2022届高考生物一轮复习专题训练15　聚焦植物细胞的质壁分离和复原实验及其拓展应用　　　　　（解析版）

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重点强化练15　聚焦植物细胞的质壁分离和复原实验及其拓展应用1．(2021·山东诸城第一中学高三开学考试)将紫色洋葱鳞片叶外表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到细胞发生了质壁分离现象，下列说法错误的是(　　)A．甲物质和水都能自由通过洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞壁B．发生质壁分离后的洋葱鳞片叶外表皮细胞原生质层紫色加深C．可通过原生质层的位置变化来判断是否发生质壁分离D．甲物质也可能被洋葱鳞片叶外表皮细胞以主动运输的方式吸收答案　B解析　植物细胞的细胞壁具有全透性，所以甲物质和水都能自由通过洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞壁，A正确；发生质壁分离后的洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中紫色加深，B错误；质壁分离是指原生质层与细胞壁分离，所以可通过原生质层的位置变化来判断细胞是否发生质壁分离，C正确；如果甲物质是KNO3，则可被洋葱鳞片叶外表皮细胞以主动运输的方式吸收，D正确。2. 在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测(　　)A．a>b，细胞渗透吸水B．a＝b，渗透系统保持动态平衡C．a<b，细胞渗透失水D．上述三种情况都有可能答案　D解析　因缺少上一时刻细胞状态作对比，所以该细胞可能正处于质壁分离过程中，也可能处于质壁分离后的动态平衡过程中，也可能正处在发生质壁分离复原的过程中。此状态下一步可以是液泡继续增大，也可以是液泡继续变小，也可以是液泡不发生变化。3．(2021·浙江绍兴高三期中)如图是观察植物细胞质壁分离及质壁分离后复原过程操作流程图。下列叙述正确的是(　　)A．①制片时材料的选择必须是活的材料，通常选用洋葱鳞片叶的内表皮B．整个实验操作过程中先后三次用到吸水纸吸干多余的残留液体并进行两次前后对照C．③→④与⑤→⑥过程中水分进出细胞的方向是双向的D．此实验可以选择黑藻作为实验材料，⑤过程滴清水后细胞吸水力上升答案　C解析　质壁分离和复原实验一般选用活的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，A错误；实验过程中制作临时装片时用吸水纸吸干多余液体，而观察过程中先后两次用吸水纸吸引液体浸润材料而非吸干液体，此过程中出现两次前后对照，B错误；渗透作用失水和吸水的过程中水分子都是双向扩散的，C正确；此实验可用黑藻作为实验材料，通过绿色的原生质体大小变化观察质壁分离和复原，与③相比⑤处于质壁分离复原状态，细胞正在吸水，由于细胞液浓度下降，细胞吸水力下降，D错误。4．(2021·黑龙江通河一中高三月考)市场上新鲜的蔬菜叶片表面常残留水溶性有机农药。现取同一新鲜蔬菜若干，浸入一定量纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞液浓度，将结果绘制成如图所示的曲线，下列叙述正确的是(　　)A．从A到B，细胞大量吸水可导致细胞膜破裂B．从B到C，细胞失水出现质壁分离现象C．此类蔬菜需在纯水中浸泡较长时间方可清除残留农药D．从曲线可知表面残留的水溶性有机农药可被植物细胞吸收答案　D解析　植物细胞具有细胞壁，对植物细胞具有支持和保护作用，渗透吸水不会导致细胞膜破裂，A错误；从B到C细胞液浓度增大的原因是细胞吸收了农药，不能说明是否发生质壁分离现象，B错误；从细胞液浓度因吸水而下降，后又升高来看，说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收，故此类蔬菜在纯水中浸泡较长时间不能清除残留农药，C错误，D正确。5．将若干生理状况基本相同，长度为4 cm的鲜萝卜条均分为四组，分别置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组)，尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。据图分析，下列叙述正确的是(　　)A．实验组中都发生了质壁分离和复原现象B．对照组中水分子在前15 min进入了细胞，15 min之后不再进入C．1组中的尿素分子和2组中的K＋、NO都进入了细胞，但进入的方式不同D．3组中，如果一直增大蔗糖溶液浓度，萝卜条会一直缩短答案　C解析　1组中的尿素分子和2组中的K＋、NO都进入了细胞，尿素的运输方式是自由扩散，而K＋、NO进入细胞的方式是主动运输，C项正确。6．(2021·江西南昌市新建一中高三月考)用打孔器制取新鲜红甜菜根片若干，均分为9组，并记录每组红甜菜根片的质量(W1)，再分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后取出材料，用吸水纸吸干表面水分并分别称重(W2)。其中(W2－W1)/W1，与蔗糖溶液浓度的关系如图所示，下列分析正确的是(　　)A．蔗糖溶液浓度为0 g·mL－1的一组，W2－W1＝0B．随着蔗糖溶液浓度的增大，各组中的W2在减少C．蔗糖溶液浓度为0.1 g·mL－1的一组，植物细胞膜没有物质的跨膜运输D．随着蔗糖溶液浓度的增大，各组细胞的质壁分离程度在逐渐增大答案　B解析　分析题图可知，蔗糖溶液浓度为0 g·mL－1时，(W2－W1)/W1＝0.04，说明W2－W1≠0，A错误；(W2－W1)/W1随着蔗糖溶液浓度的增加而减少，即各组中的W2在减少，B正确；蔗糖溶液浓度为0.1 g·mL－1时，W2－W1＝0，此时蔗糖溶液的浓度等于细胞液的浓度，但细胞仍有水分子的跨膜运输，C错误；当蔗糖溶液浓度大于0.1 g·mL－1时，随着蔗糖溶液浓度的增大，各组细胞的质壁分离程度逐渐增大，D错误。 7. 用0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞10 min，三组细胞体积变化如图所示。下列有关分析不正确的是(　　)A．a曲线为0.5 g/mL蔗糖溶液处理组B．a、b、c三组洋葱细胞失水的方式相同C．若将细胞转移到蒸馏水中，有两组能够发生质壁分离复原D．若实验持续，只有一组细胞能够发生质壁分离复原答案　A解析　图示可知，a、b、c的细胞体积依次减小，说明失水量依次增大，0.5 g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞比0.3 g/mL 中的失水多，故a曲线不是0.5 g/mL蔗糖溶液的处理组；在较高浓度的外界溶液中，洋葱细胞失水的方式都是渗透失水；将细胞转移到蒸馏水中，0.3 g/mL蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液处理的细胞，能够吸收外界的水分发生质壁分离复原，而0.5 g/mL蔗糖溶液浓度过高，细胞失水过多而死亡；尿素是小分子，可进入细胞，从而发生质壁分离后自动复原，蔗糖不能被吸收进入细胞，细胞不会自动复原。8．(2021·天津一中高三月考)某研究小组用 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，然后滴加相同浓度的蔗糖溶液，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。下列说法正确的是(　　)A．据图分析可知，5 种植物材料中山茶细胞最小B．该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验C．5 种材料发生质壁分离的时间不同，滴加清水后，质壁分离后复原时间也都不同D．据图推测，5 种材料中，红花檵木细胞液的浓度最小答案　D解析　根据实验数据可知，视野中记录到的红花檵木的细胞平均数最多，由此推知其细胞体积最小，A错误；该实验中的各组材料之间相互对照，B错误；根据题干信息不能判断这5种材料质壁分离后复原时间的长短，C错误；红花檵木质壁分离的平均时间最短，故质壁分离的速度最快，细胞液浓度最小，D正确。9．(2021·河北冀州中学高三开学考试)为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移到不同的培养液中继续培养3天，结果如表。下列叙述错误的是(　　)组别培养液中另添加的成分结果NaCl茉莉酸①＋－部分细胞质壁分离②＋＋细胞正常，无质壁分离③－－细胞正常，无质壁分离 注：“＋”表示有添加，添加后NaCl浓度为100 mmol·L－1，茉莉酸浓度为10－3 mg·L－1；“－”表示无添加。A．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水B．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小C．NaCl为自变量，茉莉酸为因变量D．茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用答案　C解析　分析实验表格可知，该探究实验的自变量是培养液中另添加的成分NaCl和茉莉酸，因变量是细胞是否发生质壁分离。10．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．蔗糖溶液中的保卫细胞失水导致气孔关闭B．清水中的保卫细胞失水导致气孔开放C．蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水导致气孔关闭D．清水中的保卫细胞很快出现质壁分离并自动复原答案　A解析　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，A项正确、C项错误；清水中的保卫细胞吸水，气孔开放，没有发生质壁分离，也不会出现质壁分离自动复原，B、D项错误。11．(2019·汕头模拟)将洋葱鳞片叶的紫色外表皮细胞分别浸于等量蒸馏水、0.3 mol/L蔗糖溶液、0.5 mol/L KNO3溶液中，观察液泡的体积随时间的变化，结果如甲图所示，请回答下列问题：　(1)甲图1、2、3曲线中，表示在0.3 mol/L蔗糖溶液中的是________曲线。由于细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性小，植物细胞会发生____________________现象。(2)若3曲线中ef段的细胞如乙图，Ⅰ部位的物质是____________。若2曲线中bc段的细胞如乙图，则Ⅰ、Ⅱ两处溶液浓度的大小为：Ⅰ________Ⅱ(填“＜”“＞”或“＝”)。(3)试简要分析2、3曲线差异的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)3　质壁分离　(2)蔗糖溶液　＜　(3)蔗糖不能透过细胞膜，而K＋和NO能通过主动运输进入细胞，导致细胞液浓度变大，大于外界溶液浓度时，细胞吸水，所以在KNO3溶液中，细胞发生质壁分离后会自动复原，从而造成2、3曲线的差异12．(2021·浙江永康一中高三月考)植物根尖成熟区的主要功能是吸收水分和矿质元素离子。下图表示刚施肥后的根尖成熟区表皮细胞在土壤溶液中的状态。请据图回答：(1)该部位的表皮细胞与功能相适应的结构特点是____________________和______________。(2)图中根表皮细胞此时所处的生理状态是______________。此时，还能吸收水分和矿质离子吗？________________________________________________________________________。 (3)现提供0.3 g/mL的蔗糖溶液、1 mol/L的硝酸钾溶液、1 mol/L的醋酸溶液三种药品(以上溶液的浓度均比一般细胞液浓度大)，紫色洋葱、显微镜。请你选择一种正确的药品及其他必要的仪器用具，设计一个简单的实验，证实你对第(2)题第二问的判断。实验步骤：①取一干净的载玻片，在中央加入1滴________________；②撕取紫色洋葱鳞片叶表皮，平展于液滴中，盖上盖玻片，置于显微镜下观察。实验现象：细胞先出现____________，后慢慢_______________________________________；实验结论：由此证明了___________________________________________________________。答案　(1)细胞表面有突起的根毛(或细胞表面向外突起)　有大液泡　(2)细胞失水，出现质壁分离　不能吸收水分，仍能吸收矿质离子　(3)1 mol/L的硝酸钾溶液　质壁分离　自动复原　细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子　解析　(1)根据题意“根尖成熟区的主要功能是吸收水分和矿质元素离子”，可知该部位的表皮细胞与功能相适应的结构特点是细胞表面有突起的根毛(增大吸收面积)和有大液泡(与渗透吸水有关)。(2)图中显示根表皮细胞的原生质层与细胞壁分离，说明此时所处的生理状态是细胞失水，出现质壁分离。由于植物吸水和吸收无机盐离子是两个相对独立的过程，植物吸水的方式是渗透作用，而吸收无机盐离子是主动运输，所以此时细胞不能吸收水分，仍能吸收矿质离子。(3)成熟的植物细胞用一定浓度的硝酸钾溶液处理，由于细胞液浓度小于硝酸钾溶液浓度，导致植物细胞通过渗透作用失水发生质壁分离现象；随后由于细胞通过主动运输吸收硝酸根离子和钾离子，改变了细胞液浓度，又会导致植物细胞通过渗透作用吸水而发生质壁分离的复原现象。