错误;T1和T2组部分细胞能发生质壁分离,说明质壁分离的细胞是活细胞,若经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原,C项正确;T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离复原的细胞逐渐增多,质壁分离的细胞比例可能下降,D项正确。
11.(2020·全国2,5,6分,难度★★)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入质量浓度(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、乙两组溶液的质量浓度,发现甲组中甲糖溶液的质量浓度升高。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(D)
A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液的质量浓度升高
B.若测得乙糖溶液的质量浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零
C.若测得乙糖溶液的质量浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D.若测得乙糖溶液的质量浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
解析 由题干可知,甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍,且甲、乙两组溶液的质量浓度相等,故甲糖溶液的物质的量浓度低于乙糖溶液,即甲糖溶液的渗透压小于乙糖溶液。甲糖溶液的质量浓度升高,说明叶细胞吸收了甲糖溶液中的水分,A项正确;若测得乙糖溶液的质量浓度不变,则说明乙糖溶液和叶细胞的水分进出达到平衡,B项正确;若测得乙糖溶液的质量浓度降低,则说明乙糖溶液的浓度高于细胞液浓度,叶肉细胞失水,发生质壁分离,C项正确;若测得乙糖溶液的质量浓度升高,则说明乙糖溶液的浓度低于细胞液浓度,叶细胞吸水,但由于甲糖溶液的渗透压低于乙糖溶液,故叶细胞的净吸水量乙组小于甲组,D项错误。
两种方法判断细胞的吸水和失水
(1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断:当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水;当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水;当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时,细胞失水量和吸水量相等,处于动态平衡。
(2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断:若重量增加或长度变长,则吸水;反之则失水。
B、二年山东一模试题（2024-2025）
（二年零考）
C、山东考题原创预测
【命题趋势】
1. 情境设计：结合盐碱地治理、基因编辑作物、沙漠植物耐旱性等社会热点，体现“学以致用”。
2. 图表应用：通过坐标图、数据表格考查信息提取与逻辑推理能力。
3. 实践导向：实验设计题侧重变量控制、结果预测和结论推导，体现科学探究素养。
（一）单项选择题
1.（实验设计情境）某同学用紫色洋葱鳞片叶进行质壁分离实验时，发现0.3g/mL蔗糖溶液中细胞未发生质壁分离。可能的原因是（ ）
A. 细胞死亡，原生质层失去选择透过性
B. 蔗糖分子通过主动运输进入细胞
C. 细胞液浓度高于外界溶液
D. 细胞壁被酶分解
答案：A
解析：若细胞死亡，原生质层失去选择透过性，就无法阻止蔗糖溶液进入细胞，细胞不会发生质壁分离，A选项正确。蔗糖分子属于二糖，不能通过主动运输进入细胞，B选项错误。在 0.3g/mL 蔗糖溶液中,紫色洋葱鳞片叶细胞液浓度低于外界溶液浓度时，细胞会失水，会发生质壁分离，C选项错误。实验过程中细胞壁没有被酶分解，D选项错误。
2.（渗透作用与细胞形态）将形态相同的洋葱表皮细胞分别置于不同浓度蔗糖溶液中，测得细胞长度变化如图。下列说法错误的是（ ）
A. 初始细胞液浓度对应曲线拐点前的某一浓度
B. 细胞在e点浓度时无水分子进出细胞
C. a点浓度时细胞吸水能力大于c点
D. 实验后可测定c点浓度细胞的细胞液浓度范围
答案：B
解析：在曲线的拐点之前，细胞长度逐渐增加，说明细胞在吸水，这意味着初始细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度，所以初始细胞液浓度对应曲线拐点前的某一浓度，A选项正确。细胞在e点浓度时，细胞长度不再发生变化，此时水分子进出细胞处于动态平衡，而不是无水分子进出细胞，B选项错误。a 点时细胞失水比 c 点多，细胞液浓度更高，所以吸水能力更强，C选项正确。c 点时细胞处于质壁分离状态，实验后可以通过一系列方法测定 c 点浓度细胞的细胞液浓度范围，比如将其置于不同浓度的蔗糖溶液中，观察细胞的状态变化等，D选项正确。
3.（动物细胞吸水）哺乳动物红细胞在低渗溶液中会涨破，但加入少量皂苷（破坏膜结构）后涨破时间缩短。对此解释合理的是（ ）
A. 皂苷提高了红细胞的吸水速率
B. 皂苷增大了细胞膜对水的通透性
C. 皂苷抑制了细胞膜的主动运输
D. 皂苷破坏了细胞膜的流动性
答案：B
解析：红细胞在低渗溶液中吸水是通过自由扩散，其吸水速率主要取决于细胞内外的浓度差以及细胞膜对水的通透性等因素，皂苷不是提高了红细胞的吸水速率，而是增大了细胞膜对水的通透性，从而使细胞涨破时间缩短，A错误，B正确。题干中并未涉及主动运输相关内容，且细胞在低渗溶液中吸水是自由扩散，与主动运输无关，C错误。皂苷破坏了膜结构，主要是增大了细胞膜对水的通透性，而不是直接破坏细胞膜的流动性，且细胞膜流动性的改变不一定能直接导致细胞涨破时间缩短，D错误。
4.（植物水势测定）小液流法测定植物叶片细胞液浓度的原理是：将植物组织放入一系列不同浓度的蔗糖溶液中，当植物细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等时，细胞既不吸水也不失水，此时蔗糖溶液的浓度即为细胞液浓度。采用小液流法测定植物叶片细胞液浓度时，若甲组蔗糖溶液浓度梯度为0.1~0.5mol/L，乙组为0.3~0.7mol/L，发现甲组未找到悬浮液滴，乙组液滴在0.5mol/L时悬浮。推测实际细胞液浓度可能为（ ）
A. 0.25mol/L B. 0.45mol/L C. 0.55mol/L D. 0.65mol/L
答案：C
解析：甲组蔗糖溶液浓度梯度为 0.1 0.5mol/L ，未找到悬浮液滴，说明细胞液浓度不在这个范围内，且大于 0.5mol/L 。乙组蔗糖溶液浓度梯度为 0.3 0.7mol/L ，液滴在 0.5mol/L 时悬浮，说明细胞液浓度在乙组浓度范围内，且等于 0.5mol/L 。综合两组实验结果，推测实际细胞液浓度可能为 0.55mol/L ，因为在甲组中未找到悬浮液滴，说明细胞液浓度大于 0.5mol/L ，而在乙组中 0.5mol/L 时液滴悬浮，说明细胞液浓度接近 0.5mol/L ， 0.55mol/L 符合这一推测。
5.（农业生产情境）盐碱地中普通农作物易出现“烧苗”现象，而海水稻能通过调节细胞液浓度适应高盐环境。下列叙述错误的是（ ）
A.盐碱地土壤溶液浓度过高导致根细胞渗透失水
B.海水稻根部细胞液浓度始终高于土壤溶液浓度
C.“烧苗”现象与细胞质壁分离后无法复原有关
D.海水稻细胞膜上离子载体蛋白的种类和数量可能更丰富
答案：B
解析：盐碱地中土壤溶液浓度大于根细胞液浓度时，根细胞会通过渗透作用失水，A正确。在一定范围内，当外界环境盐分浓度过高时，海水稻细胞可能会出现短暂的失水情况，但会通过自身的调节机制来逐渐平衡，而不是始终保持细胞液浓度高于土壤溶液浓度，B错误。普通农作物细胞过度失水发生质壁分离，且由于外界溶液浓度过高，细胞失水过多，导致细胞质壁分离后无法复原，从而影响细胞的正常生理功能，最终导致植物死亡，C正确。海水稻能适应高盐环境，可能是其细胞膜上离子载体蛋白的种类和数量更丰富，这样可以更有效地吸收和运输离子，调节细胞内的离子浓度，从而维持细胞的正常生理功能和渗透压平衡，D正确。
6.（实验数据分析）将同一紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别置于四种不同浓度的蔗糖溶液中，测定原生质体体积随时间的变化，结果如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 曲线①对应的蔗糖溶液浓度最高，细胞最终因过度失水而死亡
B. 曲线②变化过程中，细胞液浓度始终小于外界蔗糖溶液浓度
C. 曲线③对应的蔗糖溶液浓度与细胞液浓度相等，水分进出处于动态平衡
D. 曲线④说明细胞通过主动运输吸收蔗糖分子，导致原生质体体积增大
答案：C
解析：曲线①原生质体体积持续减小至稳定，说明细胞失水发生质壁分离，但体积稳定后细胞仍存活（若死亡则可能因膜通透性改变导致体积变化），A错误。曲线②体积先减小后略有回升，可能因细胞在失水过程中主动调节渗透压或蔗糖分子部分进入细胞，但无法推断细胞液浓度始终小于外界溶液浓度，B错误。曲线③原生质体体积不变，说明细胞内外溶液浓度相等，水分交换达到动态平衡， C正确。曲线④体积增大说明细胞吸水（外界溶液浓度低于细胞液浓度），但无法判断蔗糖分子通过细胞膜进入细胞，D错误。
7.（实验情境分析）将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸入甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后观察到：甲溶液中细胞未发生明显变化，乙溶液中细胞发生质壁分离，丙溶液中细胞失水后质壁分离自动复原。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 甲溶液的浓度等于细胞液浓度，细胞水分进出平衡
B. 乙溶液中的细胞因渗透失水导致原生质体体积逐渐缩小
C. 丙溶液中可能加入了能主动运输的溶质（如KNO ），使细胞液浓度先降后升
D. 实验表明植物细胞原生质层的伸缩性小于细胞壁
答案：D
解析：将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸入甲溶液中，细胞未发生明显变化，说明甲溶液的浓度等于细胞液浓度，细胞水分进出处于平衡状态，A正确。乙溶液中细胞发生质壁分离，是因为细胞液浓度小于乙溶液浓度，细胞通过渗透作用失水，导致原生质体体积逐渐缩小，B正确。丙溶液中细胞失水后质壁分离自动复原，说明细胞能吸收溶液中的溶质，使细胞液浓度升高，细胞重新吸水而发生质壁分离复原，可能加入了能主动运输的溶质如KNO 等，但细胞液浓度是先降后升，C正确。植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁，而不是小于细胞壁，D错误。
（二）不定项选择题（每题3分，少选得1分，错选不得分）
8.（数据表格分析）将形状相同的萝卜条A、B浸入不同浓度蔗糖溶液，30分钟后质量变化如下表：
溶液浓度（mol/L） 萝卜条A质量变化（%） 萝卜条B质量变化（%）
0.2 +8 -5
0.3 -3 -12
下列推断正确的是（ ）
A. 萝卜条A细胞液浓度约为0.3 mol/L
B. 0.2 mol/L时B细胞渗透失水
C. 萝卜条A细胞液浓度高于B
D. 0.3 mol/L溶液中A细胞可能死亡
答案：BC
解析：萝卜条 A 在 0.2mol/L 的蔗糖溶液中质量增加，在 0.3mol/L 的蔗糖溶液中质量减少，说明萝卜条 A 细胞液浓度介于 0.2mol/L 和 0.3mol/L 之间，而不是约为 0.3mol/L，A 错误。在 0.2mol/L 时，萝卜条 B 质量变化为 - 5%，说明 B 细胞在该浓度溶液中渗透失水，B 正确。萝卜条 A 在 0.2mol/L 的蔗糖溶液中吸水，而萝卜条 B 在 0.2mol/L 的蔗糖溶液中失水，说明萝卜条 A 细胞液浓度高于 0.2mol/L，萝卜条 B 细胞液浓度低于 0.2mol/L，所以萝卜条 A 细胞液浓度高于 B，C 正确。在 0.3mol/L 溶液中，萝卜条 A 质量减少，说明细胞在失水，但不能据此判断 A 细胞可能死亡，因为细胞在一定时间内处于失水状态并不意味着细胞已经死亡，D 错误。
9.（机制分析）植物细胞通过调节液泡膜上的H 泵维持渗透压。下列因素会直接影响细胞吸水能力的是（ ）
A. 液泡内H 浓度梯度
B. 细胞壁的弹性大小
C. 外界溶液氧气含量
D. 转运蛋白的种类
答案：ACD
解析：液泡膜上的 H 泵可以将 H 泵入液泡，建立液泡内的 H 浓度梯度，该浓度梯度与细胞的渗透压密切相关。液泡内 H 浓度梯度越大，液泡内的渗透压越高，细胞吸水能力就越强，A符合题意。细胞壁具有全透性，其弹性大小主要影响细胞的形态和对细胞的支持保护作用，并不直接影响细胞的吸水能力，细胞吸水能力主要取决于细胞内外的渗透压，B不符合题意。植物细胞通过渗透作用吸水，主要与细胞内外的渗透压有关，外界溶液氧气含量一般影响细胞的有氧呼吸等代谢过程，对细胞直接吸水能力影响不大，只有在无氧等极端情况下才会间接影响细胞的代谢从而影响细胞吸水相关过程，但不是直接影响因素，C不符合题意。转运蛋白的种类与细胞对各种离子和小分子物质的运输有关，但不是直接决定细胞吸水能力的因素，细胞吸水能力主要由渗透压决定，而不是转运蛋白的种类，转运蛋白对细胞吸水能力的影响是间接的，通过影响细胞内物质浓度进而影响渗透压来影响吸水能力，D不符合题意。
10.紫色洋葱鳞片叶是观察植物细胞质壁分离的常用实验材料．为拓展该实验材料的来源，兴趣小组选择几种有色叶片进行了探究，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（ ）
材料 取材部位 颜色 细胞重叠度 质量分数10%KNO3处理后效果 质量分数30%蔗糖处理后效果
虎耳草叶片 下表皮 紫红色 极易得到单层 很明显 很明显
紫甘蓝叶片 上、下表皮 蓝紫色 较易得到单层 很明显 很明显
紫色洋葱鳞片叶 外衣皮 紫红色 不易得到单层 很明显 很明显
A. 各种叶片发生质壁分离的外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度
B. 各种叶片发生质壁分离的过程中、细胞的吸水能力都逐渐减弱
C. 质量分数10%KNO3处理后各种叶片均能观察到质壁分离复原
D. 相较于紫色洋葱鳞片叶，选择虎耳草叶片进行实验时更易操作
【答案】BC
【解析】
【分析】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。
【详解】A、各种叶片发生质壁分离的原因包括内因和外因，外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度，导致细胞失水，原生质层与细胞壁发生分离，即质壁分离，A正确；
B、各种叶片发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力都逐渐增强，B错误；
C、质量分数10%KNO3处理后，细胞可能因失水过多而死亡，无法发生质壁分离复原，C错误；
D、表格中虎耳草叶片极易得到单层，因此相较于紫色洋葱鳞片叶，选择虎耳草叶片进行实验时更易操作，D正确。
故选BC。
11.原生质体长度与细胞长度的比值（M值）可在一定程度上反映细胞质壁分离程度。常温下洋葱鳞片叶细胞M值约为41%，而4℃低温处理的洋葱鳞片叶细胞M值为80%，常温下和4℃低温处理的葫芦藓叶片细胞M值分别为40%和87%。下列相关叙述正确的是（ ）
A. M值越大说明细胞失水越少，细胞质壁分离程度越小，两者呈负相关
B. 两种细胞在4℃低温处理下的细胞质壁分离程度均显著低于常温下的处理
C. 常温处理的植物细胞失水速率加快，导致细胞质壁分离程度增大，甚至死亡
D. 低温处理植物细胞后，细胞中的自由水大量转化为结合水，使细胞液浓度增大，以适应低温环境
【答案】ABD
【解析】
【分析】渗透作用需具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。质壁分离和质壁分离复原中水分子移动速度主要受膜两侧溶液的浓度差影响。成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。质壁分离的原因：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；内因：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。最早出现质壁分离所需时间越长，说明细胞液浓度相对越大，与外界溶液的浓度差越小。由题干信息可知，低温处理使细胞质壁分离程度变小，质壁分离速度变慢。质壁分离的细胞其原生质体长度与细胞长度的比值表示质壁分离的程度，比值越大，质壁分离程度越小。
【详解】A、由于原生质体的伸缩性大于细胞壁，因此，原生质体体积越大，M值越大，原生质体体积越小，M值越小，同理，M值越大，说明细胞正在吸水或失水越少，质壁分离程度越小，两者呈负相关，A正确；
B、实验中4℃低温处理的细胞M值均显著低于常温下细胞，故4℃低温处理的细胞质壁分离程度均显著低于常温下细胞，B正确；
C、常温处理的植物细胞失水速率显著加快，细胞质壁分离程度增大，但不一定会导致死亡，C错误；
D、低温处理下植物细胞质壁分离程度降低，可能是细胞中的自由水大多转化为结合水，使细胞液浓度增大，进而适应低温环境，D正确。
故选ABD。
（三）非选择题
12.（植物细胞吸水的数学模型）将某植物细胞置于浓度梯度变化的蔗糖溶液中，测得细胞体积变化如图。
（1）D-E段细胞体积变化缓慢的原因是________。
（2）B点时细胞液浓度________外界溶液浓度。
（3）若在E点加入清水，细胞体积能否恢复至100%？________，判断依据是________。
答案：
（1）细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度差逐渐减小，细胞壁伸缩性较小，限制细胞过度失水
（2）等于
（3）可能恢复至100%；E点时如果细胞尚未因过度失水而失去活性，加入清水后，细胞会通过渗透作用吸水，细胞体积会逐渐增大可能恢复到初始的100% 状态；如果细胞在高浓度蔗糖溶液中放置时间过长，因失水过多而死亡，加入清水，细胞也无法恢复
解析：（1）在D-E段细胞处于质壁分离状态，随着细胞失水，细胞液浓度不断升高，外界蔗糖溶液浓度不断降低，二者浓度差逐渐减小，导致细胞失水速率逐渐变慢。同时，由于细胞壁的伸缩性有限，对细胞的进一步收缩起到阻碍作用，限制了细胞体积的缩小，因此细胞体积变化缓慢。
（2）B点时，细胞体积不发生变化，此时细胞内外水分子进出达到动态平衡，所以细胞液浓度等于外界溶液浓度。
（3）在E点时细胞处于质壁分离状态，如果细胞尚未因过度失水而失去活性，加入清水后，外界溶液浓度低于细胞液浓度，细胞会通过渗透作用吸水，原生质层会逐渐恢复到原来的状态，细胞体积也会逐渐增大，有可能恢复到初始的100% 状态。然而，如果细胞在高浓度蔗糖溶液中放置时间过长，已经因失水过多而死亡，那么即使加入清水，细胞也无法恢复，所以答案是可能恢复至100%。
13.（实验设计与分析）材料：科研人员为探究盐胁迫对小麦幼苗根系吸水的影响，用不同浓度NaCl溶液处理幼苗，测定根细胞中可溶性糖和脯氨酸的含量变化，结果如下：
NaCl浓度（mmol/L） 可溶性糖（mg/g） 脯氨酸（μg/g）
0 12.3 15.2
100 18.7 34.8
200 25.4 72.1
（1）高浓度NaCl导致根细胞渗透失水，可通过观察________现象判断。
（2）据表分析，盐胁迫下小麦通过积累可溶性糖和脯氨酸的意义是________。
（3）若将200 mmol/L处理后的根细胞置于清水，发现其无法恢复正常形态，原因是________。
（4）请设计实验验证脯氨酸能增强植物耐盐性（写出实验思路）：________。
答案：（1）质壁分离
（2）提高细胞液浓度，增强吸水能力
（3）细胞过度失水导致死亡（原生质层失去选择透过性）
（4）将小麦幼苗均分为两组，实验组添加脯氨酸处理，对照组不加，用相同浓度NaCl处理，比较细胞质壁分离程度（或各组幼苗的生长状况，如株高、叶片颜色、萎蔫程度等）
解析：（1）当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，植物细胞会失水，原生质层与细胞壁分离，出现质壁分离现象。
（2）据表分析，在外界 NaCl 浓度较高的情况下，小麦根细胞内可溶性糖和脯氨酸含量增加，使细胞液浓度升高，细胞与外界溶液的浓度差减小，细胞能减少失水甚至保持一定的吸水能力，维持细胞的正常生理功能，从而提高小麦对盐胁迫的耐受性。
（3）若将 200mmol/L 处理后的根细胞置于清水，发现其无法恢复正常形态，原因是高浓度的 NaCl 处理使细胞失水过多，可能导致细胞过度失水而死亡，原生质层失去选择透过性，无法再发生质壁分离复原。
（4）实验思路如下：实验材料：生长状况相似的同种植物幼苗若干、一定浓度的 NaCl 溶液、含脯氨酸的培养液等。
实验分组：将植物幼苗平均分成两组，分别标记为 A、B；A 组为对照组，在正常培养液中培养。B 组在含一定浓度 NaCl 溶液但添加浓度脯氨酸的培养液中培养。
培养与观察：将两组的幼苗放在相同且适宜的环境条件下培养一段时间。观察并记录各组幼苗的生长状况，如株高、叶片颜色、萎蔫程度等；也可测定相关生理指标，如根系活力、叶片相对含水量、丙二醛含量等，以判断植物的耐盐性。
【附】2015-2019年高考
1.(2019·浙江,9,2分,难度★)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是 (C)
A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在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
C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
解析 红细胞无细胞壁,在高于0.9%NaCl溶液中会失水皱缩,A项错误;0.9%NaCl溶液与哺乳动物红细胞的细胞内液是等渗溶液,水分子进出细胞平衡,B项错误;在低于0.9% NaCl溶液中,红细胞吸水膨胀甚至因吸水过多而涨破,C项正确;渗透是水分子穿过半透膜从低浓度处向高浓度扩散的现象,D项错误。