第6讲 水进出细胞的原理
1．活动：通过模拟实验探究膜的透性。
2．活动：观察植物细胞的质壁分离和复原。
考点1 细胞的吸水和失水
一、渗透作用
1．概念：水分子(或其他溶剂分子)通过____________的____________，称为渗透作用。
2．渗透装置
(1)液面上升的原因：___________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)液面不会一直上升的原因：因为液面上升到一定程度就会产生一个静水压(图中Δh)，当该压力和漏斗中的吸水能力相等时液面不再上升。
3．渗透作用发生的条件
(1)具有____________。
(2)半透膜两侧的溶液存在____________。
二、动植物细胞的吸水和失水
1．动物细胞的吸水和失水
(1)原理
①“半透膜”：____________。
②浓度差：____________与外界溶液间具浓度差。
(2)现象
①外界溶液浓度<细胞质浓度 细胞吸水膨胀；
②外界溶液浓度>细胞质浓度 细胞__________；
③外界溶液浓度＝细胞质浓度 细胞形态不变。
1．(人教版必修1 P63思考·讨论)红细胞的细胞膜相当于半透膜：习惯上说的半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于______________；选择透过性膜是____________的生物膜，其对不同物质的透过性不仅取决于____________，还与____________有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。
2．(人教版必修1 P72拓展应用T1)淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水中，推测其伸缩泡的伸缩频率将________，如果将草履虫放入海水中，推测其伸缩泡的伸缩频率将________。
2．成熟植物细胞的吸水和失水
(1)条件：成熟植物细胞具有中央(大)________。
(2)原理
(3)现象
图示
现象 细胞发生质壁分离 细胞吸水膨胀 细胞维持正常形态
条件 外界溶液浓度_______细胞液浓度 外界溶液浓度________细胞液浓度 外界溶液浓度等于细胞液浓度
1．教材P62渗透装置中，烧杯内溶液液面下降的速率逐渐减缓。 ( )
2．教材P62渗透装置中，Δh不变时，半透膜两侧的溶液浓度相等(蔗糖不能通过半透膜)。 ( )
3．教材P62渗透装置达到渗透平衡时，半透膜两侧没有水分子的进出。 ( )
4．成熟的植物细胞发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐减小。 ( )
1．处在一定浓度溶液中的动植物细胞，单位时间内水分子进出细胞的数量相等时，动物细胞内外的浓度 (填“一定”或“不一定”)相等；植物细胞细胞液的浓度与外界溶液的浓度 (填“一定”或“不一定”)相等，原因是
。
2．现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液，已知三种溶液是质量浓度为0.1 g/mL的蔗糖溶液、0.3 g/mL的蔗糖溶液和0.1 g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如图所示的装置设计了两组实验(注：图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过)。
实验Ⅰ：同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，左侧的液面升高；
实验Ⅱ：同时将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，液面发生了变化：右侧先升高后降低。
根据实验结果判断A、B、C三瓶溶液分别是什么？
。
渗透作用的原理及分析
1．(链接人教版必修1 P62问题探讨)如图表示渗透系统装置液面不再变化的状态，S1溶液和S2溶液为两种不同浓度的蔗糖溶液。下列相关叙述正确的是( )
A．此状态下，S1溶液浓度等于S2溶液浓度
B．此状态下，通过半透膜进出漏斗的水分子数量相等
C．S1溶液换成清水后，漏斗内液面会不断升高，不会达到静止状态
D．该装置可模拟植物细胞原生质层两侧溶液的关系，不能模拟细胞膜两侧溶液的关系
2．(链接人教版必修1 P62问题探讨)如右图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜只允许单糖、水通过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能出现的漏斗液面变化是( )
A．先上升，加酶后下降
B．先下降，加酶后上升
C．先下降，加酶后上升，然后又下降
D．先上升，加酶后继续上升，然后又下降
细胞的吸水和失水
3．(链接人教版必修1 P63思考·讨论)将等量的猪红细胞分别放置在不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞体积和初始体积之比的曲线图如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．制备细胞膜时可将猪的红细胞置于蒸馏水中
B．一段时间后，M处红细胞的吸水能力大于N处
C．当细胞处于Q点时，形态正常，但仍有水分子进出细胞
D．该实验体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点
4．(链接人教版必修1 P65正文)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果如下图所示，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液吸水力较强
B．“甲→乙”变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的大
C．丙图细胞达到渗透平衡时，无水分子进出原生质层
D．甲、乙图细胞有生物活性，而丙图细胞无生物活性
考点2 (探究·实践)探究植物细胞的吸水和失水
一、实验原理
二、实验步骤
三、现象与结论
1．当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞__________，发生____________。
2．发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度__________外界溶液的浓度时，细胞__________，发生质壁分离复原。
1．实验中的两组对照实验
2．质壁分离实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性
待测成熟植物细胞＋一定浓度的蔗糖溶液
镜检
(2)测定细胞液浓度范围
待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大。
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液记录刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
成熟植物细胞＋不同种类的溶液
镜检
1．(链接人教版必修1 P67概念检测T3变式)某实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行实验，探究不同种类外界溶液对细胞的影响，实验结果如表所示。下列相关叙述错误的是( )
实验组 5分钟 再过5分钟 滴加清水5分钟
① 0.3 g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 质壁分离复原
② 0.5 g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 无变化
③ 0.3 g/mL硝酸钾溶液 质壁分离 质壁分离复原 无变化
④ 0.5 g/mL盐酸溶液 无变化 无变化 无变化
A．实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由水分子进入细胞导致的
B．实验组②前5分钟洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐加深
C．实验组③在第一个5分钟之后随着吸水能力的增强，细胞发生质壁分离复原
D．实验组④中细胞始终无变化可能是因为盐酸破坏了细胞膜结构
2．(链接人教版必修1 P67拓展应用T1) 某生物学兴趣小组为了检测紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的细胞液浓度，先配制了一系列浓度梯度的蔗糖溶液，然后按照浓度梯度从小到大依次进行质壁分离的观察实验。下列关于该实验的叙述，错误的是( )
A．每个蔗糖浓度对应的观察实验都是一个自身对照实验
B．配制蔗糖溶液时，浓度范围可以任意设置，但梯度一定要小
C．当洋葱内表皮细胞在某一蔗糖浓度下发生了质壁分离，剩余观察实验无须再做
D．若将实验材料换成外表皮细胞，则视野的亮度应相对调亮
3．(链接人教版必修1 P64探究·实践、P65正文)把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先滴加清水进行观察，然后用0.5 g/mL的蔗糖溶液取代清水，短时间内继续观察，结果如图所示。下列有关叙述中，错误的是( )
A．水分子以被动运输的方式进出保卫细胞
B．蔗糖分子进入保卫细胞导致气孔关闭
C．气孔关闭过程中，保卫细胞的原生质层变小
D．气孔关闭过程中，保卫细胞的吸水能力增强
1．(2024·山东卷)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
2．(2024·江苏卷)有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述合理的是( )
A．制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片
B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央
C．用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象
D．通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
3．(2023·重庆卷)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( )
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
4．(2023·全国甲卷)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( )
A B
C D
[夯实必备知识]自主诊断
考点1
一、1．半透膜 扩散
2．(1)单位时间由烧杯中通过半透膜进入漏斗中的水分子数＞单位时间由漏斗中通过半透膜进入烧杯中的水分子数
3．(1)半透膜 (2)浓度差
二、1．(1)细胞膜 细胞质 (2)失水皱缩
2．(1)液泡 (2)全透性 小 两层膜之间的细胞质(3)大于 小于
[落实实验基础]自主诊断
考点2
一、半透膜 大
二、中央液泡 细胞壁 逐渐变小 细胞壁逐渐分离 逐渐变大 逐渐贴近细胞壁
三、1．失水 质壁分离 2．大于 吸水
第6讲 水进出细胞的原理
考点1
教材隐性知识
1．提示：微粒的大小 具有活性 分子大小 细胞需求
2．提示：加快 减慢
澄清概念
1．√
2．×提示：Δh不变时，半透膜两侧水分子进出达到平衡，因为蔗糖分子不能通过半透膜，所以蔗糖溶液浓度仍大于清水浓度。
3．×提示：达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子的进出速率相等。
4．×提示：发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐变大。
达成学科素养
1．提示：一定 不一定 植物细胞有细胞壁的支持、保护作用，单位时间内水分子进出细胞的数量相等时，有可能细胞液的浓度大于外界溶液的浓度
2．提示：A瓶：0.3 g/mL的蔗糖溶液；B瓶：0.1 g/mL的蔗糖溶液；C瓶：0.1 g/mL的葡萄糖溶液
评价迁移应用
1．B [图示为渗透平衡时的状态，此时在高度差产生的向下的压力和浓度差共同作用下，水分子通过半透膜的扩散速率相等，所以渗透平衡时S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度，A错误；达到渗透平衡时，液面不再变化，水分子通过半透膜进出平衡，即通过半透膜进出漏斗的水分子数量相等，B正确；S1溶液换成清水后，由于其浓度小于S2溶液，故其液面下降，C错误；发生渗透作用的条件：一是要有半透膜，二是半透膜两侧要有浓度差，故该装置可模拟植物细胞原生质层两侧溶液的关系，也能模拟细胞膜两侧溶液的关系，D错误。]
2．D [题意分析，长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，导致漏斗中溶液浓度大于玻璃槽中溶液浓度，又由于蔗糖不能通过半透膜，因此进入漏斗中的水分子多于从漏斗中出来的水分子，进而导致漏斗液面上升；加入蔗糖酶后，浓度上升，再加上蔗糖被水解成很多葡萄糖和果糖，漏斗中分子变多，而单糖分子进入烧杯需要一定的时间，所以液面应该继续上升后再下降，D正确。]
3．B [制备细胞膜时可将猪的红细胞置于蒸馏水中，细胞会吸水涨破，得到纯净的细胞膜，A正确；M处的红细胞所处NaCl溶液浓度小于N处，M处的红细胞失水更少，M处的红细胞的吸水能力小于N处，B错误；当细胞处于Q点时，形态正常，说明细胞质的浓度等于外界溶液浓度，进出细胞的水分子数量相等，C正确；细胞体积的变化体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点，D正确。]
4．A [与甲图细胞相比，乙过程中细胞失水，细胞液浓度升高，细胞吸水能力增强，A正确；“甲→乙”变化的原因之一是结构②原生质层的伸缩性比①细胞壁的大，B错误；丙图细胞达到渗透平衡时，水分子进出原生质层相等，C错误；丙图细胞能发生质壁分离复原，说明甲、乙、丙图细胞均有生物活性，D错误。]
考点2
评价迁移应用
1．C [实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由于水分子通过渗透作用进入细胞，导致原生质体增大，A正确；实验组②前5分钟出现了质壁分离现象，该过程中细胞失水，洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐加深，B正确；实验组③在第一个5分钟发生质壁分离，此时细胞吸水能力较强，第一个5分钟后发生质壁分离复原，细胞吸水能力逐渐减弱，C错误；实验组④中细胞始终无变化可能是因为盐酸破坏了细胞膜结构，导致细胞死亡，D正确。]
2．B [每个蔗糖浓度对应的观察实验中，蔗糖溶液处理前后的观察可以构成一个自身对照实验，A正确；配制蔗糖溶液时，浓度范围不能任意设置，浓度范围太低时，紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞可能不发生质壁分离，浓度范围太高时，紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞都发生质壁分离，B错误；该实验的目的是检测紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的细胞液浓度，按照蔗糖浓度梯度从小到大的顺序做实验，当某一蔗糖浓度下发生了质壁分离，说明紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的细胞液浓度低于该蔗糖浓度，因此剩余观察实验无须再做，C正确；实验材料换成外表皮细胞(含紫色色素)时，视野的亮度应相对调亮，观察的现象会更明显，D正确。]
3．B [水分子以自由扩散或协助扩散(统称为被动运输)的方式进出细胞，A正确；保卫细胞吸水使气孔开放，失水导致气孔关闭，B错误；滴加蔗糖溶液后，保卫细胞失水，原生质层变小，细胞液浓度增加，吸水能力将增强，C、D正确。]
体验真题
1．B [细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确；依题意可知，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，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用合成单糖，故外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误；依题意可知，内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确；依题意可知，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，有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。]
2．D [制作临时装片时，通常是先滴一滴清水在载玻片上，然后将撕下的表皮放在清水上，再盖上盖玻片，A错误；用低倍镜观察刚制成的临时装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是中央，B错误；用吸水纸引流蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，但要观察复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液，C错误；当液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变小，说明细胞失水，所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态，D正确。]
3．C [若a为①＋②、b为③，由于葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋，水浴后透析袋外不会出现砖红色，A错误；若a为①＋②、b为⑤，由于淀粉不能通过透析袋，而碘液可进入透析袋内，故透析袋外的溶液不会出现蓝色，B错误；若a为①＋④、b为⑤，淀粉酶会水解淀粉，其水解产物不能通过透析袋，同时由于碘液可进入透析袋内，故透析袋内的溶液最终会出现棕红色，C正确；若a为①＋④、b为③，由于斐林试剂不能进入透析袋内，故透析袋内不会出现砖红色，D错误。]
4．C [用30%蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会增大，细胞液浓度下降，A、B不符合题意；当蔗糖溶液浓度超过细胞液浓度之后，随着所用蔗糖溶液浓度上升，细胞就开始失水，原生质体和液泡体积减小，细胞液浓度上升，C符合题意，D不符合题意。]
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必修1 分子与细胞
第二单元 细胞代谢
第6讲 水进出细胞的原理
1．活动：通过模拟实验探究膜的透性。
2．活动：观察植物细胞的质壁分离和复原。
一、渗透作用
1．概念：水分子(或其他溶剂分子)通过______的____，称为渗透作用。
2．渗透装置
考点1 细胞的吸水和失水
半透膜
扩散
(1)液面上升的原因：________________________________________
_________________________________________________________。
(2)液面不会一直上升的原因：因为液面上升到一定程度就会产生一个静水压(图中Δh)，当该压力和漏斗中的吸水能力相等时液面不再上升。
单位时间由烧杯中通过半透膜进入漏斗中的水分子数＞单位时间由漏斗中通过半透膜进入烧杯中的水分子数
3．渗透作用发生的条件
(1)具有______。
(2)半透膜两侧的溶液存在______。
半透膜
浓度差
二、动植物细胞的吸水和失水
1．动物细胞的吸水和失水
(1)原理
①“半透膜”：______。
②浓度差：______与外界溶液间具浓度差。
(2)现象
①外界溶液浓度<细胞质浓度 细胞吸水膨胀；
②外界溶液浓度>细胞质浓度 细胞________；
③外界溶液浓度＝细胞质浓度 细胞形态不变。
细胞膜
细胞质
失水皱缩
1．(人教版必修1 P63思考·讨论)红细胞的细胞膜相当于半透膜：习惯上说的半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于____________；选择透过性膜是____________的生物膜，其对不同物质的透过性不仅取决于____________，还与____________有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。
提示：微粒的大小 具有活性 分子大小 细胞需求
2．(人教版必修1 P72拓展应用T1)淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水中，推测其伸缩泡的伸缩频率将________，如果将草履虫放入海水中，推测其伸缩泡的伸缩频率将________。
提示：加快 减慢
2．成熟植物细胞的吸水和失水
(1)条件：成熟植物细胞具有中央(大)____。
(2)原理
液泡
全透性
小
两层膜之间
的细胞质
(3)现象
图示
现象 细胞发生质壁分离 细胞吸水膨胀 细胞维持正常形态
条件 外界溶液浓度____细胞液浓度 外界溶液浓度____细胞液浓度 外界溶液浓度等于细胞液浓度
大于
小于
1．教材P62渗透装置中，烧杯内溶液液面下降的速率逐渐减缓。
( )
2．教材P62渗透装置中，Δh不变时，半透膜两侧的溶液浓度相等(蔗糖不能通过半透膜)。 ( )
提示：Δh不变时，半透膜两侧水分子进出达到平衡，因为蔗糖分子不能通过半透膜，所以蔗糖溶液浓度仍大于清水浓度。
×
√
3．教材P62渗透装置达到渗透平衡时，半透膜两侧没有水分子的进出。 ( )
提示：达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子的进出速率相等。
4．成熟的植物细胞发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐减小。 ( )
提示：发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐变大。
×
×
1．处在一定浓度溶液中的动植物细胞，单位时间内水分子进出细胞的数量相等时，动物细胞内外的浓度________(填“一定”或“不一定”)相等；植物细胞细胞液的浓度与外界溶液的浓度________ (填“一定”或“不一定”)相等，原因是______________________。
提示：一定 不一定 植物细胞有细胞壁的支持、保护作用，单位时间内水分子进出细胞的数量相等时，有可能细胞液的浓度大于外界溶液的浓度
2．现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液，已知三种溶液是质量浓度为0.1 g/mL的蔗糖溶液、0.3 g/mL的蔗糖溶液和0.1 g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如图所示的装置设计了两组实验(注：图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过)。
实验Ⅰ：同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，左侧的液面升高；
实验Ⅱ：同时将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，液面发生了变化：右侧先升高后降低。
根据实验结果判断A、B、C三瓶溶液分别是什么？
_________________________________________________________。
提示：A瓶：0.3 g/mL的蔗糖溶液；B瓶：0.1 g/mL的蔗糖溶液；C瓶：0.1 g/mL的葡萄糖溶液
考向1 渗透作用的原理及分析
1．(链接人教版必修1 P62问题探讨)如图表示渗透系统装置液面不再变化的状态，S1溶液和S2溶液为两种不同浓度的蔗糖溶液。下列相关叙述正确的是( )
A．此状态下，S1溶液浓度等于S2溶液浓度
B．此状态下，通过半透膜进出漏斗的水分子数量相等
C．S1溶液换成清水后，漏斗内液面会不断升高，不会
达到静止状态
D．该装置可模拟植物细胞原生质层两侧溶液的关系，
不能模拟细胞膜两侧溶液的关系
√
B [图示为渗透平衡时的状态，此时在高度差产生的向下的压力和浓度差共同作用下，水分子通过半透膜的扩散速率相等，所以渗透平衡时S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度，A错误；达到渗透平衡时，液面不再变化，水分子通过半透膜进出平衡，即通过半透膜进出漏斗的水分子数量相等，B正确；S1溶液换成清水后，由于其浓度小于S2溶液，故其液面下降，C错误；发生渗透作用的条件：一是要有半透膜，二是半透膜两侧要有浓度差，故该装置可模拟植物细胞原生质层两侧溶液的关系，也能模拟细胞膜两侧溶液的关系，D错误。]
2．(链接人教版必修1 P62问题探讨)如下图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜只允许单糖、水通过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能出现的漏斗液面变化是( )
A．先上升，加酶后下降
B．先下降，加酶后上升
C．先下降，加酶后上升，然后又下降
D．先上升，加酶后继续上升，然后又下降
√
D [题意分析，长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，导致漏斗中溶液浓度大于玻璃槽中溶液浓度，又由于蔗糖不能通过半透膜，因此进入漏斗中的水分子多于从漏斗中出来的水分子，进而导致漏斗液面上升；加入蔗糖酶后，浓度上升，再加上蔗糖被水解成很多葡萄糖和果糖，漏斗中分子变多，而单糖分子进入烧杯需要一定的时间，所以液面应该继续上升后再下降，D正确。]
考向2 细胞的吸水和失水
3．(链接人教版必修1 P63思考·讨论)将等量的猪红细胞分别放置在不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞体积和初始体积之比的曲线图如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．制备细胞膜时可将猪的红细胞置于蒸馏水中
B．一段时间后，M处红细胞的吸水能力大于N处
C．当细胞处于Q点时，形态正常，但仍有水分子
进出细胞
D．该实验体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点
√
B [制备细胞膜时可将猪的红细胞置于蒸馏水中，细胞会吸水涨破，得到纯净的细胞膜，A正确；M处的红细胞所处NaCl溶液浓度小于N处，M处的红细胞失水更少，M处的红细胞的吸水能力小于N处，B错误；当细胞处于Q点时，形态正常，说明细胞质的浓度等于外界溶液浓度，进出细胞的水分子数量相等，C正确；细胞体积的变化体现了细胞膜具有一定流动性的结构特点，D正确。]
4．(链接人教版必修1 P65正文)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果如下图所示，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液吸水力较强
B．“甲→乙”变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的大
C．丙图细胞达到渗透平衡时，无水分子进出原生质层
D．甲、乙图细胞有生物活性，而丙图细胞无生物活性
√
A [与甲图细胞相比，乙过程中细胞失水，细胞液浓度升高，细胞吸水能力增强，A正确；“甲→乙”变化的原因之一是结构②原生质层的伸缩性比①细胞壁的大，B错误；丙图细胞达到渗透平衡时，水分子进出原生质层相等，C错误；丙图细胞能发生质壁分离复原，说明甲、乙、丙图细胞均有生物活性，D错误。]
一、实验原理
考点2 (探究·实践)探究植物细胞的吸水和失水
半透膜
大
二、实验步骤
操作一：观察新制取的洋葱表皮
①制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片
②低倍显微镜观察
中央液泡
细胞壁
操作二：将洋葱表皮置于较高浓度的溶液中观察
①
②低倍显微镜观察
逐渐变小
细胞壁逐渐分离
操作三：将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察
①
②低倍显微镜观察
逐渐变大
逐渐贴近细胞壁
三、现象与结论
1．当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞________，发生________。
2．发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度____外界溶液的浓度时，细胞____，发生质壁分离复原。
失水
质壁分离
大于
吸水
1．实验中的两组对照实验
2．质壁分离实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性
待测成熟植物细胞＋一定浓度的蔗糖溶液
镜检
(2)测定细胞液浓度范围
待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大。
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液记录刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
成熟植物细胞＋不同种类的溶液
镜检
1．(链接人教版必修1 P67概念检测T3变式)某实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行实验，探究不同种类外界溶液对细胞的影响，实验结果如表所示。下列相关叙述错误的是( )
实验组 5分钟 再过5分钟 滴加清水5分钟
① 0.3 g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 质壁分离复原
② 0.5 g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 无变化
③ 0.3 g/mL硝酸钾溶液 质壁分离 质壁分离复原 无变化
④ 0.5 g/mL盐酸溶液 无变化 无变化 无变化
A．实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由水分子进入细胞导致的
B．实验组②前5分钟洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐加深
C．实验组③在第一个5分钟之后随着吸水能力的增强，细胞发生质壁分离复原
D．实验组④中细胞始终无变化可能是因为盐酸破坏了细胞膜结构
√
C [实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由于水分子通过渗透作用进入细胞，导致原生质体增大，A正确；实验组②前5分钟出现了质壁分离现象，该过程中细胞失水，洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐加深，B正确；实验组③在第一个5分钟发生质壁分离，此时细胞吸水能力较强，第一个5分钟后发生质壁分离复原，细胞吸水能力逐渐减弱，C错误；实验组④中细胞始终无变化可能是因为盐酸破坏了细胞膜结构，导致细胞死亡，D正确。]
2．(链接人教版必修1 P67拓展应用T1) 某生物学兴趣小组为了检测紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的细胞液浓度，先配制了一系列浓度梯度的蔗糖溶液，然后按照浓度梯度从小到大依次进行质壁分离的观察实验。下列关于该实验的叙述，错误的是( )
A．每个蔗糖浓度对应的观察实验都是一个自身对照实验
B．配制蔗糖溶液时，浓度范围可以任意设置，但梯度一定要小
C．当洋葱内表皮细胞在某一蔗糖浓度下发生了质壁分离，剩余观察实验无须再做
D．若将实验材料换成外表皮细胞，则视野的亮度应相对调亮
√
B [每个蔗糖浓度对应的观察实验中，蔗糖溶液处理前后的观察可以构成一个自身对照实验，A正确；配制蔗糖溶液时，浓度范围不能任意设置，浓度范围太低时，紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞可能不发生质壁分离，浓度范围太高时，紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞都发生质壁分离，B错误；该实验的目的是检测紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的细胞液浓度，按照蔗糖浓度梯度从小到大的顺序做实验，当某一蔗糖浓度下发生了质壁分离，说明紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的细胞液浓度低于该蔗糖浓度，因此剩余观察实验无须再做，C正确；实验材料换成外表皮细胞(含紫色色素)时，视野的亮度应相对调亮，观察的现象会更明显，D正确。]
3．(链接人教版必修1 P64探究·实践、P65正文)把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先滴加清水进行观察，然后用0.5 g/mL的蔗糖溶液取代清水，短时间内继续观察，结果如图所示。下列有关叙述中，错误的是( )
A．水分子以被动运输的方式进出保卫细胞
B．蔗糖分子进入保卫细胞导致气孔关闭
C．气孔关闭过程中，保卫细胞的原生质层变小
D．气孔关闭过程中，保卫细胞的吸水能力增强
√
B [水分子以自由扩散或协助扩散(统称为被动运输)的方式进出细胞，A正确；保卫细胞吸水使气孔开放，失水导致气孔关闭，B错误；滴加蔗糖溶液后，保卫细胞失水，原生质层变小，细胞液浓度增加，吸水能力将增强，C、D正确。]
体验真题 感悟高考 · 有章可循
√
1．(2024·山东卷)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
B [细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确；依题意可知，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，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用合成单糖，故外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误；依题意可知，内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确；依题意可知，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，有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。]
2．(2024·江苏卷)有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述合理的是( )
A．制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片
B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央
C．用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象
D．通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
√
D [制作临时装片时，通常是先滴一滴清水在载玻片上，然后将撕下的表皮放在清水上，再盖上盖玻片，A错误；用低倍镜观察刚制成的临时装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是中央，B错误；用吸水纸引流蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，但要观察复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液，C错误；当液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变小，说明细胞失水，所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态，D正确。]
3．(2023·重庆卷)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( )
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
√
C [若a为①＋②、b为③，由于葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋，水浴后透析袋外不会出现砖红色，A错误；若a为①＋②、b为⑤，由于淀粉不能通过透析袋，而碘液可进入透析袋内，故透析袋外的溶液不会出现蓝色，B错误；若a为①＋④、b为⑤，淀粉酶会水解淀粉，其水解产物不能通过透析袋，同时由于碘液可进入透析袋内，故透析袋内的溶液最终会出现棕红色，C正确；若a为①＋④、b为③，由于斐林试剂不能进入透析袋内，故透析袋内不会出现砖红色，D错误。]
4．(2023·全国甲卷)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( )
√
A B C D
C [用30%蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会增大，细胞液浓度下降，A、B不符合题意；当蔗糖溶液浓度超过细胞液浓度之后，随着所用蔗糖溶液浓度上升，细胞就开始失水，原生质体和液泡体积减小，细胞液浓度上升，C符合题意，D不符合题意。]
1．(2024·广东中山模拟)在如图所示的装置中，A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液，溶液之间均用半透膜隔开，一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差，如图所示，h1＞h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为( )
A．A＝B＝C B．A>B>C
C．A>C>B D．无法确定
课时数智作业(六) 水进出细胞的原理
题号
1
3
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2
4
6
8
7
9
√
C [在达到渗透平衡后，在单位时间内，水分子通过半透膜从A到B及从B到A扩散的速率相等，由于影响水分子扩散速率的因素有两个，即溶液的浓度和水柱h1形成的静水压，故A中溶液浓度大于B中溶液浓度；同理可知，C中溶液浓度大于B中溶液浓度，但由于水柱h2形成的静水压比水柱h1形成的静水压小，故可推知A中溶液浓度大于C中溶液浓度。因此，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为A>C>B，C正确。]
题号
1
3
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2
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7
9
A B C D
2．(2024·广东汕尾期末)取同一植物组织，滴加不同浓度的蔗糖溶液制成临时装片，在显微镜下观察。如图中细胞周围的溶液浓度低于细胞液浓度的是( )
题号
1
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6
8
7
9
√
B [A图中细胞发生了质壁分离，说明该细胞发生了失水现象，因而周围的蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度，A错误；B图细胞的原生质层和细胞壁没有发生分离，细胞周围的溶液浓度最可能小于细胞液浓度，符合题意，B正确；C图细胞的细胞壁与原生质层发生了局部分离，说明该细胞发生了失水现象，同时也能说明周围的蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度，C错误；D图中细胞发生了质壁分离，说明该细胞发生了失水现象，因而可确定该细胞处于的蔗糖溶液浓度稍高于细胞液浓度，D错误。]
题号
1
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7
9
3．(2024·广东八校联考)透析袋是一种半透膜，水、葡萄糖等小分子和离子可以通过，而蔗糖、淀粉、蛋白质等则无法通过。某实验小组搭建了如图所示的实验装置验证上述结论。A是袋内溶液，烧杯中B是蒸馏水。下列现象不会出现的是( )
A．若A是蛋白质溶液，B中加入双缩脲试剂，则B中不会发生紫色反应
B．若A是淀粉溶液，B中加入碘—碘化钾溶液，则A会变蓝
C．若A是葡萄糖溶液，则透析袋的体积会先增大后减小
D．若A是质量分数为10%的蔗糖溶液，B中加入质
量分数为10%的葡萄糖溶液，则透析袋体积不变
题号
1
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9
√
D [若A是蛋白质溶液，B中加入双缩脲试剂，蛋白质分子不能通过半透膜，则B中不会发生紫色反应，A不符合题意；若A是淀粉溶液，B中加入碘—碘化钾溶液，碘—碘化钾可透过半透膜，与淀粉发生反应，则A应该变蓝，B不符合题意；若A是葡萄糖溶液，B中为蒸馏水，刚开始时A浓度＞B浓度，因此水分子会进入A中，即透析袋的体积会增大，一段时间后A中浓度下降，葡萄糖会透过半透膜，B中浓度上升，水分子又会进入B中，即透析袋的体积会减小，C不符合题意；若A是质量分数为10%的蔗糖溶液，B中加入质量分数为10%的葡萄糖溶液，后者单位体积中微粒个数多，透析袋体积减小，由于葡萄糖可进入透析袋，透析袋体积又会增大，D符合题意。]
题号
1
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9
4．(2024·广东广州名校联考)某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，如图一为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图，图二为实验过程中测得其x/y的值随时间的变化曲线图。下列叙述正确的是( )
A．随着x/y的值增大，细胞吸水能力增强
B．M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞
C．该细胞在实验过程中细胞内外浓度差逐渐减小
D．在t3时，细胞内外存在浓度差，但不发生渗透吸水
题号
1
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7
9
√
D [随着x/y的值增大，细胞原生质体的体积变大，细胞吸水能力减弱，A错误；据题图分析可知，M物质可被细胞吸收，因此t0时就有M溶液的溶质微粒进入细胞，并且细胞内外溶液浓度差先逐渐减小到0，随着溶质M不断进入细胞液，浓度差又逐渐增大，B、C错误；在t3时，由于溶质M不断进入细胞液，质壁分离复原后由于细胞壁的阻挡，原生质体体积不再增大，因此细胞内外还存在浓度差，此时水分子进出细胞达到平衡，D正确。]
题号
1
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9
5．(2024·江西红色十校联考)将甲、乙两个形态、大小完全相同的洋葱鳞片叶细胞(初始液泡体积相同)同时置于一浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，当液泡体积不再改变时，甲细胞的液泡体积大于乙细胞的液泡体积，且两细胞保持正常活性。下列相关叙述正确的是( )
A．初始状态下，甲细胞的细胞液浓度大于乙细胞
B．最终状态下，甲细胞的细胞液浓度大于乙细胞
C．液泡体积不变时，原生质层两侧无水分子的进出
D．若再将甲、乙细胞置于清水中，乙细胞先完成质壁分离复原
题号
1
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9
√
A [由于最终状态下两个细胞的细胞液浓度都和外界溶液浓度相同，因此最终状态下甲细胞的细胞液浓度等于乙细胞，而初始状态下两个细胞的大小、形态完全相同，最终状态下甲细胞的液泡体积大于乙细胞的液泡体积，即甲细胞的失水量少于乙细胞的失水量，甲细胞失较少的水就能和乙细胞的细胞液浓度相同，因此初始状态下，甲细胞的细胞液浓度大于乙细胞，A正确，B错误；液泡体积不变时，原生质层两侧水分子进出达到动态平衡，C错误；若再将甲、乙细胞置于清水中，由于甲细胞的失水量少，因此甲细胞先完成质壁分离复原，D错误。]
题号
1
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9
6．(2024·广东实验中学检测)如图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。下列有关叙述错误的是( )
A．3 h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，
直接原因是蒸腾作用和根细胞失水
B．6 h后，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、
，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高
C．12 h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡
D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
题号
1
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9
√
B [3 h时，两组幼苗重量均已低于初始萎蔫鲜重即发生了萎蔫，一方面是因为蒸腾作用散失了水分，另一方面是因为放在比根细胞液浓度大的KNO3溶液中，根细胞渗透失水，A正确。实验开始时，甲组幼苗根系就已经开始吸收K＋、，而不是在6 h时才开始吸收K＋、，B错误。12 h后，由于甲组幼苗根系不断通过主动运输吸收K＋、，从而保持根细胞内外浓度差，使其吸水量大于蒸腾量而有可能超过处理前的鲜重；乙组幼苗放在比根细胞液浓度大很多的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用和蒸腾作用不断大量失水造成严重萎蔫最后死亡，C正确。通过以上分析可知，植物幼苗吸收矿质元素与吸收水分是两个相对独立的过程，D正确。]
题号
1
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9
7．(2024·湖北名校联考)下图为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比，分别对应实验第1～7组。整个过程中细胞始终有活性，西葫芦条的质量变化百分比(%)＝西葫芦条质量变化/西葫芦条初始质量×100%；正常情况下，西葫芦条细胞的原生质体长度/细胞长度＝1，下列叙述错误的是( )
题号
1
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9
A．实验中第6、7组的西葫芦条细胞失水发生质壁分离
B．根据实验结果判断，本实验所用西葫芦条的细胞液浓度在0.4～0.5 mol·L-1之间
C．西葫芦条细胞的原生质体长度/细胞长度＝1的实验组可能对应第1、2、3、4、5组
D．实验结束后，从第 1组到第7组西葫芦条细胞的细胞液浓度变化趋势是降低
题号
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9
√
D [分析题意可知，西葫芦条的质量变化百分比大于0时细胞吸水，西葫芦条的质量变化百分比小于0时细胞失水，据图可知，第6、7组西葫芦条细胞失水，发生了质壁分离，A正确；据图可知，蔗糖溶液浓度为
0.4 mol·L-1时，西葫芦条细胞吸水，蔗糖溶液浓度为0.5 mol·L-1时西葫芦条细胞失水，据此推测，其细胞液浓度在0.4～0.5 mol·L-1之间，B正确；分析题意可知，西葫芦条细胞中原生质体长度/细胞长度＝1的实验组为第1、2、3、4、5组，C正确；实验结束后，第1、2、3、4、5组西葫芦条细胞吸水量依次减少，细胞液浓度依次升高，第6、7组西葫芦条细胞失水量依次增加，细胞液浓度依次升高，D错误。]
题号
1
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9
8．(2024·重庆沙坪坝期末)某同学利用鸡蛋做实验：将生鸡蛋大头的蛋壳去掉，保留壳膜完好，将小头打破，让蛋清和蛋黄流出，如下图所示。然后在蛋内灌上清水，把它放在浓度为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液中，并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最初的吃水线，半小时后，他发现鸡蛋壳上浮，原吃水线高出水面。下列说法错误的是( )
题号
1
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9
A．鸡蛋的壳膜相当于渗透装置的半透膜
B．壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，壳内水减少，重量减轻，蛋壳上浮
C．达到渗透平衡时水分子进出壳膜的速率相同
D．如果蔗糖溶液换成0.2 g·mL-1的蔗糖溶液，蛋壳会下沉
题号
1
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√
D [壳膜是生物膜，相当于渗透装置的半透膜，A正确；壳膜相当于半透膜，在蛋内灌上清水，把它放在0.3 g·mL-1的蔗糖溶液中，壳膜内外形成浓度差，壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，壳内水减少，重量减轻，因而鸡蛋壳上浮，B正确；达到渗透平衡时，水分子仍在进出壳膜，水分子进出壳膜的速率相同，C正确；
0.2 g·mL-1的蔗糖溶液浓度仍然大于壳内的清水，蛋壳仍然会上浮，D错误。]
题号
1
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9
9．(2024·江苏仪征中学期末)某同学采用藓类小叶为材料，利用植物细胞质壁分离与复原实验进行葡萄糖溶液和蔗糖溶液的鉴定，相关实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
题号
1
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9
A．图1中结构B为叶绿体，叶绿体的绿色不会干扰实验现象的观察
B．图1的A中充满的是蔗糖或葡萄糖溶液，此时细胞液浓度小于蔗糖或葡萄糖溶液
C．若在某种溶液中液泡体积如图2所示，可推断该溶液很可能是葡萄糖溶液
D．通过质壁分离与复原实验还可以判断细胞的死活和细胞液浓度
题号
1
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√
B [图1中结构B为叶绿体，观察质壁分离时，藓类小叶的叶绿体可以显示原生质层的位置，方便观察质壁分离，叶绿体的绿色不会干扰实验现象的观察，A正确；若图1的A中充满的是蔗糖溶液，此时细胞液浓度小于或等于蔗糖溶液，若图1的A中充满的是葡萄糖溶液，此时细胞液浓度小于、等于或大于葡萄糖溶液，B错误；若在某种溶液中液泡体积如图2所示，说明植物细胞发生了质壁分离及复原，则说明植物细胞可以吸收该溶液中的溶质，则可推断该溶液很可能是葡萄糖溶液，C正确；死亡的成熟植物细胞的细胞膜丧失了选择透过性，不会发生质壁分离及其复原，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，细胞就发生质壁分离，所以能判断细胞液浓度的大致范围，D正确。]
题号
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(教师用书独具)
1．(2024·广东汕头模拟)如果将植物培养在只含一种盐分的溶液中，植物不久将会呈现不正常状态，最后死亡，这种现象即为单盐毒害。下表是利用
0.12 mol/L NaCl、0.12 mol/L CaCl2、0.12 mol/L KCl溶液进行实验时，小麦根的生长情况：
组别 1组 2组 3组 4组
溶液 NaCl CaCl2 NaCl＋CaCl2 NaCl＋CaCl2＋KCl
根的总长度(mm) 59 70 254 324
注：3、4组为溶液的等体积混合。
下列说法正确的是( )
A．单盐毒害现象可能与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞渗透失水有关
B．将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中，不会发生单盐毒害
C．若植物细胞在2组溶液中发生质壁分离，在1组溶液中也会发生质壁分离
D．1、2组实验说明，单盐毒害程度可能与单盐的类型有关
√
D [分析图表可知，植物培养在浓度不变的混合溶液中时，单盐毒害现象会减弱，这说明单盐毒害与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞渗透失水无关，A错误；海水中含有多种盐，而氯化钠溶液中只含有一种盐，故将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中，会发生单盐毒害，B错误；由于0.12 mol/L CaCl2溶液中离子浓度是0.36 mol/L，0.12 mol/L NaCl中离子浓度为0.24 mol/L，所以若植物细胞在2 组溶液中发生质壁分离，在1 组溶液中不一定发生质壁分离，C错误；1、2组实验的自变量是盐种类的不同，结果根的总长度有差异，说明单盐毒害程度可能与单盐的类型有关，D正确。]
2．(2024·广东东莞开学考试)研究人员为进行相关探究，设计了以下实验装置，基本使用过程如图所示。亚甲基蓝结晶使溶液呈蓝色，其对浓度的影响忽略不计。若a管溶液浓度小于b管，则蓝色液滴上浮；反之，则蓝色液滴下沉；若相等，则蓝色液滴位置不变。下列说法错误的是( )
A．该实验装置可以用于比较不同种类的植物叶圆片的细胞液浓度大小
B．若蓝色液滴上移，则光学显微镜下能观察到叶圆片细胞的绿色变深
C．若将装置中的蔗糖溶液换成硝酸钾溶液，当叶圆片细胞质壁分离又复原时，蓝色液滴位置不变
D．若将a管中液体换成适宜浓度碳酸氢钠溶液，通过观察a管叶圆片上浮的数量可以探究光照强度对光合作用强度的影响
√
C [根据题干信息“若a管溶液浓度小于b管，则蓝色液滴上浮；反之，则蓝色液滴下沉；若相等，则蓝色液滴位置不变”，因此本实验可以根据蓝色小液滴的位置判断不同植物种类叶圆片的细胞液浓度大小，A正确；蓝色液滴上移，是由于a管溶液浓度小于b管，说明叶圆片中的叶肉细胞失水使a的浓度降低，因此叶肉细胞失水，叶片中含有叶绿体呈现绿色，则叶圆片细胞的绿色变深，B正确；当叶圆片细胞质壁分离后又自动复原时，由于细胞壁有保护和支撑的作用，复原时的细胞液浓度大于分离前的浓度，细胞液浓度大于外界溶液浓度，会吸收水分，导致a的浓度升高，蓝色液滴下降，C错误；若将a管中液体换成适宜浓度碳酸氢钠溶液(而不是碳酸钠溶液)，碳酸氢钠可提供CO2，通过观察叶圆片上浮的数量可以探究光照强度对光合作用强度的影响，D正确。]
3．(2024·重庆巴蜀中学检测)某科研小组将普通水稻和耐盐碱水稻的根部细胞置于0.3 g/mL的KNO3溶液中，测定原生质体体积相对值的变化，结果如图1所示。请回答下列有关问题：
(1)应选择根尖的__________(填“成熟区”“伸长区”“分生区”或“根冠”)细胞进行上述实验。图1中A→B段，Ⅰ组植物的吸水能力____________，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了____________。
(2)实验过程中并未添加清水，Ⅱ组植物原生质体体积逐渐增大的原因是______________________________________________________
_________________________________________________________。
成熟区
逐渐升高
KNO3溶液
Ⅱ组植物细胞液浓度大于外界溶液浓度，水分子透过原生质层进入细胞液，细胞发生渗透吸水
(3)请比较大小：质壁分离结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度______外界溶液浓度；质壁分离复原结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度______外界溶液浓度。
(4)该兴趣小组继续探究了该耐盐碱植物的细胞液浓度，实验结果如图2，请你根据实验结果尝试写出他们的实验思路。
＝
≥
___________________________________________________________
___________________________________________________________
_________________________________________________________。
配制一系列浓度范围在0.3～0.6 g·mL-1的蔗糖溶液，将Ⅱ组植物细胞进行合理分组，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察现象并记录
谢 谢 ！课时数智作业(六) 水进出细胞的原理
1．(2024·广东中山模拟)在如图所示的装置中，A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液，溶液之间均用半透膜隔开，一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差，如图所示，h1＞h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为( )
A．A＝B＝C B．A>B>C
C．A>C>B D．无法确定
2．(2024·广东汕尾期末)取同一植物组织，滴加不同浓度的蔗糖溶液制成临时装片，在显微镜下观察。如图中细胞周围的溶液浓度低于细胞液浓度的是( )
A B
C D
3．(2024·广东八校联考)透析袋是一种半透膜，水、葡萄糖等小分子和离子可以通过，而蔗糖、淀粉、蛋白质等则无法通过。某实验小组搭建了如图所示的实验装置验证上述结论。A是袋内溶液，烧杯中B是蒸馏水。下列现象不会出现的是( )
A．若A是蛋白质溶液，B中加入双缩脲试剂，则B中不会发生紫色反应
B．若A是淀粉溶液，B中加入碘—碘化钾溶液，则A会变蓝
C．若A是葡萄糖溶液，则透析袋的体积会先增大后减小
D．若A是质量分数为10%的蔗糖溶液，B中加入质量分数为10%的葡萄糖溶液，则透析袋体积不变
4．(2024·广东广州名校联考)某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，如图一为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图，图二为实验过程中测得其x/y的值随时间的变化曲线图。下列叙述正确的是( )
A．随着x/y的值增大，细胞吸水能力增强
B．M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞
C．该细胞在实验过程中细胞内外浓度差逐渐减小
D．在t3时，细胞内外存在浓度差，但不发生渗透吸水
5．(2024·江西红色十校联考)将甲、乙两个形态、大小完全相同的洋葱鳞片叶细胞(初始液泡体积相同)同时置于一浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，当液泡体积不再改变时，甲细胞的液泡体积大于乙细胞的液泡体积，且两细胞保持正常活性。下列相关叙述正确的是( )
A．初始状态下，甲细胞的细胞液浓度大于乙细胞
B．最终状态下，甲细胞的细胞液浓度大于乙细胞
C．液泡体积不变时，原生质层两侧无水分子的进出
D．若再将甲、乙细胞置于清水中，乙细胞先完成质壁分离复原
6．(2024·广东实验中学检测)如图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。下列有关叙述错误的是( )
A．3 h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水
B．6 h后，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高
C．12 h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡
D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
7．(2024·湖北名校联考)下图为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比，分别对应实验第1～7组。整个过程中细胞始终有活性，西葫芦条的质量变化百分比(%)＝西葫芦条质量变化/西葫芦条初始质量×100%；正常情况下，西葫芦条细胞的原生质体长度/细胞长度＝1，下列叙述错误的是( )
A．实验中第6、7组的西葫芦条细胞失水发生质壁分离
B．根据实验结果判断，本实验所用西葫芦条的细胞液浓度在0.4～0.5 mol·L-1之间
C．西葫芦条细胞的原生质体长度/细胞长度＝1的实验组可能对应第1、2、3、4、5组
D．实验结束后，从第 1组到第7组西葫芦条细胞的细胞液浓度变化趋势是降低
8．(2024·重庆沙坪坝期末)某同学利用鸡蛋做实验：将生鸡蛋大头的蛋壳去掉，保留壳膜完好，将小头打破，让蛋清和蛋黄流出，如下图所示。然后在蛋内灌上清水，把它放在浓度为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液中，并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最初的吃水线，半小时后，他发现鸡蛋壳上浮，原吃水线高出水面。下列说法错误的是( )
A．鸡蛋的壳膜相当于渗透装置的半透膜
B．壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，壳内水减少，重量减轻，蛋壳上浮
C．达到渗透平衡时水分子进出壳膜的速率相同
D．如果蔗糖溶液换成0.2 g·mL-1的蔗糖溶液，蛋壳会下沉
9．(2024·江苏仪征中学期末)某同学采用藓类小叶为材料，利用植物细胞质壁分离与复原实验进行葡萄糖溶液和蔗糖溶液的鉴定，相关实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．图1中结构B为叶绿体，叶绿体的绿色不会干扰实验现象的观察
B．图1的A中充满的是蔗糖或葡萄糖溶液，此时细胞液浓度小于蔗糖或葡萄糖溶液
C．若在某种溶液中液泡体积如图2所示，可推断该溶液很可能是葡萄糖溶液
D．通过质壁分离与复原实验还可以判断细胞的死活和细胞液浓度
课时数智作业(六)
1．C [在达到渗透平衡后，在单位时间内，水分子通过半透膜从A到B及从B到A扩散的速率相等，由于影响水分子扩散速率的因素有两个，即溶液的浓度和水柱h1形成的静水压，故A中溶液浓度大于B中溶液浓度；同理可知，C中溶液浓度大于B中溶液浓度，但由于水柱h2形成的静水压比水柱h1形成的静水压小，故可推知A中溶液浓度大于C中溶液浓度。因此，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为A>C>B，C正确。]
2．B [A图中细胞发生了质壁分离，说明该细胞发生了失水现象，因而周围的蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度，A错误；B图细胞的原生质层和细胞壁没有发生分离，细胞周围的溶液浓度最可能小于细胞液浓度，符合题意，B正确；C图细胞的细胞壁与原生质层发生了局部分离，说明该细胞发生了失水现象，同时也能说明周围的蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度，C错误；D图中细胞发生了质壁分离，说明该细胞发生了失水现象，因而可确定该细胞处于的蔗糖溶液浓度稍高于细胞液浓度，D错误。]
3．D [若A是蛋白质溶液，B中加入双缩脲试剂，蛋白质分子不能通过半透膜，则B中不会发生紫色反应，A不符合题意；若A是淀粉溶液，B中加入碘—碘化钾溶液，碘—碘化钾可透过半透膜，与淀粉发生反应，则A应该变蓝，B不符合题意；若A是葡萄糖溶液，B中为蒸馏水，刚开始时A浓度＞B浓度，因此水分子会进入A中，即透析袋的体积会增大，一段时间后A中浓度下降，葡萄糖会透过半透膜，B中浓度上升，水分子又会进入B中，即透析袋的体积会减小，C不符合题意；若A是质量分数为10%的蔗糖溶液，B中加入质量分数为10%的葡萄糖溶液，后者单位体积中微粒个数多，透析袋体积减小，由于葡萄糖可进入透析袋，透析袋体积又会增大，D符合题意。]
4．D [随着x/y的值增大，细胞原生质体的体积变大，细胞吸水能力减弱，A错误；据题图分析可知，M物质可被细胞吸收，因此t0时就有M溶液的溶质微粒进入细胞，并且细胞内外溶液浓度差先逐渐减小到0，随着溶质M不断进入细胞液，浓度差又逐渐增大，B、C错误；在t3时，由于溶质M不断进入细胞液，质壁分离复原后由于细胞壁的阻挡，原生质体体积不再增大，因此细胞内外还存在浓度差，此时水分子进出细胞达到平衡，D正确。]
5．A [由于最终状态下两个细胞的细胞液浓度都和外界溶液浓度相同，因此最终状态下甲细胞的细胞液浓度等于乙细胞，而初始状态下两个细胞的大小、形态完全相同，最终状态下甲细胞的液泡体积大于乙细胞的液泡体积，即甲细胞的失水量少于乙细胞的失水量，甲细胞失较少的水就能和乙细胞的细胞液浓度相同，因此初始状态下，甲细胞的细胞液浓度大于乙细胞，A正确，B错误；液泡体积不变时，原生质层两侧水分子进出达到动态平衡，C错误；若再将甲、乙细胞置于清水中，由于甲细胞的失水量少，因此甲细胞先完成质壁分离复原，D错误。]
6．B [3 h时，两组幼苗重量均已低于初始萎蔫鲜重即发生了萎蔫，一方面是因为蒸腾作用散失了水分，另一方面是因为放在比根细胞液浓度大的KNO3溶液中，根细胞渗透失水，A正确。实验开始时，甲组幼苗根系就已经开始吸收K＋、NO－3，而不是在6 h时才开始吸收K＋、NO－3，B错误。12 h后，由于甲组幼苗根系不断通过主动运输吸收K＋、NO－3，从而保持根细胞内外浓度差，使其吸水量大于蒸腾量而有可能超过处理前的鲜重；乙组幼苗放在比根细胞液浓度大很多的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用和蒸腾作用不断大量失水造成严重萎蔫最后死亡，C正确。通过以上分析可知，植物幼苗吸收矿质元素与吸收水分是两个相对独立的过程，D正确。]
7．D [分析题意可知，西葫芦条的质量变化百分比大于0时细胞吸水，西葫芦条的质量变化百分比小于0时细胞失水，据图可知，第6、7组西葫芦条细胞失水，发生了质壁分离，A正确；据图可知，蔗糖溶液浓度为0.4 mol·L-1时，西葫芦条细胞吸水，蔗糖溶液浓度为0.5 mol·L-1时西葫芦条细胞失水，据此推测，其细胞液浓度在0.4～0.5 mol·L-1之间，B正确；分析题意可知，西葫芦条细胞中原生质体长度/细胞长度＝1的实验组为第1、2、3、4、5组，C正确；实验结束后，第1、2、3、4、5组西葫芦条细胞吸水量依次减少，细胞液浓度依次升高，第6、7组西葫芦条细胞失水量依次增加，细胞液浓度依次升高，D错误。]
8．D [壳膜是生物膜，相当于渗透装置的半透膜，A正确；壳膜相当于半透膜，在蛋内灌上清水，把它放在0.3 g·mL-1的蔗糖溶液中，壳膜内外形成浓度差，壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，壳内水减少，重量减轻，因而鸡蛋壳上浮，B正确；达到渗透平衡时，水分子仍在进出壳膜，水分子进出壳膜的速率相同，C正确；0.2 g·mL-1的蔗糖溶液浓度仍然大于壳内的清水，蛋壳仍然会上浮，D错误。]
9．B [图1中结构B为叶绿体，观察质壁分离时，藓类小叶的叶绿体可以显示原生质层的位置，方便观察质壁分离，叶绿体的绿色不会干扰实验现象的观察，A正确；若图1的A中充满的是蔗糖溶液，此时细胞液浓度小于或等于蔗糖溶液，若图1的A中充满的是葡萄糖溶液，此时细胞液浓度小于、等于或大于葡萄糖溶液，B错误；若在某种溶液中液泡体积如图2所示，说明植物细胞发生了质壁分离及复原，则说明植物细胞可以吸收该溶液中的溶质，则可推断该溶液很可能是葡萄糖溶液，C正确；死亡的成熟植物细胞的细胞膜丧失了选择透过性，不会发生质壁分离及其复原，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，细胞就发生质壁分离，所以能判断细胞液浓度的大致范围，D正确。]
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