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2.2 水进入细胞的原理
（共20 题，限时40 分钟）
1．（2024·湖南·高考真题）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，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8~48h，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
【答案】B
【分析】分析题意，图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线，实验的自变量是培养时间和盐浓
度，因变量是鲜重，据此分析作答。
【详解】A、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 正确；
B、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 错误；
C、组织渗透压的高低与其中的溶质含量有关，溶质越多，渗透压相对越高，因此，相同盐度下，游离氨
基酸含量高的组织渗透压也高，C 正确；
D、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 正确。
故选B。
2．（2024·浙江·模拟预测）下列关于“观察洋葱表皮细胞质壁分离及质壁分离复原”的实验叙述正确的是
（ ）
1
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A．在质壁分离过程中，水分子只能从液泡内移动到细胞膜外
B．若改用内表皮细胞进行实验，应将显微镜视野的亮度调亮
C．质壁分离复原后，细胞液渗透压和外界溶液渗透压相等
D．若在显微镜下观察到质壁分离现象，无法判断细胞液渗透压和外界蔗糖溶液渗透压大小关系
【答案】D
【分析】质壁分离的原因分析：1、外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度；2、内因：原生质层相当于一层
半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层；3、表现：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深，发生质壁分离，
进而说明原生质层具有选择透过性。发生质壁分离可说明：1、细胞是活细胞；2、外界溶液的浓度大于细
胞液的浓度；3、原生质层相当于一层半透膜；4、成熟的植物细胞可以发生渗透作用，相当于一个渗透装
置；5、细胞壁的伸缩性小于原生质层。
【详解】A、在质壁分离过程中，水分子的移动是双向的，A 错误；
B、若改用内表皮细胞进行实验，细胞液没有颜色，应将显微镜视野的亮度调暗，B 错误；
C、若放在清水中，质壁分离复原后，由于细胞壁的伸缩性小，细胞液渗透压可大于外界溶液渗透压，C
错误；
D、若在显微镜下观察到质壁分离现象，此时细胞可能处于正在分离状态或复原状态，因此无法判断细胞
液渗透压和外界蔗糖溶液渗透压大小关系，D 正确。
故选D。
3．（2024·浙江·模拟预测）将人体红细胞分别置于含浓度为0.9%、0.6%、1.2%氯化钠溶液的3 个烧杯中，
浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．a 组红细胞发生了渗透作用
B．b 组红细胞吸水能力增强
C．c 组红细胞出现了质壁分离现象
D．b 组和c 组实验体现了细胞膜的结构特点
【答案】D
【分析】图可知：红细胞浸入a 溶液中保持正常形态，说明a 溶液浓度等于细胞内液的溶质浓度；红细胞
浸入b 溶液中吸水膨胀，说明b 溶液浓度小于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入c 溶液中失水皱缩，说明c
2
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溶液浓度大于细胞内液的溶质浓度。
【详解】A、a 组红细胞处于等渗溶液中，没有发生渗透作用，A 错误；
B、b 组红细胞的细胞内浓度降低，细胞吸水能力减弱，B 错误；
C、红细胞没有细胞壁，不会出现了质壁分离现象，C 错误；
D、b 组和c 组细胞膜面积变化，体现了细胞膜的结构特点流动性，D 正确。
故选D。
4．（2023·湖北襄阳·模拟预测）耐盐碱水稻是指能在盐（碱）浓度0.3%以上的盐碱地生长、亩产量在
300kg 以上的水稻品种。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，某生物兴趣小组
使用0.3g/mL 的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图。下列说法正确的是（ ）
A．I 组水稻较Ⅱ组水稻更适合种植在盐碱地的环境
B．图中Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升的原因主要是细胞膜的伸缩性有限
C．A→B 段，I 组水稻细胞的吸水能力逐渐升高，细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液
D．若改用0.3g/mL 的蔗糖溶液，I 组和Ⅱ组曲线变化趋势不变
【答案】C
【分析】分析题图：用0.3g/ml 的KNO3 溶液分别处理两组水稻细胞，Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说
明细胞液浓度大于外界溶液浓度，而Ⅰ组水稻原生质体的体积先减小后增加，说明细胞先发生质壁分离后
复原。
【详解】A、据图可知，将两种水稻，同时使用0.3g/mL 的KNO3溶液分别处理，原生质体的体积变化，I
组水稻较Ⅱ组水稻变化明显，说明Ⅱ组水稻较I 组水稻适合种植在盐碱地的环境，A 错误；
B、Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升主要受限于细胞壁的伸缩性，此外还受到细胞内外浓度差的影响，B 错
误；
C、A→B 段，I 组水稻的原生质体体积减小，说明细胞失水，细胞液浓度增加，吸水能力逐渐增强，细胞
壁和原生质体之间充满了KNO3溶液，C 正确；
D、由于蔗糖不能通过原生质层，故若改用0.3g/mL 的蔗糖溶液，水稻细胞会发生质壁分离（AB 段），但
3
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不会发生质壁分离复原（BC 段）的过程，比如I 组所示曲线，D 错误。
故选C。
5．（2024·广东汕头·模拟预测）如果将植物培养在只含一种盐分的溶液中，植物不久将会呈现不正常状态，
最后死亡，这种现象即为单盐毒害。下表是利用0.12mol/L NaCl、0.12mol/L CaCl2、0.12mol/L KCl 溶液进
行实验时，小麦根的生长情况：
组别
1 组
2 组
3 组
4 组
溶液
NaCl
CaCl2
NaCl+CaCl2
NaCl+CaCl2+KCl
根的总长度（mm）
59
70
254
324
注：3、4 组为溶液的等体积混和
下列说法正确的是（ ）
A．单盐毒害现象可能与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞渗透失水有关
B．将海藻放在和海水NaCl 浓度相同的NaCl 溶液中，不会发生单盐毒害
C．若植物细胞在2 组溶液中发生质壁分离，在1 组溶液中也会发生质壁分离
D．1、2 组实验说明，单盐毒害程度可能与单盐的类型有关
【答案】D
【分析】1、渗透作用：（1）定义：渗透作用指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散；（2）发生条
件：①具有半透膜；②膜两侧具有浓度差；（3）渗透方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量
低的一侧渗透。
2、质壁分离现象：①外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；②内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁
的伸缩性小于原生质层；③表现：液泡体积变小，细胞液颜色变深，原生质层与细胞壁分离。
【详解】A、分析图表可知，植物培养在浓度不变的混合溶液中时，单盐毒害现象会减弱，这说明单盐毒
害与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞渗透失水无关，A 错误；
B、海水中含有多种盐，而氯化钠溶液中只含有一种盐，故将海藻放在和海水NaCl 浓度相同的NaCl 溶液
中，会发生单盐毒害，B 错误；
C、由于0. 12mol/LCaCl2溶液中离子浓度是0. 36mol/L，0. 12mol/LNaCl 中离子浓度为0.24mol/L，所以若
植物细胞在2 组溶液中发生质壁分离，在1 组溶液中不一定发生质壁分离，C 错误；
D、1、2 组实验的自变量是盐种类的不同，结果根的总长度有差异，说明单盐毒害程度可能与单盐的类型
有关，D 正确。
故选D。
6．（2024·湖南郴州·模拟预测）把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时
4
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装片，先滴加清水进行观察，然后用
的蔗糖溶液取代清水，短时间内继续观察，结果如图所示。
下列有关叙述中，错误的是（ ）
A．水分子以被动运输的方式进出保卫细胞
B．蔗糖分子进入保卫细胞导致气孔关闭
C．气孔关闭过程中，保卫细胞的原生质层变小
D．气孔关闭过程中，保卫细胞的吸水能力增强
【答案】B
【分析】质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞
液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比
细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
【详解】A、水分子以自由扩散或协助扩散（统称为被动运输）的方式进入细胞，A 正确；
B、保卫细胞吸水使气孔开放，失水导致气孔关闭，B 错误；
CD、滴加蔗糖溶液后，保卫细胞失水，原生质层变小，细胞液浓度增加，吸水能力将增强，CD 正确。
故选B。
7．（2024·广东茂名·三模）紫色洋葱鳞片叶是观察植物细胞质壁分离的常用实验材料。为拓展该实验材料
的来源，兴趣小组选择几种有色叶片进行了探究，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（ ）
材料
取材部位
颜色
细胞重叠度
质量分数10%KNO3处理后
效果
质量分数30%蔗糖处理
后效果
虎耳草叶片
下表皮
紫红
色
极易得到单
层
很明显
很明显
紫甘蓝叶片
上、下表
皮
蓝紫
色
较易得到单
层
很明显
很明显
紫色洋葱鳞
片叶
外表皮
紫红
色
不易得到单
层
很明显
很明显
A．各种叶片发生质壁分离的外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度
B．各种叶片发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力都逐渐增强
C．质量分数10%KNO3处理后各种叶片均能观察到质壁分离复原
5
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D．相较于紫色洋葱鳞片叶，选择虎耳草叶片进行实验时更易操作
【答案】C
【分析】1.质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细
胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层
比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。2.质壁分离复原的原理：当细胞
液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入
到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复
原。
【详解】A、各种叶片发生质壁分离的原因包括内因和外因，外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度，导致
细胞失水，原生质层与细胞壁发生分离，即质壁分离，A 正确；
B、各种叶片发生质壁分离的过程中，细胞不断失水，但是细胞的吸水能力都逐渐增强，B 正确；
C、质量分数10%KNO3处理后，细胞可能因失水过多而死亡，无法发生质壁分离复原，C 错误；
D、表格中虎耳草叶片极易得到单层，因此相较于紫色洋葱鳞片叶，选择虎耳草叶片进行实验时更易操作，
D 正确。
故选C。
8．（2024·湖北·模拟预测）下列最适合作为质壁分离实验的实验材料的是（ ）
A．人的成熟红细胞
B．人的口腔上皮细胞
C．洋葱根尖分生区细胞
D．洋葱紫色鳞片叶外表皮细胞
【答案】D
【分析】把液泡发育良好的植物细胞浸在高渗溶液中时，原生质收缩而和细胞壁分离，此现象称为质壁分
离。
【详解】AB、人的成熟红细胞和口腔上皮细胞无细胞壁，不能发生质壁分离，AB 错误；
C、洋葱根尖分生区细胞无中央大液泡，且无色，不能发生质壁分离，C 错误，
D、洋葱紫色鳞片叶外表皮细胞有中央大液泡，能发生质壁分离，D 正确。
故选D。
9．（2024·湖北·模拟预测）如图是成熟的植物细胞模式图，植物细胞的原生质层不包括的结构是（ ）
A．细胞壁
B．细胞质
C．液泡膜
D．细胞膜
6
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【答案】A
【分析】原生质层，指的是成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质。其包括细胞膜，
细胞质，液泡膜。原生质层的选择透过性是生理特性，只有活细胞才具有，细胞死了，原生质层就变成完
全通透性，水和溶质都可以自由透过。
【详解】植物细胞原生质层是由细胞膜、液泡膜及两层膜间的细胞质组成，不包括细胞壁，BCD 错误，A
正确。
故选A。
10．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）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，液泡的颜色越浅
B．在一定时间内，M 值与植物细胞的吸水能力成反比
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
【答案】C
【分析】质壁分离的原因分析：外因：外界溶液浓度>细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，
细胞壁的伸缩性小于原生质层；表现：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离。
【详解】A、原生质体长度与细胞长度的比值越大，细胞失水越少，液泡的颜色越浅，A 正确；
B、在一定时间内，M 值越小，植物细胞的吸水能力越强，因此在一定时间内，M 值与植物细胞的吸水能
力成反比，B 正确；
C、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的伸缩，C 错误；
D、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。
故选C。
11．（2024·重庆九龙坡·三模）请看下图，甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞，研究人员将它们分
别置于同一浓度的某水溶液中，并绘制出水分子的跨膜运输示意图，箭头方向表示水分子进出的方向，箭
头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是（ ）
A．在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲
B．在高倍显微镜下，可观察到进出乙细胞的水分子数相等
7
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C．甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用，且速度相同
D．若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中，最终均会涨破
【答案】D
【分析】甲图中出细胞水分子多于进细胞的水分子，细胞失水皱缩，甲细胞内浓度低于外界溶液浓度；乙
图中进出细胞的分子数相同，细胞维持原来的形态，乙细胞内浓度等于外界溶液浓度；丙图中进细胞的水
分子多于出细胞的水分子，细胞吸水膨胀，丙细胞内浓度高于外界溶液浓度。
【详解】A、只有成熟植物的细胞才会发生质壁分离现象，红细胞没有细胞壁，甲、乙、丙都不能发生质
壁分离现象，A 错误；
B、乙细胞的水分子数相等，但光学显微镜观察不到水分子的扩散，B 错误；
C、图中甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用，由于箭头的粗细不同，速度不相同，C 错
误；
D、若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水低渗溶液中，红细胞会过度吸水而涨破，D 正确。
故选D。
12．（2024·浙江金华·模拟预测）为了探究温度是否影响水分子通过半透膜的扩散速率，通过设计模拟实
验观察U 型管液面高度变化，下列设计正确的是（ ）
A．必须使用细胞膜进行实验
B．半透膜两侧溶液浓度必须不同
C．半透膜两侧物质都不能通过半透膜
D．各实验组的温度必须不同
【答案】D
【分析】1、实验设计应遵循单一变量原则、对照原则、无关变量相同且适宜原则，从题意可知，本实验
是探究温度是否影响水分子通过半透膜的扩散速率，自变量是温度，因变量是U 型管液面上升速度的快慢；
根据不同的现象，推测温度高低是否会提高或降低水分子通过半透膜的扩散速率。
2、水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的
方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
【详解】A、本实验需要用到半透膜利用渗透装置进行实验，半透膜可以是生物膜（如细胞膜），也可以
是物理性的膜（如玻璃纸），A 错误；
B、若半透膜一侧溶质分子能通过半透膜，那进行实验时半透膜两侧溶液的初始浓度可以相同，B 错误；
C、半透膜两侧物质也可以通过半透膜，C 错误；
D、本实验是探究温度是否影响水分子通过半透膜的扩散速率，自变量是温度，因此各实验组的温度必须
不同，D 正确。
8
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故选D。
13．（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
【答案】B
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由
于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开
来，即发生了质壁分离。浓度差越大，细胞失水也多，质壁分离现象越明显。
【详解】A、甲细胞会出现凹型质壁分离，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；
B、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；
C、若甲、乙细胞此时处于质壁分离的最大程度，甲、乙细胞的细胞液浓度可能等于外界溶液浓度，C 正
确；
D、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。
故选B。
14．（2024·甘肃张掖·模拟预测）高粱植株有较好的耐盐碱能力。遇到盐碱条件时，高粱细胞内会产生
H2O2，对细胞产生一定的毒害作用，而PIP2s 通道蛋白控制H2O2的外排，且PIP2s 通道蛋白磷酸化可以增
强通道蛋白的运输作用，如图所示。研究人员发现AT1 蛋白会影响高粱耐盐碱的能力，将高粱中的AT1 基
因敲除后，把实验组与对照组都置于pH=7 的环境下，用一系列不同浓度的高浓度NaCl 处理，结果发现两
组高粱幼苗的存活率、植株的产量并无明显差异。下列叙述错误的是（ ）
9
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注：—表示抑制作用，Gβ 为细胞中与耐盐调控有关的一种蛋白质。
A．由图推测，AT1 蛋白对高粱对盐碱环境的耐受性存在抑制作用
B．AT1 蛋白通过抑制PIP2s 蛋白的磷酸化，减弱了该蛋白对H2O2的运输能力
C．实验结果说明，AT1 主要影响的是耐碱胁迫，而不是耐盐胁迫
D．图中所示的对H2O2的运输为主动运输
【答案】D
【分析】分析题图：AT1 蛋白通过抑制PIP2s 蛋白的磷酸化而抑制细胞内的H2O2排到细胞外，从而导致植
物抗氧化胁迫能力减弱，进而引起细胞死亡。AT1 蛋白缺陷，可以提高PIP2s 蛋白的磷酸化水平，促进细
胞内的H2O2排到细胞外，从而提高植物抗氧化的胁迫能力，进而提高细胞的成活率。
【详解】AB、由图可知，野生型植株通过AT1 蛋白抑制PIP2s 通道蛋白磷酸化，降低该通道蛋白的活性，
使得H2O2外排减少，进而抑制高粱对盐碱环境的耐受性，A、B 正确；
C、因为pH 相同时，用不同浓度NaCl 处理，高粱幼苗存活率、植株产量无明显差异，因此AT1 不影响耐
盐性，C 正确；
D、通道蛋白介导的都是协助扩散，D 错误。
故选D。
15．（2024·安徽·三模）作物根系无氧呼吸会产生酒精导致烂根。为研究酒精对细胞的毒害，某小组用不
同体积分数的酒精溶液处理洋葱鳞片叶外表皮，处理1 个、2 个、3 个单位时间后，制成临时装片研究细胞
质壁分离的情况，结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
10
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A．实验的自变量是酒精浓度
B．细胞能发生质壁分离的条件就是外界溶液浓度大于细胞液浓度
C．同一处理单位时间下，随酒精浓度增大，质壁分离细胞所占百分比逐渐下降
D．实验结果可说明洋葱鳞片叶外表皮不同细胞对酒精毒害的耐受力是不同的
【答案】D
【分析】据图分析可知本实验自变量是酒精浓度和处理的单位时间，据图示结果表明酒精浓度越高，在处
理相同单位时间质壁分离细胞所占的百分率越低，10%的酒精在不同单位的处理时间条件下不会表现毒害
性，15%浓度的酒精处理3 个单位时间时质壁分离的比例为0，即不出现质壁分离，处理1 个单位时间时，
当酒精浓度达到30%时，质壁分离的比例为0，即不出现质壁分离，实验表明，同一酒精浓度时，处理时
间越长毒害作用越大，酒精浓度越大，尽管处理时间短，毒害作用也越强。发生质壁分离需要有两个条件，
一是外界溶液浓度比细胞液浓度大 (外因)，另外一个是原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大（内因）。
【详解】A、 据图示结果表明酒精浓度越高，在处理相同单位时间质壁分离细胞所占的百分率越低，因此
酒精浓度和处理的单位时间都是自变量，A 错误；
B、发生质壁分离需要有两个条件，一是外界溶液浓度比细胞液浓度大 (外因)，另外一个是原生质层的伸
缩性比细胞壁的伸缩性大（内因），B 错误；
C、酒精浓度在0~10%时，质壁分离细胞所占百分比不变，C 错误；
D、处理时间和酒精浓度达到一定程度，随酒精浓度增大，质壁分离细胞所占百分比逐渐下降，说明洋葱
鳞片叶外表皮不同细胞对酒精毒害的耐受力是不同的，D 正确。
故选D。
16．（23-24 高一上·吉林延边·期中）细菌和肝细胞都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖。细菌协助葡萄糖运
输的载体蛋白为GLUT1，而肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2，其运输速率和葡萄糖浓度的关系
如下图所示。下列推测不正确的是（ ）
A．GLUT1对葡萄糖的亲和力比GLUT2对葡萄糖的亲和力大
11
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B．A 与B 相比，A 点制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1的数量
C．载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率
D．分析 GLUT1和GLUT2的合成、加工，只有肝细胞上的GLUT2需要经过内质网和高尔基体的加工
【答案】B
【分析】据图分析，随着葡萄糖浓度的增加，葡萄糖运输的速率先增加后基本不变，说明是载体蛋白的数
量有限，而GLUT1对葡萄糖的转运速率比GLUT2对葡萄糖转运速率快，因此，GLUT1对葡萄糖的亲和力
比GLUT2对葡萄糖亲和力大。
【详解】A、由图可知，GLUT1对葡萄糖的转运速率比GLUT2对葡萄糖转运速率快，因此，GLUT1对葡萄
糖的亲和力比GLUT2对葡萄糖亲和力大，A 正确；
B、A 与B 相比，制约葡萄糖转运速率的因素是葡萄糖浓度，B 点后制约葡萄糖转运的速率的因素是
GLUT1的数量，B 错误；
C、比较三条曲线，磷脂双分子层运输葡萄糖的速率较其他两个都慢，说载体蛋白的存在能显著提高细胞
摄取葡萄糖的速率，C 正确；
D、细菌属于原核生物，无高尔基体和内质网，只有肝细胞上的GLUT2需要经过内质网和高尔基体的加工，
D 正确。
故选B。
17．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）研究小组将第1～5 组的马铃薯条分别用质量分数为5%、10%、15%、
20%、25%的蔗糖溶液处理，一段时间后测定马铃薯条的质量变化如图所示。下列相关叙述错误的是（
）
A．马铃薯细胞的细胞膜和液泡膜都属于半透膜
B．马铃薯细胞液的浓度最可能在15%～20%之间
C．第4 组马铃薯细胞发生了质壁分离，吸水能力弱
D．若实验长时间进行，第5 组马铃薯细胞可能会死亡
【答案】C
12
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【分析】植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水
分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁
的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。
【详解】A、马铃薯细胞的细胞膜和液泡膜属于生物膜，都有选择透过性。因此，它们都属于半透膜，A
正确；
B、蔗糖溶液浓度为15%时，马铃薯细胞吸水，蔗糖溶液浓度为20%时，马铃薯细胞失水。由此推测，蔗
糖浓度在15%～20%之间的某个浓度时，马铃薯细胞既不失水也不吸水，即其细胞液的浓度最可能在15%
～20%之间，B 正确；
C、第4 组马铃薯条质量减小，细胞失水发生了质壁分离，细胞液浓度增大，吸水能力增强，C 错误；
D、第5 组马铃薯条质量减小，细胞失水，若实验长时间进行，失水量多，马铃薯细胞可能会死亡，D 正
确。
故选C。
二、非选择题
18．（2023·江西·二模）图1 为渗透作用的装置图，假设半透膜只允许离子和水分子通过。图2 是探究植
物（洋葱）细胞吸水和失水实验的基本操作步骤，图3 是该实验中观察到的某个细胞的原生质体大小变化
情况绘制成的曲线（原生质体的初始大小相对值记为1）。回答下列问题：
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(1)若图1 中S1溶液是0.5g/mL 的蔗糖溶液，S2是清水，则S1液面不再升高时，S1和S2两种溶液浓度的关系
是 。若要证明半透膜是渗透作用的必要条件之一，则需要增加一个组别，该组的处理方法是 ，该组
实验的最终现象是 。
(2)图2 中步骤③的处理方法使细胞发生图3 中 段的变化，每次观察时，主要观察的指标有： （答出
2 点即可）。若所用蔗糖溶液的浓度是0.7g/mL，则 （填“能”或“不能”）观察到图3 中ce 时间段所
发生的变化，原因是 。
(3)成熟的植物细胞发生质壁分离后，如果再吸水会发生质壁分离复原，植物细胞位于不同的溶液中复原情
况不同，为了探究这个问题，某兴趣小组将若干生理状态相同、长度为3cm 的鲜萝卜条随机均分为四组，
分别置于蔗糖溶液、清水、葡萄糖溶液和甘油溶液中，定时测量每组萝卜条平均长度，记录如图4。b 曲线
对应的溶液可能是 ，a、b、c、d 四组实验中萝卜细胞发生质壁分离的是 ，其中d 曲线对应的溶液中
细胞不能自动复原的原因是 。
【答案】(1) S1大于S2 将装置中的半透膜换为全透膜，其他处理方法不变 S1液面和S2液面
持平
(2) ab 原生质层和细胞壁的位置关系；液泡的体积变化；液泡的颜色变化 不能 蔗糖溶
液浓度过高，植物细胞失水过多面死亡
(3) 葡萄糖溶液或甘油溶液 bcd 溶液中的蔗糖分子不能被植物细胞所吸收
【分析】1、渗透作用：（1）定义：渗透作用指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散；（2）发生条
件：①具有半透膜；②膜两侧具有浓度差；（3）渗透方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量
低的一侧渗透。
2、质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中
的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞
壁的收缩性大,当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
3、质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界
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溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，
使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
【详解】（1）由于S1溶液浓度大于S2溶液，S1溶液吸水导致漏斗中液面上升，当S1液面不再升高时，由
于存在压力差，S1和S2两种溶液浓度的关系仍然是S1大于S2；渗透作用的必要条件：具有半透膜；膜两侧
具有浓度差。增加一个组别，将装置中的半透膜换为全透膜，其他处理方法不变，若出现S1液面和S2液面
持平现象，即可证明半透膜是渗透作用的必要条件之一。
（2）分析题图可知，图2 中步骤③的处理使洋葱鳞片叶表皮浸润在蔗糖溶液中，由于细胞液浓度小于蔗糖
溶液浓度，故细胞失水，原生质体体积减小，对应的是图3 中ab 段的变化，每次观察时，主要观察的指标
有原生质层和细胞壁的位置关系；液泡的体积变化；液泡的颜色变化。图3 中ce 时间段细胞原生质体体积
增大，说明细胞吸水，植物细胞逐渐发生质壁分离复原，若所用蔗糖溶液的浓度是0.7g/mL，由于蔗糖溶
液浓度过高，植物细胞失水过多面死亡，则不能观察到图3 中ce 时间段所发生的变化。
（3）分析题图可知，a 曲线对应的溶液为清水，萝卜条由于吸水而长度增加；b 和c 曲线对应的溶液为葡
萄糖或甘油溶液，萝卜条开始会失水发生质壁分离现象，后又由于细胞可以吸收葡萄糖和甘油分子，细胞
可发生质壁分离自动复原现象，故萝卜条长度先变长后变短；d 曲线对应的为蔗糖溶液，萝卜条由于吸水
发生质壁分离现象，长度增加。a、b、c、d 四组实验中萝卜细胞发生质壁分离的是bcd；在蔗糖溶液中，
由于溶液中的蔗糖分子不能被植物细胞所吸收，故蔗糖溶液中的细胞不能自动复原。
19．（2023·四川攀枝花·一模）在许多植物中．花的开放对于成功授粉至关重要，部分植物的花能够反复
开合，主要是相关细胞膨压．即原生质体对细胞壁的压力变化引起的。龙胆花在处于低温（16℃）下
30min 内发生闭合，而在转移至正常生长温度（77℃），光照条件下30min 内重新开放，这与花冠近轴表
皮细胞膨压变化有关，水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用，其相关机理如下图所示。
(1)图中细胞膜和囊泡膜均属于生物膜，生物膜功能的复杂程度直接取决于 ；图中水分子进入龙
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胆花冠近轴表皮细胞的运输方式不可能是 ，依据是 。
(2)据图分析，龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下重新开放过程中花冠近轴表皮细胞膨压
，判断的理由是 。
【答案】(1) 蛋白质的种类和数量 自由扩散 需水通道蛋白参与
(2) 增大 一方面温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞膜， 另一方面光照促
进 Ca2+运输至细胞内，激活 GsCPK16，使水通道蛋白磷酸化，运输水的活性增强
【分析】1、物质跨膜运输的方式：（1）自由扩散：物质从高浓度到低浓度，不需要载体，不耗能，例如
气体、小分子脂质；（2）协助扩散：物质高浓度到低浓度，需要膜转运蛋白的协助，不耗能，如葡萄糖
进入红细胞；（3）主动运输：物质从低浓度到高浓度，需要载体蛋白的协助，耗能，如离子、氨基酸、
葡萄糖等。
2、分析题图：正常温度、光照条件下，一方面温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞
膜，另一方面光照促进Ca2+运输至细胞内，激活蛋白激酶GsCPK16，使水通道蛋白磷酸化，运输水的活性
增强。如果仅在常温条件下，水通道蛋白不发生磷酸化，运输水的功能不会增强，龙胆花开放速度会变慢；
该过程导致花冠近轴表皮细胞膨压逐渐增大，引起龙胆花重新开放。
【详解】（1）蛋白质在细胞膜执行功能方面起着重要的作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类
与数量就越多；细胞内所有的膜统称为生物膜，生物膜组成成分和结构很相似，故生物膜功能的复杂程度
直接取决于蛋白质的种类与数量；过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的，但后来的研
究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的；因此水分子可以通过自
由扩散和协助扩散进出细胞，分析题图可知，水分子进入龙胆花冠近轴表皮细胞需要水通道蛋白协助，故
题图水分子运输方式不可能是自由扩散。
（2）龙胆花由低温转正常温度、光照条件下，一方面温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移
至细胞膜，另一方面光照促进Ca2+运输至细胞内，激活蛋白激酶GsCPK16，使水通道蛋白磷酸化，运输水
的活性增强，整个过程导致龙胆花花冠近轴表皮细胞膨压增大，引起龙胆花重新开放。
20．（2024·河北沧州·二模）脯氨酸是植物在盐胁迫条件下液泡中积累的重要氨基酸，在植物渗透调节中
发挥关键作用。为研究盐胁迫条件下，脯氨酸浸种对水稻幼苗形态相关指标的影响，研究者做了相关实验，
结果如下表所示。回答下列问题：
组别
处理方法
平均苗高/cm
平均根长/cm
平均根数/条
①
S0
6.42
3.30
8.80
②
S1
2.59
2.55
4.20
③
S1+T1
4.99
3.54
5.67
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④
S1+T2
5.02
3.57
6.13
⑤
S1+T3
6.11
4.14
6.47
注：S1指在水稻培养基中添加一定浓度的NaCl；T1～T3添加的脯氨酸浓度依次升高。
(1)盐胁迫下水稻细胞中散失的水分主要是 ；举例说明该种形式的水在水稻种子萌发过程中参与
的具体生理过程有 （举出1 例）。
(2)上述实验的处理方案中，S0的处理方式为 。实验结果表明，用T1浓度的脯氨酸浸种
（填“能”或“不能”）缓解盐胁迫对水稻性状的影响，依据是 。
(3)根据题意和实验结果推测，水稻积累脯氨酸可缓解盐胁迫对水稻生长抑制的机理是 （答出2
点）。
【答案】(1) 自由水 和丙酮酸反应生成CO2和[H]（或有氧呼吸第二阶段）、参与淀粉水解为葡
萄糖
(2) 水稻培养基中不添加NaCl（或用普通的培养基培养水稻） 能 与②组相比，③组的水稻
在苗高、根长、根数方面都有所增加
(3)脯氨酸可以提高细胞液的浓度，从而提升水稻细胞的吸水能力；通过缓解盐胁迫造成的根长和根数减少，
增强水稻根系的吸水能力；通过缓解盐胁迫造成的幼苗生长减慢，提升水稻的光合作用速率
【分析】由题意可知，该实验的自变量是是否有盐胁迫以及脯氨酸的浓度，因变量是水稻的生长情况，包
括苗高、根长和根的条数等。
【详解】（1）植物细胞中水的存在形式有自由水和结合水，盐胁迫下散失的水主要是自由水，自由水在
水稻种子萌发过程中可参与有氧呼吸第二阶段，即与丙酮酸反应生成CO2和[H]，参与淀粉水解为葡萄糖等
过程。
（2）分析实验结果可知，S0组作为盐胁迫的对照组，其处理方式为水稻培养基中不添加NaCl。与②组
（只有盐胁迫）相比，③组（盐胁迫下添加T1浓度的脯氨酸）的水稻在苗高、根长、根数方面都有所增加，
说明T1浓度的脯氨酸可以缓解盐胁迫对水稻性状的影响。
（3）据题干信息和实验结果可知，脯氨酸可以提高细胞液的浓度，从而提升水稻细胞的吸水能力；通过
缓解盐胁迫造成的根长和根数减少，增强水稻根系的吸水能力；通过缓解盐胁迫造成的幼苗生长减慢，提
升水稻的光合作用速率。
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