2027届高三生物一轮复习训练：课时规范练6　水进出细胞的原理（含答案）

这是一份2027届高三生物一轮复习训练：课时规范练6　水进出细胞的原理（含答案），共10页。试卷主要包含了4~0等内容，欢迎下载使用。
必备知识基础练
考点一 渗透作用与细胞的吸水和失水
1.(2025·湖南永州二模)下列关于植物细胞吸水和失水的描述,错误的是( )
A.水进出细胞,主要指的是水经过原生质层进出液泡
B.质壁分离过程中,细胞液的渗透压会增加
C.植物细胞在溶液中能否发生质壁分离自动复原取决于细胞能否吸收溶质
D.植物细胞吸收水和吸收无机盐主要发生在根尖分生区
2.(2026·陕西商洛模拟)市场上流行的直饮水机的核心部件是逆渗透膜,它利用逆渗透原理,通过水压使水由较高浓度的一侧渗透至较低浓度的一侧,理论上在较高浓度侧的所有细菌液及不纯物、可溶性固体物、对人体有害的有机物和无机物均不能渗入高精密的逆渗透膜,如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.逆渗透过程与渗透作用的水分子的扩散方向一致
B.逆渗透膜上有载体蛋白,也具有细胞膜的识别功能
C.逆渗透膜与生物膜一样,只允许对细胞有益的物质通过
D.逆渗透膜类似于半透膜,与生物膜的选择透过性存在差异
3.(2025·四川巴中三模)某兴趣小组用不同浓度(0~0.6 ml/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.实验后,第1~7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高
B.本实验所用的黄瓜细胞的细胞液浓度在0.4~0.5 ml/L之间
C.该实验中涉及的半透膜指的是细胞膜
D.实验后,第1~7组黄瓜细胞的吸水能力依次升高
考点二 植物细胞的质壁分离及其复原
4.(2025·河南三模)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
5.(2026·辽宁月考)将起始生理状态相同的同种洋葱鳞片叶表皮细胞放于不同浓度蔗糖溶液中,一段时间后,细胞的生理状态如图所示,其中a~c表示不同实验组。已知蔗糖分子不能进入该细胞,下列叙述错误的是( )
A.原生质层包括①②⑤,可以把原生质层看作一层半透膜
B.此时图中各组细胞的细胞液浓度的大小关系是c>b>a
C.④⑤之间的液体为蔗糖溶液
D.在c组中,水分子由细胞单向运输进入蔗糖溶液
关键能力提升练
6.(2025·重庆一模)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0.3 g/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( )
图1
图2
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
7.(2025·江苏徐州一模)某生物兴趣小组为探究植物细胞质壁分离与复原现象,选用三种不同的植物材料进行实验并记录相关数据,结果如表所示。下列相关说法正确的是( )
A.三种材料中,紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离速度最快
B.蔗糖溶液浓度为0.3 ml/L时菠菜叶肉细胞不发生渗透作用
C.可用台盼蓝染液染色后观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离现象
D.若质壁分离后滴加清水不能复原说明细胞液浓度大于外界溶液浓度
8.(2025·河北保定模拟)图甲表示一个渗透作用装置,将半透膜袋缚于玻璃管下端,半透膜袋内部装有60 mL质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,半透膜不允许二糖通过;图乙表示放置在某溶液中的成熟植物细胞失水量的变化情况;图丙表示植物体内蔗糖在不同细胞间运输、转化的过程。下列叙述不正确的是( )
甲
乙
丙
A.图甲中玻璃管中的液面停止上升时半透膜两侧的溶液浓度仍然不相等
B.图乙所示的实验中所用溶液可能是图甲中的0.3 g/mL的蔗糖溶液
C.图乙所示的实验处理期间既有质壁分离也有质壁分离复原发生
D.如果图丙中的蔗糖水解酶失活,则不利于蔗糖顺浓度梯度运输
参考答案
必备知识基础练
1.D 解析 液泡是成熟植物细胞最大的细胞器,可以维持植物细胞渗透压,水进出细胞,主要指的是水经过原生质层进出液泡,A项正确。质壁分离过程中,植物细胞失水,细胞液浓度增大,细胞液的渗透压会增加,B项正确。细胞发生质壁分离自动复原过程中,细胞失水后因吸收溶质导致细胞液渗透压增大,细胞吸水,所以植物细胞在溶液中能否发生质壁分离自动复原取决于细胞能否吸收溶质,C项正确。植物细胞吸收水和吸收无机盐主要发生在根尖成熟区,D项错误。
2.D 解析 渗透作用的水分子从低浓度一侧流向高浓度一侧,逆渗透作用通过水压使水由较高浓度的一侧渗透至较低浓度的一侧,扩散方向相反,A项错误。逆渗透膜是人工合成的半透膜,没有载体蛋白,不具有识别功能,B项错误。逆渗透膜与生物膜不一样,生物膜上有载体蛋白,对物质的运输具有选择性,但并不是只允许有益物质的通过,C项错误。逆渗透膜类似于半透膜,没有膜蛋白,生物膜有膜蛋白,因此逆渗透膜与生物膜的选择透过性存在差异,D项正确。
3.C 解析 黄瓜条的质量变化百分比大于0,细胞吸水,黄瓜条的质量变化百分比小于0,细胞失水。第1~5组黄瓜细胞吸水,细胞液浓度减小,且吸水量依次减少,故实验后,第1~5组的细胞液浓度依次升高;6组和7组黄瓜细胞失水,细胞液浓度增大,且失水量依次增加,故实验后,第6、7组的细胞液浓度依次升高,且都高于前5组。因此,实验后,第1~7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高,A项正确。蔗糖溶液浓度为0.4 ml/L时,黄瓜细胞吸水,蔗糖溶液浓度为0.5 ml/L,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 ml/L之间,B项正确。该实验中涉及的半透膜指的是原生质层(包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质),C项错误。实验后,若第6组和第7组细胞(都失水)没有死亡,由于第1~7组黄瓜细胞的细胞液浓度依次升高,所以吸水能力依次升高,D项正确。
4.C 解析 黑藻叶肉细胞的细胞液通常为无色,A项错误。叶肉细胞在等渗溶液中,水分子进出细胞处于动态平衡,无法通过显微镜观察到细胞液有明显的体积变化(如质壁分离或复原),因此不能观察到水分子向细胞内的移动现象;叶肉细胞在高渗溶液中会失水,发生质壁分离,可观察到水分子向叶肉细胞外的移动,B项错误。若培养液中的溶质可被细胞吸收,叶肉细胞在高渗溶液中会先因失水发生质壁分离,随后吸收溶质使细胞液浓度升高,进而吸水自动复原,C项正确。细胞是否失水取决于细胞液与外界溶液的总浓度差,而非仅离子浓度。若培养液含非电解质溶质(如蔗糖),即使离子浓度低于细胞内,总浓度较高时仍会导致细胞失水,D项错误。
5.D 解析 原生质层由①液泡膜、⑤细胞膜以及两层膜之间的②细胞质组成,它相当于一层半透膜(允许水分子通过,不允许蔗糖通过),A项正确。细胞a未发生质壁分离,说明细胞液浓度≥外界蔗糖溶液浓度;细胞b发生轻度质壁分离,说明细胞液浓度b>a,B项正确。由于蔗糖分子不能进入细胞,④细胞壁和⑤细胞膜之间的液体就是外界的蔗糖溶液,C项正确。在c组中,水分子的运输是双向的,既有从细胞内到蔗糖溶液的水分子,也有从蔗糖溶液到细胞内的水分子,只是从细胞内到蔗糖溶液的水分子更多,导致细胞表现为失水,D项错误。
关键能力提升练
6.C 解析 图1初始液面上升稳定后,将上升部分液体移除,液体中有溶质蔗糖分子,半透膜两侧仍然有浓度差,液面将继续上升,但浓度差变小,不能维持原高度,A项错误。洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层相当于图1的半透膜,能发生渗透作用,B项错误。低温会影响酶活性以及分子的运动,因此造成图2现象的原因可能是低温导致膜流动性和细胞代谢下降,C项正确。根据图2结果可知,与常温相比,低温条件下质壁分离细胞占比更小,而且原生质体与细胞长度比更大,说明低温条件下,失水的细胞数目更少以及细胞失去的水更少,可推测其细胞液浓度更高,即植物细胞通过升高细胞液浓度来适应低温环境。同时,寒冷环境下,会减少自由水含量来适应寒冷环境,D项错误。
7.A 解析 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液初始浓度(0.3 ml/L)与蔗糖溶液浓度(0.45 ml/L)的差值为0.15 ml/L,是三种材料中浓度差最大的,浓度差越大,渗透失水速度越快,质壁分离现象越明显,因此其质壁分离速度最快,A项正确。菠菜叶肉细胞的细胞液浓度为0.2 ml/L,蔗糖溶液浓度为0.3 ml/L时,细胞液浓度小于外界溶液浓度,仍会发生渗透作用(细胞失水),B项错误。台盼蓝染液用于鉴别死细胞(被染成蓝色),而质壁分离的细胞是活细胞,台盼蓝无法进入,无法显示质壁分离现象,C项错误。质壁分离后滴加清水不能复原,说明细胞可能因过度失水死亡,细胞膜失去选择透过性,D项错误。
8.B 解析 由于图甲中的半透膜不允许二糖分子通过,所以蔗糖分子不能从半透膜袋内进入清水中,水分子会从烧杯的清水渗透到半透膜袋内,导致玻璃管中的液面上升,上升到一定高度后,溶液浓度差产生的渗透压与玻璃管中的液体压强达到平衡,玻璃管中的液面不再上升,但此时仍然是半透膜袋内的溶液浓度高于烧杯中清水的浓度,A项正确。据图乙可知,成熟植物细胞经某种溶液处理后失水量先升高再降低,即先发生质壁分离再发生质壁分离复原,发生这种现象的原因是该实验所用的溶液应该是溶质分子可以被细胞吸收,如硝酸钾溶液等,但蔗糖溶液的蔗糖分子不会被成熟的植物细胞吸收,所以不会发生如图乙所示的变化,B项错误,C项正确。据图丙可知,蔗糖分子通过胞间连丝从伴胞细胞运输至筛管细胞后,在蔗糖水解酶的作用下分解为单糖再被薄壁细胞吸收,否则就不能被吸收,因此蔗糖水解酶失活不利于蔗糖顺浓度梯度运输,D项正确。
实验
材料
细胞液初
始浓度/(ml·L-1)
蔗糖溶液
浓度/(ml·L-1)
质壁分
离现象
质壁分
离复原情况
紫色洋葱鳞片叶外表皮
0.3
0.45
明显
滴加清水
后能复原
紫色洋葱鳞片叶内表皮
0.25
0.35
较不明显
菠菜叶肉细胞
0.2
0.3
有