(新高考)2023年高考生物一轮复习讲义第2单元第5课时水进出细胞的原理(含解析)

这是一份(新高考)2023年高考生物一轮复习讲义第2单元第5课时水进出细胞的原理(含解析)，共18页。试卷主要包含了渗透作用，细胞的吸水和失水等内容，欢迎下载使用。

考点一 动植物细胞的吸水和失水
1．渗透作用
(1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
(2)渗透作用产生的条件
(3)渗透作用现象分析
A、B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题：
①A图中渗透达到平衡，半透膜两侧有(填“有”或“没有”)水分子的进出。
②A图中Δh不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为：S1>S2(填“>”“<”或“＝”；S1、S2中溶质不能通过半透膜)。
③在B图所示的U形玻璃管内，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。
a．一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面升高，右管液面降低。(均填“升高”“降低”或“不变”)
b．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：左管液面下降，右管液面上升，最后稳定在一定高度。
2．细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
②现象
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
①原理
②现象
源于必修1 P63“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无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于微粒的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于分子大小，还与细胞的需求有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。
考向一 渗透作用的原理及应用分析
1．如图是平衡时的渗透装置，二糖不能通过半透膜，在此基础上继续实验。下列判断正确的是( )
A．若向漏斗中滴入清水，平衡时m将不变
B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m不变
C．若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则平衡时m减小
D．向烧杯中加入适量清水，平衡时m将增大
答案 C
解析 向漏斗内滴入清水，漏斗内溶液浓度降低，平衡时m将减小，A错误；若向漏斗中加入蔗糖分子，漏斗内溶液浓度升高，水分子进入漏斗更多，平衡时m增大，B错误；若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则其中溶质也被吸出，其漏斗中溶质减少，渗透压降低，吸水能力也减弱，则平衡时m将减小，C正确；向烧杯中加入适量清水，a增大，b也增大，但小于a的增加值，m将减小，D错误。
2．下图装置中，甲、乙、丙中分别放置了相等物质的量浓度的蔗糖溶液、麦芽糖溶液和乳糖溶液(溶液体积关系：V甲＝V丙A．若向甲、丙中分别加入等体积相同物质的量浓度的蔗糖酶和乳糖酶，稳定后液面高度：乙>甲>丙
B．若向乙中加入一定量麦芽糖酶溶液，稳定后液面高度：乙<甲＝丙
C．若向丙中加入一定量的半乳糖后，稳定后液面高度：甲＝乙＝丙，并且甲、乙、丙中半乳糖含量相同
D．本实验中半乳糖等单糖分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧通过半透膜的扩散称为渗透作用
答案 B
解析 向甲、丙中分别加入等体积相同物质的量浓度的蔗糖酶和乳糖酶，甲中的蔗糖水解成两分子单糖，丙中的乳糖分解为两分子单糖，都可通过半透膜进入乙中，引起乙液面升高，稳定后液面高度乙＞甲＝丙，A错误；向乙中加入一定量麦芽糖酶溶液后，乙中的麦芽糖水解为两分子的葡萄糖，会通过半透膜分别进入甲和丙，稳定后液面高度乙＜甲＝丙，B正确；向丙中加入一定量的半乳糖后，由于半乳糖可以通过半透膜，因此稳定后液面高度甲＝乙＝丙，但因为乙体积最大，所以乙中半乳糖含量最多，C错误；渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，本实验中水分子是溶剂分子，故本实验中半乳糖等单糖分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧通过半透膜的扩散，不能称为渗透作用，D错误。
考向二 动植物细胞吸水与失水的分析
3．(2022·天津高三模拟预测)科研人员将人的成熟红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，测定红细胞溶血(溶血是指红细胞破裂后血红蛋白渗出的现象)所需时间，实验结果如图所示。以下叙述错误的是( )
A．红细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
B．处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质分子进入细胞导致细胞质浓度升高
C．氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度依次减小
D．上述实验可以证明脂溶性物质更易通过细胞膜
答案 C
解析 分析题图可知，氯化铵、甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速度大小关系为丙酮＞乙醇＞甘油＞氯化铵，C错误。
4．在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀，据此推断下列说法正确的是( )
A．动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助
B．植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等
C．若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会增加
D．三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜
答案 A
解析 动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，A正确；植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，B错误；原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生动物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低，C错误；动物细胞和原生动物发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜，而植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜，D错误。
考点二 观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理
2．实验步骤
3．现象与结论
(1)现象
(2)结论：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞是通过渗透作用吸水和失水的。
1．质壁分离和复原实验分析
(1)质壁分离发生的条件
①从细胞角度分析
a．死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。
b．具有中央大液泡的成熟的植物活细胞可发生质壁分离及复原现象，且细胞液最好带有一定的颜色，便于观察，以活的紫色洋葱鳞片叶外表皮最佳。
c．细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。
②从溶液角度分析
a．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。
b．在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、乙二醇、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象；盐酸、酒精、醋酸等溶液会杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。
c．本实验选用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原。
(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。
(3)本实验无对立的对照组，为什么还叫对照实验？
提示 本实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。
2．质壁分离和复原实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
(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KNO3溶液和蔗糖溶液)
考向一 实验原理和基本步骤分析
5．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①、②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．乙状态时①和②之间为水，②的伸缩性比①的要大
C．乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致
D．丙状态时细胞液浓度与外界溶液浓度相等
答案 C
解析 甲状态时，水分子仍然以跨膜运输的形式进出细胞，A错误；乙状态时①和②之间应为蔗糖溶液，B错误；乙→丙的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，细胞吸水所致，C正确；丙状态时，由于细胞壁的保护作用，细胞液浓度可能仍大于外界溶液的浓度，D错误。
6．图1为洋葱鳞片叶外表皮质壁分离及复原实验流程图，图2为某同学根据该实验中某时刻观察到的图像绘制的模式图。下列说法正确的是( )
A．图1中d过程不能观察到图2所示的细胞状态
B．显微镜下观察到的不同细胞质壁分离的程度完全相同
C．该细胞可能正在同时进行DNA分子复制、呼吸作用和光合作用
D．若用适宜浓度的KNO3溶液替换蔗糖溶液，则有可能观察不到图2所示的细胞
答案 D
解析 图2细胞正处于质壁分离状态，图1中的d、f过程都可能观察到图2所示的细胞状态，A错误；不同细胞的状态、体积大小、细胞液浓度不总是完全一致，所以显微镜下观察到的质壁分离程度不可能完全相同，B错误；洋葱鳞片叶外表皮细胞高度分化且无叶绿体，不能进行DNA分子复制和光合作用，C错误；细胞置于KNO3溶液中，细胞发生质壁分离自动复原，所以有可能观察不到图2所示的细胞，D正确。
考向二 实验的拓展和应用
7．小液流法是测定植物组织细胞的细胞液浓度的一种实验方法。当把植物组织细胞放在溶液中时，两者便会发生水分交换。如果植物组织细胞的细胞液浓度高于溶液的浓度，细胞吸水，使溶液浓度增大，比重也增大；若植物组织细胞的细胞液浓度低于溶液的浓度时，细胞则失水，使溶液的浓度变小，比重也变小；如果植物组织细胞的细胞液浓度与溶液的浓度相等时，溶液的浓度不变，其比重也不变。若把浸过组织细胞的溶液慢慢滴回同一浓度而未浸过组织细胞的溶液中，比重小的液流便往上浮，比重大的则往下沉；如果小液流停止不动，则说明溶液的浓度未发生改变。某校生物兴趣小组利用“小液流法”估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度。甲与乙两组试管相同且依次编号为1～6号，对应的试管编号中加入相同浓度的蔗糖溶液。实验步骤和结果如图和表(注：甲烯蓝可使蔗糖溶液变蓝，忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响)。下列相关叙述不正确的是( )
A.该实验的自变量是蔗糖溶液浓度，因变量是蓝色小滴升降情况
B．黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于0.15～0.20 ml·L－1蔗糖溶液之间
C．乙组的1～3号试管中，滴入试管3内的蓝色小滴下降速率最慢
D．显微观察发现，甲组试管4中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集
答案 D
8．某生物兴趣小组用紫色洋葱等为材料进行植物细胞质壁分离与复原相关实验。
(1)用紫色洋葱的外表皮细胞材料做还原糖的鉴定实验，你认为可行吗？________(填“可行”或“不可行”)，理由是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某同学以紫色洋葱外表皮为材料，想通过质壁分离与复原实验方法来设计实验，区分渗透压几乎相同的质量分数为15%的葡萄糖溶液和30%的蔗糖溶液。该实验中能作为区分不同溶液的现象是_______________________________________________________________。
(3)某同学用其他5种植物材料进行质壁分离实验。在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间，绘制成下图。据图分析可知，5种植物材料中________细胞体积最小，________发生质壁分离的速度最快。
答案 (1)不可行 紫色洋葱外表皮细胞中含有紫色色素，会干扰鉴定实验中的颜色反应 (2)(不加清水)能自动复原的一组所用溶液为葡萄糖溶液(或不能自动复原的一组所用溶液为蔗糖溶液) (3)红花檵木 红花檵木
重温高考 真题演练
1．(2021·湖南，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．1 ml/L NaCl溶液和1 ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
答案 D
解析 施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1 ml/L的NaCl溶液和
1 ml/L的蔗糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于蔗糖溶液，D错误。
2．(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
答案 A
解析 通过题图分析可知，①处细胞吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确。
3．(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
答案 D
解析 在实验期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换，而甲组中甲糖溶液浓度升高，说明甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水分，A项正确；若测得乙糖溶液浓度不变，说明乙组叶细胞的细胞液浓度与乙糖溶液浓度相同，乙组叶细胞表现为既不吸水也不失水，即乙组叶细胞的净吸水量为零，B项正确；若测得乙糖溶液浓度降低，说明乙组叶细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C项正确；甲、乙两组溶液的质量浓度相同，甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍，说明单位体积的甲糖溶液中溶质微粒数少，而单位体积的乙糖溶液中溶质微粒数多，乙糖溶液中溶质微粒对水的吸引力大，甲糖溶液中溶质微粒对水的吸引力小，若测得乙糖溶液浓度也升高，说明叶细胞吸水，并且叶细胞的净吸水量乙组小于甲组，D项错误。
4．(2017·海南，9)为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是( )
A．该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞
B．细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度
C．细胞液中的H2O可以经自由扩散进入甲物质溶液中
D．甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁
答案 B
解析 由于一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象，只能说明细胞外甲物质的浓度大于细胞液浓度，B项错误。
一、易错辨析
1．渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度( × )
2．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( × )
3．虽然红细胞没有具膜细胞器，但将其放入一定浓度的外界溶液中，也能发生渗透作用( √ )
4．植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核( × )
5．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( × )
6．在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离( √ )
二、填空默写
1．(必修1 P62)渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
2．(必修1 P63)原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
3．(必修1 P62)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。
4．(必修1 P65)当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来。
课时精练
一、选择题
1．(2022·丽江高三模拟)直饮机的核心部件是逆渗透膜，其原理是通过水压使水由较高浓度溶液的一侧渗透至较低浓度溶液一侧，细菌及有害物质几乎不能透过逆渗透膜，如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．利用了逆渗透膜具有的类似于细胞膜的识别功能
B．逆渗透过程与渗透作用不同的是水由高浓度溶液向低浓度溶液流动
C．逆渗透膜上有载体蛋白，可以选择性地控制有害物质的进出
D．逆渗透膜去除有害物质的能力胜过生物膜，通过逆渗透膜处理的水可放心饮用
答案 B
解析 逆渗透膜即为半透膜，没有生物活性，因此不具有细胞膜的识别功能，A错误；逆渗透膜是通过膜上的小孔控制物质进出的，没有载体蛋白，C错误；逆渗透膜只能除去大分子或大颗粒如细菌等，但是不能全部除去有毒有害的化学物质，D错误。
2．为研究成熟植物细胞的渗透吸水，设计简易渗透吸水装置如下图甲所示，图甲中液面上升的高度与时间的关系如图乙所示。一成熟植物细胞放在某外界溶液中发生的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述中错误的是( )
A．由图甲中漏斗液面上升可知，实验开始时b液体的浓度大于a液体的浓度
B．由图乙可知，图甲中漏斗里溶液的吸水速率在一定范围内会一直下降
C．图丙中相当于图甲中c结构的是③④⑤
D．图丙所示状态的细胞正在发生渗透吸水
答案 D
解析 图丙所示状态的细胞可能正在质壁分离或正在质壁分离复原或处于动态平衡状态，故细胞可能正在发生渗透吸水或失水，D错误。
3．(2022·铁岭高三模拟)将小鼠红细胞放入一定浓度的KNO3溶液中，红细胞体积随时间变化如图，下列有关叙述正确的是( )
A．KNO3溶液的起始浓度小于红细胞内液的起始浓度
B．与b点相比，a点对应时刻红细胞内液的渗透压较大
C．ab段失水使红细胞内液的渗透压大于KNO3溶液，从而出现bc段的变化
D．b点对应的时刻，KNO3溶液与红细胞内液的渗透压相等
答案 D
解析 据图分析，ab段细胞体积变小，说明KNO3溶液的起始渗透压大于红细胞内液的起始渗透压，细胞失水，A错误；ab段细胞体积变小，细胞失水，则b点红细胞内液的渗透压大于a点，B错误；硝酸根离子和钾离子以主动运输的方式进入细胞，使得细胞内液的渗透压高于外界溶液，细胞吸水，才出现bc段，C错误。
4．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装片，先在清水中观察，然后用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液取代清水，继续观察，结果如图所示。对此现象的推断最合理的是( )
A．清水中的保卫细胞失水导致气孔开放
B．蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水后导致气孔关闭
C．清水中的保卫细胞很快出现质壁分离并自动复原
D．蔗糖溶液的保卫细胞失水导致气孔关闭
答案 D
解析 由图可以看出，清水中的保卫细胞吸水，气孔开放，A错误；蔗糖溶液中，细胞失水，导致气孔关闭，但原生质层具有选择透过性，蔗糖不能进入细胞，B错误；清水中的保卫细胞吸水，没有发生质壁分离，也不会出现质壁分离自动复原，C错误。
5．某校生物兴趣小组的同学为了探究校园植物细胞的吸水和失水情况，选取大小相同、生理状态相似的红色月季花花瓣均分2组，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水量的变化如图1，液泡直径的变化如图2。下列叙述错误的是( )
A．图1乙曲线的形成过程中可能发生了物质的主动运输
B．图2中曲线Ⅱ和图1中甲溶液中细胞失水量曲线对应
C．第4分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率小于乙溶液
D．曲线走势不同的主要原因是甲、乙两种溶液的溶质不同
答案 C
解析 据图细胞失水的斜率可知，第4分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，C错误。
6．(2022·湖南永州高三月考)某同学将大小相同的马铃薯幼根与物种M的幼根各随机均分为五组，分别放入甲～戊五种不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后，取出称重，重量变化如图所示。下列有关该实验结果的叙述，错误的是( )
A．与马铃薯幼根细胞的细胞液浓度最接近的溶液是甲溶液
B．马铃薯比物种M更耐旱
C．在这五种蔗糖溶液中，浓度最大的是乙溶液
D．物种M幼根的细胞在甲浓度溶液中一定会发生明显的质壁分离
答案 D
7．将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入一定浓度的KNO3溶液中，发现细胞原生质体体积在最初的t1时间内不断减小，在随后的t2时间内不断增大并恢复到原来水平。下列叙述不正确的是( )
A．t1时间内水从细胞液进入外界溶液，t2时间内K＋、NOeq \\al(－,3)开始从外界进入细胞液
B．t1时间内细胞液中紫色程度逐渐变深，t2时间内细胞液中紫色程度逐渐变浅
C．t1时间内细胞液渗透压低于KNO3溶液的渗透压，而t2时间内两者正好相反
D．t1时间内细胞出现质壁分离的现象，表明生物膜具有流动性
答案 A
解析 t2时刻细胞在吸水，说明细胞液浓度大于外界溶液浓度，因此KNO3开始从外界进入细胞液应该是在t2之前，A错误；原生质体体积在最初的t1时间内不断减小，说明细胞正在失水，细胞液渗透压低于细胞外液渗透压，而t2时间相反，C正确。
8．下图表示测定植物组织细胞中细胞液浓度的一种方法，如图所示。
说明：①a、b为一组，同组试管内溶液浓度相等且已知。建立多个组别，并在组间形成浓度梯度。②向各组中的a试管中同时放置相同的植物组织，向b试管中加入一小粒亚甲基蓝结晶(它对溶液浓度影响很小，可忽略不计)，使溶液呈蓝色。一定时间后，同时取出植物组织，见A图。③从b试管中吸取蓝色溶液，小心滴一滴到同组a试管溶液中，如果a试管溶液浓度已增大，蓝色小滴将漂浮在无色溶液上面；如果a试管溶液浓度已下降，蓝色小滴将下沉；如果a试管溶液浓度未改变，蓝色小滴将均匀扩散，见B图。假设某组b试管溶液的浓度为m。请分析判断，下列叙述正确的是( )
A．细胞液是指植物细胞质内的液体，它可以调节植物细胞内的环境
B．若某组试管溶液在第一步操作时，植物细胞在溶液中发生渗透作用吸水，则进行第二步操作时，将发现蓝色小滴往下沉
C．若在进行第二步操作时，发现蓝色小滴均匀扩散，则说明该植物组织细胞中细胞液浓度小于m
D．若在进行第二步操作时，发现蓝色小滴漂浮在无色溶液上面，则说明该植物组织细胞中细胞液浓度大于m
答案 D
解析 细胞液是指植物细胞液泡中的液体，它可以调节细胞内的渗透压，A错误；根据题意分析可知，植物细胞失水时，a试管溶液浓度会下降，蓝色小滴将下沉，当植物细胞吸水时，a试管溶液浓度会增大，蓝色小滴将漂浮在无色溶液上面，B错误；当植物细胞细胞液浓度等于m时，a试管溶液浓度未改变，蓝色溶液小滴将均匀扩散，C错误；蓝色小滴漂浮在无色溶液上面，说明植物细胞吸水，细胞液浓度大于试管溶液浓度m，D正确。
9．很多人认为把水果或蔬菜放在清水中浸泡可以有效去除水果或蔬菜表面的残留农药。为此某生物兴趣小组做了如下实验。
实验一：取相同的青菜各1 kg作为样本，并对其用不同方法进行处理，结果如下：
实验二：取相同的青菜500 g，并将其浸入一定量纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞的细胞液浓度，所得数据可绘出如下曲线。研究表明，植物细胞既可以吸收水，也可以吸收可溶性农药。以下分析不正确的是( )
A．实验一结果表明纯水冲洗可以去掉大部分的青菜表面的残留农药
B．实验一丁组农药残留量比丙组农药残留量多，最可能的原因是农药分子溶于水后又被植物细胞吸收
C．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，在BC段，细胞对农药分子的吸收速率大于对水分子的吸收速率
D．综合上述分析，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
答案 D
二、非选择题
10．(2022·天津市滨海新区高三质检)如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致，渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________，此结构是由____________组成。
(3)为进一步探究两种膜的特性，某小组做了以下实验。
①选两套渗透装置，标上代号X和Y，在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有_______________________________________________(填代号)。
②给两个紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片分别滴加0.3 g/mL的蔗糖溶液、等渗的KNO3溶液，再观察临时装片中洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两种都能出现的现象是________________________________________________________________________。
答案 (1)S1>S2 (2)原生质层 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质 (3)①X ②质壁分离
11．用2 ml/L的KNO3溶液和2 ml/L的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，测得某原生质体体积的变化，如下图所示曲线甲与乙。请回答下列问题：
(1)图中B点时，细胞处于________状态，细胞处于该状态的内因是_______________，
外因是________________________________________________________________________。
(2)在1 min后，曲线乙表明原生质体体积将保持不变，且一直小于初始状态的体积，说明__________________；2 min后，曲线甲的变化不同于曲线乙的原因是_____________
___________________________________________________________________________。
(3)用一定浓度的乙二醇溶液代替KNO3，可得到类似的结果，原因是___________
___________________________________________________________________________。
(4)细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要，现提供红苋菜的叶肉细胞，请设计实验测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。请写出你的实验思路。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)质壁分离 原生质层的伸缩性比细胞壁的大 细胞液的浓度小于外界溶液的浓度 (2)此时细胞液的浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等 钾离子和硝酸根离子通过主动运输进入细胞，使细胞液的浓度增大，细胞吸水 (3)乙二醇能通过自由扩散进入细胞 (4)配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，将红苋菜的叶肉细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中。适当的时间后用显微镜观察细胞质壁分离的情况，记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液浓度应介于这两个浓度之间归纳提升 不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化
1溶质不能通过半透膜的情况
①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，表现为S1溶液液面上升。
②若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反，表现为S1溶液液面下降。
③在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。
2溶质能通过半透膜的情况
①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度相等，表现为S1溶液液面先上升后下降，最终S1和S2溶液液面持平。
②若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反。
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。
乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
加入的蔗糖溶液浓度/ml·L－1
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
组别
甲
乙
丙
丁
处理方法
未进行处理
纯水冲洗1 min
浸入纯水1 min
浸入纯水30 min
农药残留量(mg/kg)
0.196
0.086
0.097
0.123