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第07 讲 水进出细胞的原理
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01 课标达标练
【题型一】渗透作用
【题型二】细胞的吸水和失水
【题型二】水通道蛋白
02 能力突破练 （新情境+新角度）
03 高考溯源练
题型一 渗透作用
1. 如图为某兴趣小组进行渗透作用实验的装置，所用的生物膜允许水分子通过，但蔗糖不能通过。实验开
始时，甲、乙漏斗内液面持平且均高于漏斗外侧。下列说法错误的是（ ）
A．甲所在一侧装置为实验组，另一侧为对照组
B．甲漏斗液面将会上升，乙漏斗液面将会下降
C．当漏斗内液面高度稳定时，仍有水分子通过生物膜
D．当渗透平衡时，甲、乙漏斗内外两侧溶液浓度相同
2. 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S1为
蔗糖溶液，S2为清水，半透膜只允许水分子通过，初始时两液面平齐。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0．3g/mL 的蔗糖溶液进行质壁分离实验，实
验结果如图2。下列分析正确的是（ ）
A．图1 初始液面上升稳定后，将上升部分液体移除，液面将继续上升并维持原高度
B．洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞膜相当于图1 的半透膜，能发生渗透作用
C．造成图2 现象的原因可能是低温导致膜流动性和细胞代谢下降
D．洋葱植株可能通过降低细胞液浓度或增多自由水含量适应寒冷环境
题型二 细胞的吸水和失水
3. 某兴趣小组将植物叶片表皮细胞依次置于甲、乙、丙三种浓度的蔗糖溶液中，一段时间后进行观察，整
个实验过程植物细胞都有活性，实验结果如图。下列分析正确的是（ ）
A．甲溶液中植物细胞的失水速率逐渐加快
B．转移到乙溶液中的植物细胞会发生吸水过程
C．转移到丙溶液中的植物细胞细胞液浓度与丙浓度相等
D．该实验无法确定甲、乙、丙起始浓度的相对大小
4. 下面是浸润在蔗糖溶液中的萝卜组织切条在实验前后长度之比随蔗糖溶液浓度变化的柱形图，实验中各
组萝卜组织切条的初始状况一致，且蔗糖一般不能进入活细胞。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．第②组的实验中，萝卜细胞的液泡颜色越来越浅，其吸水能力在逐渐减弱
B．第④组的萝卜细胞在此时状态下，用清水处理可以使之发生质壁分离复原
C．第⑥组实验中，可能有蔗糖分子进入细胞
D．由图可分析出，萝卜细胞中初始蔗糖浓度在0．4mol/L 与0．5mol/L 之间
5. 将完全相同的紫色牵牛花花瓣细胞分别浸润在甲、乙、丙3 种溶液中，测得的细胞膜与细胞壁之间的距
离（L）随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．甲、乙、丙溶液浓度的大小关系为甲>乙>丙
B．由t0到t1过程中，甲溶液中细胞的吸水能力逐渐增加
C．a 点到b 点的过程中，乙溶液中细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度
D．丙溶液中，细胞溶液与外界溶液之间没有水分子的交换
6. 以黑藻为实验材料，观察不同浓度培养液下叶肉细胞的质壁分离状态。下列叙述正确的是（ ）
A．根据叶肉细胞中细胞液颜色深浅的变化可判断液泡失水量的多少
B．在任一浓度的培养液中，均可观察到水分子向叶肉细胞内的移动
C．若溶液中的溶质可被细胞吸收，则细胞可能出现质壁分离后自动复原
D．培养液中离子的浓度比黑藻细胞内离子浓度低是保证细胞失水的关键
7. 某研究小组利用洋葱鳞片叶外表皮细胞，开展了如下连续实验：用蔗糖溶液①处理细胞一段时间，原生
质体体积减小(甲组)；接着将甲组细胞放在蔗糖溶液②中，原生质体体积进一步减小(乙组)；随后将乙组细
胞用蔗糖溶液③处理，原生质体体积增大，较初始状态明显膨胀(丙组)。若在处理过程中细胞和蔗糖溶液
间没有溶质交换，下列叙述正确的是（ ）
A．三组蔗糖溶液初始浓度高低为③>
>
②①
B．溶液处理后细胞大小关系变为丙>乙>甲
C．处理后细胞液的浓度高低变为乙>甲>丙
D．处理后蔗糖溶液浓度高低变为①=
=
②③
8. 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
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
题型三 水通道蛋白
9. 哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性，经
AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀。下列叙述正确的是（ ）
A．AgNO3处理后红细胞在低渗蔗糖溶液中仍会膨胀与水的自由扩散有关
B．相比未经处理时，经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中膨胀得更快
C．将低渗蔗糖溶液换成等质量浓度的葡萄糖溶液，实验后膨胀速度相同
D．AgNO3处理后的马铃薯细胞在低渗蔗糖溶液中不再膨胀时，其内外渗透压相同
10. 水分子比较小，人们曾经认为它们可以自由穿过细胞膜的分子间隙而进出细胞。后来有人发现在动物
肾脏内，水分子还有其他的跨膜运输方式。下图是水分子通过细胞膜的方式，下列叙述错误的是（ ）
A．水分子通过方式1 进入细胞的速率远小于方式2
B．短期内细胞呼吸受阻对水分子两种方式的跨膜运输无影响
C．Ca2+逆浓度运输时需要与转运蛋白结合，这与方式2 的跨膜运输不同
D．水通道蛋白只容许水分子通过，因此在动植物细胞中的种类是一样的
1. 反渗透海水淡化是利用反渗透技术，通过反渗膜过滤海水从而实现海水淡化。基本原理如图所示。下列
有关说法正确的是（ ）
A．若去掉人为压力，则图乙中左侧液面会下降，右侧液面会上升
B．反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐分子不能通过，都是选择透过性膜
C．图甲中的水分子都从膜左侧向右侧移动，图乙中的水分子都从膜右侧向左侧移动
D．洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质体相当于一层半透膜
2. 耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。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，研究小组使用0.3g/ml 的KNO₃ 溶液分别处理普通水稻和耐盐碱水稻细胞，结果
如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．0~1h 期间I 组水稻细胞液浓度小于外界溶液浓度，发生了质壁分离
B．1~3h 期间I 组水稻细胞开始吸收K+和NO3
-，细胞吸水能力逐渐增强
C．Ⅱ组水稻细胞原生质体体积没有变小，因此可判断其为耐盐碱水稻
D．可用浓度大于0.3g/ml 的KNO3溶液进一步探究水稻的耐盐碱能力
3. 津液代谢失常可使脏腑功能异常进而出现多种疾病，而中医药在津液代谢失常类疾病的治疗上效果显
著。水通道蛋白作为转运水分子的蛋白通道，是机体水液代谢的重要环节，在各系统细胞膜上均有表达，
可以介导水分子在细胞内外转运，使细胞内外环境稳态得以平衡。下列有关推断正确的是（ ）
A．人参二醇皂苷能减轻肺水肿，其机制可能是提高肺部细胞水通道蛋白的表达量
B．人体吸收中药中有效成分时，跟细胞膜上的蛋白质有关而与磷脂分子无关
C．通道蛋白在介导物质跨膜运输时不与被转运的物质结合，故其构象不需发生改变
D．津液代谢时水分子总是从渗透压低的一侧向高的一侧转运，直到两侧浓度相等
4. 血液透析膜是一种人工合成的膜材料，可将病人血液中的代谢废物如肌酐、尿素氮等尿毒症毒素透析
掉，有关说法正确的是（ ）
A．肌酐、尿素氮等代谢废物通过半透膜的扩散，属于渗透作用
B．肾小管对原尿中的大部分水分的重吸收方式主要是协助扩散
C．葡萄糖进入细胞都需要消耗能量和载体蛋白的帮助
D．肾小球的毛细血管壁中的水通道蛋白构象不会发生改变
一、单选题
1．（2025·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图1 装置，分别使用等体积2.5mol/L 葡萄糖溶液和1.2mol/L 蔗
糖溶液，室温下观察渗透现象。图2 是两种溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正确的
是（ ）
A．X 表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化
B．t1—t3由X 液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯
C．t2—t5取Y 对应烧杯中液体能检测到还原糖
D．t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变
2．（2025·北京·高考真题）“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/mL 蔗糖溶液中处于稳
定状态的细胞如图。以下叙述错误的是（ ）
A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞
B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞
C．图2，细胞失去的水分子是自由水
D．与图1 相比，图2 中细胞液浓度小
3．（2025·浙江·高考真题）某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进
行“质壁分离”实验，示意图如下。
下列叙述正确的是（ ）
A．实验过程中叶肉细胞处于失活状态
B．①与②的分离，与①的选择透过性无关
C．与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强
D．与图甲相比，图乙细胞体积明显变小
4．（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
5．（2024·北京·高考真题）五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光
谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，
难以达成目的的是（ ）
A．用花瓣细胞观察质壁分离现象
B．用花瓣大量提取叶绿素
C．探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D．利用幼嫩茎段进行植物组织培养
6．（2024·新课标卷·高考真题）干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误
的是（ ）
A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低
B．干旱缺水时进入叶肉细胞的CO2会减少
C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大
D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
二、实验题
7．（2025·全国卷·高考真题）将某植物叶肉细胞放入一定浓度的KCl 溶液中，起初细胞失水发生质壁分离，
一定时间（t）后细胞开始吸水，并逐渐复原。回答下列问题：
（1）植物细胞与外界溶液进行水分交换时，水分子跨膜运输的两种方式是
。
（2）细胞失水发生质壁分离，原生质层与细胞壁分离的原因是
。
（3）一定时间（t）后细胞开始吸水的原因是
。
