2024届高考生物一轮复习教案第二单元细胞的结构和生命活动第6课时细胞质膜具有选择透过性（苏教版）

这是一份2024届高考生物一轮复习教案第二单元细胞的结构和生命活动第6课时细胞质膜具有选择透过性（苏教版），共20页。教案主要包含了易错辨析，填空默写，非选择题等内容，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：在半透膜两侧的水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散，这一现象称为渗透作用。
(2)选择透过性膜：对物质进出具有选择作用的膜。
(3)渗透作用产生的条件
(4)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。
总结提升 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。
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
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 P60知识链接：一般来说，气体分子(如O2、CO2、N2)、相对分子质量小的不带电的极性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性分子等容易通过细胞质膜。离子(如Na＋、K＋)因与水的结合而脂溶性大大降低；相对分子质量大的不带电的极性分子(如葡萄糖)和各种带电的极性分子都难以自由通过细胞质膜。
考向一 渗透作用的原理及应用分析
1. 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
答案 B
解析 长颈漏斗中有蔗糖溶液，渗透压较高，液面上升，加酶后水解为单糖，分子数目增多，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，使两边渗透压相等，漏斗中渗透压降低至内外液面基本相平，B正确。
2．(多选)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，并且三者中乙中单糖的含量最高
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 AB
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正确；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，但由于甲、丙高度差阻止乙中的葡萄糖进一步进入甲、丙，因此乙中单糖的含量最高，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．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．红细胞质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质膜
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．(多选)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载体蛋白的协助
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降低
D．三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞质膜相当于半透膜
答案 AC
解析 动物细胞避免渗透膨胀需要载体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正确；动物细胞和原生动物发生渗透吸水的原理均为细胞质膜相当于半透膜，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．观察植物细胞的质壁分离和复原现象
(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质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 植物细胞的质壁分离和复原实验原理及基本步骤分析
5．下列有关“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”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KNO3溶液一定能观察到质壁分离自动复原现象
答案 A
解析 为了保证在显微镜下看到同一细胞在滴加高浓度蔗糖溶液后的细胞结构变化，引流蔗糖溶液时最好把临时装片放在显微镜的载物台上操作，B错误；滴入蔗糖溶液后，细胞失水，但细胞壁的伸缩性较小，因此洋葱鳞片叶外表皮细胞体积变化不明显，C错误；若KNO3溶液的浓度过大，可能会导致细胞过度失水死亡，不再发生质壁分离复原，D错误。
6．(2023·江苏苏州高三模拟)用物质的量浓度为2 ml/L的乙二醇溶液和2 ml/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
答案 D
解析 细胞壁具有全透性，所以质壁分离时细胞壁与原生质层之间充满了外界溶液(蔗糖溶液)，A正确；前2 min，细胞失水，细胞液的浓度不断升高，所以吸水能力增强，B正确；c点发生植物细胞的质壁分离复原，是由于溶质乙二醇进入细胞，使细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，C正确；活的有大液泡的植物细胞才能发生质壁分离，D错误。
考向二 拓展和应用
7．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，某生物兴趣小组使用质量浓度为0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如下图，下列叙述正确的是( )
A．Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
B．Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性
C．A→B段，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
D．B→C段是由于Ⅰ组细胞在B点开始主动吸收K＋、NOeq \\al(－,3)
答案 A
解析 在质量浓度为0.3 g·mL－1的KNO3溶液中，Ⅱ组水稻的原生质体体积增加，说明Ⅱ组水稻可以从外界环境中吸收水分，属于耐盐碱水稻，A正确；Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升除受限于细胞壁的伸缩性外，还受到细胞内外浓度差的影响，B错误；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，C错误；实验过程中并未添加清水，但由于细胞从一开始能通过主动吸收K＋和NOeq \\al(－,3)，使B→C段细胞液浓度高于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞会发生质壁分离的复原，D错误。
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
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
答案 A
解析 能发生质壁分离细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确；乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会涨破，C错误；根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。
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
答案 C
解析 细胞c的质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液浓度小，由题干信息“细胞a在蔗糖溶液中未发生变化”可知，细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而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，故水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误，D正确。
3．(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
答案 A
解析 洋葱鳞片叶叶肉细胞有原生质层和大液泡，所以可以发生质壁分离，且细胞质中不含有叶绿体，而洋葱外表皮细胞呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有少量叶肉细胞，也不影响实验结果，A正确；质壁分离实验中全程只在低倍镜下观察，B错误；为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次，洋葱细胞就浸润在蔗糖溶液中，C错误；紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡，那些无色的细胞应该是鳞茎细胞，D错误。
4．(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，细胞质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质膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞质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。
5．(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。
6.(2022·湖南，10)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)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NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 ml·L－1
B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D．若将该菌先65 ℃水浴灭活后，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化
答案 A
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质膜、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 P58)对物质进出具有选择作用的膜，称为选择透过性膜。
2．(必修1 P58)原生质层：细胞质膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
3．(必修1 P58)如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散。
4．(必修1 P59)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、单项选择题
1．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质膜的识别功能
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，因此不具有细胞质膜的识别功能，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．(2023·江苏阜宁高三模拟)如图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度A．图A中，一段时间后装置2的液面会高于装置1的液面
B．图B中的④⑤⑥相当于图A中的②
C．若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉
D．图B中的⑦与图A中的②通透性不同
答案 B
解析 图B细胞中含有大液泡，因此可以构成渗透系统，其中原生质层相当于图A中的②半透膜，原生质层由细胞质膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成，即图B中的⑥⑦⑧，B错误；若图B所示为某农作物根毛细胞，图中细胞失水，发生了质壁分离，应及时灌溉，C正确；图B中的⑦液泡膜具有选择透过性，图A中的②半透膜没有选择透过性，只要溶质颗粒的直径小于半透膜上的孔径均可以通过，D正确。
3．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．(2023·江苏连云港高三模拟)如表是植物细胞在放入蔗糖溶液前，以及放入甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液后细胞的形态。下列叙述正确的是( )
A.浸泡在甲溶液中的细胞，细胞液浓度逐渐增大
B．浸泡在乙溶液中细胞的内外浓度相等，没有水分子进出细胞
C．浸泡在丙溶液中的细胞出现质壁分离时，液泡内充满蔗糖溶液
D．三种蔗糖溶液的浓度大小关系为甲溶液<乙溶液<丙溶液
答案 D
解析 甲溶液中植物细胞略有膨胀，说明细胞吸水，则细胞液浓度逐渐减小，A错误；乙溶液中植物细胞基本不变，说明此时细胞液浓度基本等于乙溶液浓度，即细胞的内外渗透压相等，水分子进出细胞处于动态平衡状态，B错误；浸泡在丙溶液中的细胞出现了质壁分离现象，此时原生质层与细胞壁的间隙内充满蔗糖溶液，但是蔗糖不能进入液泡，C错误；细胞液浓度大于甲溶液浓度、基本等于乙溶液浓度、小于丙溶液浓度，所以三种蔗糖溶液的浓度大小关系为甲溶液<乙溶液<丙溶液，D正确。
5．(2023·江苏扬州高三模拟)以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，图中X和Y分别表示原生质体长度和细胞长度，在处理时间相同的前提下，下列相关叙述正确的是( )
A．X的边界是液泡膜
B．X/Y值表示细胞失水的程度
C．若该细胞处于一定浓度的尿素溶液中，X/Y值可能先变大后变小
D．不同细胞用同一浓度的蔗糖溶液处理，变化越快，细胞液浓度与外界溶液浓度差越小
答案 B
解析 X的边界是细胞质膜，A错误；X/Y值的大小与失水有关，可表示细胞失水的程度，B正确；若该细胞处于一定浓度的尿素溶液中，细胞先失水，X变小，Y几乎不变，发生质壁分离，X/Y值先变小；然后发生质壁分离的复原，X变大，Y几乎不变，X/Y值后变大，C错误；不同细胞用同一浓度的蔗糖溶液处理，变化越快，细胞失水越快，说明细胞液浓度与外界溶液浓度差越大，D错误。
6．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。
7．某生物兴趣小组用不同浓度的蔗糖溶液处理了同一批马铃薯条(直径为0.8 cm、长度为3 cm，每组浓度下准备3条)，实验过程中测量的相关数据见下表，质量变化百分比＝(实验后质量－初始质量)÷初始质量×100%。下列相关叙述错误的是( )
A.实验用同一批马铃薯是为控制无关变量，保证实验的可靠性
B．马铃薯条细胞液的渗透压应该介于0.2～0.4 ml·L－1之间
C．实验结束后，0.6 ml·L－1蔗糖溶液中马铃薯条吸水能力小于实验前
D．马铃薯条发生上述质量变化时必备的条件之一是具有选择透过性膜
答案 C
解析 实验结束后0.6 ml·L－1蔗糖溶液中马铃薯条失水，细胞液浓度增大，吸水能力相比实验前增强，C错误。
二、多项选择题
8．(2023·江苏常州高三模拟)下列各项中，可以通过质壁分离实验检测的是( )
A．成熟植物细胞的死活
B．植物细胞液的浓度范围
C．原生质层的伸缩性
D．水分子进出细胞的方式
答案 ABC
解析 成熟植物细胞放到一定浓度的蔗糖溶液中，若不能发生质壁分离则说明是死细胞，反之是活细胞，因此该实验可检测成熟植物细胞的死活，A正确；设置一系列浓度梯度的蔗糖溶液进行质壁分离实验，通过观察细胞质壁分离的状态从而确定某种植物细胞液的浓度范围，B正确；质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，因此可通过质壁分离实验来检测原生质层的伸缩性，C正确；水分子进出细胞是顺水分子相对含量的浓度梯度进行的，包括简单扩散和协助扩散，但是质壁分离实验不能判断水分子进出细胞的方式，D错误。
9．图甲和图乙分别是用紫色洋葱鳞片叶外表皮和内表皮观察质壁分离过程中的视野，图甲细胞浸润在质量浓度为0.3 g·mL－1的蔗糖溶液中，图乙细胞浸润在滴加有伊红(不能被植物细胞吸收)的0.3 g·mL－1的蔗糖溶液中。下列叙述正确的是( )
A．为了让细胞充分浸润在相应溶液中，需用吸水纸在盖玻片另一侧重复吸引
B．细胞液浓度的差异可导致原生质层收缩程度不同
C．由于细胞壁不具有选择透过性，因此图乙细胞中被染成红色的是原生质层
D．质壁分离复原后，细胞内外渗透压一定相等
答案 AB
解析 由于细胞壁是全透性的，因此图乙细胞中被染成红色的是原生质层与细胞壁之间的部分，C错误。
10．将适量形状、大小均相同的新鲜土豆条均分为三组，分别置于等体积的甲、乙、丙溶液中一段时间(甲溶液与丙溶液的溶质是同种物质)，b时后，将各组土豆条同时放回相应溶液的低浓度溶液中一段时间。实验期间持续观察土豆条体积变化，并计算相对体积，结果如图。下列说法错误的是( )
A．三种溶液的初始浓度大小关系为丙>乙>甲
B．甲、乙、丙溶液中的溶质均能进入土豆细胞
C．甲溶液中土豆细胞液渗透压一直小于外界溶液渗透压
D．放回低浓度溶液中后，乙溶液中土豆细胞的细胞液渗透压大于外界溶液渗透压
答案 ABC
解析 甲溶液与丙溶液的溶质是同种物质，丙溶液中细胞失水最快，且放到低浓度溶液中不能复原，说明丙溶液的浓度高于甲溶液，细胞过度失水导致不能吸水复原；甲、乙溶液中，土豆条开始时失水的速率相等，说明两者的渗透压基本相等，初始浓度相同，但是甲溶液中细胞自动吸水复原，说明甲溶液的溶质可以被细胞吸收；乙溶液中，土豆条放入低浓度溶液中才开始吸水，说明其溶质不能进入细胞，A、B错误；甲溶液中土豆细胞液渗透压开始时小于外界溶液渗透压，后来大于外界溶液渗透压，C错误；由于放回低浓度溶液后，乙溶液中的土豆发生质壁分离复原，因此乙溶液中土豆细胞的细胞液渗透压大于外界溶液渗透压，D正确。
11．如图所示，图乙是图甲发生渗透作用之后的示意图，图丙是根毛细胞示意图，图丁表示细胞体积随时间变化的曲线。下列叙述正确的是( )
A．图甲中①处溶液浓度大于②处溶液浓度
B．达到平衡后，乙图中漏斗内外两侧溶液浓度相等
C．⑦具有选择透过性，与膜上的转运蛋白密切相关
D．图丁可表示质壁分离时细胞体积随时间推移而变化的曲线
答案 CD
解析 图甲中①处溶液浓度小于②处溶液浓度，A错误；达到平衡后，乙图中漏斗内外两侧溶液浓度不相等，漏斗内液体浓度大于烧杯内液体浓度，B错误。
三、非选择题
12．图甲是某同学将洋葱外表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后所出现的现象；图乙是小肠上皮细胞转运葡萄糖过程示意图。请回答下列问题：
(1)图甲细胞处于________状态，该状态是因为细胞发生________(填“失水”或“吸水”)所导致。将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后没有观察到质壁分离现象，可能的原因有______________________________________________________(至少两点)。
(2)葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞时，不直接消耗ATP，而是借助相同载体上Na＋顺浓度梯度运输时产生的电化学势能。该载体只能转运葡萄糖和Na＋，体现了载体的________性。 据图乙中的信息分析，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是______浓度梯度进行的主动运输。
(3)为了证明小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，请设计实验探究。
①实验步骤：
第一步：取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。
第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，乙组细胞______________________，其他条件与甲组相同。
第三步：一段时间后测定葡萄糖的吸收速率。
②预测实验结果并分析：
若出现________________________________________________________________________，则说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，否则不是主动运输。
答案 (1)质壁分离 失水 该细胞是死细胞，或者是根尖分生区细胞，或者质壁分离后又自动复原
(2)专一 逆 (3)①抑制细胞呼吸(或加入呼吸抑制剂等) ②乙组细胞的吸收速率明显小于甲组细胞的吸收速率，或者完全不吸收
解析 (1)图甲细胞处于质壁分离状态，该状态是因为细胞失水造成的，现阶段可能正处于质壁分离复原的过程中，也可能正处于质壁分离的过程中，或是已经达到渗透平衡。具有中央液泡的成熟的植物细胞才能发生质壁分离，未成熟的植物细胞或死亡的植物细胞不能发生质壁分离；KNO3溶液中的硝酸根离子和钾离子可通过主动运输的方式被细胞吸收，使细胞液的浓度增大，因此在大于细胞液浓度的KNO3溶液中的细胞，在发生质壁分离后能够自动复原。(2)由图乙可知，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞，是从低浓度的一侧通过细胞质膜到达高浓度一侧，即逆浓度梯度，借助相同载体上Na＋顺浓度梯度运输时产生的电化学势能，说明葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度进行的主动运输。(3)①证明小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，自变量是能量的有无，而能量是由细胞呼吸提供的，因此可通过抑制实验组细胞的细胞呼吸、对照组细胞给予正常的细胞呼吸条件加以控制自变量，因变量是葡萄糖的吸收速率。据此，依据给出的不完善的实验步骤可推知：在第二步中，对乙组细胞的处理是抑制细胞呼吸(或加入呼吸抑制剂等)，其他条件都与甲组细胞相同。②预测实验结果并分析：若乙组细胞对葡萄糖的吸收速率明显小于甲组细胞对葡萄糖的吸收速率(或完全不吸收)，表明小肠上皮细胞吸收葡萄糖需要消耗能量，进而说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，否则不是主动运输。
13．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)乙二醇能通过简单扩散进入细胞 (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实验处理
放入前
放入甲溶液
放入乙溶液
放入丙溶液
细胞的形态
蔗糖溶液浓度(ml·L－1)
初始质量(g)
实验后质量(g)
质量变化百分比(%)
1
3.24
1.80
－44
0.8
3.18
1.85
－42
0.6
3
1.92
－36
0.4
3.15
2.19
－30
0.2
3.12
3.36
7.7
0
3.06
3.51
14.7