高中生物 重点强化练14　植物细胞的质壁分离和复原实验及其拓展应用

重点强化练14(分值：60分)(第1～12题，每题5分，共60分。)1．(2026·长治一中月考)某同学以紫色洋葱为实验材料观察植物细胞的质壁分离和复原现象，下列叙述合理的是()A．制作临时装片时，先将撕下的外表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，然后缓慢盖上盖玻片B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可看见紫色的大液泡以及位于细胞中央的细胞核C．本实验通过自身前后对照，观察紫色中央液泡体积的大小变化以及原生质层的位置来推测表皮细胞是处于吸水状态还是失水状态D．用0.5g·mL－1的蔗糖溶液使细胞发生质壁分离后替换成清水引流，一定能观察到质壁分离复原的现象答案C解析制作临时装片的正确步骤应为先在洁净的载玻片上滴一滴清水，再将撕下的外表皮放在水中展平，最后盖上盖玻片。若先放表皮再滴清水，可能导致细胞未完全浸润或产生气泡，影响观察，A不合理；紫色洋葱表皮细胞的成熟细胞中，液泡占据细胞大部分体积，细胞核被挤到细胞边缘(贴近细胞膜)，而非中央，B不合理；质壁分离及复原实验通过同一细胞在不同处理下的自身前后对照，直接观察液泡体积变化(失水时缩小，吸水时增大)以及原生质层的位置来判断细胞渗透作用的状态，C合理；0.5g·mL－1的蔗糖溶液浓度过高，可能导致细胞过度失水而死亡，原生质层失去选择透过性，即使后续更换清水，细胞也无法复原，D不合理。2．(2026·金昌一中月考)将成熟的洋葱外表皮细胞分别置于1mol/L的KNO3溶液(实验①)和1mol/L的蔗糖溶液(实验②)中进行质壁分离实验，实验①观察到了质壁分离及复原，实验②观察到了质壁分离现象(假设实验①②过程中细胞均未失去活性)。下列叙述正确的是()A．实验①的质壁分离过程中，水分子主要依赖生物膜上的水通道蛋白进行跨膜运输B．细胞吸收KNO3所需要的能量均来自线粒体C．实验②的过程中，细胞吸水能力逐渐减弱D．若将实验材料由洋葱外表皮细胞换成人的口腔上皮细胞，也会出现质壁分离现象答案A解析实验①中，细胞发生质壁分离的过程中，细胞失水，水分子进出细胞的方式为自由扩散和协助扩散，协助扩散是水分子主要的跨膜运输方式，协助扩散时需要细胞膜上的水通道蛋白的参与，A正确；细胞吸收KNO3所需要的能量来自细胞质基质和线粒体，B错误；实验②中，细胞不断失水，细胞液浓度增大，导致细胞吸水能力增强，C错误；人的口腔上皮细胞不存在细胞壁，所以不会出现质壁分离现象，D错误。3．(2025·伊春一中开学考)某实验小组欲利用质壁分离实验原理测定某植物细胞的细胞液浓度，将该植物细胞放入不同浓度的蔗糖溶液中，然后对结果进行镜检并分析。下列操作可使实验结果比实际结果偏小的是()A．蔗糖未充分搅拌溶解B．镜检时用清水代替相应浓度的蔗糖溶液C．细胞在蔗糖溶液中浸泡时间过短D．配制蔗糖溶液时，实际加入的水比理论上的少答案D解析蔗糖未充分溶解，说明配制的蔗糖溶液浓度比实际值要高，使得结果是偏大的，A不符合题意；镜检时若用清水代替，导致刚发生质壁分离的细胞吸水，使实验结果偏大，B不符合题意；用不同浓度的蔗糖溶液浸泡洋葱表皮细胞的时间过短，会导致与细胞液浓度接近的蔗糖溶液中的细胞质壁分离现象不明显，使实验结果偏大，C不符合题意；配制蔗糖溶液时，实际加入的水比理论上的少，导致实际所用的蔗糖溶液浓度偏高，但实际记录的结果为理论值，进而引起记录的结果偏小，D符合题意。4．(2025·重庆合川瑞山中学开学考)现将a、b两种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入两个装有相同浓度蔗糖溶液的试管c、d中，当水分交换达到平衡时观察到：c试管中细胞a体积增大；d试管中细胞b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a的细胞液渗透压大于外界蔗糖溶液的渗透压B．水分交换后，试管中蔗糖溶液渗透压大小关系为d溶液<c溶液C．水分交换平衡时，细胞a的细胞液渗透压等于细胞b的细胞液渗透压D．水分交换平衡时，细胞b的细胞液渗透压等于外界蔗糖溶液的渗透压答案C解析水分交换前，试管c、d装有相同浓度蔗糖溶液，c试管中细胞a吸水导致蔗糖溶液浓度增大，而d试管中细胞b失水导致蔗糖溶液浓度减小，水分交换平衡时，细胞液渗透压等于外界蔗糖溶液的渗透压，因此细胞a的细胞液渗透压大于细胞b的细胞液渗透压，C不合理。5．(2026·贵州黔东南联考)某实验小组从新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮上选取初始液泡体积相等的甲、乙、丙三个细胞分别置于等浓度的蔗糖溶液中，各细胞的液泡体积随时间的变化曲线如图所示(假设蔗糖分子不能进出细胞，各细胞存活)。下列叙述正确的是()A．初始状态下细胞液渗透压大小关系为丙>乙>甲B．t1时刻水分子进出各细胞处于动态平衡C．t1时刻各细胞的细胞液渗透压均等于外界蔗糖溶液的渗透压D．细胞乙的细胞液中蔗糖的渗透压和外界蔗糖溶液的渗透压相等答案B解析甲表现为吸水，初始状态下甲的细胞液渗透压大于外界蔗糖溶液的渗透压；乙细胞液泡体积不变，乙的细胞液渗透压和外界蔗糖溶液的渗透压相等；丙表现为失水，丙的细胞液渗透压小于外界蔗糖溶液的渗透压，因此渗透压大小关系为甲>乙>丙，A错误。t1时刻各组细胞液泡体积均不再发生变化，此时水分进出细胞达到动态平衡，B正确。t1时刻甲表现为吸水膨胀，由于存在细胞壁的束缚，其细胞液渗透压应大于外界蔗糖溶液的渗透压，C错误。细胞乙初始状态下其渗透压和外界蔗糖溶液的渗透压相等，但是细胞液中存在多种溶质分子，而不是只有蔗糖一种溶质分子，因此细胞乙的细胞液中蔗糖的渗透压应小于外界蔗糖溶液的渗透压，D错误。6．(2025·渭南咸林中学月考)实验小组将洋葱鳞片叶外表皮置于a～d四组不同浓度的蔗糖溶液中，测得实验前后原生质体的变化情况，得到如图所示的结果。下列叙述错误的是()A．a浓度的蔗糖溶液会引起细胞渗透失水B．b浓度的蔗糖溶液会引起细胞发生质壁分离C．实验后，c浓度的蔗糖溶液中细胞的吸水能力增强D．实验后，d浓度的蔗糖溶液中细胞的细胞液浓度变大答案D解析在d浓度的蔗糖溶液中，实验后长度与实验前长度的比值大于1，细胞吸水，细胞液浓度变小，D错误。7．(2026·黄冈开学考)为探究植物细胞质壁分离与复原情况，某研究小组用图甲所示细胞进行了相关实验，实验结果如图乙所示。下列叙述正确的是()A．图甲中的①④及它们之间的所有结构构成了该细胞的原生质层B．可配制一系列浓度小于0.05g/mL的蔗糖溶液进一步探究细胞液浓度C．细胞质壁分离所需的时间越长，在清水中复原所需的时间也越长D．图中细胞质壁分离后复原的过程中，细胞吸水能力越来越强答案B解析图甲中①是液泡膜、④是细胞膜，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，A错误；由图乙可知，0.05g/mL的蔗糖溶液处理细胞，细胞会发生质壁分离，说明细胞液浓度小于0.05g/mL，所以可配制一系列浓度小于0.05g/mL的蔗糖溶液进一步探究细胞液浓度，B正确；由图乙最后两组可知，0.15g/mL的蔗糖溶液中比0.20g/mL的蔗糖溶液中质壁分离所需的时间长，但在清水中复原所需的时间相同，C错误。8．(2025·山西部分县联考)水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散称为渗透作用。如图表示将某一成熟植物细胞放入某种溶液后某一时刻的状态(此时细胞有活性)。下列叙述正确的是()A．此时植物细胞液的浓度与外界溶液浓度相等B．图中由①②③组成的结构相当于发生渗透作用所需的半透膜C．洋葱鳞片叶内表皮细胞液泡中无色素存在，故不能作为观察质壁分离实验的材料D．若某种溶液为一定浓度的硝酸钾溶液，则该细胞最终不一定会回到正常细胞状态答案D解析此时植物细胞液的浓度不一定与外界溶液浓度相等，也有可能比外界溶液浓度小，还有可能大于外界溶液浓度，A错误；植物细胞的原生质层相当于发生渗透作用所需的半透膜，由图中③④⑤组成，B错误；只要是具有中央大液泡的活的植物细胞都可以作为观察质壁分离实验的材料，洋葱鳞片叶内表皮细胞有中央大液泡，能作为观察质壁分离的材料，C错误；成熟植物细胞置于一定浓度的硝酸钾溶液中，它可能会发生质壁分离且能自动复原，但若硝酸钾溶液浓度过高，会导致植物细胞死亡，无法发生质壁分离复原，D正确。9．(2026·山东百校联考)某研究小组将生理状态相似的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞均分为甲、乙两组，将两组细胞分别浸泡在相同浓度的不同溶质的溶液中，间歇测得的甲、乙两组细胞的失水情况如图所示。下列叙述正确的是()A．甲组细胞中液泡的体积逐渐减小，细胞吸水能力逐渐减弱B．处理4min，甲组细胞吸水能力一定高于乙组细胞C．乙组溶质可能是乙二醇，且2min和12min时细胞液浓度相等D．若甲组12min后加清水处理，则细胞总失水量不一定呈现降低趋势答案D解析甲组细胞失水量逐渐增加至稳定，液泡的体积逐渐减小至稳定，细胞液的渗透压逐渐升高至稳定，故细胞的吸水能力逐渐增强至稳定，A错误；处理4min，甲组细胞比乙组细胞失水更多，但是乙组细胞可以发生质壁分离后自动复原，所以乙组的溶质是可以进入细胞的，此时甲、乙两组细胞的渗透压无法判断，故甲、乙两组细胞的吸水能力不能确定，B错误；乙组细胞中，在2min和12min时细胞失水量相同，但是在该过程中乙二醇进入细胞，所以12min时细胞液的浓度大于2min时的，C错误；如果甲组12min后加清水处理，那么12min后细胞可能会吸水，但也可能因失水过多死亡而不能继续渗透吸水，D正确。10．(2025·安康高新中学开学考)某研究小组用溶液Ⅰ和溶液Ⅱ分别浸泡某种植物细胞，测得细胞失水量变化如图所示。下列叙述错误的是()A．原生质层相当于半透膜，其伸缩性大于细胞壁B．t2之前溶液Ⅰ中的溶质已经开始进入细胞C．t3后溶液Ⅱ中细胞失水量没有变化，说明无水分子进出细胞D．实验过程中，溶液Ⅱ与细胞液的浓度差先变小后稳定答案C解析t3后溶液Ⅱ中细胞失水量没有变化，说明水分子进出平衡，C错误。11．(2026·日照开学考)某生物兴趣小组同学将某植物的成熟叶片置于五种不同浓度的蔗糖溶液中，处理相同时间后检测其实验前重量与实验后重量之比，结果如图所示。下列叙述错误的是()A．乙浓度条件下，该植物叶片细胞的液泡体积变大B．丁浓度条件下，该植物叶片细胞处于质壁分离状态C．该植物叶片的细胞液的浓度与甲溶液的浓度相当D．推测五种蔗糖溶液浓度大小关系为丙>乙>甲>戊>丁答案D解析乙浓度条件下，实验前重量与实验后重量之比小于1，说明植物叶片细胞吸水。植物细胞吸水时，水分子进入液泡，液泡体积变大，A正确；丁浓度条件下，实验前重量与实验后重量之比大于1，说明植物叶片细胞失水。植物细胞失水时，原生质层与细胞壁逐渐分离，细胞处于质壁分离状态，B正确；甲浓度条件下，实验前重量与实验后重量之比等于1，说明植物叶片细胞既不吸水也不失水，此时细胞液浓度与外界溶液浓度相当，即该植物叶片的细胞液的浓度与甲溶液的浓度相当，C正确；根据细胞失水(实验前重量与实验后重量之比大于1)时外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞吸水(实验前重量与实验后重量之比小于1)时外界溶液浓度小于细胞液浓度，且比值偏离1越多，浓度差越大。可推测五种蔗糖溶液浓度大小关系为丙＜乙＜甲＜戊＜丁，D错误。12．(2025·衡水二模)将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入某种外界溶液中，其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是()A．此实验只能用紫色洋葱鳞片叶的外表皮作为实验材料，不能用内表皮B．t1