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课时规范练 8 水进出细胞的原理
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水
1.(2024·江西南昌模拟)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
2.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,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
3.(2025·江苏扬州模拟)透析袋是一种半透膜,水、葡萄糖等小分子和离子可以通过,而蔗糖、淀
粉、蛋白质等无法通过。某实验小组搭建了如图所示的实验装置验证上述结论。A是袋内溶液,
烧杯中B是蒸馏水。下列叙述错误的是( )
A.若A是蛋白质溶液,B中加入苏丹Ⅲ染液,则透析袋内不会发生紫色反应
B.若A是淀粉溶液,B中加入碘液,则A会变蓝
C.若A是葡萄糖溶液,则透析袋的体积会先增大后减小
D.若A是质量分数为10%的蔗糖溶液,B中加入质量分数为10%的葡萄糖溶液,则透析袋体积不
变
4.(不定项)(2025·湖南长郡中学月考)原生质体(细胞壁以内各种结构的总称)表面积大小的变化
可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和不同浓度的NaCl溶液交替处理某假
单胞菌,其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述正确的是( )
1A.由甲组、乙组实验结果可判断细胞中的NaCl浓度大于0.3 mol/L,小于1.0 mol/L
B.实验过程中该菌原生质体表面积增加是其正常生长和吸水共同作用的结果
C.乙组、丙组用NaCl溶液处理皆使细胞质壁分离,处理解除后的细胞失去活性
D.若将该菌65 ℃水浴灭活后,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化
考点二 植物细胞的质壁分离及其复原
5.(2024·湖北武汉模拟改编)某同学用洋葱鳞片叶表皮作为材料制作临时装片,用于观察“细胞质
壁分离和复原”。下列相关说法正确的是( )
A.制作临时装片,最后需要按压使细胞分散,便于观察
B.当细胞达到质壁分离的最终状态时,此时水分子进出细胞达到动态平衡
C.若选洋葱内表皮细胞,则该细胞不能发生质壁分离和复原
D.当质壁分离复原时,表明细胞中蔗糖浓度大于外界蔗糖浓度
6.(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.
2B.
C.
D.
7.(2024·山东济南模拟)某兴趣小组用不同浓度(0~0.6 mol/L)的蔗糖溶液处理了一批黄瓜条,按照
蔗糖溶液浓度由低到高的顺序分成7组,一定时间后测定黄瓜条的质量变化,处理数据后得到如
图所示的结果。下列叙述错误的是( )
注:黄瓜条的质量变化百分比(%)=黄瓜条质量变化/黄瓜条初始质量×100%。
A.每组实验中黄瓜条的浸泡时间属于无关变量
B.实验后,第1~7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高
C.本实验所用的黄瓜细胞的细胞液浓度在0.4~0.5 mol/L之间
D.实验后,第1~7组黄瓜细胞的吸水能力依次降低
8.(2024·内蒙古模拟)将处于高渗溶液中的某植物的叶表皮细胞转移到低渗溶液中,细胞体积与膨
压(细胞吸水膨胀时对细胞壁产生的压力)和渗透压的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
3A.图中曲线A表示膨压,曲线B表示渗透压
B.该植物的叶表皮细胞在V 时的吸水能力比在V 时强
2 1
C.在V 时,该植物的叶表皮细胞处于质壁分离状态
3
D.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞
9.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,
实验结果如下表所示。下列相关叙述错误的是( )
实验组 5 min 再过5 min 滴加清水5 min
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乙二醇溶液 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进入细胞导致的
B.实验组②前5 min紫色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5 min之后随着吸水能力的增大细胞发生质壁分离复原
D.实验组④实验过程中细胞始终无变化可能是盐酸破坏了细胞膜结构
关键能力提升练
10.(2024·重庆三模)植物细胞液泡中的花青素是一种天然酸碱指示剂,钼酸钠遇花青素会发生反
应呈现绿色。科研人员以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和钼酸钠溶液作为实验材料,探究钼酸钠
跨膜运输的方式,获得如下实验结果。下列有关实验分析正确的是( )
实验处理 液泡出现绿色的时间/s
甲组:呼吸酶抑制剂 50
乙组:自然状态下 23
A.向甲组中加入适量的呼吸酶抑制剂体现了“加法原理”
B.当甲、乙两组的表皮细胞呈现绿色后即可进行光合作用
C.钼酸钠进入液泡需要通道蛋白的协助
D.实验中有可能观察到细胞质壁分离及自动复原现象
11.(2024·安徽模拟)为探究低温对植物细胞质壁分离的影响,某生物兴趣小组分别取经常温(25
℃)和低温(4 ℃)处理24 h的葫芦藓叶片,将其浸润在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,观察并
记录葫芦藓叶片细胞的初始质壁分离平均时间、相同时间内发生质壁分离的细胞所占比例及原
生质体长度与细胞长度的比值,结果如图1、图2所示。下列有关实验的分析,正确的是 (
)
4A.实验中细胞的质壁分离现象需在高倍显微镜下观察
B.与常温相比,低温处理后葫芦藓叶片细胞失水速率增加
C.推测低温可使细胞内的自由水减少,引起细胞液浓度升高
D.实验结果可直接说明低温导致细胞膜流动性降低
12.(不定项)(2024·河北模拟)研究人员用某种植物细胞作为材料进行了两组实验:甲组将细胞置
于物质a(蔗糖或KNO )配制的一系列不同浓度的溶液中,10 min后测定细胞原生质体的相对体
3
积;乙组将细胞置于某种浓度的b(蔗糖或KNO )溶液中,每隔2 min用显微镜观察、记录细胞原
3
生质体的体积,甲、乙两组实验结果分别如图1和图2所示。下列有关说法不正确的是 (
)
图1
图2
A.本实验的选材不可选用黑藻叶肉细胞
B.乙组实验过程中,4 min时细胞吸水能力比2 min时弱
C.甲组实验用的是KNO 溶液,乙组实验用的是蔗糖溶液
3
D.乙组实验过程中,8 min时细胞液的浓度应大于初始细胞液浓度
13.(不定项)(2024·山东滨州模拟)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放于某种无机盐溶液中,其质壁
分离程度随时间的变化情况如图所示。下列推测不正确的是( )
5A.t 时刻与t 时刻的洋葱鳞片叶外表皮细胞中的溶质含量相等
1 3
B.t 时刻,洋葱鳞片叶外表皮细胞开始吸收溶液中的无机盐离子
2
C.在实验过程中,洋葱鳞片叶外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅
D.t 时刻之后,洋葱鳞片叶外表皮细胞继续吸水直至细胞涨破
4
14.(14分)(2025·湖南部分学校月考)为研究植物的抗寒机制及渗透吸水和失水的原理及现象,某
生物兴趣小组进行了以下实验。图1中S 为蔗糖溶液,S 为清水,半透膜只允许水分子通过,初始
1 2
时两液面平齐。将洋葱鳞片叶外表皮均分为两组,分别在常温与低温(4 ℃)下处理适宜时间后,再
在常温下用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液进行质壁分离实验,实验结果如图2。根据所学知识
回答下列问题。
图1
图2
(1)成熟洋葱鳞片叶外表皮细胞中,相当于图1半透膜的结构是 。一段时间内图1中漏
斗内液面的变化为 。
(2)在低倍显微镜下观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离,主要观察紫色中央液泡的大小变化
和 。水分子通过洋葱鳞片叶外表皮细胞膜进入细胞的方式为
。图2中,常温下质壁分离细胞占比达到100%时,不同细胞质壁分离的程度 (填“相
同”“不相同”或“不一定相同”)。与常温相比,低温对细胞代谢、膜流动性的影响可能是
。
(3)根据上述信息推断,洋葱植株通过 提高自身抗寒能力。
为比较抗寒洋葱根尖成熟区的细胞液浓度和普通洋葱根尖成熟区的细胞液浓度的高低,请根据
上述实验方法,利用质壁分离实验的原理设计实验。实验思路:
。
67参考答案
课时规范练 8 水进出细胞的原理
必备知识基础练
1.C 解析 将成熟植物活细胞放在清水中,当细胞不再吸水时,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项正确;根尖成熟区表皮细胞有
大液泡,主要通过渗透作用吸水,B项正确;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项错误;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项正确。
2.B 解析 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(葡萄糖和果
糖),溶液中溶质微粒数目增多,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,使内、外溶液的渗透压相等,漏斗中液面下降至内、外液面基本相平,B项正确。
3.D 解析 苏丹Ⅲ染液不能检测蛋白质,蛋白质和双缩脲试剂发生紫色反应,且苏丹Ⅲ染液为大
分子不能透过半透膜,所以若A是蛋白质溶液,B中加入苏丹Ⅲ染液,则透析袋内不会发生紫色反
应,A项正确;若A是淀粉溶液,B中加入碘液,碘可透过半透膜,与淀粉发生反应,则A会变蓝,B项
正确;若A是葡萄糖溶液,B中为蒸馏水,刚开始时A浓度>B浓度,因此水分子更多进入A中,即透
析袋的体积会增大,葡萄糖会透过半透膜,一段时间后A中浓度下降,B中浓度上升,水分子又会更
多进入B中,即透析袋的体积会减小,C项正确;若A是质量分数为10%的蔗糖溶液,B中为蒸馏水,
再加入质量分数为10%的葡萄糖溶液,葡萄糖会通过半透膜,而蔗糖分子不能通过半透膜,最终透
析袋两侧出现浓度差,则透析袋体积会发生改变,D项错误。
4.BD 解析 甲组假单胞菌用NaCl溶液处理后,原生质体表面积不断增大,说明细胞不断吸水,因
此细胞液浓度大于0.3 mol/L,但细胞中的NaCl浓度不一定大于0.3 mol/L,同理乙组假单胞菌用
NaCl溶液处理后,原生质体表面积减小,说明细胞失水,细胞液浓度小于1.0 mol/L,但细胞中的
NaCl浓度不一定小于1.0 mol/L,A项错误;该菌的正常生长会使细胞体积增大,可以导致原生质
体表面积增加,该菌吸水也会导致原生质体表面积增加,B项正确;由图可知,乙组和丙组用NaCl
溶液处理后,原生质体表面积减小,说明细胞失水,进行质壁分离,处理解除后(置于葡萄糖溶液中)
细胞可发生质壁分离复原,说明细胞仍有活性,C项错误;若将该菌先用65 ℃水浴灭活后,细胞死
亡,失去选择透过性,因此再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化,D项正确。
5.B 解析 制作洋葱鳞片叶表皮临时装片时,不需要按压装片,而且即使按压装片也不会使细胞
分散,A项错误;当细胞达到质壁分离的最终状态时,此时水分子进出细胞达到动态平衡,B项正确;
若选洋葱内表皮细胞,该细胞也含有大液泡,也能发生质壁分离和复原,C项错误;当质壁分离复原
时,表明细胞中细胞液浓度(不是蔗糖浓度,而且外面的蔗糖也不能通过细胞膜)大于外界蔗糖浓
度,D项错误。
6.C 解析 用30%蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮,细胞失水,随着时间的延长,原生质体和
液泡的体积均减小,用清水处理后,细胞吸水,原生质体和液泡的体积均逐渐恢复,A项错误;用
30%蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮,细胞失水,随着时间的延长,细胞液浓度升高,用清水处
理后,细胞吸水,细胞液浓度降低,B项错误;当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细
胞液浓度时,随着蔗糖溶液浓度的增加,细胞吸水,由于有细胞壁的阻碍,原生质体和液泡的体积均
8略微增加;当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时,随着蔗糖溶液浓度
的增加,细胞失水,原生质体和液泡的体积均逐渐减小,C项正确;当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞
片叶外表皮细胞的细胞液浓度时,随着蔗糖溶液浓度的增加,细胞吸水,细胞液浓度略微降低;当蔗
糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时,随着蔗糖溶液浓度的增加,细胞失
水,细胞液浓度增加,D项错误。
7.D 解析 每组实验中黄瓜条的浸泡时间如果不一样,可能会影响实验结果的准确性,浸泡时间
属于无关变量,必须相同且适宜,A项正确;由题图可知,1~5组黄瓜细胞吸水量依次下降,6~7组细
胞失水,7组失水量多于6组,则实验后第1~7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高,B项正确;蔗糖
溶液浓度为0.4 mol/L时,黄瓜细胞吸水,浓度为0.5 mol/L时,黄瓜细胞失水,故本实验所用的黄瓜
细胞的细胞液浓度在0.4~0.5 mol/L之间,C项正确;实验后,第1~7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次
升高,所以在黄瓜细胞未死亡的情况下,实验后第1~7组黄瓜细胞的吸水能力依次升高,D项错误。
8.D 解析 将处于高渗溶液中的某植物的叶表皮细胞转移到低渗溶液中,细胞吸水膨胀,随着细
胞体积增大,对细胞壁产生的压力增大,细胞渗透压减小,因此曲线A表示渗透压,曲线B表示膨压,
A项错误;与V=1.0相比,V 和V 都处于吸水状态,且与V 时相比,该植物的叶表皮细胞在V 时,细
1 2 1 2
胞吸水更多,细胞体积更大,渗透压更小,因此吸水能力低于V 时,B项错误;将处于高渗溶液中的
1
某植物的叶表皮细胞转移到低渗溶液中,细胞吸水,不会出现质壁分离现象,质壁分离是由细胞失
水造成的,C项错误;该细胞在此过程吸水,原生质层相当于半透膜,原生质层是由细胞膜、液泡膜
以及两层膜之间的细胞质组成的,因此推测该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞,D项正确。
9.C 解析 实验组①中滴加清水后质壁分离复原是由水分通过渗透作用进入细胞导致的,A项
正确;实验组②前5 min出现了质壁分离的现象,细胞失水,紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜
色逐渐加深,B项正确;实验组③在前5 min发生质壁分离,此时吸水能力最强,5 min后吸水能力
逐渐减弱,C项错误;实验组④实验过程中细胞始终无变化可能是盐酸破坏了细胞膜结构,导致细
胞死亡,D项正确。
关键能力提升练
10.D 解析 向甲组中加入适量的呼吸酶抑制剂可抑制细胞呼吸减少ATP的生成,属于“减法原
理”,A项错误;花青素不能吸收光能用于光合作用,在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中没有叶绿体,
不能进行光合作用,B项错误;甲组加入呼吸酶抑制剂,出现绿色的时间变长,说明钼酸钠进入液泡
需要消耗能量,因此该跨膜运输过程为主动运输,需要载体蛋白的协助,C项错误;将紫色洋葱鳞片
叶外表皮细胞放在浓度较高的钼酸钠溶液中时可能会观察到质壁分离现象,由于细胞可以通过
主动运输吸收钼酸钠,所以也可能观察到质壁分离自动复原现象,D项正确。
11.C 解析 植物细胞的质壁分离现象在低倍显微镜下就可观察到,A项错误;葫芦藓叶片在质量
浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离,与常温相比,低温处理后葫芦藓叶片细胞的初始
质壁分离平均时间变长,说明低温处理后葫芦藓叶片细胞失水速率降低,B项错误;低温处理相同
时间后发生质壁分离的葫芦藓叶片细胞所占比例远低于常温处理的,且低温处理后质壁分离的
细胞原生质体长度与细胞长度的比值大于常温处理的,说明低温处理的叶片细胞质壁分离程度
显著低于常温处理下的,因此低温处理后叶片细胞失水减少,而细胞失水能力与细胞液浓度大小
呈负相关,再结合植物细胞中自由水比例降低可避免气温下降导致结冰而损害自身可推测,低温
9处理导致植物细胞中自由水减少,细胞液浓度升高,C项正确;实验结果只能说明温度会影响植物
细胞的质壁分离,并不能直接说明低温对细胞膜流动性的影响,D项错误。
12.ABC 解析 黑藻叶肉细胞内有中央大液泡,置于高浓度溶液中可发生质壁分离,因此该实验
可以用黑藻叶肉细胞,A项错误;分析图2可知,4 min时乙组植物细胞原生质体体积较2 min时小,
细胞液浓度更大,因此吸水能力更强,B项错误;分析图1可知,物质浓度越高,甲组植物细胞原生
质体体积越小,说明甲组细胞用的是蔗糖溶液,分析图2可知,随时间的延长,乙组植物细胞原生质
体的体积先变小,之后逐渐恢复甚至变大,说明乙组细胞用的是KNO 溶液,C项错误;乙组实验过
3
程中,8 min时细胞体积虽基本等于初始体积,但由于该过程细胞通过主动运输吸收了K+和NO- ,
3
因此这时细胞液的浓度大于初始的细胞液浓度,D项正确。
13.ABD 解析 图中细胞发生了质壁分离及自动复原,其中溶质进入细胞导致细胞液浓度增大,
从而吸收水分,因此t 时刻的洋葱鳞片叶外表皮细胞中的溶质含量多于t 时刻的,A项错误;t 时
3 1 2
刻细胞开始发生复原,所以在此之前,洋葱鳞片叶外表皮细胞已经开始吸收溶液中的无机盐离
子,B项错误;该实验过程中,细胞先失水,然后吸水,所以洋葱鳞片叶外表皮细胞液泡的颜色先变
深后变浅,C项正确;洋葱鳞片叶外表皮细胞具有细胞壁,不会吸水涨破,D项错误。
14.答案 (1)原生质层 先逐渐升高,后稳定不变
(2)原生质层的位置 自由扩散和协助扩散 不一定相同 使细胞代谢和膜流动性降低
(3)增大细胞液浓度 分别取抗寒洋葱根尖成熟区细胞和普通洋葱根尖成熟区细胞,制成临时装
片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液,分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质
壁分离的情况
解析 (1)植物细胞中充当半透膜的是原生质层。图1的漏斗装置中,S 为蔗糖溶液,S 为清水,前
1 2
者浓度更大,对于水的吸引力更强,故一段时间内图1中漏斗内液面逐渐上升,直至达到平衡,液面
不再上升。
(2)原生质层伸缩性大,细胞壁伸缩性小,观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离实验,主要观察紫
色中央液泡大小变化以及原生质层与细胞壁是否发生分离,即原生质层的位置。水分子进入细
胞的方式为自由扩散和协助扩散。不同细胞的细胞液浓度与外界溶液浓度差不一定相同,因此
不同细胞质壁分离的程度不一定相同。低温会影响酶活性以及分子的运动,因此低温条件下,细
胞代谢和膜流动性均降低。
(3)根据上述信息可知,相比常温,低温条件下,质壁分离的细胞占比更小,原生质体与细胞长度比
更大,推测洋葱植株可通过增大细胞液浓度来提高自身抗寒能力。利用质壁分离实验的原理,比
较抗寒洋葱根尖成熟区细胞液浓度和普通洋葱根尖成熟区细胞液浓度的高低,可分别取抗寒洋
葱根尖成熟区细胞和普通洋葱根尖成熟区细胞,制成临时装片,配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液,
分别进行处理,观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。
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