课时跟踪练6
1.(2021·湖南选择考)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:对农作物施肥过多,根细胞外溶液浓度过高,会导致质壁分离,引起“烧苗”,A项正确;质壁分离过程中,原生质层与细胞壁分离,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B项正确;质壁分离复原过程中,细胞液浓度逐渐降低,吸水能力逐渐降低,C项正确;1 mol/L NaCl溶液中含1 mol/L的Na+和1 mol/L的Cl-,即溶质微粒浓度为2 mol/L,而1 mol/L蔗糖溶液的溶质为蔗糖分子,不可再拆分,故1 mol/L NaCl溶液的渗透压大于1 mol/L蔗糖溶液的渗透压,D项错误。
2.某同学在海水中游泳过久,出现了轻微脱水症状,于是该同学先饮用淡水缓解。晚上回到酒店后,他觉得有点困乏,就在浴缸内泡澡,洗完后发现脚指头因在水中泡久了而出现了褶皱。关于该同学的经历,下列说法错误的是( C )
A.在海水中游泳脱水的原因是海水的浓度高于人体细胞内液的浓度
B.饮用淡水,可降低血浆浓度,有利于组织细胞吸水
C.皮肤表面的角质层由没有细胞核的死亡细胞组成,吸水膨胀利用了渗透作用的原理
D.在细胞吸水膨胀的过程中,水分子的运动是双向的
解析:由于海水浓度高于人体细胞内液的浓度,因此在海水中游泳过久会出现脱水现象,A项正确;血浆浓度因饮水而降低,有利于组织细胞吸水,B项正确;渗透作用发生的条件是有半透膜和半透膜两侧溶液存在浓度差,皮肤表面的角质层是死细胞,死细胞的细胞膜不具有生物活性,相当于不具有半透膜,因此不能通过渗透作用吸水,C项错误;在细胞吸水膨胀的过程中,水分子的运动是双向的,只不过进入细胞的水分子多于出细胞的水分子,D项正确。
3.下列有关“探究植物细胞的吸水和失水”的实验操作的叙述,正确的是( B )
A.在步骤C中只需滴加1滴蔗糖溶液
B.整个实验现象的观察应维持在低倍镜下
C.步骤A具体操作过程为“解离→染色→漂洗→制片”
D.步骤F观察实验结果和步骤D相比,液泡颜色变深
解析:在步骤C引流操作中需滴加多滴蔗糖溶液,用吸水纸在对侧吸引;步骤A制片时不需要进行解离和染色;质壁分离复原的细胞,因细胞吸水,液泡颜色变浅。
4.(2025·广东八校高三联考)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、蛋白质等无法通过。某实验小组搭建了如下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( D )
A.若A是蛋白质溶液,B中加入双缩脲试剂,则不会发生紫色反应
B.若A是淀粉溶液,B中加入碘液,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
解析: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项不符合题意;若A是淀粉溶液,B中加入碘液,碘可通过透析袋,与淀粉发生反应,则A会变蓝,B项不符合题意;若A是葡萄糖溶液,B中为蒸馏水,刚开始时A中浓度>B中浓度,因此水分子会更多地进入A中,透析袋的体积会增大,葡萄糖能透过透析袋进入B中,B中浓度上升,水分子又会更多地进入B中,透析袋的体积会减小,C项不符合题意;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,故透析袋体积会增大,D项符合题意。
5.(2025·揭阳高三月考)不同植物的耐寒性有较大差异,某同学在学习了“探究植物细胞的吸水和失水”后,试图从植物细胞液浓度变化的角度来解释植物耐寒的机理。他选取常温和4 ℃低温处理24 h后的紫色洋葱鳞片叶外表皮和葫芦藓叶片制成临时装片,用引流法将细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,记录实验结果如下表所示:
比较项目 洋葱鳞片叶外表皮 葫芦藓叶片
常温 4 ℃ 常温 4 ℃
初始细胞质壁分离所需时间 1′20″ 2′46″ 2′33″ 3′50″
处理相同时间后质壁分离的细胞占比 100% 35% 100% 30%
处理相同时间后原生质体长度与细胞长度的比值 0.41 0.80 0.40 0.87
下列相关叙述正确的是( C )
A.葫芦藓叶片细胞的细胞液浓度低于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度
B.低温处理的植物细胞失水速率变慢,质壁分离程度更高
C.依据实验结果可推测出植物细胞可能通过提高细胞液浓度适应低温环境
D.低温环境下植物细胞内自由水与结合水含量的比值升高,也可提高耐寒性
解析:在不同温度条件下,洋葱鳞片叶外表皮细胞初始质壁分离时间均比葫芦藓叶片细胞的短,说明洋葱鳞片叶外表皮细胞失水速率快,细胞液与0.3 g/mL蔗糖溶液浓度差高于葫芦藓叶片细胞与0.3 g/mL蔗糖溶液浓度差,因此葫芦藓叶片细胞的细胞液浓度高于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度,A项错误;由题表可知,低温处理的叶片细胞初始质壁分离时间均比常温下的叶片细胞长,低温处理的叶片细胞质壁分离占比、细胞质壁分离程度均显著低于常温下的叶片细胞,说明低温处理的植物细胞失水速率变慢,质壁分离程度变低,B项错误;由实验结果推测植物细胞可能通过提高细胞液的浓度使细胞失水减少,适应低温环境,C项正确;自由水与结合水的比值与细胞代谢速率、抗逆性有关,自由水与结合水的比值降低,细胞代谢速率减慢,抗逆性增强,D项错误。
6.(2025·广州高三模拟)海水稻能种植在盐碱地与其根系的作用分不开。下列有关细胞质壁分离的叙述,正确的是( C )
A.具有活性的植物细胞只要内外存在浓度差就会发生质壁分离
B.在同一蔗糖溶液中,不同根尖细胞发生质壁分离的程度相同
C.成熟植物细胞的原生质层往往比细胞壁的伸缩性大
D.只有通过换高倍物镜、调高亮度,才能清晰观察到细胞的质壁分离
解析:具有活性的植物细胞只有具有成熟的大液泡且外界溶液浓度大于细胞液浓度时才会发生质壁分离,A项错误;不同根尖细胞的细胞液浓度不一定相同,故不同根尖细胞在同一蔗糖溶液中发生质壁分离的程度不一定相同,B项错误;成熟植物细胞的原生质层往往比细胞壁的伸缩性大,故可在一定条件下发生质壁分离,C项正确;细胞的质壁分离在低倍物镜下就可以观察到,D项错误。
7.在无任何相反压力时,渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂,不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀,据此推断下列说法正确的是( A )
A.动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助
B.植物细胞吸水达到渗透平衡时,细胞内外溶液浓度相等
C.若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会升高
D.三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜
解析:动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子运输到细胞外,以减小细胞内液的渗透压,防止细胞渗透吸水涨破,A项正确;植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水,但是由于细胞壁的支撑作用,吸水到一定程度后达到平衡,但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度,B项错误;原生生物生活在低渗溶液中,会通过收缩泡将多余的水排到细胞外,若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会降低,C项错误;动物细胞和原生生物发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜,而植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜,D项错误。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第6讲 水进出细胞的原理
【课标要求】 1.阐明细胞膜具有选择透过性。2.活动:观察植物细胞的质壁分离和复原。
考点一 动植物细胞的吸水和失水
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
1.渗透作用
漏斗内液面停止上升的原因:随着液面不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速度加快,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高。
[易错提醒] 渗透平衡后,半透膜两侧液面存在液面差,且半透膜两侧仍存在浓度差。
2.细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)。
①原理。
[易错提醒] 原生质层≠原生质体:原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质;原生质体包括细胞膜、细胞核和细胞质三部分。
②现象。
INCLUDEPICTURE "广东新选考命题新指向FJ.TIF"
[教材命题点思考]
1.渗透与扩散有何区别?
提示:渗透作用必须通过选择透过性膜(半透膜),扩散则不一定需要;扩散适用于各种物质,渗透仅指溶剂分子。因此,渗透是一种特殊的扩散。
2.为什么吃比较咸的食物时嘴唇会感觉比较干?
提示:与细胞内液相比,外界溶液浓度高,口腔上皮细胞失水。
[情境命题点思考]
3.将若干生理状况基本相同、长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组,分别置于清水(对照组)和浓度相同的尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液三种溶液中(实验组)。实验组分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度,结果如下图。据图分析回答下列问题。
(1)实验组中是否都发生了质壁分离和复原现象?
___________________________________________________。
判断依据是:______________________________________
___________________________________________________。
(2)1组中的尿素分子和2组中的K+、NO都进入了细胞,进入的方式分别为___________________________________________________
___________________________________________________。
提示:(1)3组只发生质壁分离 据图分析可知,在尿素溶液中,萝卜条先变短再变长,最后保持原来的长度不变,说明细胞先失水,后来由于尿素进入细胞,细胞吸水复原;在KNO3溶液中,萝卜条先变短再变长,最后保持原来的长度不变,说明细胞先失水,后来K+、NO进入细胞,细胞吸水复原;在蔗糖溶液中,萝卜条失水变短,之后长度未恢复,细胞只发生质壁分离 (2)自由扩散和主动运输
INCLUDEPICTURE "考向探究CSJ.TIF"
考向1 渗透作用
1.在下图所示的装置中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中蔗糖溶液的浓度大小关系为( C )
A.Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ B.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
C.Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ D.无法确定
解析:达到渗透平衡后,在单位时间内,水分子通过半透膜从Ⅰ到Ⅱ及从Ⅱ到Ⅰ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Ⅰ中蔗糖溶液浓度大于Ⅱ中蔗糖溶液浓度。同理可知,Ⅲ中蔗糖溶液浓度大于Ⅱ中蔗糖溶液浓度,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Ⅰ中蔗糖溶液浓度大于Ⅲ中蔗糖溶液浓度。因此,在达到平衡后,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中蔗糖溶液的浓度大小关系为Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ,C项符合题意。
考向2 动植物细胞的吸水和失水
2.(2025·深圳高三检测)耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干,由于标签损坏无法辨认类型,研究小组使用0.3 g/mL的KNO3溶液分别处理普通水稻和耐盐碱水稻细胞,结果如下图所示。下列分析错误的是( B )
A.Ⅰ组水稻细胞液浓度小于外界溶液浓度,因此发生质壁分离
B.Ⅱ组水稻细胞没有吸收K+和NO,因此不发生质壁分离复原
C.Ⅱ组水稻细胞原生质体体积没有变小,因此可判断其为耐盐碱水稻
D.可用浓度大于0.3 g/mL的KNO3溶液进一步探究水稻的耐盐碱能力
解析:0→1 h,Ⅰ组水稻的原生质体体积减小,说明细胞液浓度小于外界溶液浓度,细胞失水,发生质壁分离,A项正确;Ⅱ组水稻原生质体的体积不断增大,说明细胞液浓度大于外界溶液浓度,因此不发生质壁分离,但会吸收K+和NO,B项错误;在0.3 g/mL的KNO3溶液中,Ⅱ组水稻的原生质体体积不断增大,说明Ⅱ组水稻可以从外界环境中吸收水分,属于耐盐碱水稻,C项正确;若需进一步探究水稻的耐盐碱能力,可用浓度大于0.3 g/mL的KNO3溶液进行实验,D项正确。
3.(2021·湖北选择考)红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小,在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述,正确的是( B )
A.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
C.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液
D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液
解析:水分子以扩散的方式进出细胞,而Na+和Cl-以主动运输的方式进出红细胞。扩散比主动运输更容易,故细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-。扩散是顺浓度梯度运输,主动运输是逆浓度梯度运输,故水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液,B项正确。
考点二 观察植物细胞的质壁分离和复原
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
1.实验原理
(1)成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
(2)细胞液具有一定的浓度,细胞能渗透吸水和失水。原生质层比细胞壁的伸缩性大。
2.实验步骤
3.现象与结论
4.注意事项
(1)本实验是教材中唯一一个只在低倍镜下观察的实验。
(2)单独观察处于质壁分离的静态图像,不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。
(3)质壁分离过程中,外界溶液浓度大于细胞液浓度,质壁分离程度越大,植物细胞吸水能力越强。质壁分离复原过程中,外界溶液浓度小于细胞液浓度。
(4)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的,最终表现为出或进的水分子多。
INCLUDEPICTURE "重难突破CSJ.TIF"
1.本实验中的两组对照实验
本实验中的两组实验均为自身对照,自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行,是实验前后之间的对照。
2.质壁分离及复原实验分析
(1)从细胞角度分析。
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。
②细菌细胞也能发生质壁分离,但现象不明显。
(2)从溶液角度分析。
①在一定浓度(溶质不能透过半透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,不会发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理,方可复原)。
②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离,并能自动复原,因为K+、NO、甘油、尿素、乙二醇等可转运到细胞内,使细胞液浓度升高,细胞渗透吸水而发生自动复原。
③本实验选用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高,质壁分离速度虽快,但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡,质壁分离后不能复原;若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
3.实验拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活。
(2)测定细胞液浓度范围。
(3)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)。
INCLUDEPICTURE "考向探究CSJ.TIF"
1.(2024·江苏选择考)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( D )
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
解析: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项不合理;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,B项不合理;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项不合理;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项合理。
2.某班级为探究外界溶液浓度与植物细胞质壁分离程度的关系,用原生质体长度(b)与细胞长度(a)的比值(b/a)表示质壁分离程度(植物细胞的原生质体是指除去细胞壁外的部分),分别用不同浓度的NaCl溶液(标注为1~5号)进行实验,处理相同时间后测得的结果如图所示。下列叙述符合该实验的是( D )
A.1号溶液中水分子不会从植物细胞渗出
B.2号溶液中植物细胞主动失去的水分主要是液泡中的水分
C.实验结束时,3号溶液中液泡渗透压大于4号溶液中液泡渗透压
D.实验结果与细胞壁和原生质层的伸缩性存在差异相关
3.取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞,将它们分别放置在甲、乙两种溶液中,测得细胞失水量的变化如图1,液泡直径的变化如图2。下列叙述正确的是( D )
A.第4 min 后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡
B.图2中曲线Ⅰ和图1中甲溶液中细胞失水量曲线对应
C.第2 min前乙溶液中细胞的失水速率大于甲溶液中的细胞
D.甲、乙两种溶液的浓度可能相同,但溶质不可能相同
解析:第4 min 时乙溶液中的细胞已完成质壁分离复原,之后,细胞继续吸水,A项错误;分析题图2可知,曲线Ⅰ液泡先变小后变大,对应题图1乙溶液中细胞失水量变化曲线,曲线Ⅱ液泡先变小后维持不变,对应题图1甲溶液中细胞失水量变化曲线,B项错误;据题图1可知,第2 min 前甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液中的,C项错误;由题图可知,乙溶液中的花瓣细胞发生了质壁分离复原,甲溶液中的花瓣细胞没有发生质壁分离复原,故甲溶液中的溶质不能被细胞吸收,乙溶液中的溶质可以被细胞吸收,即甲、乙两种溶液的溶质不可能相同,但溶液浓度可能相同,D项正确。
高考真题体验
1.(2022·高考全国卷甲)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“①细胞a未发生变化”可推出细胞a在该蔗糖溶液中的吸水量等于失水量,即水分交换前,细胞a的细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等;由“②细胞b体积增大”可推出细胞b在该蔗糖溶液中的吸水量大于失水量,即水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;由“③细胞c发生了质壁分离”可推出细胞c在该蔗糖溶液中的失水量大于吸水量,即水分交换前,细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。由上述分析可知,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项合理。水分交换前,细胞液浓度的大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,B项合理。水分交换平衡时,细胞a和细胞c的细胞液浓度都与各自所处的外界蔗糖溶液的浓度相等,由于细胞c发生了质壁分离,有水分进入蔗糖溶液中使外界溶液的浓度减小,故水分交换平衡时,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,D项合理。
2.(2023·高考全国卷甲)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( C )
解析:用30%蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮,细胞失水,随着时间的延长,原生质体和液泡的体积均减小,细胞液浓度升高,用清水处理后,细胞吸水,原生质体和液泡的体积均逐渐恢复,细胞液浓度降低,A项、B项不符合题意;当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时,细胞吸水,由于有细胞壁的限制,原生质体和液泡的体积均略微增加,细胞液浓度降低,当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时,随着蔗糖溶液浓度的增加,细胞失水,原生质体和液泡的体积均逐渐减小,细胞液浓度升高,C项符合题意,D项不符合题意。
3.(2024·山东等级考)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( B )
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
解析:细胞失水过程中,水从细胞液流出,细胞液浓度增大,A项正确;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高,B项错误;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项正确;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项正确。
4.(2021·重庆选择考)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,实验结果如下图所示。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: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的,T1组经蔗糖溶液处理后52%的细胞发生了质壁分离,则有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁,A项正确;发生渗透作用的过程中,水分子双向进出细胞,发生质壁分离的细胞中,从蔗糖溶液进入细胞液的水分子少于从细胞液进入蔗糖溶液的水分子,B项错误;能发生质壁分离的细胞是活细胞,经清水处理后可以发生质壁分离的复原,T1和T2组经清水处理后,发生质壁分离的细胞比例为0,说明发生质壁分离的细胞全部复原,C项正确;T3和T4组经清水处理后,发生质壁分离的部分细胞未发生复原,可能的原因是清水处理时间不够,细胞正在发生质壁分离复原,则持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能下降,D项正确。
课时跟踪练6
1.(2021·湖南选择考)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:对农作物施肥过多,根细胞外溶液浓度过高,会导致质壁分离,引起“烧苗”,A项正确;质壁分离过程中,原生质层与细胞壁分离,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B项正确;质壁分离复原过程中,细胞液浓度逐渐降低,吸水能力逐渐降低,C项正确;1 mol/L NaCl溶液中含1 mol/L的Na+和1 mol/L的Cl-,即溶质微粒浓度为2 mol/L,而1 mol/L蔗糖溶液的溶质为蔗糖分子,不可再拆分,故1 mol/L NaCl溶液的渗透压大于1 mol/L蔗糖溶液的渗透压,D项错误。
2.某同学在海水中游泳过久,出现了轻微脱水症状,于是该同学先饮用淡水缓解。晚上回到酒店后,他觉得有点困乏,就在浴缸内泡澡,洗完后发现脚指头因在水中泡久了而出现了褶皱。关于该同学的经历,下列说法错误的是( C )
A.在海水中游泳脱水的原因是海水的浓度高于人体细胞内液的浓度
B.饮用淡水,可降低血浆浓度,有利于组织细胞吸水
C.皮肤表面的角质层由没有细胞核的死亡细胞组成,吸水膨胀利用了渗透作用的原理
D.在细胞吸水膨胀的过程中,水分子的运动是双向的
解析:由于海水浓度高于人体细胞内液的浓度,因此在海水中游泳过久会出现脱水现象,A项正确;血浆浓度因饮水而降低,有利于组织细胞吸水,B项正确;渗透作用发生的条件是有半透膜和半透膜两侧溶液存在浓度差,皮肤表面的角质层是死细胞,死细胞的细胞膜不具有生物活性,相当于不具有半透膜,因此不能通过渗透作用吸水,C项错误;在细胞吸水膨胀的过程中,水分子的运动是双向的,只不过进入细胞的水分子多于出细胞的水分子,D项正确。
3.下列有关“探究植物细胞的吸水和失水”的实验操作的叙述,正确的是( B )
A.在步骤C中只需滴加1滴蔗糖溶液
B.整个实验现象的观察应维持在低倍镜下
C.步骤A具体操作过程为“解离→染色→漂洗→制片”
D.步骤F观察实验结果和步骤D相比,液泡颜色变深
解析:在步骤C引流操作中需滴加多滴蔗糖溶液,用吸水纸在对侧吸引;步骤A制片时不需要进行解离和染色;质壁分离复原的细胞,因细胞吸水,液泡颜色变浅。
4.(2025·广东八校高三联考)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、蛋白质等无法通过。某实验小组搭建了如下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( D )
A.若A是蛋白质溶液,B中加入双缩脲试剂,则不会发生紫色反应
B.若A是淀粉溶液,B中加入碘液,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
解析: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项不符合题意;若A是淀粉溶液,B中加入碘液,碘可通过透析袋,与淀粉发生反应,则A会变蓝,B项不符合题意;若A是葡萄糖溶液,B中为蒸馏水,刚开始时A中浓度>B中浓度,因此水分子会更多地进入A中,透析袋的体积会增大,葡萄糖能透过透析袋进入B中,B中浓度上升,水分子又会更多地进入B中,透析袋的体积会减小,C项不符合题意;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,故透析袋体积会增大,D项符合题意。
5.(2025·揭阳高三月考)不同植物的耐寒性有较大差异,某同学在学习了“探究植物细胞的吸水和失水”后,试图从植物细胞液浓度变化的角度来解释植物耐寒的机理。他选取常温和4 ℃低温处理24 h后的紫色洋葱鳞片叶外表皮和葫芦藓叶片制成临时装片,用引流法将细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,记录实验结果如下表所示:
比较项目 洋葱鳞片叶外表皮 葫芦藓叶片
常温 4 ℃ 常温 4 ℃
初始细胞质壁分离所需时间 1′20″ 2′46″ 2′33″ 3′50″
处理相同时间后质壁分离的细胞占比 100% 35% 100% 30%
处理相同时间后原生质体长度与细胞长度的比值 0.41 0.80 0.40 0.87
下列相关叙述正确的是( C )
A.葫芦藓叶片细胞的细胞液浓度低于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度
B.低温处理的植物细胞失水速率变慢,质壁分离程度更高
C.依据实验结果可推测出植物细胞可能通过提高细胞液浓度适应低温环境
D.低温环境下植物细胞内自由水与结合水含量的比值升高,也可提高耐寒性
解析:在不同温度条件下,洋葱鳞片叶外表皮细胞初始质壁分离时间均比葫芦藓叶片细胞的短,说明洋葱鳞片叶外表皮细胞失水速率快,细胞液与0.3 g/mL蔗糖溶液浓度差高于葫芦藓叶片细胞与0.3 g/mL蔗糖溶液浓度差,因此葫芦藓叶片细胞的细胞液浓度高于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度,A项错误;由题表可知,低温处理的叶片细胞初始质壁分离时间均比常温下的叶片细胞长,低温处理的叶片细胞质壁分离占比、细胞质壁分离程度均显著低于常温下的叶片细胞,说明低温处理的植物细胞失水速率变慢,质壁分离程度变低,B项错误;由实验结果推测植物细胞可能通过提高细胞液的浓度使细胞失水减少,适应低温环境,C项正确;自由水与结合水的比值与细胞代谢速率、抗逆性有关,自由水与结合水的比值降低,细胞代谢速率减慢,抗逆性增强,D项错误。
6.(2025·广州高三模拟)海水稻能种植在盐碱地与其根系的作用分不开。下列有关细胞质壁分离的叙述,正确的是( C )
A.具有活性的植物细胞只要内外存在浓度差就会发生质壁分离
B.在同一蔗糖溶液中,不同根尖细胞发生质壁分离的程度相同
C.成熟植物细胞的原生质层往往比细胞壁的伸缩性大
D.只有通过换高倍物镜、调高亮度,才能清晰观察到细胞的质壁分离
解析:具有活性的植物细胞只有具有成熟的大液泡且外界溶液浓度大于细胞液浓度时才会发生质壁分离,A项错误;不同根尖细胞的细胞液浓度不一定相同,故不同根尖细胞在同一蔗糖溶液中发生质壁分离的程度不一定相同,B项错误;成熟植物细胞的原生质层往往比细胞壁的伸缩性大,故可在一定条件下发生质壁分离,C项正确;细胞的质壁分离在低倍物镜下就可以观察到,D项错误。
7.在无任何相反压力时,渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂,不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀,据此推断下列说法正确的是( A )
A.动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助
B.植物细胞吸水达到渗透平衡时,细胞内外溶液浓度相等
C.若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会升高
D.三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜
解析:动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子运输到细胞外,以减小细胞内液的渗透压,防止细胞渗透吸水涨破,A项正确;植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水,但是由于细胞壁的支撑作用,吸水到一定程度后达到平衡,但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度,B项错误;原生生物生活在低渗溶液中,会通过收缩泡将多余的水排到细胞外,若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会降低,C项错误;动物细胞和原生生物发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜,而植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜,D项错误。
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第6讲 水进出细胞的原理
【课标要求】 1.阐明细胞膜具有选择透过性。2.活动:观察植物细胞的质壁分离和复原。
考点一
01
考点一 动植物细胞的吸水和失水
1.渗透作用
半透膜
浓度差
漏斗内液面停止上升的原因:随着液面不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速度加快,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高。
[易错提醒] 渗透平衡后,半透膜两侧液面存在液面差,且半透膜两侧仍存在浓度差。
2.细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水。
细胞膜
细胞质
失水皱缩
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)。
①原理。
[易错提醒] 原生质层≠原生质体:原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质;原生质体包括细胞膜、细胞核和细胞质三部分。
②现象。
大于
小于
等于
[教材命题点思考]
1.渗透与扩散有何区别?
提示:渗透作用必须通过选择透过性膜(半透膜),扩散则不一定需要;扩散适用于各种物质,渗透仅指溶剂分子。因此,渗透是一种特殊的扩散。
2.为什么吃比较咸的食物时嘴唇会感觉比较干?
提示:与细胞内液相比,外界溶液浓度高,口腔上皮细胞失水。
[情境命题点思考]
3.将若干生理状况基本相同、长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组,分别置于清水(对照组)和浓度相同的尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液三种溶液中(实验组)。实验组分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度,结果如下图。据图分析回答下列问题。
(1)实验组中是否都发生了质壁分离和复原现象?
________________________________________________________________。
判断依据是:____________________________________________。
3组只发生质壁分离
提示:自由扩散和主动运输
√
考向1 渗透作用
1.在下图所示的装置中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中蔗糖溶液的浓度大小关系为
( )
A.Ⅰ=Ⅱ=Ⅲ B.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
C.Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ D.无法确定
解析:达到渗透平衡后,在单位时间内,水分子通过半透膜从Ⅰ到Ⅱ及从Ⅱ到Ⅰ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Ⅰ中蔗糖溶液浓度大于Ⅱ中蔗糖溶液浓度。同理可知,Ⅲ中蔗糖溶液浓度大于Ⅱ中蔗糖溶液浓度,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Ⅰ中蔗糖溶液浓度大于Ⅲ中蔗糖溶液浓度。因此,在达到平衡后,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中蔗糖溶液的浓度大小关系为Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ,C项符合题意。
√
√
3.(2021·湖北选择考)红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小,在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述,正确的是( )
A.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
C.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液
D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液
解析:水分子以扩散的方式进出细胞,而Na+和Cl-以主动运输的方式进出红细胞。扩散比主动运输更容易,故细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-。扩散是顺浓度梯度运输,主动运输是逆浓度梯度运输,故水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液,B项正确。
考点二
02
考点二 观察植物细胞的质壁分离和复原
1.实验原理
(1)成熟植物细胞的原生质层相当于一层______。
(2)______具有一定的浓度,细胞能渗透吸水和失水。原生质层比细胞壁的伸缩性__。
半透膜
细胞液
大
2.实验步骤
细胞壁
逐渐变小
清水
逐渐变大
3.现象与结论
4.注意事项
(1)本实验是教材中唯一一个只在低倍镜下观察的实验。
(2)单独观察处于质壁分离的静态图像,不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。
(3)质壁分离过程中,外界溶液浓度大于细胞液浓度,质壁分离程度越大,植物细胞吸水能力越强。质壁分离复原过程中,外界溶液浓度小于细胞液浓度。
(4)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的,最终表现为出或进的水分子多。
1.本实验中的两组对照实验
本实验中的两组实验均为自身对照,自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行,是实验前后之间的对照。
2.质壁分离及复原实验分析
(1)从细胞角度分析。
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。
②细菌细胞也能发生质壁分离,但现象不明显。
3.实验拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活。
(2)测定细胞液浓度范围。
(3)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)。
√
1.(2024·江苏选择考)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
解析: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项不合理;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,B项不合理;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项不合理;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项合理。
√
2.某班级为探究外界溶液浓度与植物细胞质壁分离程度的关系,用原生质体长度(b)与细胞长度(a)的比值(b/a)表示质壁分离程度(植物细胞的原生质体是指除去细胞壁外的部分),分别用不同浓度的NaCl溶液(标注为1~5号)进行实验,处理相同时间后测得的结果如图所示。下列叙述符合该实验的是( )
A.1号溶液中水分子不会从植物细胞渗出
B.2号溶液中植物细胞主动失去的水分主要是液泡中的水分
C.实验结束时,3号溶液中液泡渗透压大于4号溶液中液泡渗透压
D.实验结果与细胞壁和原生质层的伸缩性存在差异相关
√
3.取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞,将它们分别放置在甲、乙两种溶液中,测得细胞失水量的变化如图1,液泡直径的变化如图2。下列叙述正确的是( )
A.第4 min 后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡
B.图2中曲线Ⅰ和图1中甲溶液中细胞失水量曲线对应
C.第2 min前乙溶液中细胞的失水速率大于甲溶液中的细胞
D.甲、乙两种溶液的浓度可能相同,但溶质不可能相同
解析:第4 min 时乙溶液中的细胞已完成质壁分离复原,之后,细胞继续吸水,A项错误;分析题图2可知,曲线Ⅰ液泡先变小后变大,对应题图1乙溶液中细胞失水量变化曲线,曲线Ⅱ液泡先变小后维持不变,对应题图1甲溶液中细胞失水量变化曲线,B项错误;据题图1可知,第2 min 前甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液中的,C项错误;由题图可知,乙溶液中的花瓣细胞发生了质壁分离复原,甲溶液中的花瓣细胞没有发生质壁分离复原,故甲溶液中的溶质不能被细胞吸收,乙溶液中的溶质可以被细胞吸收,即甲、乙两种溶液的溶质不可能相同,但溶液浓度可能相同,D项正确。
√
高考真题体验
1.(2022·高考全国卷甲)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
解析:由“①细胞a未发生变化”可推出细胞a在该蔗糖溶液中的吸水量等于失水量,即水分交换前,细胞a的细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等;由“②细胞b体积增大”可推出细胞b在该蔗糖溶液中的吸水量大于失水量,即水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;由“③细胞c发生了质壁分离”可推出细胞c在该蔗糖溶液中的失水量大于吸水量,即水分交换前,细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。由上述分析可知,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项合理。水分交换前,细胞液浓度的大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,B项合理。水分交换平衡时,细胞a和细胞c的细胞液浓度都与各自所处的外界蔗糖溶液的浓度相等,由于细胞c发生了质壁分离,有水分进入蔗糖溶液中使外界溶液的浓度减小,故水分交换平衡时,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,D项合理。
2.(2023·高考全国卷甲)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( )
√
解析:用30%蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮,细胞失水,随着时间的延长,原生质体和液泡的体积均减小,细胞液浓度升高,用清水处理后,细胞吸水,原生质体和液泡的体积均逐渐恢复,细胞液浓度降低,A项、B项不符合题意;当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时,细胞吸水,由于有细胞壁的限制,原生质体和液泡的体积均略微增加,细胞液浓度降低,当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时,随着蔗糖溶液浓度的增加,细胞失水,原生质体和液泡的体积均逐渐减小,细胞液浓度升高,C项符合题意,D项不符合题意。
√
3.(2024·山东等级考)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
解析:细胞失水过程中,水从细胞液流出,细胞液浓度增大,A项正确;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高,B项错误;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项正确;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项正确。
√
4.(2021·重庆选择考)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,实验结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
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: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的,T1组经蔗糖溶液处理后52%的细胞发生了质壁分离,则有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁,A项正确;发生渗透作用的过程中,水分子双向进出细胞,发生质壁分离的细胞中,从蔗糖溶液进入细胞液的水分子少于从细胞液进入蔗糖溶液的水分子,B项错误;能发生质壁分离的细胞是活细胞,经清水处理后可以发生质壁分离的复原,T1和T2组经清水处理后,发生质壁分离的细胞比例为0,说明发生质壁分离的细胞全部复原,C项正确;T3和T4组经清水处理后,发生质壁分离的部分细胞未发生复原,可能的原因是清水处理时间不够,细胞正在发生质壁分离复原,则持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能下降,D项正确。