备战2025年高考生物精品教案第二章细胞的基本结构和物质的运输课时3细胞的吸水和失水（Word版附解析）

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考点1 渗透作用与动植物细胞的吸水和失水
学生用书P035
1.渗透作用
提醒（1）水分子的运输特点：无论细胞是吸水还是失水，半透膜两侧水分子的移动都是双向的。
（2）渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等。
（3）浓度的实质：渗透系统中的溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度。
（4）渗透≠扩散：渗透作用必须通过半透膜，扩散则不一定需要；扩散适用于各种物质，渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。
2.动植物细胞的吸水和失水
教材补遗（1）[必修1 P63“思考·讨论”]红细胞的细胞膜相当于半透膜，但细胞膜≠半透膜。
半透膜—无生物活性的多孔性薄膜，决定物质进出的因素是分子的大小和形状
细胞膜—有生物活性的生物膜，决定物质进出的因素包括物质自身性质、细胞膜上转运蛋白的种类和数目等
（2）[必修1 P63图4－2]原生质层≠原生质体。
原生质体—一般为去除细胞壁的植物细胞
原生质层—由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液，且仅存在于成熟的植物细胞中
基础自测
1.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。（ × ）
2.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。（ √ ）
3.少数水分子借助水通道蛋白进出细胞，更多的水分子以自由扩散方式进出细胞。（ × ）
4.渗透作用中半透膜两侧溶液的浓度指的是质量浓度。（ × ）
5.探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察。（ × ）
6.叶片细胞吸水时，细胞液的渗透压降低[2022福建，T1A]。（ √ ）
情境应用
1.人在大量出汗或口渴时适合饮用白开水或低浓度的饮料，而不适合饮用高浓度的饮料，其原因是什么？
提示 因为高浓度的饮料可能会使细胞进一步失水，不能达到补充体内水分的作用。
2.施肥是农业生产中常见的增产措施，但施肥过多，容易引起“烧苗”现象。引起“烧苗”现象的原因是什么？
提示 施肥过多会造成土壤溶液的浓度大于根毛细胞液的浓度，使根毛细胞液中的水分渗透到土壤溶液中，这样根毛细胞会发生渗透失水，从而使植物萎蔫。
3.生病输液时，为什么要用质量分数为0.9％的生理盐水而不用无菌水？
提示 质量分数为0.9％的生理盐水的浓度与人体细胞所处液体环境的浓度相当。因此，输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，可以保证人体细胞的生活环境维持在正常的状态。如果输入无菌水将会使细胞吸水膨胀，不能维持细胞的正常形态，导致生命活动受到影响。
深度思考
1.若某叶肉细胞在清水中吸水，一段时间内细胞体积增大，最终 不会 （填“会”“不会”）像动物细胞一样涨破，原因是 植物细胞的细胞壁有支持和保护作用 。
2.温度会影响水分子通过半透膜的扩散速率。如何设计实验方案进行验证？
提示 实验方案设计：准备如图所示的渗透装置三套，第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温；第二组在烧杯外加冰块降温；第三组作为对照。三组装置同时开始实验，并记录液面变化及时间。
学生用书P036
命题点1 渗透作用的原理和应用分析
1.[2024常州模拟]如图所示实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜只允许水和单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是（ A ）
A.漏斗中液面开始时先上升，加入蔗糖酶后，再上升后又下降
B.在玻璃槽中会检测出蔗糖和蔗糖酶
C.漏斗中液面开始时先下降，加入蔗糖酶后一直上升
D.在玻璃槽中会检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
解析 半透膜只允许水和单糖透过，蔗糖属于二糖，不能透过半透膜，因此漏斗内装入蔗糖溶液后，水分子的运动整体上表现为进入漏斗，漏斗内液面上升；一定时间后再加入蔗糖酶，蔗糖酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖，导致漏斗内溶液物质的量浓度增大，半透膜两侧溶液浓度差增大，故漏斗内液面再上升；之后由于葡萄糖和果糖是单糖，能透过半透膜从漏斗到玻璃槽中，因此半透膜两侧溶液的浓度差减小，漏斗内液面下降，故加入蔗糖酶后漏斗内液面先上升后下降，A正确、C错误。半透膜不允许蔗糖和蔗糖酶透过，则在玻璃槽中不会出现蔗糖和蔗糖酶，B、D错误。
2.已知葡萄糖等小分子和离子可以通过透析膜，而大分子则无法通过。某小组做了下列模拟实验：A是葡萄糖溶液，C是淀粉溶液，B和D是蒸馏水，向D中加入适量碘—碘化钾溶液。下列叙述正确的是（ A ）
A.一段时间后B处取出的液体含有还原糖
B.静置12 h后D处的颜色变化是棕色变蓝色
C.12 h内C处的颜色变化是蓝色越来越浅
D.装置中发生颜色变化的原因是碘无法通过透析膜
解析 葡萄糖是还原糖，由于葡萄糖可以透过透析膜进入B，所以一段时间后B处取出的液体含有还原糖，A正确；淀粉为大分子物质，无法通过透析膜，静置12 h后，D处无淀粉，所以D处不能变为蓝色，B错误；碘—碘化钾可以通过透析膜，从D进入C，而淀粉遇碘变蓝色，所以12 h内C处的颜色变化是蓝色越来越深，C错误；碘可以通过透析膜，故装置中发生颜色变化的原因是碘能够通过透析膜，D错误。
命题点2 细胞的吸水和失水分析
3.[2021湖北]红细胞在高渗NaCl溶液（浓度高于生理盐水）中体积缩小，在低渗NaCl溶液（浓度低于生理盐水）中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是（ B ）
A.细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
C.细胞膜对Na＋和Cl－的通透性远高于水分子，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液
D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，Na＋和Cl－从高渗溶液扩散至低渗溶液
解析 渗透压指的是溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散叫渗透作用。水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液，细胞膜对水分子的通透性远高于Na＋和Cl－，B正确。
4.[2021湖南]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（ D ）
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
解析 施肥过多会导致土壤溶液浓度高于植物根细胞液泡中细胞液浓度，细胞失水，发生质壁分离，A正确；细胞壁伸缩性较小，而原生质层伸缩性较大，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁，B正确；质壁分离复原过程中，细胞不断吸水，细胞液的浓度下降，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；每升1 ml/L的NaCl溶液（NaCl在水中可电离出Na＋和Cl－）含有2 ml的溶质微粒，而每升1 ml/L的蔗糖溶液（蔗糖在水中不电离）只含有1 ml的溶质，渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，因此，1 ml/L的NaCl溶液渗透压大于1 ml/L的蔗糖溶液，D错误。
命题变式
[设问拓展型]植物细胞质壁分离与复原过程中，液泡体积的变化情况是（ A ）
解析 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水引起质壁分离，液泡体积逐渐变小；而质壁分离复原过程与质壁分离相反，液泡体积逐渐变大。因此植物细胞质壁分离和复原的过程中，液泡体积先变小后变大，A正确。
考点2 探究植物细胞的吸水和失水
学生用书P037
1.实验的原理和过程
（1）实验原理
（2）实验过程
2.从内因和外因判断细胞能否发生质壁分离和复原
3.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）测定细胞液的浓度范围
（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度的大小
（4）比较未知浓度溶液的浓度大小
（5）检测溶质能否进行跨膜运输
基础自测
1.活的、成熟的植物细胞能发生质壁分离和复原。（ √ ）
2.质壁分离是指细胞质与细胞壁发生分离。（ × ）
3.发生质壁分离的细胞，细胞壁与原生质层之间的液体是清水。（ × ）
4.观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮。（ √ ）
5.质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。（ × ）
6.用质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片，紫色的液泡逐渐变小，颜色逐渐变深。（ √ ）
7.需在高倍镜下才能观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。（ × ）
深度思考
1.为什么质壁分离实验常选择紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料？
提示 因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于实验现象的观察。
2.本实验无另外设置的对照组，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。
3.质壁分离实验为什么要选用成熟植物细胞？
提示 因为成熟植物细胞具有中央大液泡，质壁分离现象明显。
4.某同学用一定浓度的尿素、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行质壁分离复原实验时，在显微镜下观察到了明显的质壁分离现象，但是一直没有观察到质壁分离复原，最可能的原因是什么？
提示 尿素溶液的浓度过高，导致紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞失水过多而死亡。
5.用紫色洋葱鳞片叶外表皮观察质壁分离与复原时，观察不到染色体的原因是什么？
提示 因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为高度分化的成熟细胞，已经不再进行分裂，所以看不到染色体。
6.为什么紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在一定浓度的KNO3溶液中发生质壁分离后能自动复原？
提示 因为K＋、NO3－都可被细胞主动运输到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。
学生用书P039
命题点1 质壁分离与复原实验的原理和过程分析
1.[2022浙江6月]“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 ）
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
解析 甲图细胞能够发生质壁分离及复原，因此其是活的植物细胞，A正确；乙图细胞已经发生失水，液泡体积变小，其细胞液浓度高于甲图细胞的，B错误；植物细胞存在细胞壁，不会吸水涨破，C错误；根尖分生区细胞还未成熟，既没有中央大液泡，也无颜色，质壁分离现象不明显，D错误。
命题变式
[图像改变型]若将观察到的其中某个细胞原生质体大小变化情况绘制成了曲线（如图）。下列叙述正确的是（注：细胞原生质体的初始大小相对值记为1）（ D ）
A.b～c段，由于失水过多，细胞可能已经死亡
B.c～d段，水分子的运动方向是从细胞外进入细胞内
C.d～e段，细胞液浓度等于外界溶液浓度
D.e时液泡的颜色比a时浅
解析 由图可知，b～c段以后细胞原生质体体积增大，说明细胞没有死亡，A错误；c～d段，细胞原生质体体积增大，故水分子从细胞外进入细胞内的多于从细胞内运出细胞外的，B错误；d～e段，细胞原生质体的大小大于其初始大小，说明细胞吸水，外界溶液浓度低于细胞液浓度，C错误；e时细胞原生质体大小的相对值大于a时的，说明细胞吸水，则液泡的颜色比a时的浅，D正确。
2.[2023全国甲]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（ C ）
解析 用30％蔗糖溶液处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会增大，细胞液浓度下降，A、B错误。随着所用蔗糖溶液的浓度上升，当蔗糖溶液的浓度超过细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体和液泡的体积下降，细胞液浓度上升，C正确、D错误。
把握两点规避植物细胞质壁分离与复原过程中的有关问题
1.细胞吸水能力变化的判定
细胞吸水能力的增大或减小与外界溶液浓度没有直接关系，而与自身细胞液浓度变化有直接关系。细胞失水后细胞液浓度增大，细胞吸水能力增强；细胞吸水后细胞液浓度减小，细胞吸水能力减弱。
2.细胞吸收溶质分子或离子的时间和方式判定
若细胞能吸收某种溶质分子或离子，则从其置于外界溶液后就开始吸收了，而不是到达平衡状态时才开始；细胞吸收溶质分子或离子的方式可能不同，如甘油、尿素等物质以自由扩散的方式被吸收，K＋、NO3－等一般以主动运输的方式被吸收。
命题点2 质壁分离与复原实验的拓展和应用分析
3.[2022全国甲]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（ C ）
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
解析 由“①细胞a未发生变化”可推出细胞a在该蔗糖溶液中的吸水量等于失水量，即水分交换前，细胞a的细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等；由“②细胞b体积增大”可推出细胞b在该蔗糖溶液中的吸水量大于失水量，即水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度；由“③细胞c发生了质壁分离”可推出细胞c在该蔗糖溶液中的失水量大于吸水量，即水分交换前，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。综合上述分析可以推出，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，A项合理；水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c，B项合理；水分交换平衡时，细胞a和细胞c的细胞液浓度都与各自所处的外界蔗糖溶液的浓度相等，由于细胞c发生了质壁分离，有水进入蔗糖溶液中，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项不合理、D项合理。
命题变式
[条件改变型]若要探究该植物不同部位的成熟细胞的细胞液浓度是否存在差异，某学习小组分别从该植物三个不同部位（甲、乙、丙）取出少量成熟细胞，同时浸入0.3 g/mL的蔗糖溶液中，测定实验时间T内细胞原生质体体积的变化情况如图所示（曲线最后一段均水平）。下列分析错误的是（ D ）
A.同一植物不同部位细胞的细胞液的浓度存在差异，且其细胞液浓度的大小为丙＞乙＞甲
B.甲细胞通过渗透作用失水，而丙、乙细胞通过渗透作用吸水且丙细胞的吸水量大于乙细胞
C.在时间T时，甲、乙、丙细胞的水分进出达到平衡状态
D.甲细胞因失水过多死亡，乙、丙细胞则保持生命活力
解析 由题意和图示分析可知，乙、丙细胞原生质体体积增大，所以其细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，丙细胞原生质体体积的增大量稍大于乙细胞原生质体，可推知丙细胞的细胞液浓度较大；甲细胞原生质体体积减小，所以其细胞液浓度小于蔗糖浓度，可判断甲细胞液浓度＜乙细胞液浓度＜丙细胞液的浓度，A正确；根据细胞原生质体体积随时间的变化可知，丙和乙细胞是吸水膨胀，乙细胞吸水量较丙少，甲细胞是渗透失水，B正确；在时间T时，甲、乙、丙细胞原生质体的体积处于相对恒定状态，说明水分进出达到平衡状态，C正确；因蔗糖溶液浓度大于甲细胞的细胞液浓度，使细胞失水，导致原生质体体积减小，但不能确定甲细胞发生渗透失水而死亡，D错误。
1.[2022湖南]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 ）
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
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
解析 甲组用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理，原生质体的表面积在一直增大，未引起细胞的质壁分离，表明此时细胞内物质的浓度≥0.3 ml/L，而非细胞中NaCl浓度≥0.3 ml/L，A错误。由题图可知，乙、丙组用葡萄糖基本培养基处理时，原生质体表面积增大，换用NaCl溶液处理后，原生质体表面积减小，说明细胞发生了质壁分离；再次换用葡萄糖基本培养基处理时，原生质体表面积增大，说明乙、丙组细胞仍具活性，NaCl处理解除后细胞即可发生质壁分离复原，B正确。该菌的正常生长和吸水都可使原生质体表面积增加，C正确。将该菌用65 ℃水浴灭活后，其细胞膜失去了选择透过性，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积不会发生变化，D正确。
2.[2021重庆]在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果如图。下列叙述错误的是（ B ）
A.T1组经蔗糖溶液处理后，有52％的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁
B.各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液
C.T1和T2组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原
D.T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降
解析 分析题图，T1组用蔗糖溶液处理后发生质壁分离的细胞比例为52％，说明有52％的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁，A正确；在渗透作用过程中，水分子双向进出细胞，水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液，也可以从细胞液进入蔗糖溶液，B错误；T1和T2组经清水处理后，质壁分离的细胞比例为0，说明发生质壁分离的细胞均复原，C正确；若T3和T4组发生质壁分离的细胞均存活，则持续用清水处理，质壁分离的细胞比例下降，D正确。
3.[2020全国Ⅱ]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（ D ）
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
解析 由题意可知，在实验期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换，两者之间只发生了水分的交换，因甲组中甲糖溶液浓度升高，可推测甲组叶细胞从甲糖溶液中吸收了水分，A正确；若测得乙糖溶液浓度不变，则乙糖溶液浓度等于叶细胞的细胞液浓度，水分子进出乙组叶细胞的量相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；若测得乙糖溶液浓度降低，则乙糖溶液浓度高于叶细胞的细胞液浓度，乙组叶肉细胞可能会发生渗透失水而表现为质壁分离，C正确；题中甲、乙两组糖溶液的浓度相等，但甲糖的相对分子质量大于乙糖，因此甲糖溶液的物质的量浓度小于乙糖溶液的，所以甲组叶细胞与甲糖溶液间的物质的量浓度差大于乙组叶细胞与乙糖溶液的物质的量浓度差，若测得乙糖溶液浓度升高，说明两组细胞均吸水，则叶细胞的净吸水量甲组大于乙组，D错误。
学生用书·练习帮P389
1. 哺乳动物细胞在质量分数为0.9％的NaCl 溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl 溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是（ C ）
A.在高于质量分数为0.9％的NaCl 溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在质量分数为0.9％的NaCl 溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C.在低于质量分数为0.9％的NaCl 溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
解析 在高于质量分数为0.9％的NaCl 溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但其没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；在质量分数为0.9％的NaCl 溶液中，红细胞形态未变，此时水分子进出细胞达到动态平衡，B错误；在低于质量分数为0.9％的NaCl 溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至破裂，C正确；渗透作用是指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散，D错误。
2.[2024江西部分学校联考]某同学将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入某浓度的KNO3溶液中，发现该细胞先发生质壁分离，然后自动复原。假设该细胞不吸收蔗糖分子，下列相关叙述错误的是（ C ）
A.完全复原后的细胞液的浓度大于其初始浓度
B.使用呼吸抑制剂可能会影响细胞的自动复原
C.若将KNO3溶液换成等浓度蔗糖溶液，则细胞质壁分离复原的时间会延长
D.若某浓度KNO3溶液中的细胞质壁分离后长期未自动复原，说明细胞可能已死亡
解析 完全复原后，由于洋葱细胞从溶液中吸收了KNO3，细胞液的浓度大于其初始浓度，A正确；K＋和NO3－可能会通过主动运输进入细胞，使用呼吸抑制剂会抑制能量的供应，可能会影响细胞的自动复原，B正确；若将KNO3溶液换成等浓度蔗糖溶液，该细胞不吸收蔗糖分子，其不会发生质壁分离复原，C错误；若某浓度KNO3溶液中的细胞质壁分离后长期未自动复原，说明细胞可能因失水过多而死亡，D正确。
3.[2024湖北重点高中联考]制作无色洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片用于“观察植物细胞吸水与失水”实验，用高浓度（质量浓度为0.075 g/mL）的胭脂红（一种水溶性的人工合成色素，呈红色）溶液作为外界溶液进行引流处理后，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（ C ）
A.洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡为红色时，细胞仍具正常生理功能
B.发生细胞质壁分离现象时，洋葱鳞片叶表皮细胞内的红色区域变小
C.发生细胞质壁分离复原现象时，洋葱鳞片叶表皮细胞内的无色区域变大
D.用不同浓度的胭脂红溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离和复原现象
解析 洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡为红色时，说明胭脂红进入了液泡，则细胞膜失去了选择透过性，细胞已死亡，A错误；发生细胞质壁分离现象时，洋葱鳞片叶表皮细胞细胞壁和细胞膜之间的红色区域变大，B错误；发生细胞质壁分离复原现象时，由于细胞渗透吸水，液泡体积变大，洋葱鳞片叶表皮细胞内的无色区域变大，C正确；胭脂红溶液浓度低于细胞液时，不能观察到质壁分离现象，而胭脂红溶液浓度过高时，细胞会因失水过多而死亡，不能观察到质壁分离复原现象，D错误。
4.[角度创新/2024徐州部分学校联考]为了测定白萝卜细胞液的浓度，某同学在同一根白萝卜上间隔相同的距离处挖出体积相同的4个凹槽，取等量（小于凹槽体积量）不同浓度的蔗糖溶液加入凹槽内，液面初始高度均为M，过一段时间后测得凹槽内液面高度为N，该同学对4个凹槽内N、M值测量后的处理结果如表所示，其中原始凹槽内蔗糖溶液浓度最大、原始凹槽内蔗糖溶液浓度与白萝卜细胞液浓度最接近的分别是（ C ）
A.凹槽4、凹槽1 B.凹槽4、凹槽2
C.凹槽1、凹槽3 D.凹槽1、凹槽4
解析 将不同浓度的蔗糖溶液放入白萝卜上间隔相同距离的凹槽内，白萝卜细胞可能会发生渗透吸水或失水。当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞失水导致凹槽内液面上升，N/M＞1；当蔗糖溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞吸水导致凹槽内液面下降，N/M＜1；当蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度时，细胞处于等渗环境下，凹槽内液面保持不变，N/M＝1。由上述分析可知，N/M的值最接近1的原始凹槽3内的蔗糖溶液浓度最接近白萝卜的细胞液浓度，N/M的值大于1且与1相差最大的原始凹槽1内蔗糖溶液浓度最大，C正确。
5.[2023贵阳模拟]某同学在探究“植物细胞的吸水和失水”的实验过程中，在光学显微镜下观察到如图所示结果。下列相关叙述正确的是（ B ）
A.从图甲→图乙的过程中，细胞颜色加深，吸水能力减弱
B.实验结果说明原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
C.图乙中①处的液体浓度等于实验中所配制的蔗糖溶液浓度
D.将图乙所示细胞放入清水中，细胞可恢复到图甲的状态直至破裂
解析 从图甲→图乙的过程中，细胞发生渗透失水，细胞液浓度增大，细胞的颜色加深，吸水能力增强，A错误；由于从图甲→图乙过程中细胞发生渗透失水，故图乙中①处的液体浓度比实验中配制的蔗糖溶液浓度低，C错误；植物细胞外面有细胞壁的保护，将植物细胞放入清水中，植物细胞不会吸水涨破，D错误。
6.[2023周口一调]如图为植物细胞质壁分离及复原实验模式图，据图分析，下列说法正确的是（ A ）
A.质壁分离过程中，①是②的对照组；复原过程中，②是①的对照组
B.实验可选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，不能选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞
C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行实验时，若观察到b处变为紫色，说明细胞膜破裂
D.用黑藻叶细胞进行实验时，可观察到a、b、c处分别为无色、无色、绿色
解析 质壁分离实验过程中，利用的是自身对照，故①是②的对照组；质壁分离复原过程中，②是①的对照组，A正确。实验一般选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，一般不选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞，因为内表皮细胞没有紫色的大液泡，不易观察质壁分离和复原的状态，但并不是不可用，B错误。用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行实验时，若观察到b处变为紫色，说明液泡膜破裂，C错误。用黑藻叶细胞进行实验时，由于叶肉细胞内含有叶绿体，即b处有叶绿体，故b处为绿色；a处为外界蔗糖溶液，为无色；c处为细胞液，为无色，D错误。
一、选择题
7.[2024浙江大联考]将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于某浓度的KNO3溶液中，测得细胞的吸水力随质壁分离程度的变化曲线（如图），下列叙述正确的是（ B ）
A.a点到c点的过程中，液泡的紫色持续变浅
B.a点时，表皮细胞细胞液浓度小于KNO3溶液浓度
C.c点时，表皮细胞原生质体体积最小，随后可发生质壁分离复原
D.b点时水分的渗透方向与K＋、NO3－的主动运输方向相同
解析 a点到c点的过程中细胞不断失水，细胞液浓度不断变大，液泡的紫色持续变深，A错误；a点时，表皮细胞有失水的趋势，故此时的表皮细胞细胞液浓度小于KNO3溶液浓度，B正确；c点时，质壁分离程度达到最大，此时表皮细胞的原生质体体积最小，随后不一定能发生质壁分离复原，c点时细胞可能因失水过多而死亡，C错误；b点时表皮细胞仍表现为失水，此时整体而言水分的渗透方向与K＋、NO3－的主动运输方向相反，D错误。
8.[2024宜昌联考]某研究小组为探索“观察质壁分离实验”的理想实验材料，挑选了3种颜色鲜艳的材料进行实验观察，质壁分离实验材料的比较结果如下：
下列相关分析错误的是（ A ）
A.40％和30％蔗糖溶液引起质壁分离所需的时间相同
B.细胞质壁分离和复原的过程中，水分子进出细胞的方式均是被动运输
C.用适宜浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液，细胞质壁分离后会发生自动复原
D.分析实验数据可知，观察质壁分离最理想的材料是紫甘蓝叶片
解析 植物细胞液与外界溶液之间的浓度差越大，细胞内的水分向细胞外渗透得越快，质壁分离所需的时间就越短，因此40％和30％蔗糖溶液引起质壁分离所需的时间不同，A错误；细胞质壁分离和复原的过程中，水分子进出细胞均是顺着水分子相对含量的梯度进行的，其转运方式为被动运输，B正确；细胞会通过主动运输吸收K＋和NO3－，用适宜浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液，细胞质壁分离后会发生自动复原，C正确；由题中表格可知，紫甘蓝叶片的细胞重叠度最低，且质壁分离的效果很明显，因此是观察质壁分离最理想的材料，D正确。
9.[图像创新/2024沈阳二中模拟]为探究植物细胞的质壁分离与复原情况，某研究小组进行了相关实验，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是（ B ）
A.在一定范围内，蔗糖溶液浓度越高，发生质壁分离所需的时间越短
B.细胞质壁分离所需的时间越长，在清水中复原所需的时间也越长
C.若蔗糖溶液浓度继续增大，则细胞发生质壁分离后可能不再复原
D.图示细胞质壁分离后置于清水中复原与生物膜的选择透过性有关
解析 由题图可知，在一定范围内，蔗糖溶液浓度越高，发生质壁分离所需的时间越短，A正确。由题图可知，0.15 g/mL蔗糖溶液比0.20 g/mL蔗糖溶液中质壁分离所需的时间长，但在清水中复原所需的时间相同，B错误。若蔗糖溶液浓度继续增大，细胞可能会因失水过多而死亡，则细胞发生质壁分离后可能不再复原，C正确。细胞质壁分离后置于清水中，细胞会吸水复原，这与生物膜的选择透过性有关，D正确。
二、非选择题
10.[写出实验思路/2023重庆八中检测，9分]将哺乳动物成熟红细胞放入渗透压较低的溶液中，可使其逐渐吸水涨破，此时光线更容易透过红细胞悬浮液，液体由不透明的红色溶液逐渐变澄清，肉眼即可观察到，这种现象称为溶血，溶血时间与水分进入红细胞的速率有关。如图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞体积和初始体积之比的变化曲线，O点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度。
（1）在低渗溶液中，红细胞吸水涨破释放内容物后，剩余的部分称为“血影”，则“血影”的主要组成成分是 磷脂、蛋白质 。根据图示可知，猪的红细胞在浓度为 150 mml·L－1的NaCl溶液中能保持正常形态。
（2）将与题中所述的相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，甲、乙细胞未死亡，乙细胞的吸水能力 大于 （填“大于”“小于”或“等于”）红细胞甲，原因是 红细胞乙失水量多，细胞液渗透压较高，细胞吸水能力较强 。
（3）有观点认为：低温会使水分通过细胞膜的速率减慢。请以羊血为材料，以溶血现象作为实验观察指标，设计实验验证这一观点。（要求：写出实验思路并预期结果）。
实验思路：将生理状态相同的羊的成熟红细胞均分为甲、乙两组，甲组处于室温条件，乙组低温处理，然后将两组细胞同时置于等量的蒸馏水中，观察两组红细胞的溶血时间。 预期实验结果：低温（乙）组溶血时间大于室温（甲）组。
解析 （1）根据红细胞的结构特点可知，“血影”主要是细胞膜，则“血影”的主要成分是蛋白质和磷脂。由题图可知，猪的红细胞在浓度为150 mml·L－1的NaCl溶液中体积不变，能保持正常形态。（2）由曲线可知，将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，二者的红细胞体积和初始体积之比均小于1，且乙的比值更小，说明红细胞乙的失水量多于红细胞甲的，则红细胞乙的细胞内液渗透压较高，因此红细胞乙的吸水能力大于红细胞甲的。（3）该实验的目的是验证低温会使水分通过细胞膜的速率减慢，则实验的自变量是温度，因此实验应该设计甲、乙两组（含有等量的相同生理状态的红细胞），分别在正常温度和低温下进行实验。将两组实验的红细胞同时放入相同的等量低渗溶液中，观察甲、乙两组红细胞溶血所需的时间。由于该实验是验证性实验，而低温会使水分通过细胞膜的速率减慢，因此低温组溶血时间变长，该实验的结果是甲组细胞的溶血时间小于乙组细胞的。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
阐明质膜具有
选择透过性
渗透作用与动植物细胞的吸水和失水
2022：湖南T10、全国甲T2；
2021：湖南T3、湖北T11；
2020：全国ⅡT5；
2019：浙江4月T9
1.科学思维——模型与建模：通过构建渗透装置模型探索水分进出细胞的条件。
2.科学探究——实验分析：通过渗透实验、质壁分离和复原等实验培养考生科学探究的能力。
3.社会责任——以生活实例为命题信息，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，落实社会责任素养
探究植物细胞的吸水和失水
2023：江苏T15D、北京T13A、全国甲T4；
2022：浙江6月T11、江苏T5B；
2021：广东T13、全国乙T2D、江苏T12、辽宁T5A、重庆T20；
2020：浙江7月T27（1）、江苏T25B；
2019：江苏T22B
命题分析预测
1.高考主要以选择题的形式考查细胞的吸水和失水，以及植物细胞质壁分离和复原，以非选择题的形式考查较少。
2.预计2025年高考仍将延续这种考查模式，也有可能以实验装置图、曲线图，以及教材之外的拓展知识为载体，考查渗透作用、质壁分离和复原等相关知识
细胞类型
动物细胞
成熟植物细胞
原理
[6] 渗透作用
条
件
半透膜
[7] 细胞膜
[8] 原生质层
半透膜两侧溶液有浓度差
细胞质（a）与外界溶液（b）间有浓度差
细胞液（a）与外界溶液（b）间有浓度差
现
象
a＞b
吸水膨胀，甚至涨破
吸水膨胀，体积略大
a＝b
细胞形态不变
细胞形态不变
a＜b
细胞皱缩
液泡失水，可能发生[9] 质壁分离
白萝卜凹槽
凹槽1
凹槽2
凹槽3
凹槽4
比值（N/M）
1.25
1.18
1.01
0.91
材料
取材部位
颜色
细胞重叠度
10％ KNO3溶液处
理后效果
30％蔗糖溶液处理后
效果
紫甘蓝叶片
上、下
表皮
蓝紫色
低
很明显
很明显
紫色洋葱
鳞片叶
外表皮
紫红色
中
很明显
很明显
黑藻小叶片
小叶片（直接观察）
绿色
高
明显
明显