第二单元　第九课时　水进出细胞的原理-2025年高考生物大一轮复习课件

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1.活动：通过模拟实验探究膜的透性。2.活动：观察植物细胞的质壁分离和复原。
考点二　　动物细胞、植物细胞的吸水和失水
(1)1 ml/L NaCl溶液和1 ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等(　　)
(2)上图装置中，烧杯内溶液液面下降的速率逐渐减缓(　　)(3)上图中Δh不变时，半透膜两侧的溶液浓度相等(蔗糖不能通过半透膜)(　　)
(4)上图装置达到渗透平衡时，半透膜两侧没有水分子的进出(　　)
渗透装置的变式分析：渗透平衡时液面高度分析(1)半透膜只允许水分子通过
(2)S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能通过半透膜
S1液面先升高，随后S2液面升高，最终高于S1
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，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)。图中猪膀胱膜允许单糖通过。下列有关叙述，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
2.某同学设计的实验装置如图所示，开始时向U型管两侧分别加入等量的1 ml/L的蔗糖溶液和1 ml/L的麦芽糖溶液，平衡后分别加入等量的蔗糖酶溶液(对U型管中溶液浓度和体积的影响可忽略)，图中膀胱膜允许单糖分子通过。下列分析正确的是A.该装置不能发生渗透作用B.加酶前两侧的渗透压不等C.最终右侧渗透压高于左侧D.最终平衡后左侧液面高于右侧
动物细胞、植物细胞的吸水和失水
1.动物细胞的吸水和失水
2.成熟植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构
(2)探究植物细胞的吸水和失水
(1)当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破(　　)
(2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成(　　)
(3)在“探究植物细胞的吸水和失水”实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、三次用高倍镜观察(　　)
(4)质壁分离与复原实验中吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染显微镜镜头(　　)
(5)利用洋葱根尖分生组织和添加胭脂红的蔗糖溶液进行实验，现象更加明显(　　)
(6)选用黑藻成熟叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察(　　)
我国盐碱地总面积约为15亿亩，对其进行开发利用能提高农业产能。过去的思路主要是治理盐碱地使其适应作物，如今科研人员提出要向选育更多适应盐碱地的耐盐碱作物的方向转变。请思考以下问题：1.盐碱地上大多数作物很难生长，主要原因是什么？
提示　土壤盐分过多，土壤溶液浓度大于植物根部细胞的细胞液浓度，大多数作物因无法从土壤中获取充足的水分而难以生长。
2.在植物细胞发生质壁分离的过程中，请比较外界溶液、细胞质基质、细胞液的浓度大小。
提示　外界溶液浓度＞细胞质基质浓度＞细胞液浓度。
3.现有普通植物和耐盐碱植物若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组植物细胞，结果如图1所示。请回答下列有关问题：
(1)应选择根尖的 (填“成熟区”“伸长区”“分生区”或“根冠”)细胞进行上述实验。图1中A→B段，Ⅰ组植物的吸水能力__________，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了 。A→C段Ⅰ组植物细胞发生了什么现象？在这个过程中细胞大小如何变化？
提示　Ⅰ组植物细胞发生了质壁分离与质壁分离的复原。在这个过程中细胞大小基本不变。
(2)实验过程中并未添加清水，Ⅱ组植物原生质体体积逐渐增大的原因可能是什么？
提示　Ⅱ组植物细胞液浓度大于外界溶液浓度，水分子透过原生质层进入细胞液，细胞发生渗透吸水。
(3)请比较大小：质壁分离结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度 外界溶液浓度；质壁分离复原结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度 外界溶液浓度。
(4)该兴趣小组继续探究了该耐盐碱植物的细胞液浓度，实验结果如图2，请你根据实验结果尝试写出他们的实验思路。
提示　配制一系列浓度范围在0.3～0.6 g·mL－1的蔗糖溶液，将Ⅱ组植物细胞进行合理分组，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察现象并记录。
质壁分离与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)
考向二　质壁分离与复原实验结果分析及应用3.(2023·全国甲，4)探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是
4.(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
1.(必修1 P62)渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过　　　　的扩散。2.(必修1 P62)如果半透膜两侧存在 ，渗透的方向就是____________________________________________________。
的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透
3.如图表示将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中的示意图，据图回答问题：图中②是 ，③是 ，④是 ，②③④共同构成的⑥为 。
4.洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离的结构基础是___________________________________________________________。
透过性，原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
5.质壁分离及复原实验可验证植物细胞也是一个渗透系统。以紫色洋葱外表皮细胞为实验材料制成临时装片后，为使表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，操作方法是______________________________________________________________________________。6.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____________________________________________________________________(答出两点原因)。
该细胞是死细胞，或者是根尖分生区细
胞，或者发生质壁分离后又自动复原
从盖玻片的一侧滴加(质量浓度为0.3 g/mL的)蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引
7.某同学以紫色洋葱外表皮为材料，通过质壁分离与复原实验方法来设计实验，想区分渗透压几乎相同的质量分数为15%的葡萄糖溶液和30%的蔗糖溶液两种溶液。该实验中能作为区分不同溶液的现象是______________________________________________________________________________________________________。
壁分离的复原的一组所用的溶液为葡萄糖溶液，不能发生质壁分离的复原的一组所用的溶液为蔗糖溶液
8.由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻，适合在海边滩涂等盐碱地生长。有人提出，海水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种(生长在普通土壤上)的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路)：______________________________________________________________________________________________________________________________________。
分别取海水稻和普通水稻根成熟区细胞，制成临时装片；
配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液并对细胞进行处理，观察对比两种植物细胞发生质壁分离的情况
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1.如图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液，且单糖能通过半透膜，而二糖、多糖不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是A.装置a的现象是左侧液面先下降后上　升，最终左右液面持平B.装置a左右侧替换为等量蔗糖溶液，　左右侧分别加入适量的蔗糖酶、淀　粉酶，左侧液面先升后降最后低于右侧C.装置b烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓D.装置b达到渗透平衡后，由于液面差的存在，水分子向半透膜两侧扩散的速　率不同
2.将人成熟的红细胞置于盛有0.9%氯化钠溶液的烧杯中，细胞形态没有发生改变。下列有关分析正确的是A.在光学显微镜下能观察到水分子进出成熟红细胞B.氯化钠溶液中的Na＋和Cl－不能通过成熟红细胞的细胞膜C.水分子可以进出成熟红细胞，但需要消耗能量D.若向烧杯中加入少量葡萄糖，则细胞可能会皱缩后再恢复原状
3.活的成熟植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象。如图a是发生质壁分离的植物细胞，图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像。下列说法正确的是A.图a中①②⑥共同组成原生质层B.图b中细胞此时的细胞液浓度小　于外界溶液浓度C.在发生质壁分离的过程中，细胞　的吸水能力会逐渐增强D.将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜　观察发现该细胞未发生质壁分离，则表示细胞已死亡
4.(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
5.(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
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/LB.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
7.(2024·济南高三模拟)在适宜条件下，将月季的花瓣细胞置于一定浓度的A溶液中，测得细胞液渗透压与A溶液渗透压的比值变化如图所示。下列有关叙述错误的是A.t1时，水分子不进出花瓣细胞B.A溶液中的溶质能被花瓣细胞吸收C.t2时，花瓣细胞的吸水能力大于t0时D.t0～t2时，花瓣细胞先发生质壁分离，后自动复原
8.(2024·常德高三月考)用同一打孔器在一白萝卜上打出若干萝卜条，切成相同长度，均分为三组，分别置于等体积的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种溶液中一段时间，b点时将三组实验的萝卜条同时放回相应溶液的低浓度溶液中一段时间。实验期间持续观察萝卜条体积的变化，并计算相对体积，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是A.实验的自变量包括溶液的种类和浓度，　观测指标是萝卜条的体积变化B.随着萝卜条体积减小的同时，萝卜细胞　的原生质层逐渐与细胞壁分离C.初始Ⅰ溶液浓度小于Ⅱ溶液，Ⅰ溶液和Ⅱ溶液中的溶质都能进入细胞D.b点时Ⅱ溶液的浓度等于细胞液的浓度，Ⅲ溶液中的细胞已死亡
9.(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
10.(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cC.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
11.(2024·抚顺高三模拟)用两种紫色洋葱a、b的外表皮细胞分别制成5个装片，依次滴加5种不同浓度的蔗糖溶液，经过相同时间，观察记录表皮细胞中液泡的紫色深浅变化情况，结果记录如表所示。根据实验结果判断，下列分析错误的是
注：“－”表示紫色变浅，“－”越多紫色越浅；“＋”表示紫色加深，“＋”越多紫色越深。
A.该实验的自变量为细胞种类和蔗糖溶液浓度B.5种蔗糖溶液中乙的浓度最高，丙的浓度最低C.将丙组外表皮细胞装片放入清水中，可发生质壁分离的复原现象D.紫色洋葱b的外表皮细胞的细胞液浓度比a的低
12.将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，均分为6组并标上数字序号，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中浸泡相同时间后，测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，下列叙述不正确的是A.实验后，第2组细胞的细胞液浓度比第4组的低B.第4组细胞的细胞壁和原生质层间填充的是蔗　糖溶液C.第2组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗的ATP　大于第3组D.植物花冠的细胞液浓度介于c～d ml·L－1之间
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。13.将同一紫色洋葱鳞片叶外表皮制成两组相同的临时装片，分别浸润在甲、乙两种溶液中，测得液泡直径的变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是A.乙种溶液的浓度小于甲种溶液的浓度B.2～6 min乙溶液中细胞的吸水能力逐渐增大C.甲溶液中的溶质分子在2 min后开始进入细胞D.甲溶液中细胞体积与液泡体积的变化量相等
14.(2024·邵阳高三二模)小液流法是测定植物组织细胞液浓度的一种实验方法(如图)，即把浸过植物材料的甲溶液(加入了甲烯蓝染色，忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响)，慢慢滴回同一浓度而未浸过
植物材料的乙溶液中。若甲溶液中细胞吸水，则使外界溶液浓度增大，比重也增大，小液滴在乙中往下沉；如果小液滴停止不动，则说明溶液的浓度不发生变化。下列相关叙述错误的是
A.据表格分析可知，待测植物材料的细胞液浓度　介于0.15～0.2 ml/L之间B.假设上述实验中蓝色小液滴均上升，则需适当　调低外界溶液浓度
C.上述实验能用等浓度KNO3溶液代替蔗糖溶液D.蓝色小液滴在1～3号试管中均下降，下降速度最快的是在3号试管中
15.研究人员用某种植物细胞为材料进行了两组实验：甲组将细胞置于一系列不同浓度的a(蔗糖或KNO3)溶液中，10分钟后测定细胞原生质体的相对体积；乙组将细胞置于某种浓度的b(蔗糖或KNO3)溶液中，每隔2分钟用显微镜观察、记录细胞原生质体的相对体积，甲、乙两组的实验结果分别如图1和图2所示。下列有关说法不正确的是
A.实验取材时不可选用黑藻叶肉细胞B.乙组实验所用溶液浓度需要小于0.16 ml/L，以免细胞过度失水死亡C.甲组实验用的是KNO3溶液，乙组实验用的是蔗糖溶液D.乙组实验过程中，8 min时细胞液的浓度应大于0.16 ml/L