第7讲 细胞的物质输入和输出
第1课时 细胞的吸水和失水
考点一
● 必备知识
1.(1)半透膜 (2)半透膜 浓度差
(3)低浓度 高浓度 高 低
2.(1)细胞膜 细胞质 (2)①< ②> ③=
3.全透性 小 细胞质 ①外界溶液浓度
细胞液浓度 质壁分离 ②外界溶液浓度 细胞液浓度 质壁分离复原
【考点易错】
(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
[解析] (2)渗透作用是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,葡萄糖不能通过渗透作用进入细胞。(3)当半透膜两侧溶液浓度相等时,在单位时间内经半透膜出入的水分子数相等。(5)植物细胞的细胞壁对细胞具有支持和保护的作用,因此植物细胞一般不会吸水涨破;若动物细胞在涨破前达到动态平衡,则不会吸水涨破。(6)渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,NaCl溶液中含有钠离子和氯离子,而蔗糖不能电离,导致NaCl溶液中溶质微粒的数目多于蔗糖溶液,渗透压更高。
【长句拓展】
1.不一定。对于动物细胞来说,水分子进出细胞的数量相等时,细胞内、外溶液的浓度相等。但植物细胞的细胞壁有支持、保护作用,单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时,有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度
2.因为生理盐水的浓度和血浆的浓度基本一致,输生理盐水可以维持血细胞渗透压的稳定,不会使细胞因为过度吸水和失水而出现形态和功能的异常
● 典型例题
1.B [解析] 根据题干“a溶液浓度2.B [解析] 分析图中曲线,缢蛏在低盐度条件下鲜重先增大后减小,说明其先吸水后失水,最后趋于动态平衡,A项正确;低盐度培养时,缢蛏组织渗透压大于外界环境,导致缢蛏吸水,为恢复正常状态,缢蛏应通过自我调节使组织中的溶质含量减少,从而降低组织渗透压,引起组织失水,B项错误;组织渗透压的高低与其中的溶质含量有关,溶质相对含量越多,渗透压越高,因此,相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高,C项正确;细胞呼吸过程中产生的中间产物可转化为氨基酸、甘油等非糖物质,由此推测缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关,D项正确。
考点二
● 必备知识
1.(1)原生质层 渗透 大于 (2)①失水
收缩 质壁分离 ②吸水 质壁分离复原
2.逐渐变小 加深 逐渐变大
【实验分析】
(1)观察原生质层和细胞壁的初始位置,以便与处理后的状态形成对照。
(2)两次,分别是滴加蔗糖溶液的前后对照,滴加清水前后的自身对照。
(3)洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,便于观察。在合适条件下,内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象。
(4)二者之间呈负相关,细胞液浓度越来越大,失水速率越来越小。
(5)充满着外界溶液,因为细胞壁具有全透性。
【考点易错】
(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×
[解析] (2)质壁分离和复原现象使用低倍镜即可观察到。(4)质壁分离过程中,细胞液浓度增大,吸水能力增大。(5)根尖分生区细胞没有大液泡,不适合作为该实验的实验材料。
● 典型例题
1.D [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中,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;用吸水纸引流使蔗糖溶液替换清水,可以观察到质壁分离现象,但要观察质壁分离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。
2.C [解析] Ⅰ 组水稻的原生质体体积先减小后增加,说明 Ⅰ 组水稻细胞先发生质壁分离再复原; Ⅱ 组水稻的原生质体体积增大,表明细胞吸水,则说明 Ⅱ 组水稻细胞液浓度比较大,因此 Ⅰ 组是普通水稻, Ⅱ 组是耐盐碱水稻,A正确。A→B段, Ⅰ 组水稻细胞发生质壁分离,细胞失水导致细胞液浓度逐渐增大,由于细胞能通过主动运输吸收K+和N,细胞吸水导致细胞液浓度逐渐减小,B正确。 Ⅱ 组水稻曲线不再上升时,即原生质体体积不再增加时,可能是细胞内外的溶液浓度相等;也可能是受到细胞壁的限制不能再吸水增大,但细胞液的浓度仍然大于外界溶液浓度,C错误。结合题意,海水稻能够在盐碱地中生长, 推测其根尖细胞液浓度大于盐碱地土壤溶液浓度,D正确。
经典真题·明考向
1.B [解析] 细胞失水过程中,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中单糖多,且外层细胞还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,有利于外层细胞的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.C [解析] 用30%蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮之后,细胞失水,原生质体和液泡的体积均会减小,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均会增大,细胞液浓度下降,A、B错误。随着所用蔗糖溶液浓度的上升,当蔗糖溶液浓度超过细胞液浓度之后,细胞会开始失水,原生质体和液泡体积下降,细胞液浓度上升,C正确,D错误。
3.C [解析] 水分交换达到平衡时,细胞b体积增大,即细胞b吸水,说明水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,A正确;水分交换达到平衡时,细胞a体积不变,细胞b体积增大,即细胞b吸水,细胞c发生质壁分离,即细胞c失水,说明水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,B正确;在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,水分交换平衡时,细胞c发生了质壁分离,说明细胞c失水,外界蔗糖溶液的浓度降低,此时细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,而细胞a的细胞液浓度与初始外界蔗糖溶液浓度相等,所以细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度,C错误,D正确。第7讲 细胞的物质输入和输出
第1课时 细胞的吸水和失水
课标 要求 1.阐明质膜具有选择透过性 2.教学活动:观察植物细胞的质壁分离和复原
考点一 细胞的吸水和失水(固本·识记类)
1.渗透作用
(1)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过 的扩散。
(2)
[提醒]半透膜是指有些物质(如水分子)可以通过,有些物质(如蔗糖分子)不能通过的多孔性薄膜,如:玻璃纸、膀胱膜、鱼鳔、卵壳膜。
(3)渗透的方向
(4)渗透作用的现象分析
①溶液浓度:S1>S2,水分子移动:单位时间内,由S2→S1的水分子数多于S1→S2。
②外观表现:S1液面上升,一段时间后达到平衡。
③漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,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率加快,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,此时水分子的进出达到相对平衡。
[提醒]若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在高度差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。
渗透作用变式分析
(1)溶质分子都不能通过半透膜(如S1是0.3 g·mL-1的淀粉溶液,S2是0.3 g·mL-1的蔗糖溶液)
结果:S2液面上升,S2中溶质浓度高于S1。
(2)只有一种溶质和水可以通过半透膜(如S1是葡萄糖溶液,S2是蔗糖溶液,葡萄糖可以通过膜,蔗糖不能通过膜)
①S1物质的量浓度大于S2物质的量浓度
结果:S1液面先上升后下降,最终低于S2;葡萄糖最终在S1和S2中分布平衡,S2中溶质的总浓度超过S1。
②S1物质的量浓度小于S2物质的量浓度
结果:S2液面上升,且S2液面始终高于S1;葡萄糖最终在S1和S2中分布平衡,S2中溶质的总浓度超过S1。
(3)两种溶质和水都可以通过半透膜(如:S1、S2都是葡萄糖溶液,S1物质的量浓度大于S2物质的量浓度)
结果:S1先上升后下降,最终S1、S2液面持平;葡萄糖最终在S1和S2中分布平衡。
[提醒]渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指渗透压。
2.动物细胞的吸水和失水
(1)原理
(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 水分子处于进出平衡状态,细胞形态不变。
3.成熟植物细胞的吸水和失水
①当 > 时,细胞失水,发生 现象。
②当 < 时,细胞吸水,失水的细胞发生 现象。
考点易错·明辨析
(1)虽然红细胞没有具膜细胞器,但将其放入一定浓度的外界溶液中,也能发生渗透作用。( )
(2)葡萄糖分子通过渗透作用进入细胞。( )
(3)在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜。( )
(4)细胞吸水和失水是水分子顺浓度梯度跨膜运输的过程。( )
(5)当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞都会因吸水而涨破。( )
(6)1 mol·L-1 NaCl溶液和1 mol·L-1蔗糖溶液的渗透压大小相等。( )
长句拓展·练思维
1.对于动植物细胞来说,单位时间内,水分子进出细胞的数量相等时,细胞内、外液体的浓度一定相等吗 判断并说明原因: 。
2.[必修1 P63 “思考·讨论”] 临床上输液要用生理盐水的原因是 。
1.[2024·江苏南京调研] 下图A为利用玻璃纸制作的两个渗透装置,溶液a、b为不同浓度的同种溶液,且a溶液浓度A.图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B.图B中的④⑤⑥相当于图A中的②
C.若图B所示为某农作物的根毛细胞,此时应及时灌溉
D.图B中的⑦与图A中的②通透性不同
2.[2024·湖南卷] 缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一,自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化,如图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.缢蛏在低盐度条件下先吸水,后失水直至趋于动态平衡
B.低盐度培养8~48 h间,缢蛏通过自我调节以增加组织中的溶质含量
C.相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高
D.缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关
考点二 实验:探究植物细胞的吸水和失水(实验·探究型)
1.实验原理
(1)植物细胞的 相当于一层半透膜,植物细胞通过 作用吸水和失水。细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性,原生质层的伸缩性 细胞壁的伸缩性。
(2)细胞液和外界溶液存在浓度差,细胞能渗透吸水和失水
①外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞 ,原生质层 →发生 。
②外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞 →已发生质壁分离的细胞发生 现象。
2.实验步骤
实验分析
(1)实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么
(2)本实验中存在几次对照实验 分别是什么
(3)为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料 在合适的条件下洋葱鳞片叶内表皮细胞能发生质壁分离及复原现象吗
(4)在细胞失水的过程中,细胞液的浓度和失水速率之间有什么关系
(5)质壁分离发生后在细胞壁与原生质层之间存在的是外界溶液还是细胞液,为什么
3.结论:植物的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
考点易错·明辨析
(1)在蔗糖溶液中加入适量红墨水,可观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离。( )
(2)需要在高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。( )
(3)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。( )
(4)质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。( )
(5)可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离与复原。( )
1.质壁分离发生的条件
(1)从细胞角度分析
a.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。
b.具有中央液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。
(2)从溶液角度分析
a.在一定浓度的溶液中(溶质不能通过原生质层)发生质壁分离,则在该溶液中不能发生自动复原现象,只有更换为清水或低渗溶液,才能复原。
b.在一定浓度的溶液中(溶质可以通过原生质层,如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等溶液)发生质壁分离,则可以自动复原,因为K+、N、甘油、尿素、乙二醇等可以进入细胞内,使细胞液浓度升高,细胞渗透吸水而发生自动复原。
c.如果将细胞放入浓度过高的溶液中,质壁分离速度较快,细胞有可能失水过多死亡,这样即使更换清水或低渗溶液也不能观察到复原现象。
2.质壁分离和复原实验的应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
注:所用蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度。
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
注:所用蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度。
(4)比较未知溶液浓度的大小
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
1.[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
2.[2024·湖北襄阳模拟] 土壤盐碱化使得耕地面积缩减,是粮食危机产生的原因之一。2017 年袁隆平团队选育出海水稻,即耐盐碱水稻(能在盐碱浓度3‰以上的盐碱地生长的水稻品种)。现将普通水稻和耐盐碱水稻的根尖成熟区细胞置于0.3 g·mL-1的KNO3溶液中,实验结果如下图所示。下列相关分析错误的是( )
A.Ⅰ 组水稻细胞发生质壁分离及自动复原,Ⅰ 组是普通水稻
B.A→B→C段,Ⅰ 组水稻细胞的细胞液浓度先增大后减小
C. Ⅱ 组水稻曲线不再上升时,外界溶液与细胞液的浓度相等
D.推测海水稻的根尖细胞液浓度大于盐碱地土壤溶液浓度
经典真题·明考向
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·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( )
3.[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(共98张PPT)
第7讲
细胞的物质输入和输出
第1课时
细胞的吸水和失水
考点一 细胞的吸水和失水（固本·识记类）
考点二 实验：探究植物细胞的吸水和失水（实验·探究型）
经典真题·明考向
作业手册
备用习题
答案速查【听】
答案速查【作】
课标要求 1.阐明质膜具有选择透过性
2.教学活动：观察植物细胞的质壁分离和复原
考点一 细胞的吸水和失水（固本·识记类）
1.渗透作用
（1）概念：水分子（或其他溶剂分子）通过________的扩散。
（2）
半透膜
半透膜
浓度差
［提醒］半透膜是指有些物质（如水分子）可以通过，有些物质
（如蔗糖分子）不能通过的多孔性薄膜,如:玻璃纸、膀胱膜、鱼鳔、卵
壳膜。
（3）渗透的方向
低浓度
高浓度
高
低
（4）渗透作用的现象分析
①溶液浓度：，水分子移动：单位时间内，由 的水分
子数多于 。
②外观表现： 液面上升，一段时间后达到平衡。
③漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,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率加快,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,此时水分
子的进出达到相对平衡。
［提醒］若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在高度差,则半透膜两侧
溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。
渗透作用变式分析
（1）溶质分子都不能通过半透膜（如是的淀粉溶液，
是 的蔗糖溶液）
结果：液面上升，中溶质浓度高于 。
[知识拓展]
（2）只有一种溶质和水可以通过半透膜（如是葡萄糖
溶液， 是蔗糖溶液，葡萄糖可以通过膜，蔗糖不能通过膜）
①物质的量浓度大于 物质的量浓度
结果：液面先上升后下降，最终低于；葡萄糖最终在和 中分
布平衡，中溶质的总浓度超过 。
②物质的量浓度小于 物质的量浓度
结果：液面上升，且液面始终高于；葡萄糖最终在和 中分
布平衡，中溶质的总浓度超过 。
（3）两种溶质和水都可以通过半透膜（如：、 都是葡萄
糖溶液，物质的量浓度大于 物质的量浓度）
结果：先上升后下降，最终、液面持平；葡萄糖最终
在和 中分布平衡。
［提醒］渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指
渗透压。
2.动物细胞的吸水和失水
（1）原理
细胞膜
细胞质
（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 水分子处于进出平衡状态,细胞形
态不变。
=
3.成熟植物细胞的吸水和失水
全透性
小
细胞质
①当______________ ____________时,细胞失水,发生__________现象。
②当______________ ____________时,细胞吸水,失水的细胞发生
______________现象。
外界溶液浓度
细胞液浓度
质壁分离
外界溶液浓度
细胞液浓度
质壁分离复原
【考点易错】（明辨析）
（1）虽然红细胞没有具膜细胞器,但将其放入一定浓度的外界溶液中,
也能发生渗透作用。（ ）
√
（2）葡萄糖分子通过渗透作用进入细胞。（ ）
×
[解析] 渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散,
葡萄糖不能通过渗透作用进入细胞。
（3）在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半
透膜。（ ）
×
[解析] 当半透膜两侧溶液浓度相等时,在单位时间内经半透膜出入的
水分子数相等。
（4）细胞吸水和失水是水分子顺浓度梯度跨膜运输的过程。（ ）
√
（5）当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞都会因吸水而涨破。
（ ）
×
[解析] 植物细胞的细胞壁对细胞具有支持和保护的作用,因此植物细
胞一般不会吸水涨破;若动物细胞在涨破前达到动态平衡，则不会吸
水涨破。
（6）溶液和 蔗糖溶液的渗透压大小相等。
（ ）
×
[解析] 渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，
溶液中含有钠离子和氯离子，而蔗糖不能电离，导致 溶液中溶
质微粒的数目多于蔗糖溶液，渗透压更高。
【长句拓展】（练思维）
1.对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，
细胞内、外液体的浓度一定相等吗？判断并说明原因： ___________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
__ 。
不一定。对
于动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内、外溶液的
浓度相等。但植物细胞的细胞壁有支持、保护作用，单位时间内水分
子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓
度
2.［必修 “思考·讨论”］ 临床上输液要用生理盐水的原因是
____________________________________________________________
____________________________________________________________
__________ 。
因为生理盐水的浓度和血浆的浓度基本一致，输生理盐水可以维持
血细胞渗透压的稳定，不会使细胞因为过度吸水和失水而出现形态和
功能的异常
1.[2024·江苏南京调研] 下图A为利用玻璃纸制
作的两个渗透装置，溶液、 为不同浓度的同
A.图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B.图B中的④⑤⑥相当于图A中的②
C.若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉
D.图B中的⑦与图A中的②通透性不同
种溶液，且溶液浓度溶液浓度， 为清水，图B
为在显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是（ ）
√
高于装置1的液面，A正确；题图B中细胞含有大液泡，因此可以构
成渗透系统，其中题图A中的②（半透膜）相当于原生质层，题图B
中⑥（细胞膜）、⑦（液泡膜）以及两者之间的⑧（细胞质）共同
构成原生质层，B错误；若题图B所示为某农作物的根毛细胞，题图
B中细胞因失水发生了质壁分离，故应及时灌溉，C正确；题图B中
的⑦具有选择透过性，题图A中的②玻璃纸没有选择透过性，只要微
粒大小小于膜上的孔均可以通过，二者通透性不同，D正确。
[解析] 根据题干“溶液浓度溶液浓度，
为清水”可推断，一段时间后装置2的液面会
2.[2024·湖南卷] 缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一，自身存在抵
抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的
不同而变化，如图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线。
下列叙述错误的是（ ）
A.缢蛏在低盐度条件下先吸水，后失水直至趋于动态平衡
B.低盐度培养 间，缢蛏通过自我调节以增加组织中
的溶质含量
C.相同盐度下，游离氨基酸含量高的组织渗透压也高
D.缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关
√
[解析] 分析图中曲线，缢蛏在低盐度条件下鲜重先
增大后减小,说明其先吸水后失水,最后趋于动态平衡,
A项正确;低盐度培养时，缢蛏组织渗透压大于外界环
境,导致缢蛏吸水,为恢复正常状态,缢蛏应通过自我调节使组织中的
溶质含量减少,从而降低组织渗透压,引起组织失水,B项错误;组织渗透
压的高低与其中的溶质含量有关,溶质相对含量越多,渗透压越高,因
此,相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高,C项正确;细胞呼
吸过程中产生的中间产物可转化为氨基酸、甘油等非糖物质,由此推
测缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关,D项正确。
考点二 实验：探究植物细胞的吸水和失水
（实验·探究型）
1.实验原理
（1）植物细胞的__________相当于一层半透膜,植物细胞通过______
作用吸水和失水。细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性,原生质层的伸
缩性______细胞壁的伸缩性。
原生质层
渗透
大于
（2）细胞液和外界溶液存在浓度差,细胞能渗透吸水和失水
①外界溶液浓度 细胞液浓度 细胞______，原生质层______ 发
生__________。
②外界溶液浓度 细胞液浓度 细胞______ 已发生质壁分离的细
胞发生______________现象。
失水
收缩
质壁分离
吸水
质壁分离复原
2.实验步骤
逐渐变小
加深
逐渐变大
（1）实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么
____________________________________________________________
（2）本实验中存在几次对照实验？分别是什么？
_______________________________________________________________
（3）为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料 在合适的条件
下洋葱鳞片叶内表皮细胞能发生质壁分离及复原现象吗
观察原生质层和细胞壁的初始位置,以便与处理后的状态形成对照。
两次，分别是滴加蔗糖溶液的前后对照，滴加清水前后的自身对照。
洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,便于观察。在合适条件下,
内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象。
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
实验分析
（4）在细胞失水的过程中,细胞液的浓度和失水速率之间有什么关系
____________________________________________________________
（5）质壁分离发生后在细胞壁与原生质层之间存在的是外界溶液还
是细胞液，为什么？
______________________________________________________________
二者之间呈负相关,细胞液浓度越来越大,失水速率越来越小。
充满着外界溶液，因为细胞壁具有全透性。
3.结论：植物的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作
用吸水和失水的。
【考点易错】（明辨析）
（1）在蔗糖溶液中加入适量红墨水,可观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细
胞的质壁分离。 （ ）
√
（2）需要在高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁
分离。（ ）
×
[解析] 质壁分离和复原现象使用低倍镜即可观察到。
（3）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。（ ）
√
（4）质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。（ ）
×
[解析] 质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。
（5）可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离
与复原。（ ）
×
[解析] 根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作为该实验的实验材料。
1.质壁分离发生的条件
（1）从细胞角度分析
.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。
.具有中央液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。
（2）从溶液角度分析
.在一定浓度的溶液中（溶质不能通过原生质层）发生质壁分离，则
在该溶液中不能发生自动复原现象，只有更换为清水或低渗溶液，才
能复原。
.在一定浓度的溶液中（溶质可以通过原生质层，如 、甘油、尿
素、乙二醇等溶液）发生质壁分离，则可以自动复原，因为、 、
甘油、尿素、乙二醇等可以进入细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗
透吸水而发生自动复原。
.如果将细胞放入浓度过高的溶液中，质壁分离速度较快，细胞有可能
失水过多死亡，这样即使更换清水或低渗溶液也不能观察到复原现象。
2.质壁分离和复原实验的应用
（1）判断成熟植物细胞的死活
注：所用蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度。
（2）测定细胞液浓度范围
（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
注：所用蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度。
（4）比较未知溶液浓度的大小
（5）鉴别不同种类的溶液（如 溶液和蔗糖溶液）
1.[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
于中央
C.用吸水纸引流使 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中，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；
用吸水纸引流使蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，但
要观察质壁分离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。
2.[2024·湖北襄阳模拟] 土壤盐碱化使得耕地面积缩减，是粮食危机产生的原因之一。2017 年袁隆平团队选育出海水稻，即耐盐碱水稻（能在盐碱浓度 以上的盐碱地生长的水稻品种）。现将普通水稻和耐盐碱水稻的根尖成熟区细胞置于 的 溶液中，实验结果如下图所示。下列相关分析错误的是（ ）
A.Ⅰ 组水稻细胞发生质壁分离及自动复原，Ⅰ 组是普通水稻
B. 段，Ⅰ 组水稻细胞的细胞液浓度先增大后减小
C.Ⅱ 组水稻曲线不再上升时，外界溶液与细胞液的浓度相等
D.推测海水稻的根尖细胞液浓度大于盐碱地土壤溶液浓度
√
[解析] Ⅰ 组水稻的原生质体体积先减小后增加，
说明 Ⅰ 组水稻细胞先发生质壁分离再复原；
Ⅱ 组水稻的原生质体体积增大，表明细胞吸水，
则说明 Ⅱ 组水稻细胞液浓度比较大，因此 Ⅰ
组是普通水稻，Ⅱ 组是耐盐碱水稻，A正确。 段，Ⅰ 组水稻细
胞发生质壁分离，细胞失水导致细胞液浓度逐渐增大，由于细胞能
通过主动运输吸收和 ，细胞吸水导致细胞液浓度逐渐减小，
B正确。
Ⅱ 组水稻曲线不再上升时，即原生质体体积
不再增加时，可能是细胞内外的溶液浓度相等；
也可能是受到细胞壁的限制不能再吸水增大，
但细胞液的浓度仍然大于外界溶液浓度，C错误。
结合题意，海水稻能够在盐碱地中生长，推测其根尖细胞液浓度大于盐碱地土壤溶液浓度，D正确。
经典真题·明考向
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
√
[解析] 细胞失水过程中，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中单糖多，且外层细胞还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，有利于外层细胞的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·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.
√
[解析] 用 蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮之后，细胞失水，
原生质体和液泡的体积均会减小，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均会增大，细胞液浓度下降，A、
B错误。随着所用蔗糖溶液浓度的上升，当蔗糖溶液浓度超过细胞液
浓度之后，细胞会开始失水，原生质体和液泡体积下降，细胞液浓
度上升，C正确，D错误。
3.[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
、、 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
胞未发生变化;②细胞体积增大;③细胞 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 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 细胞 细胞
C.水分交换平衡时，细胞的细胞液浓度大于细胞 的细胞液浓度
D.水分交换平衡时，细胞 的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
√
[解析] 水分交换达到平衡时，细胞体积增大，即细胞 吸水，说明
水分交换前，细胞 的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确;
水分交换达到平衡时，细胞体积不变，细胞体积增大，即细胞 吸
水，细胞发生质壁分离，即细胞 失水，说明水分交换前，细胞液
浓度大小关系为细胞 细胞 细胞 ，B正确;在水分交换期间细
胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，水分交换平衡时，细胞 发生了质壁
分离，说明细胞失水，外界蔗糖溶液的浓度降低，此时细胞 的细
胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，而细胞 的细胞液浓度与初始外
界蔗糖溶液浓度相等，所以细胞的细胞液浓度小于细胞 的细胞液
浓度，C错误，D正确。
备用习题
1.下图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液,且单糖能通过半透膜而二糖、多糖不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是 ( )
A.装置A的现象是左侧液面先下降后上升,最终左右侧液面持平
B.装置A左右侧替换为等量蔗糖溶液,左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶,左侧液面先升后降最后低于右侧
C.装置B烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓
D.装置B达到渗透平衡后,由于液面差存在,水分子向半透膜两侧扩散的速度不同
√
[解析]由于装置A左右侧溶液存在浓
度差,且Y的浓度大于X,所以左侧液面
会下降,但由于Y溶液中的葡萄糖分子
会进入X,导致X溶液浓度增大,因此左
侧液面又会上升,最终左右侧液面持平,A正确;如果装置A左右侧替换为等量蔗糖溶液,左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶,左侧的一分子蔗糖可以被蔗糖酶分解成两分子单糖,而右侧的蔗糖不会被淀粉酶分解,所以左侧溶液浓度高于右侧,左侧液面先升高,单糖分子又可以透过半透膜,导致左侧溶液浓度降低,液面下降,故左侧液面先升后降最后低于右侧,B正确;
由于Z溶液的浓度大于X溶液的浓度,所以装置B中漏斗液面升高,但水分子的进入导致Z溶液浓度下降,所以水分子由烧杯进入漏斗的速率降低,所以烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓,C正确;装置B达到渗透平衡后,水分子向半透膜两侧扩散的速度相同,D错误。
2. 某同学将初始长度、重量均相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后,萝卜条的最终长度如下图所示。下列叙述不正确的是 ( )
A.甲的初始细胞液浓度小于乙
B.若蔗糖溶液浓度为a,则甲的吸水量多
C.若蔗糖溶液浓度为d,则渗透平衡时甲的重量小于乙
D.根据图示可知,植物的细胞壁也具有一定的伸缩性
√
[解析]根据图示可知,当萝卜条长度与初始长度相同时,细胞液浓度和外界溶液浓度相等,乙对应浓度为c,甲对应浓度为b,因此甲的初始细胞液浓度小于乙,A正确;当蔗糖溶液浓度为a时,细胞吸水,由于甲的细胞液浓度小于乙,因此甲的吸水量少于乙,B错误;蔗糖溶液浓度为d时,细胞失水,甲的失水量多于乙,故渗透平衡时甲萝卜条的重量小于乙,C正确;萝卜条的长度会发生变化,说明组胞壁也具有一定的伸缩性,D正确。
A.a曲线对应溶液中,细胞吸水能力维持稳定时,溶
液X的浓度比初始浓度低
B.b曲线对应溶液中,细胞吸水能力开始减弱时,细
胞开始吸收溶液X中的溶质
C.c曲线对应溶液中,随着细胞吸水能力的减弱,原生质体的体积随之减小
D.在不同溶液中,水分子进出细胞所需的ATP均主要来自线粒体
3. 以紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,制成临时装片置于某种溶液X中。细胞吸水能力随时间的变化如图所示,其中c曲线表示细胞在蒸馏水中的吸水能力变化。下列叙述正确的是( )
√
[解析] a曲线表示细胞吸水能力逐渐增强,说明细胞
失水,当细胞吸水能力维持稳定时,溶液X的浓度比初
始浓度低,A正确;b曲线对应溶液中,细胞吸水能力先
增强后减弱,说明细胞先失水后吸水,说明溶质可进入细胞,细胞从放入溶液X中就开始吸收溶质,B错误;c曲线对应溶液中,细胞吸水能力减弱,说明细胞吸水,原生质体的体积随之增大,C错误;水分子进出紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的运输方式为被动运输,不消耗能量,D错误。
作业手册
（限时：20分钟）
题组一 细胞的吸水和失水
1.[2024·辽宁大连模拟] 反渗透海水淡化是利用反渗透技术，通过反渗
膜过滤海水，从而实现海水淡化。基本原理如图所示。下列有关说法
正确的是（ ）
A.若去掉人为压力，则图乙中左侧液面会下降，
右侧液面会上升
B.反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐分
子不能通过，都是选择透过性膜
C.图甲中的水分子都从膜左侧向右侧移动，图乙中的水分子都从膜右
侧向左侧移动
D.洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质体相当于一层半透膜
√
[解析] 图乙中左侧淡水渗透压低，右侧盐水渗透压高，若去掉人为
压力，水分子从反渗膜左侧往右侧移动得更多，则左侧液面会下降，
右侧液面会上升，A正确；反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐
分子不能通过，但不是选择透过性膜，选择透过性膜为生物膜，B错
误；水分子在膜两侧双向移动，C错误；洋葱鳞片叶外表皮细胞的原
生质层具有选择透过性，故原生质层相当于一层半透膜，D错误。
2.[2024·河北石家庄期末] 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。高等动物、高
等植物与原生动物细胞以三种不同的机制（如图所示）避免细胞渗透
膨胀。下列相关叙述错误的是（ ）
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.三种细胞的细胞膜均具有选择透过性
D.若将原生动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
√
[解析] 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，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错误；三种细胞的细胞膜都能选择性地吸收和排出物质，都
具有选择透过性，C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其细胞质浓度的
溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低，D正确。
3.为探索植物吸收水分和吸收无机盐的特点和关系，
用相同的全营养液分别培养水稻和番茄的幼苗。一
段时间后，分别测定培养液中、 的浓度，
结果如图所示。下列相关叙述中正确的是（ ）
A.水稻吸收水、、这三类物质的相对速度是
（水）
B.植物对离子吸收速率取决于培养液中该离子浓度
C.水稻和番茄对和 的吸收是由细胞膜的结构特点决定的
D.为使实验结果更有说服力，应增加以清水为培养液的对照组
√
[解析] 由题图可知：水稻培养液中 的浓度高
于初始浓度，说明水稻吸收 比吸收水慢，水
稻培养液中 的浓度低于初始浓度，说明水稻
吸收 比吸收水快，所以水稻吸收水、、
这三类物质的相对速度是 （水） ，A正确；植物对离子的吸收速率主要取决于细胞膜上载体蛋白的数量，B错误；生物膜具有选择透过性，不同植物对矿质离子的吸收具有选择性，所以水稻和番茄对和 的吸收是由细胞膜的功能特点决定的，C错误；本实验采用自身对照的方法，即某离子的初始浓度和培养一段时间后的浓度对比，不需要设置空白对照组，D错误。
4.[2024·江西赣州一中模拟] 正常条件下某植物根细胞吸收离子 可分
两个阶段，如曲线1所示，段表示离子 进入细胞壁，而没有通过
膜进入细胞质，段表示离子以恒定的速率持续进入细胞质。 段
表示将其移至蒸馏水中产生的结果。限制代谢作用，得到的结果如曲
线2所示。下列分析错误的是（ ）
A.与相比， 时刻细胞吸水能力较强
B.离子 进入该植物细胞质需要通道蛋白协助
C.段出现的原因是离子 快速流出细胞壁
D.曲线2中限制代谢作用的处理可能是加入呼吸抑制剂
√
细胞吸收离子的速率降低，说明代谢影响物质的运输，所以其运输
方式是主动运输，需要载体蛋白的协助，B错误； 段表示将细胞移
至蒸馏水中，由于在细胞膜和细胞壁之间存在离子，所以放入水中，
离子 快速流出细胞壁，造成吸收离子的量减少，C正确；根据B项
分析，该物质的吸收方式是主动运输，所以曲线2中限制代谢作用的
处理可能是加入呼吸抑制剂，抑制剂加入后，细胞呼吸产生的能量
减少，影响了主动运输，造成吸收速率降低，D正确。
[解析] 从 点开始，将细胞移入水中，则细胞会吸收水
分，所以点细胞液的浓度低于点，则与相比， 时刻
细胞吸水能力较强，A正确；从图中看出，限制代谢后，
题组二 质壁分离及复原实验分析
5.利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和 的蔗糖溶液进行实验模
拟探究细胞膜的选择透过性，如图为不同处理时间对紫色洋葱鳞片叶
外表皮细胞的质壁分离的影响。下列叙述正确的是（ ）
A.该过程中原生质体的体积与细胞体积的变化完全吻合
B.该过程中蔗糖和水能自由通过鳞片叶外表皮细胞的细胞壁
C.在处理时间 时，鳞片叶外表皮细胞的吸水能力最弱
D. 时，鳞片叶外表皮细胞吸水导致细胞液渗透压
下降
√
[解析] 原生质层的伸缩性较大，而细胞壁的伸
缩性较小，故两者的体积变化不等，A错误；
细胞壁是全透性的，蔗糖和水都能自由通过细
胞壁，B正确；随着质壁分离程度增大，鳞片
叶外表皮细胞的吸水能力增强，故在处理时间 时，鳞片叶外
表皮细胞的吸水能力最强，C错误；外界溶液浓度比细胞液浓度大，
时细胞失水，但还未出现质壁分离，D错误。
6.[2024·河北沧州三模] 植物细胞发生的质壁分离有凹型质壁分离和凸
型质壁分离，分别如下图甲、乙所示。有些新鲜的实验材料会出现凹
型质壁分离。下列叙述错误的是（ ）
A.甲细胞的细胞膜与细胞壁可能具有一定的黏连性
B.若乙为洋葱鳞片叶外表皮细胞，则 处呈紫色
C.甲、乙细胞的细胞液浓度可能等于外界溶液浓度
D.甲、乙细胞细胞壁的伸缩性均小于其原生质层的伸缩性
√
[解析] 甲细胞出现凹型质壁分离，因此甲细胞的细胞膜与细胞壁可
能具有一定的黏连性，A正确；若乙为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，
则 处无色，液泡内部为紫色，B错误；若甲、乙细胞此时处于质壁
分离的平衡状态，甲、乙细胞的细胞液浓度等于外界溶液浓度，C正
确；要发生质壁分离，必须是活的植物细胞，还要有大液泡，并且
植物细胞中原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，D正确。
7.[2024·江苏南京模拟] 原生质体长度与细胞长度的比值值 可在一
定程度上反映细胞质壁分离程度。下列有关植物细胞质壁分离与复原
实验的叙述错误的是（ ）
A.原生质体长度与细胞长度的比值越大，液泡的颜色相对越浅
B. 值与植物细胞的吸水能力呈负相关
C.细胞发生质壁分离的过程中，细胞壁不发生收缩
D.实验中，外界蔗糖溶液浓度过高会造成细胞失水死亡
√
[解析] 原生质体长度与细胞长度的比值越大，细胞失水越少，液泡
的颜色相对越浅，A正确；在一定范围内， 值越小，植物细胞的吸
水能力越强，因此 值与植物细胞的吸水能力呈负相关，B正确；植
物细胞壁也有一定的伸缩性，细胞发生质壁分离的过程中，细胞壁
也会发生轻微地收缩，C错误；实验中，外界蔗糖溶液浓度过高会造
成细胞失水过多而死亡，D正确。
8.[2024·湖北黄冈一模] 在其他条件相同的情况下，先分别用不同浓度
的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞一段时间，再分别用清水处理上
述细胞一段时间，两次处理后都观察并统计细胞质壁分离的情况，实
验结果见下表。下列叙述错误的是（ ）
蔗糖溶液浓度
蔗糖溶液处理后质壁分离细胞比例/% 52 90 98 100
清水处理后质壁分离细胞比例/% 0 0 19 75
A.为了便于观察，实验应选择洋葱鳞片叶外表皮细胞
B.各组蔗糖溶液浓度的大小关系为
C.和 组蔗糖溶液处理后部分细胞可能已经失去活性
D.各组蔗糖溶液处理过程中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞
√
蔗糖溶液浓度
蔗糖溶液处理后质壁分离细胞比例/% 52 90 98 100
清水处理后质壁分离细胞比例/% 0 0 19 75
[解析] 洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡呈现紫色，便于观察，A正确；
分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，细胞液与蔗
糖溶液的浓度差越大，细胞失水越多，质壁分离细胞占比越大，因
此各组蔗糖溶液浓度的大小关系为，B正确； 和
组蔗糖溶液处理后，再用清水处理，仍有部分细胞处于质壁分离
状态，说明该部分细胞可能已失去活性，C正确；水分子进出细胞是
双向的，可从蔗糖溶液进入细胞，也可从细胞进入蔗糖溶液，D错误。
综合应用练
9.[2024·山西太原模拟] 耐盐碱水稻是指能在盐浓度 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，研究小组使用的 溶液分别处理普通水稻
和耐盐碱水稻细胞，结果如图所示。回答下列问题：
（1）Ⅰ 组水稻细胞在小时发生了__________现象，在 小时
内水稻细胞原生质体体积逐渐增大的原因是______________________
_________________________________________________________。
质壁分离
水稻细胞吸收和使细胞液浓度大于外界溶液浓度，渗透吸水使原生质体体积增大
[解析] Ⅰ 组水稻细胞在 小时原生质体体积减小，说明细胞失水，
发生了质壁分离现象；水稻细胞吸收和 使细胞液浓度大于外
界溶液浓度，渗透吸水使原生质体体积增大。
（2）实验过程中并未添加清水，Ⅱ 组水稻原生质体体积逐渐增大的
原因可能是__________________________________________________
___________________________。
细胞液的浓度大于外界溶液浓度，水分透过原生质层进入细胞液（或发生渗透吸水）
（3）由实验结果可知___（填“Ⅰ”或“ Ⅱ ”）组水稻为耐盐碱水稻。欲
在实验室条件下，以 溶液为实验试剂，探究该耐盐碱水稻的耐盐
能力，请参照题干实验简要写出实验思路： _____________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
________________ 。
Ⅱ
配制浓度大于
的一系列浓度梯度的 溶液，分别将 Ⅱ 组水稻细胞（或耐盐碱水
稻细胞）置于各组 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
[解析] 两组水稻放入的是相同浓度的外界
溶液，Ⅱ 组水稻吸水，说明其细胞液浓度
大于外界溶液浓度，Ⅰ 组水稻先发生质壁
分离后复原，说明初始细胞液浓度小于外
界溶液浓度，故 Ⅱ 组水稻为耐盐碱水稻，适于在较高浓度盐环境中
生活；若要探究该耐盐碱水稻的耐盐能力，即探究水稻细胞液的大
致浓度，可配制浓度大于的一系列浓度梯度的 溶液，
分别将 Ⅱ 组水稻细胞（或耐盐碱水稻细胞）置于各组 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，找到刚发
生质壁分离与未发生质壁分离的组所对应的浓度，该水稻可在比后
者浓度低的土壤中生活。
快速核答案
考点一 细胞的吸水和失水（固本·识记类）
必备知识 精梳理
1.（1）半透膜 （2）半透膜 浓度差 （3）低浓度 高浓度 高 低
2.（1）细胞膜 细胞质 （2）① ② ③=
3.全透性 小 细胞质 外界溶液浓度 细胞液浓度 质壁分离 外界溶液浓度 细胞液浓度 质壁分离复原
考点易错·明辨析
（1）√ （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）×
长句拓展·练思维
1.不一定。对于动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞
内、外溶液的浓度相等。但植物细胞的细胞壁有支持、保护作用，单
位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于
细胞外溶液浓度
2.因为生理盐水的浓度和血浆的浓度基本一致，输生理盐水可以维持
血细胞渗透压的稳定，不会使细胞因为过度吸水和失水而出现形态和
功能的异常
典型例题 提能力
1.B 2.B
考点二 实验：探究植物细胞的吸水和失水（实验·探究型）
必备知识 精梳理
1.（1）原生质层 渗透 大于 （2）①失水 收缩 质壁分离 ②吸水 质壁分离复原
2.逐渐变小 加深 逐渐变大 观察原生质层和细胞壁的初始位置,以便与处理后的状态形成对照。 两次 分别是滴加蔗糖溶液的前后对照 滴加清水前后的自身对照。
洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素 便于观察。在合适条件下,内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象。 二者之间呈负相关,细胞液浓度越来越大,失水速率越来越小。 充满着外界溶液，因为细胞壁具有全透性。
考点易错·明辨析
（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）×
典型例题 提能力
1.D 2.C
经典真题·明考向
1.B 2.C 3.C
题组一 细胞的吸水和失水
1.A 2.B 3.A 4.B
题组二 质壁分离及复原实验分析
5.B 6.B 7.C 8.D
综合应用练
9.（1）质壁分离 水稻细胞吸收和使细胞液浓度大于外界溶液
浓度 , 渗透吸水使原生质体体积增大 （2）细胞液的浓度大于外界
溶液浓度，水分透过原生质层进入细胞液（或发生渗透吸水）
（3）Ⅱ 配制浓度大于的一系列浓度梯度的溶液，分别
将 Ⅱ 组水稻细胞（或耐盐碱水稻细胞）置于各组溶液中，其他
条件相同且适宜，培养一段时间后观察现象并记录课时作业(七) 细胞的吸水和失水
1.A [解析] 图乙中左侧淡水渗透压低,右侧盐水渗透压高,若去掉人为压力,水分子从反渗膜左侧往右侧移动得更多,则左侧液面会下降,右侧液面会上升,A正确;反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐分子不能通过,但不是选择透过性膜,选择透过性膜为生物膜,B错误;水分子在膜两侧双向移动,C错误;洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层具有选择透过性,故原生质层相当于一层半透膜,D错误。
2.B [解析] 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,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错误;三种细胞的细胞膜都能选择性地吸收和排出物质,都具有选择透过性,C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其细胞质浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会降低,D正确。
3.A [解析] 由题图可知:水稻培养液中Mg2+的浓度高于初始浓度,说明水稻吸收Mg2+比吸收水慢,水稻培养液中Si4+的浓度低于初始浓度,说明水稻吸收Si4+比吸收水快,所以水稻吸收水、Mg2+、Si4+这三类物质的相对速度是v(Si4+)>v(水)>v(Mg2+),A正确;植物对离子的吸收速率主要取决于细胞膜上载体蛋白的数量,B错误;生物膜具有选择透过性,不同植物对矿质离子的吸收具有选择性,所以水稻和番茄对Mg2+和Si4+的吸收是由细胞膜的功能特点决定的,C错误;本实验采用自身对照的方法,即某离子的初始浓度和培养一段时间后的浓度对比,不需要设置空白对照组,D错误。
4.B [解析] 从b点开始,将细胞移入水中,则细胞会吸收水分,所以c点细胞液的浓度低于b点,则与c相比,b时刻细胞吸水能力较强,A正确;从图中看出,限制代谢后,细胞吸收离子的速率降低,说明代谢影响物质的运输,所以其运输方式是主动运输,需要载体蛋白的协助,B错误;bc段表示将细胞移至蒸馏水中,由于在细胞膜和细胞壁之间存在离子,所以放入水中,离子W快速流出细胞壁,造成吸收离子的量减少,C正确;根据B项分析,该物质的吸收方式是主动运输,所以曲线2中限制代谢作用的处理可能是加入呼吸抑制剂,抑制剂加入后,细胞呼吸产生的能量减少,影响了主动运输,造成吸收速率降低,D正确。
5.B [解析] 原生质层的伸缩性较大,而细胞壁的伸缩性较小,故两者的体积变化不等,A错误;细胞壁是全透性的,蔗糖和水都能自由通过细胞壁,B正确;随着质壁分离程度增大,鳞片叶外表皮细胞的吸水能力增强,故在处理时间10 min时,鳞片叶外表皮细胞的吸水能力最强,C错误;外界溶液浓度比细胞液浓度大,0~2 min时细胞失水,但还未出现质壁分离,D错误。
6.B [解析] 甲细胞出现凹型质壁分离,因此甲细胞的细胞膜与细胞壁可能具有一定的黏连性,A正确;若乙为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,则M处无色,液泡内部为紫色,B错误;若甲、乙细胞此时处于质壁分离的平衡状态,甲、乙细胞的细胞液浓度等于外界溶液浓度,C正确;要发生质壁分离,必须是活的植物细胞,还要有大液泡,并且植物细胞中原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,D正确。
7.C [解析] 原生质体长度与细胞长度的比值越大,细胞失水越少,液泡的颜色相对越浅,A正确;在一定范围内,M值越小,植物细胞的吸水能力越强,因此M值与植物细胞的吸水能力呈负相关,B正确;植物细胞壁也有一定的伸缩性,细胞发生质壁分离的过程中,细胞壁也会发生轻微地收缩,C错误;实验中,外界蔗糖溶液浓度过高会造成细胞失水过多而死亡,D正确。
8.D [解析] 洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡呈现紫色,便于观察,A正确;分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞,细胞液与蔗糖溶液的浓度差越大,细胞失水越多,质壁分离细胞占比越大,因此各组蔗糖溶液浓度的大小关系为C19.(1)质壁分离 水稻细胞吸收K+和N使细胞液浓度大于外界溶液浓度,渗透吸水使原生质体体积增大
(2)细胞液的浓度大于外界溶液浓度,水分透过原生质层进入细胞液(或发生渗透吸水)
(3)Ⅱ 配制浓度大于0.3 g/mL的一系列浓度梯度的KNO3溶液,分别将 Ⅱ 组水稻细胞(或耐盐碱水稻细胞)置于各组KNO3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
[解析] (1)Ⅰ 组水稻细胞在0~1小时原生质体体积减小,说明细胞失水,发生了质壁分离现象;水稻细胞吸收K+和N使细胞液浓度大于外界溶液浓度,渗透吸水使原生质体体积增大。(3)两组水稻放入的是相同浓度的外界溶液, Ⅱ 组水稻吸水,说明其细胞液浓度大于外界溶液浓度, Ⅰ 组水稻先发生质壁分离后复原,说明初始细胞液浓度小于外界溶液浓度,故 Ⅱ 组水稻为耐盐碱水稻,适于在较高浓度盐环境中生活;若要探究该耐盐碱水稻的耐盐能力,即探究水稻细胞液的大致浓度,可配制浓度大于0.3 g/mL的一系列浓度梯度的KNO3溶液,分别将 Ⅱ 组水稻细胞(或耐盐碱水稻细胞)置于各组KNO3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,找到刚发生质壁分离与未发生质壁分离的组所对应的浓度,该水稻可在比后者浓度低的土壤中生活。课时作业(七) 细胞的吸水和失水
题组一 细胞的吸水和失水
1.[2024·辽宁大连模拟] 反渗透海水淡化是利用反渗透技术,通过反渗膜过滤海水,从而实现海水淡化。基本原理如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.若去掉人为压力,则图乙中左侧液面会下降,右侧液面会上升
B.反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐分子不能通过,都是选择透过性膜
C.图甲中的水分子都从膜左侧向右侧移动,图乙中的水分子都从膜右侧向左侧移动
D.洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质体相当于一层半透膜
2.[2024·河北石家庄期末] 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。高等动物、高等植物与原生动物细胞以三种不同的机制(如图所示)避免细胞渗透膨胀。下列相关叙述错误的是 ( )
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.三种细胞的细胞膜均具有选择透过性
D.若将原生动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
3.为探索植物吸收水分和吸收无机盐的特点和关系,用相同的全营养液分别培养水稻和番茄的幼苗。一段时间后,分别测定培养液中Mg2+、Si4+的浓度,结果如图所示。下列相关叙述中正确的是 ( )
A.水稻吸收水、Mg2+、Si4+这三类物质的相对速度是v(Si4+)>v(水)>v(Mg2+)
B.植物对离子吸收速率取决于培养液中该离子浓度
C.水稻和番茄对Mg2+和Si4+的吸收是由细胞膜的结构特点决定的
D.为使实验结果更有说服力,应增加以清水为培养液的对照组
4.[2024·江西赣州一中模拟] 正常条件下某植物根细胞吸收离子W可分两个阶段,如曲线1所示,Oa段表示离子W进入细胞壁,而没有通过膜进入细胞质,ab段表示离子W以恒定的速率持续进入细胞质。bc段表示将其移至蒸馏水中产生的结果。限制代谢作用,得到的结果如曲线2所示。下列分析错误的是 ( )
A.与c相比,b时刻细胞吸水能力较强
B.离子W进入该植物细胞质需要通道蛋白协助
C.bc段出现的原因是离子W快速流出细胞壁
D.曲线2中限制代谢作用的处理可能是加入呼吸抑制剂
题组二 质壁分离及复原实验分析
5.利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和0.3 g/mL的蔗糖溶液进行实验模拟探究细胞膜的选择透过性,如图为不同处理时间对紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离的影响。下列叙述正确的是 ( )
A.该过程中原生质体的体积与细胞体积的变化完全吻合
B.该过程中蔗糖和水能自由通过鳞片叶外表皮细胞的细胞壁
C.在处理时间10 min时,鳞片叶外表皮细胞的吸水能力最弱
D.0~2 min时,鳞片叶外表皮细胞吸水导致细胞液渗透压下降
6.[2024·河北沧州三模] 植物细胞发生的质壁分离有凹型质壁分离和凸型质壁分离,分别如下图甲、乙所示。有些新鲜的实验材料会出现凹型质壁分离。下列叙述错误的是 ( )
A.甲细胞的细胞膜与细胞壁可能具有一定的黏连性
B.若乙为洋葱鳞片叶外表皮细胞,则M处呈紫色
C.甲、乙细胞的细胞液浓度可能等于外界溶液浓度
D.甲、乙细胞细胞壁的伸缩性均小于其原生质层的伸缩性
7.[2024·江苏南京模拟] 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。下列有关植物细胞质壁分离与复原实验的叙述错误的是 ( )
A.原生质体长度与细胞长度的比值越大,液泡的颜色相对越浅
B.M值与植物细胞的吸水能力呈负相关
C.细胞发生质壁分离的过程中,细胞壁不发生收缩
D.实验中,外界蔗糖溶液浓度过高会造成细胞失水死亡
8.[2024·湖北黄冈一模] 在其他条件相同的情况下,先分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞一段时间,再分别用清水处理上述细胞一段时间,两次处理后都观察并统计细胞质壁分离的情况,实验结果见下表。下列叙述错误的是 ( )
蔗糖溶液浓度 C1 C2 C3 C4
蔗糖溶液处理后质壁 分离细胞比例/% 52 90 98 100
清水处理后质壁 分离细胞比例/% 0 0 19 75
A.为了便于观察,实验应选择洋葱鳞片叶外表皮细胞
B.各组蔗糖溶液浓度的大小关系为C1C.C3和C4组蔗糖溶液处理后部分细胞可能已经失去活性
D.各组蔗糖溶液处理过程中,水分子不能从蔗糖溶液进入细胞
综合应用练
9.[2024·山西太原模拟] 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,结果如图所示。回答下列问题:
(1) Ⅰ 组水稻细胞在0~1小时发生了 现象,在1~3小时内水稻细胞原生质体体积逐渐增大的原因是 。
(2)实验过程中并未添加清水, Ⅱ 组水稻原生质体体积逐渐增大的原因可能是 。
(3)由实验结果可知 (填“Ⅰ”或“ Ⅱ ”)组水稻为耐盐碱水稻。欲在实验室条件下,以KNO3溶液为实验试剂,探究该耐盐碱水稻的耐盐能力,请参照题干实验简要写出实验思路: 。
