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第 4 课时 水进出细胞的原理
课标要求 阐明细胞膜具有选择透过性。
考点一 渗透作用及其现象分析
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________。
图A、图B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题：
(1)图A中渗透达到平衡，半透膜两侧______(填“有”或“没有”)水分子的进出。
(2)图A中，若S 、S 中溶质不能通过半透膜，则Δh不变时，S 、S 溶液浓度的大小关系为
1 2 1 2
S________S(填“>”“<”或“＝”)。
1 2
(3)在图B所示的U型玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。
初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。①一段时间后，两管中液面的变化为左管液面________，右管液面________(填“升高”
“降低”或“不变”)。
②液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为左管液面
________，右管液面________(填“升高”“降低”或“不变”)。
1．(2023·石家庄高三模拟)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。图中猪膀胱膜允许单糖透过。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)。下列有关该实验描述正确的是( )
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.如图为一个渗透装置，假设溶液中的分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和
b平齐。下列判断正确的是( )
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会下降，液
面b会上升
C．当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度相等
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
归纳提升 (1)水分子是双向移动的，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子
数较多。
(2)达到渗透平衡时仍然有水分子透过半透膜，这时的水分子由烧杯扩散到漏斗与由漏斗扩
散到烧杯的数目是相等的。
(3)若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就还存在浓度差。
(4)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，如质量分数为
10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压比质量分数为10%葡萄糖溶液的小，故通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动的
水分子数多。
考点二 动物细胞和植物细胞的吸水和失水
1．动物细胞的吸水和失水
2．成熟植物细胞的吸水和失水
(1)当外界溶液浓度>____________________时，细胞失水，发生________________现象。
(2)当外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞________，失水的细胞发生________________现象。
(3)当外界溶液浓度__________细胞液浓度时，水分子进出平衡，细胞保持原态。
提醒 当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水，可能正在吸水，
可能处于平衡状态，也可能已死亡。
源于必修 1 P “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
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________________________薄膜，物质能否通过取决于________________；选择透过性膜是
________________的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于________________，还与
________________有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。1．对动植物细胞来说，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？并说明理由。
______________________________________________________________________________
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2．如图甲、乙、丙分别表示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)。请回答下列问题：
(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现哪幅图中的现象？并分析原因。
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(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现哪幅图中的现象？达
到平衡时，水分子进出细胞的状况又与哪幅相同？
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(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，最终会不会涨破？
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3．哺乳动物细胞在0.9% NaCl溶液中能保持其正常形态。将兔的红细胞置于不同浓度NaCl
溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是(
)
A．在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B．在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C．在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至破裂
D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
4．将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( )
A．0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B．0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C．2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D．0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理
内因
外因：________和外界溶液存在浓度差，细胞能渗透吸水和失水。
2．实验材料：______的洋葱鳞片叶______细胞。
3．实验步骤及现象
4．实验结论
(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。下图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析并回答相关问题：
(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？为什么选此细胞？
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(2)b的大小和颜色如何发生变化？
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(3)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？
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(4)c处的溶液是什么？
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5．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KNO 溶液一定能观察到质壁分离自动复原现象
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6．(2023·北京丰台区高三模拟)用物质的量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶
液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。下列叙述错误的是( )
A．2 min后，处于蔗糖溶液中的植物细胞其细胞壁与原生质层之间充满了蔗糖溶液
B．前2 min，处于蔗糖溶液中的植物细胞吸水能力不断增强C．c点的出现是由于乙二醇进入了植物细胞
D．所有植物细胞均可发生质壁分离
归纳提升 植物细胞质壁分离实验的应用
(1)判断成熟植物细胞是死细胞还是活细胞
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO 溶液和蔗糖溶液)
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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
2．(2022·全国甲，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
3．(2021·广东，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，如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
4．(2020·全国Ⅱ，5)取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓
度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质
量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖
溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断，下列说法错误的是(
)
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
5．(2021·江苏，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
1．判断关于动物细胞和植物细胞吸水和失水的叙述
(1)洋葱鳞片叶细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成( )
(2)“海水稻”根细胞的细胞液浓度高于普通水稻根细胞的细胞液浓度( )
(3)质壁分离过程中，洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液的渗透压大于细胞质基质的渗透压( )
2．判断关于质壁分离和复原探究实验的叙述
(1)“观察植物质壁分离与复原”实验中，至少需要对装片进行三次观察( )
(2)实验中吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染显微镜镜头( )
(3)利用洋葱根尖分生组织和添加胭脂红的蔗糖溶液进行实验，现象更加明显( )
(4)质壁分离过程中，原生质层先在角隅处脱离细胞壁( )
(5)选用黑藻成熟叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察( )
(6)质壁分离复原过程结束时，细胞内外溶液的浓度相同( )
3．填空默写
(1)(必修1 P )渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过________的扩散。
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(2)(必修1 P )如果半透膜两侧存在________，渗透的方向就是水分子____________________
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_______________________________________________________________________________
。
(3)(必修1 P )原生质层：________________________________________________________。
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(4)(必修1 P )当细胞不断失水时，由于________________________________，原生质层就会
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与细胞壁逐渐分离开来。
