第7讲　水进出细胞的原理 高中生物第一轮总复习

第7讲水进出细胞的原理课标内容(1)阐明质膜具有选择透过性。(2)实验：通过模拟实验探究膜的透性。(3)实验：探究植物细胞的吸水和失水。考点一通过模拟实验探究膜的透性1.渗透作用①原理分析②分析上图乙可知：Δh产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换速率相等时，液面不再升高，但此时半透膜两侧溶液浓度仍然不相等，蔗糖溶液的浓度仍然大于清水的浓度。2.动物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。(2)条件及现象过程条件现象吸水外界溶液的浓度<细胞质的浓度失水外界溶液的浓度>细胞质的浓度平衡外界溶液的浓度＝细胞质的浓度3.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)现象当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，活的植物细胞就通过渗透作用失水，发生质壁分离现象。将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水的浓度，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。eq\x(必修1P63“图示拓展”)1.如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现图________所示现象，原因是___________________________________________________________________。(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，会出现图________所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图________所示。(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终________(填“会”或“不会”)涨破，原因是__________________________________________________________________________________________________。提示(1)甲成熟红细胞发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水(2)丙乙(3)不会植物细胞的细胞壁有支持和保护作用2.酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%的淀粉溶液、质量分数为10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水、半透膜(只允许水分子通过)，长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U形管各一个。请根据渗透作用的原理，选用一套装置设计实验，实验现象能支持酶的催化作用具有专一性，要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。____________________________________________________________________________________________________________________________。提示实验思路：在底部中央放置半透膜的U形管两侧分别加入等量的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，再在两侧各加入等量的蔗糖酶溶液，适宜温度下放置一段时间后，观察两侧液面的变化。实验预期：蔗糖溶液一侧液面明显升高，则支持酶的催化作用具有专一性(或麦芽糖溶液一侧液面明显降低，则支持酶的催化作用具有专一性)考向1围绕渗透作用的原理及应用，考查科学思维1.(2024·广东梅州市调研)如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断错误的是()A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面a会下降，液面b会上升B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面a会上升，液面b会下降C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度不一定相等D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等答案D解析如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则水分子运动的总趋势是由甲流向乙，液面a会下降，液面b会上升，A正确；如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量浓度大于乙，则液面a会上升，液面b会下降，B正确；当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，由于两侧的液面高度差可能不同，因此甲、乙溶液的浓度不一定相等，甲、乙溶液的渗透压也不一定相等，C正确，D错误。渗透装置的变式分析如图为渗透作用的初始状态，其中半透膜只允许水分子通过(图中浓度为质量分数)。(1)往稳定后的U形管的左侧加入少量蔗糖酶未加酶时：葡萄糖相对分子质量较小，10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度更大，水分子流向总趋势为10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液，右侧液面升高。加蔗糖酶后：一分子蔗糖被水解产生两分子单糖(葡萄糖和果糖)，导致左侧浓度升高，水分子流向总趋势为10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液，则左侧液面升高，最终高于右侧。(2)若把稳定后的U形管右侧液面高出的部分吸走，则右侧液面继续升高并达到新的平衡。考向2结合动植物细胞吸水与失水，考查科学思维2.(2021·广东卷，13)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答案A解析蔗糖分子属于二糖，不能进入保卫细胞，在清水中，保卫细胞因渗透吸水导致气孔开放，据题图可知，滴加蔗糖溶液①，保卫细胞气孔张开程度几乎与初始状态一样，推测蔗糖溶液①的浓度近似等于保卫细胞细胞液浓度，滴加蔗糖溶液②，保卫细胞气孔关闭，推测蔗糖溶液②的浓度高于保卫细胞细胞液浓度，故质壁分离最可能出现在滴加蔗糖溶液②后的观察视野中，B正确；滴加蔗糖溶液③，保卫细胞气孔张开比初始状态更大，推测蔗糖溶液③的浓度低于保卫细胞的细胞液浓度，滴加蔗糖溶液③后有更多的水分子进入保卫细胞，故蔗糖溶液③处理后的保卫细胞细胞液浓度<蔗糖溶液①处理后的保卫细胞细胞液浓度，A错误，C正确；由以上分析可知，3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。3.(2024·广州市期末)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别用一定浓度的甲、乙溶液处理，一段时间内，细胞的原生质体相对体积变化如图。下列说法错误的是()A.a～d阶段液泡的体积逐渐减小，颜色加深B.a～b阶段甲溶液的溶质分子可能进入细胞液C.与a点相比，d点时洋葱表皮细胞的吸水能力大D.处于a、c两点的洋葱表皮细胞的细胞液浓度大体相等答案D解析a点时细胞失水，c点时细胞吸水(但由于细胞壁的限制，细胞体积不再继续增大)，a～c段洋葱表皮细胞不断从甲溶液中吸收溶质分子，两者的细胞液浓度不同，D错误。考点二探究植物细胞的吸水和失水1.实验原理2.实验步骤提醒本实验中存在两组对照实验，对照组和实验组在同一装片中先后进行，属于自身前后对照。(1)观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮。(2021·全国乙卷，2D)(√)(2)质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(2020·山东卷，3C)(×)提示质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。(3)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。(2020·全国卷Ⅰ，4A)(×)提示根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作此实验材料。(4)需要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。(2019·海南卷，7C)(×)提示整个实验过程只需低倍镜即可。(5)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。(2014·全国卷Ⅰ，4B)(×)提示黑藻叶肉细胞液泡无颜色，叶绿体的存在有利于实验现象的观察。1.如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析：(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？为什么？提示不一定。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于观察，而其他满足条件的细胞也可作为实验材料。(2)b的大小和颜色如何发生变化？提示b逐渐变小，颜色逐渐加深。(3)c处的液体是什么？提示发生质壁分离时，在细胞壁和细胞膜之间(c处)充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。2.从溶液角度分析为什么发生质壁分离后不能复原？提示①在较高浓度溶液中发生质壁分离，因细胞过度失水死亡而不会发生质壁分离复原现象。②在对细胞有害的溶液中，如使用1(mol·L－1)的醋酸溶液，细胞不发生质壁分离及复原现象，因为细胞因死亡而失去了选择透过性。3.从溶液角度分析发生质壁分离自动复原的原因是什么？提示在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中，只会发生质壁分离现象，不能发生质壁分离后自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。但在一定浓度的溶液(如KNO3、甘油等)中，因溶质可透过细胞膜进入细胞，使细胞液浓度增大，可发生质壁分离后自动复原现象。考向1结合实验原理和步骤，考查科学思维1.(2022·浙江6月选考，11)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示：下列叙述正确的是()A.由实验结果推知，甲图细胞是有活性的B.与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低C.丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破D.若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显答案A解析甲图细胞具有发生质壁分离的能力，因此是活细胞，A正确；与甲图细胞相比，乙图细胞由于渗透失水导致细胞液浓度较高，B错误；植物细胞有细胞壁的保护，因而不会涨破，C错误；根尖分生区细胞无大液泡，无法观察到质壁分离现象，D错误。2.(2024·广东惠州调研)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是()A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比结构②的伸缩性大C.乙→丙的变化是由外界溶液浓度小于细胞液浓度所致D.细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂答案C解析甲状态时，水分子仍然通过跨膜运输进出细胞，A错误；甲→乙变化表明细胞正在发生质壁分离，其内在的原因是结构①所示的细胞壁的伸缩性比结构②所示的原生质层的伸缩性小，B错误；乙→丙变化表示细胞在发生质壁分离复原，其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水，C正确；细胞发生渗透作用至丙状态，因细胞壁的支持和保护作用，一段时间后该细胞不会破裂，D错误。3.(2021·湖南卷，3)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.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等答案D解析对农作物施肥过多，根细胞外土壤溶液浓度过高，会导致质壁分离，引起“烧苗”现象，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；1mol/LNaCl溶液中，含1mol/L的Na＋和1mol/L的Cl－，即溶质微粒浓度为2mol/L，而1mol/L蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1mol/LNaCl溶液的渗透压大于1mol/L蔗糖溶液的渗透压，D错误。考向2结合实验拓展应用，考查科学探究能力4.(2024·广东惠州调研)基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是()A.成熟植物细胞的死活B.原生质层比细胞壁伸缩性大C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞答案D解析将成熟植物细胞放到适宜浓度的蔗糖溶液中，若不能发生质壁分离则说明是死细胞，反之是活细胞；质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性；成熟的植物细胞进行质壁分离复原时，会进行渗透吸水；质壁分离实验无法证明水分子可以通过通道蛋白进入细胞。5.(2024·吉林长春质检)用细胞液浓度相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别制成5个临时装片，同时滴加甲、乙、丙、丁、戊5种不同浓度的蔗糖溶液，处理相同时间后，观察记录原生质体的体积变化，绘制结果如图所示。下列有关叙述正确的是()A.甲溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离程度大于丁溶液中的B.实验后，甲～戊溶液中外表皮细胞的细胞液浓度最低的是乙溶液C.将丙溶液中的外表皮细胞浸润在清水中，可发生质壁分离的复原D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度与戊蔗糖溶液浓度相当答案D解析据题图可知，甲和丁溶液中细胞均失水，且丁中细胞失水更多，故甲溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离程度小于丁溶液中的，A错误；本实验所用洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度相同，实验后，乙溶液中细胞失水最多，说明乙溶液中细胞的细胞液浓度最高，B错误；丙溶液中的原生质体体积增大，说明该浓度下细胞吸水，并未发生质壁分离，C错误；戊蔗糖溶液浓度中细胞原生质体体积不变，说明细胞既不吸水也不失水，推测紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度与戊蔗糖溶液浓度相当，D正确。1.(2023·全国甲卷，4)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()答案C解析用30%的蔗糖溶液处理之后，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，原生质体和液泡的体积会扩大，细胞液浓度下降，A、B错误；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。2.(2021·江苏卷，12)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是()A.用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验B.将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态C.为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液D.实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡答案A解析叶肉细胞可以发生质壁分离，且细胞质中还含有叶绿体，而洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有少量叶肉细胞，也不影响实验结果，A正确；显微镜的使用方法是先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，且该实验只在低倍镜下观察，无需使用高倍镜，B错误；为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流，重复几次，洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中，C错误；紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡，那些无色的细胞应该是鳞茎细胞，不是鳞片叶外表皮细胞，D错误。3.(2022·全国甲卷，2)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cC.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答案C解析三种细胞液浓度不同的植物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，细胞a体积未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生质壁分离，所以，水分交换前，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，A、B正确；细胞c的质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液浓度小，由题干信息“细胞a在蔗糖溶液中未发生变化”可知，细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而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，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错误、D正确。4.(2023·重庆卷，7)某兴趣小组利用如图装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤时，袋内溶液逐渐变为蓝色；当a为②、b为③时，水浴(55摄氏度)后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是()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答案C解析当a为①、b为⑤时，袋内溶液逐渐变为蓝色，说明淀粉不能透过半透膜，碘可以透过半透膜；当a为②、b为③时，水浴(55摄氏度)后透析袋内、外均不出现砖红色，说明葡萄糖和斐林试剂均不能透过半透膜。若a为①＋②，b为③，淀粉、葡萄糖和斐林试剂不能透过半透膜，水浴后不会出现砖红色，A错误；若a为①＋②，b为⑤，碘可进入透析袋内，透析袋内出现蓝色，淀粉不能透过半透膜到达透析袋外，透析袋外的溶液不会出现蓝色，B错误；若a为①＋④，b为⑤，淀粉酶将淀粉分解，碘进入透析袋内呈现棕红色，C正确；若a为①＋④，b为③，由于斐林试剂无法进入透析袋，水浴后透析袋内不会出现砖红色，D错误。限时强化练(时间：40分钟)【对点强化】考点一通过模拟实验探究膜的透性1.(2024·江西南昌调研)下列有关渗透作用的说法，错误的是()A.将完整的成熟植物活细胞放在清水中，当不再吸水时细胞内外浓度不一定相等B.根尖成熟区表皮细胞主要通过渗透作用吸水C.成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，没有选择透过性D.一定范围内的温度改变能影响水分子通过半透膜的速率答案C解析将植物细胞放在清水中，当不再吸水时，细胞内、外溶液浓度不一定相等，可能因为细胞壁的束缚导致细胞液浓度仍高于外界溶液浓度，A正确；根尖成熟区表皮细胞有大液泡，主要通过渗透作用吸水，B正确；成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜，C错误；一定范围内的温度改变能影响水分子通过半透膜的速率，如低温能影响分子的运动，D正确。2.(2024·广东省深圳市六校联盟)透析袋通常是由半透膜(蛋白质、淀粉等物质不能透过)制成的袋状容器。现将3%的淀粉溶液装入透析袋，再放于清水中，实验装置如图所示。30min后，会发现()A.透析袋胀大B.试管内液体浓度增大C.透析袋缩小D.透析袋内液体浓度增大答案A解析透析袋是由半透膜制成的袋状容器，并且在半透膜的两侧有浓度差，所以水分子从低浓度流向高浓度，即水会进入透析袋内，导致袋内水分增多，透析袋胀大，A正确；淀粉是大分子不能穿过半透膜，不会从袋内出来，所以试管内依然是清水，浓度不变，B错误；由以上分析可知，透析袋会胀大，C错误；由于透析袋吸水胀大，其内液体浓度减小，D错误。3.(2024·广东四校联考)某生物实验小组制作了如下渗透装置，在用鱼鳔(半透膜)制成的小球中装入溶液②，在烧杯中加入溶液①，开始现象为图甲，一段时间后出现图乙现象，下列分析正确的是()A.将鱼鳔换成纱布，实验结果与图中的相同B.若溶液①为清水，则溶液②可为蔗糖溶液C.水分子运动的方向只能由溶液②→溶液①D.在乙的溶液①中加入清水，鱼鳔体积可能会增大答案D解析鱼鳔相当于半透膜，将鱼鳔换成纱布，纱布是全透的，没有半透膜，不能出现题中的结果，A错误；据图可知，开始现象为图甲，一段时间后出现图乙现象，说明水分子由溶液②进入溶液①的较多，根据渗透作用的原理可知，溶液①的浓度大于溶液②的浓度，因此若溶液①为清水，溶液②为蔗糖溶液，不符合题意，B错误；水分子是自由扩散进出半透膜的，既有溶液②→溶液①，也有溶液①→溶液②，C错误；在乙的溶液①中加入清水，会使溶液浓度降低，此时有可能溶液②浓度大于溶液①，鱼鳔体积可能会增大，D正确。4.(2024·江苏南通模拟)在如图所示的渗透装置中，U形管中间用只允许水分子通过、溶质不能通过的半透膜B隔开，实验开始时两侧液面高度相同，实验结束后出现了如图所示的液面高度差(Δh＝右侧S1溶液的液面高度－左侧S2溶液的液面高度)。表格中为实验中用到的两种不同溶液。下列相关叙述正确的是()组别溶液及其浓度S1S2第一组0.3(mg·L－1)葡萄糖溶液0.3(mg·L－1)蔗糖溶液第二组0.5(mg·L－1)蔗糖溶液0.3(mg·L－1)蔗糖溶液第三组0.3(mg·L－1)葡萄糖溶液蒸馏水A.当出现图中液面高度差时，S1溶液和S2溶液的浓度相等B.当出现图中液面高度差时，水分子只能从S1→S2移动C.若用第一组溶液进行实验，不会出现液面高度差D.若用第二、三组溶液进行实验，均会出现液面高度差答案D解析当出现图中右侧液面高度大于左侧液面高度时，维持高度差需要一定的静水压，而这个压力会阻止水分子从左侧溶液进入右侧溶液，引起液面继续升高，只要有高度差的存在，两侧的溶液浓度就不可能相等，A错误；达到图中所示的渗透平衡状态时，水分子的移动是双向的，即从左侧进入右侧的水分子数等于从右侧进入左侧的水分子数，B错误；表格的第一组溶液中，S1和S2的质量浓度相等，但由于葡萄糖的相对分子质量小于蔗糖的相对分子质量，因此S1物质的量浓度大于S2物质的量浓度，会导致右侧液面高于左侧液面，C错误；第二组中S1和S2都是蔗糖溶液，但S1的浓度大于S2的，因此会导致右侧液面高度高于左侧液面高度，第三组中S1为0.3(mg·L－1)葡萄糖溶液，S2为蒸馏水，也会导致右侧(S1)吸水而使右侧液面升高，D正确。考点二探究植物细胞的吸水和失水5.(2024·河南名校联盟)下列有关“探究植物细胞的吸水和失水”实验的分析，正确的是()A.“原生质层比细胞壁的伸缩性大”是该实验依据的原理之一B.引流蔗糖溶液时最好把临时装片放在实验桌上进行操作C.滴入蔗糖溶液后可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞体积明显缩小D.把蔗糖溶液换成KNO3溶液一定能观察到质壁分离自动复原现象答案A解析为了保证在显微镜下看到同一细胞在滴加高浓度蔗糖溶液后的细胞结构变化，引流蔗糖溶液时最好把临时装片放在显微镜的载物台上操作，B错误；滴入蔗糖溶液后，细胞失水，但细胞壁的伸缩性较小，因此洋葱鳞片叶外表皮细胞体积变化不明显，C错误；若KNO3溶液的浓度过大，可能会导致细胞过度失水死亡，不会发生质壁分离复原，D错误。6.(2024·江苏扬州调研)以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，图中X和Y分别表示原生质体长度和细胞长度，在处理时间相同的前提下，下列相关叙述正确的是()A.X的边界是液泡膜B.X/Y值表示细胞失水的程度C.若该细胞处于一定浓度的尿素溶液中，X/Y值可能先变大后变小D.不同细胞用同一浓度的蔗糖溶液处理，变化越快，细胞液浓度与外界溶液浓度差越小答案B解析X的边界是细胞膜，A错误；X/Y值的大小与失水有关，可表示细胞失水的程度，B正确；若该细胞处于一定浓度的尿素溶液中，细胞先失水，X变小，Y几乎不变，发生质壁分离，X/Y值先变小；然后发生质壁分离的复原，X变大，Y几乎不变，故X/Y值变大，C错误；不同细胞用同一浓度的蔗糖溶液处理，变化越快，细胞失水越快，说明细胞液浓度与外界溶液浓度差越大，D错误。7.(2024·广东珠海调研)用物质的量浓度为2(mol·L－1)的乙二醇溶液(甲组)和2(mol·L－1)的蔗糖溶液(乙组)分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示，下列说法合理的是()A.曲线AC和AD走势不同体现了细胞膜的功能特性B.通常能发生质壁分离的细胞也可发生转录、翻译和DNA复制C.甲组的细胞液浓度最终与所处溶液浓度相同D.120s的时候乙二醇开始进入细胞答案A解析细胞膜的功能特性是选择透过性，AC和AD走势不同是因为乙二醇能够穿过细胞膜而蔗糖不能，故曲线AC和AD走势不同体现了细胞膜的选择透过性，A正确；通常能发生质壁分离的细胞是成熟的细胞，是高度分化的细胞，不会发生细胞分裂，故不会有DNA复制，高度分化的细胞可以进行基因的表达，即转录和翻译，B错误；细胞膜具有选择透过性，且细胞壁的限制，甲组的细胞液浓度最终与所处溶液浓度不一定相同，C错误；120s之前乙二醇就已经开始进入细胞，D错误。8.(2024·江苏江阴联考)研究表明，植物叶片中气孔导度(即气孔张开的程度)与K＋、糖类等含量有关。K＋能在保卫细胞中大量积累，保卫细胞吸水后气孔导度增大，气孔张开，保卫细胞和气孔的结构如图所示。下列分析错误的是()A.水分经原生质层进入液泡增多，气孔导度逐渐变大B.气孔导度增加，有利于促进叶肉细胞中糖类的合成C.细胞膜上参与主动运输K＋的载体蛋白也具有催化ATP水解的作用D.随保卫细胞中K＋和糖类物质含量升高，细胞吸水能力减弱答案D解析保卫细胞吸水，水分经原生质层进入液泡，气孔导度逐渐变大，A正确；气孔导度增加，有利于二氧化碳进入叶片内部，促进叶肉细胞中糖类的合成，B正确；细胞膜上参与主动运输(逆浓度梯度、需要载体和ATP供能)K＋的载体蛋白具有催化ATP水解的作用，C正确；随保卫细胞中K＋和糖类物质含量升高，细胞液浓度增大，细胞吸水能力增强，D错误。9.(2024·广东四校联考)在相同的放大倍数下，统计视野中的细胞数目，然后滴加相同浓度的蔗糖溶液，记录五种植物细胞从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间如图所示。下列说法错误的是()A.5种材料中红花檵木的细胞体积最小B.该实验的各组材料之间形成相互对照C.依据实验结果推测红花檵木细胞液浓度最大D.5种材料中山茶细胞发生质壁分离的速度最慢答案C解析根据实验数据可知，视野中记录到的红花檵木细胞平均数最多，由此推知其细胞体积最小，A正确；该实验中的各组材料之间相互对照，每组既是实验组也是对照组，B正确；红花檵木细胞质壁分离的平均时间最短，故其质壁分离的速度最快，细胞液浓度最小，C错误；各组实验中山茶细胞质壁分离的平均时间最长，故质壁分离的速度最慢，D正确。10.(2024·湖北天门模拟)将细胞内液浓度相等的家兔红细胞分成甲、乙、丙三组，分别放置于a、b、c三种浓度的NaCl溶液中，水分子随之发生跨膜运输。若箭头表示水分子的进出方向，其粗细表示水分子出入的多少，下列叙述错误的是()A.若将a换成同浓度的尿素溶液，则一段时间后甲组左向箭头增粗，右向箭头变细B.据图可知，三种溶液浓度的大小关系为a>b>cC.当甲细胞水分子的进出达到动态平衡后，细胞内部液体浓度甲>乙D.水分子进出家兔红细胞的跨膜运输方式主要为协助扩散答案A解析当外界溶液是尿素溶液时，随着时间的推移，尿素分子可进入细胞内部，导致细胞内液渗透压升高，细胞反过来吸水，一段时间后，失水变少，吸水增多，A错误。11.(2024·河南名校联盟)下列关于渗透作用和物质跨膜运输的说法，正确的是()A.渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是物质的量浓度B.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C.成熟的哺乳动物红细胞放入一定浓度的外界溶液中，也能发生渗透作用和质壁分离D.成熟的植物细胞在发生质壁分离的过程中，细胞吸水能力逐渐减弱答案A解析当半透膜两侧溶液浓度相等时，细胞处于动态平衡状态，此时在单位时间内经半透膜出入的水分子数相等，B错误；质壁分离现象是植物特有的，动物细胞因为没有细胞壁所以不存在质壁分离现象，C错误；成熟植物细胞发生质壁分离的过程中，细胞液浓度逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增强，D错误。【综合提升】12.(2024·重庆一中质检)在适宜温度条件下，将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于一定浓度的蔗糖溶液中，细胞液浓度与蔗糖溶液浓度的比值随时间的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是()A.t0～t1的过程中，蔗糖溶液浓度逐渐减小B.在t1时，细胞可能处于质壁分离状态C.在t2时，细胞液的吸水力达到最大D.降低实验温度，比值为3时对应的t2应左移答案D解析在t1之前，比值小于1，说明外界溶液(蔗糖)浓度大，细胞失水，发生质壁分离，蔗糖溶液浓度逐渐减小，且细胞在t1时仍处于质壁分离状态，A、B正确；t1～t2时间段内，细胞液浓度大于蔗糖溶液，细胞吸水，t2时比值最大，吸水力达到最大，C正确；若降低温度，分子运动的能力减弱，则t1～t2时间段会变长，t2应右移，D错误。13.(2024·广东六校联考)新鲜叶类蔬菜常残留有水溶性有机农药。有人认为把蔬菜在水中浸泡一段时间，可大大减少蔬菜的农药残留量。对此，某研究机构做了以下实验：实验一：取相同的青菜各1kg作为样本，并用相同量的水进行不同方式的处理，结果如下：甲乙丙丁处理方法未做处理纯水冲洗1min浸入纯水1min浸入纯水30min1kg青菜农药残留量0.195mg0.084mg0.099mg0.124mg实验二：取相同的青菜若干浸入一定量纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞液浓度，所得数据可绘出如图曲线。下列分析错误的是()A.实验一中农药残留量丁组大于丙组，原因可能是农药分子溶于水后被细胞吸收B.实验二AB段，细胞对水分子的吸收速率大于对农药分子的吸收速率C.植物细胞通过渗透作用既可以吸收水分，也可以吸收可溶性农药D.植物细胞吸收水分和吸收可溶性农药是相对独立的答案C解析实验一丁组(浸入纯水30min)农药残留量比丙组(浸入纯水1min)农药残留量多，可能的原因是随着浸泡时间的延长，农药分子溶于水后又被植物细胞吸收，A正确；在实验二中，在AB段细胞对水分子的吸收速率大于对农药分子的吸收速率，B正确；渗透作用只能是溶剂分子通过半透膜的扩散，农药不是通过渗透作用吸收，C错误；植物细胞吸收水分和吸收可溶性农药的速率是不同的，因此是两个相对独立的过程，D正确。14.(2024·广州市期末)某科研小组利用洋葱鳞片叶进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验后，尝试对实验进行改进，改用黑藻叶片取代紫色洋葱鳞片叶进行实验。回答下列问题：(1)一般选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料，原因是____________________________________________________________________。黑藻叶片能取代紫色洋葱鳞片叶的原因是___________________________________________________________________________________________________。(2)质壁分离指的是____________和细胞壁的分离。将黑藻叶片细胞置于0.3g/mL蔗糖溶液后，视野中细胞壁与细胞膜之间的无色区域内的物质是________。(3)若将已经发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，观察到绿色区域逐渐变大，此过程中细胞的吸水能力________(填“逐渐增强”“逐渐减弱”或“不变”)；若将已经发生质壁分离的黑藻叶片置于清水中，但不能发生质壁分离复原，最可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若要探究紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度范围，实验的基本思路是_________________________________