课时分层作业(六)
1.C [乙到丙的变化过程中,细胞吸水发生质壁分离的复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度,A错误;丙图细胞达到渗透平衡时,水分子进出原生质层达到动态平衡,B错误;甲到乙的变化过程中,细胞失水,细胞液的浓度升高,其吸水能力逐渐增强,C正确;细胞发生渗透作用至丙状态时,由于细胞壁的存在,可能细胞液浓度仍大于外界溶液浓度,D错误。]
2.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。]
3.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。]
4.C [由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大,说明细胞吸水,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。水分交换达到平衡前,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,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,B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浓度相等;水分交换达到平衡时,细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,但细胞c失水,使其所处的外界蔗糖溶液浓度比原有的外界蔗糖溶液浓度有所下降,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不合理,D合理。]
5.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。]
6.ABC [动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外,以减小细胞内液的渗透压,降低细胞吸水量,防止细胞渗透吸水涨破,A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正确;原生动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,若将原生动物置于高于细胞质浓度的溶液中,细胞会失水,其收缩泡的伸缩频率会降低,C正确;发生渗透吸水时,水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散,D错误。]
7.AD [A→B段的变化是由于外界溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水,细胞液浓度逐渐增大,A正确;由图可知,乙二醇溶液中的细胞在2 min后原生质体相对体积增大,说明细胞在发生质壁分离的复原,B错误;不同细胞细胞液的浓度不同,植物其他部位活细胞在2 mol·L-1蔗糖溶液中可能不发生质壁分离,C错误;由图可知,处于蔗糖溶液中的细胞,在1 min时原生质体相对体积减小,细胞正在发生质壁分离,说明细胞此时为活细胞,故将细胞置于清水中,细胞会发生质壁分离的复原,即原生质体体积会增大,D正确。]
8.(除标注外,每空1.5分,共12分)(1)成熟区 逐渐升高 KNO3溶液 (2)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)= ≥ (4)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(3分)
1 / 2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)通过半透膜的扩散,称为渗透作用。
2.渗透装置
(1)液面上升的原因: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。
(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)具有半透膜。
(2)半透膜两侧的溶液存在浓度差。
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”:细胞膜。
②浓度差:细胞质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 细胞失水皱缩。
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。
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)液泡。
(2)原理
(3)现象
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 外界溶液浓度大于细胞液浓度 外界溶液浓度小于细胞液浓度 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)。 (×)
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
渗透作用的原理及分析
1.(链接人教版必修1 P62问题探讨)某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态),烧杯中盛放有蒸馏水,倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。图中猪膀胱膜允许单糖分子通过。下列有关叙述,正确的是( )
A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后即下降
B.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后下降,最后保持内外液面基本相平
C.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后保持一定的液面差不变
D.加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖
B [长颈漏斗中有蔗糖溶液,渗透压较高,液面上升,加酶后蔗糖水解为单糖,溶液中溶质分子数目增多,渗透压更高,液面继续上升,但是单糖分子可以通过猪膀胱膜进入烧杯中,使两边渗透压相等,漏斗中液面降低至内外液面基本相平,B正确。]
2.(链接人教版必修1 P62问题探讨)某同学设计的实验装置如图所示,开始时向U型管两侧分别加入等量的1 mol/L的蔗糖溶液和1 mol/L的麦芽糖溶液,平衡后分别加入等量的蔗糖酶溶液(对U型管中溶液浓度和体积的影响可忽略),图中膀胱膜允许单糖分子通过。下列分析正确的是 ( )
A.该装置不能发生渗透作用
B.加酶前两侧的渗透压不等
C.最终右侧渗透压高于左侧
D.最终平衡后左侧液面高于右侧
C [该装置的膀胱膜为半透膜,两侧分别加入等量的蔗糖酶溶液后,蔗糖水解,左侧渗透压上升,具备渗透作用的条件:半透膜和浓度差,所以该装置可以发生渗透作用,A错误;加酶前,左右两侧物质的量浓度相等,渗透压相等,B错误;由于左侧蔗糖溶液水解得到的单糖可以通过膀胱膜扩散,最终使右侧渗透压高于左侧,C正确;最终平衡后由于右侧渗透压高,液面上升,高于左侧,D错误。]
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)将洋葱鳞片叶外表皮细胞同时置于同一浓度的蔗糖溶液中,一段时间后,观察到甲、乙、丙三个洋葱细胞的图像如图所示,其中X、Y和Z分别表示乙细胞中不同部位的渗透压。下列有关分析合理的是( )
A.在质壁分离过程中,甲细胞的吸水能力逐渐减弱
B.质壁分离过程中,乙细胞中渗透压大小关系为XC.与实验前相比,实验后丙细胞的细胞液渗透压不变
D.继续实验可观察到甲、乙细胞发生质壁分离后慢慢自动复原
B [在质壁分离过程中,甲细胞失水,细胞液浓度逐渐增大,细胞吸水能力逐渐增强,A错误;质壁分离过程中,乙细胞失水,原生质层(渗透压为Y)相当于半透膜,水分子由液泡(渗透压为X)通过原生质层流向渗透压为Z的部位,故不同部位渗透压大小关系为X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
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
三、现象与结论
1.当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞失水,发生质壁分离。
2.发生质壁分离的细胞,当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞吸水,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 0.5g/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,剩余观察实验无需再做
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需再做,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。]
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.(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,淀粉酶会水解淀粉形成麦芽糖(二糖),由于葡萄糖(单糖)不能通过透析袋,故麦芽糖也不能通过透析袋,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。]
3.(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。]
4.(2022·湖北卷)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( )
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
B [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形式进出细胞,故其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正确,B错误;未经AgNO3处理的红细胞,水可通过水通道蛋白快速进出细胞,也可通过自由扩散进出细胞,故其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正确。]
课时分层作业(六) 水进出细胞的原理
1.(2024·广东梅州质检)在“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中,依次观察到的结果如图所示,其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.乙到丙的变化是由于外界溶液浓度大于细胞液浓度所致
B.丙图细胞达到渗透平衡时,无水分子进出原生质层
C.与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液吸水能力较强
D.细胞发生渗透作用至丙状态时,细胞内外溶液浓度相等
C [乙到丙的变化过程中,细胞吸水发生质壁分离的复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度,A错误;丙图细胞达到渗透平衡时,水分子进出原生质层达到动态平衡,B错误;甲到乙的变化过程中,细胞失水,细胞液的浓度升高,其吸水能力逐渐增强,C正确;细胞发生渗透作用至丙状态时,由于细胞壁的存在,可能细胞液浓度仍大于外界溶液浓度,D错误。]
2.(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
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。]
3.(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
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。]
4.(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
C [由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大,说明细胞吸水,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。水分交换达到平衡前,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,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,B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浓度相等;水分交换达到平衡时,细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,但细胞c失水,使其所处的外界蔗糖溶液浓度比原有的外界蔗糖溶液浓度有所下降,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不合理,D合理。]
5.(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
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。]
6.(不定项)(2024·湖南大联考)在低渗溶液中,细胞吸水膨胀,吸水过多可能导致细胞破裂。不同的细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀。下列相关叙述正确的是( )
A.动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白的协助,转运蛋白运出离子从而降低细胞吸水量
B.植物细胞的水分进出达到平衡时,细胞内外溶液浓度不一定相等
C.外界溶液浓度升高,原生生物收缩泡的伸缩频率会降低
D.发生渗透吸水时,水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
ABC [动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外,以减小细胞内液的渗透压,降低细胞吸水量,防止细胞渗透吸水涨破,A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正确;原生动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,若将原生动物置于高于细胞质浓度的溶液中,细胞会失水,其收缩泡的伸缩频率会降低,C正确;发生渗透吸水时,水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散,D错误。]
7.(不定项)(2024·莱芜一中检测)用物质的量浓度为2 mol·L-1的乙二醇溶液和2 mol·L-1的蔗糖溶液分别处理某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体(通过质壁分离,能够和细胞壁分开的部分)体积变化情况如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.A→B段变化过程中,细胞液浓度逐渐增大
B.乙二醇溶液中的细胞在2 min后质壁分离程度继续加大
C.该植物其他部位活细胞在2 mol·L-1蔗糖溶液中都会发生质壁分离
D.将处于蔗糖溶液中的细胞,在1 min时置于清水中,原生质体体积会增大
AD [A→B段的变化是由于外界溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水,细胞液浓度逐渐增大,A正确;由图可知,乙二醇溶液中的细胞在2 min后原生质体相对体积增大,说明细胞在发生质壁分离的复原,B错误;不同细胞细胞液的浓度不同,植物其他部位活细胞在2 mol·L-1蔗糖溶液中可能不发生质壁分离,C错误;由图可知,处于蔗糖溶液中的细胞,在1 min时原生质体相对体积减小,细胞正在发生质壁分离,说明细胞此时为活细胞,故将细胞置于清水中,细胞会发生质壁分离的复原,即原生质体体积会增大,D正确。]
8.(12分)(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_______________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(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。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
[答案] (除标注外,每空1.5分,共12分)(1)成熟区 逐渐升高 KNO3溶液 (2)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)= ≥ (4)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(3分)
(教师用书独具)
1.(2024·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
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.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.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
D [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正确;质壁分离过程中,原生质层(由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成)与细胞壁分离,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B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错误。]
3.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.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
A [通过题图分析可知,①处理后的细胞吸水量少于③处理后的细胞,说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后,A错误;②处理后的细胞失水,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;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;通过分析可知,推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,D正确。]
4.(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,本实验所用西葫芦的细胞液浓度在0.4~0.5 mol/L之间
C.西葫芦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组西葫芦细胞的细胞液浓度变化趋势是降低
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时,西葫芦条细胞吸水,蔗糖溶液浓度为0.5 mol/L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之间,B正确;当细胞吸水时,由于细胞壁的伸缩性很小,故细胞体积基本不变,即细胞吸水时,西葫芦细胞中原生质体长度/细胞长度=1,而细胞失水时原生质体体积变小,原生质体长度/细胞长度<1,细胞吸水对应的实验组为第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组西葫芦细胞失水量依次增加,细胞液浓度依次升高,D错误。]
2 / 17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)某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态),烧杯中盛放有蒸馏水,倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。图中猪膀胱膜允许单糖分子通过。下列有关叙述,正确的是( )
A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后即下降
B.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后下降,最后保持内外液面基本相平
C.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后保持一定的液面差不变
D.加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖
2.(链接人教版必修1 P62问题探讨)某同学设计的实验装置如图所示,开始时向U型管两侧分别加入等量的1 mol/L的蔗糖溶液和1 mol/L的麦芽糖溶液,平衡后分别加入等量的蔗糖酶溶液(对U型管中溶液浓度和体积的影响可忽略),图中膀胱膜允许单糖分子通过。下列分析正确的是 ( )
A.该装置不能发生渗透作用
B.加酶前两侧的渗透压不等
C.最终右侧渗透压高于左侧
D.最终平衡后左侧液面高于右侧
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)将洋葱鳞片叶外表皮细胞同时置于同一浓度的蔗糖溶液中,一段时间后,观察到甲、乙、丙三个洋葱细胞的图像如图所示,其中X、Y和Z分别表示乙细胞中不同部位的渗透压。下列有关分析合理的是( )
A.在质壁分离过程中,甲细胞的吸水能力逐渐减弱
B.质壁分离过程中,乙细胞中渗透压大小关系为XC.与实验前相比,实验后丙细胞的细胞液渗透压不变
D.继续实验可观察到甲、乙细胞发生质壁分离后慢慢自动复原
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
操作一:观察新制取的洋葱表皮
操作二:将洋葱表皮置于较高浓度的溶液中
观察
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
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,剩余观察实验无需再做
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
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.(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
3.(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
4.(2022·湖北卷)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( )
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
2 / 10课时分层作业(六) 水进出细胞的原理
(建议用时:30分钟;本套共8小题,共30分。第1~5小题,每小题2分;第6~7小题,每小题4分;第8小题12分。)
1.(2024·广东梅州质检)在“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中,依次观察到的结果如图所示,其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.乙到丙的变化是由于外界溶液浓度大于细胞液浓度所致
B.丙图细胞达到渗透平衡时,无水分子进出原生质层
C.与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液吸水能力较强
D.细胞发生渗透作用至丙状态时,细胞内外溶液浓度相等
2.(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
3.(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
4.(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
5.(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
6.(不定项)(2024·湖南大联考)在低渗溶液中,细胞吸水膨胀,吸水过多可能导致细胞破裂。不同的细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀。下列相关叙述正确的是( )
A.动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白的协助,转运蛋白运出离子从而降低细胞吸水量
B.植物细胞的水分进出达到平衡时,细胞内外溶液浓度不一定相等
C.外界溶液浓度升高,原生生物收缩泡的伸缩频率会降低
D.发生渗透吸水时,水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
7.(不定项)(2024·莱芜一中检测)用物质的量浓度为2 mol·L-1的乙二醇溶液和2 mol·L-1的蔗糖溶液分别处理某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体(通过质壁分离,能够和细胞壁分开的部分)体积变化情况如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.A→B段变化过程中,细胞液浓度逐渐增大
B.乙二醇溶液中的细胞在2 min后质壁分离程度继续加大
C.该植物其他部位活细胞在2 mol·L-1蔗糖溶液中都会发生质壁分离
D.将处于蔗糖溶液中的细胞,在1 min时置于清水中,原生质体体积会增大
1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 +0.5
8.(12分)(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_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(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。
_____________________________________________________________________
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