第12讲植物对水分的吸收和利用

第12讲植物对水分的吸收和利用走进高考第一关：教材关

合作梳理知识体系

1. 渗透作用的原理

渗透作用的原理

渗透作用实验装置

现象：漏斗管内的液面②________

解释：蔗糖分子不能通过半透膜，水分子能通过半透膜。单位体积清水中的水分子比单位体积蔗糖溶液

中的水分子多，所以单位时间内，水分子由烧杯进入漏斗的数量③________由漏斗进入烧杯的数量

渗透作用的概念：水分子（或其他溶剂分子）透过④________的扩散

发生渗透作用的两个条件：一是具有⑤________；二是⑥________

成熟的植物细胞构成了渗透系统细胞壁（⑦________）细胞膜（⑧________）细胞质液泡膜（⑨________）原生质层（可看作是一层⑩________）细胞液：含有许多溶于水的物质，具有一定的浓度

2. 植物细胞的吸水和失水

吸胀吸水细胞特点：植物细胞没有形成 11 ________

原理：细胞的亲水性物质 12 ________吸收水分

举例： 13 ________、顶芽生长点细胞等

渗透吸水细胞特点：成熟的植物细胞，细胞内有 14 ________

原理吸水：细胞液浓度 15 ________外界溶液浓度

失水：细胞液浓度 16 ________外界溶液浓度

验证：质壁分离和复原实验举列：紫色洋葱鳞片叶细胞

3. 水分的运输、利用和散失

4. 合理灌溉

合理灌溉原理：不同植物的需水量不同，同一植物在不同的 23 ________需水量也不同概念：根据植物的 24 ________

意义：使植物体茁壮生长，并且用最少的水获取 25 ________

自我校对：

①半透膜②逐渐上升③多于④半透膜⑤半透膜⑥半透膜两侧溶液有浓度差⑦具有全透性⑧选择透过性⑨选择透过性⑩半透膜11大液泡12纤维素、淀粉、蛋白质13根尖分生区细胞14大液泡15大于16小于17水分的吸收18水分的运输19水分的利用20蒸腾作用21促进植物对水分的吸收22促进水分和矿质离子的运输23生长发育时期24需水规律适时、适量灌溉25最大的效益

解读高考第二关：考点关

考点1植物的吸水部位与吸水方式

1 吸水器官与部位

（1）吸收水分的器官：主要器官是根，叶等器官也可以吸收水分。

（2）吸收水分的部位：主要是根尖成熟区的表皮细胞。

（3）根尖的结构（见下图）。

2 吸水方式

（1）吸胀吸水

吸胀吸水是植物细胞在形成大液泡之前的主要吸水方式，这时细胞主要靠细胞内的蛋白质、淀粉和纤维素等亲水性物质吸收水分。细胞的吸胀作用大小，与细胞中的亲水性物质亲水性大小有关。蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次减弱，因此，大豆种子（蛋白质含量高）比玉米种子（含蛋白质少）的吸胀作用大。干燥的种子吸胀作用的力量很大，人们用大豆等

种子填入岩石缝隙中，灌水以后，大豆的吸胀力可使岩石崩裂。农民将核桃放入湿润的牛粪中，种子吸水将硬壳胀破，也是同样道理。

（2）渗透吸水

渗透吸水是具有大液泡的植物细胞吸收水分的一种方式。渗透作用的发生需要有两个条件：一是半透膜；二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。成熟的植物根细胞具有大液泡，液泡里的细胞液具有一定的浓度，原生质层相当于选择透过性膜，原生质层两侧的溶液具有一定浓度差，当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用吸收水分；反之细胞则失去水分。这一点可通过植物细胞的质壁分离和复原实验来进行验证。由于植物的体细胞大都是成熟的细胞，所以植物的吸水以渗透吸水为主。

例析1-1 下图为某植物根示意图，右图是左图中的P、Q、R的放大示意图。

回答：哪个细胞表面积最大？哪一个细胞最老？哪一个细胞生长速率最快？哪一对细胞是刚刚由一个细胞分裂而成的？以上依次是（）

A 7；1；7；4和7

B 2或3；1；2或3；5和6

C 7；1；7；2和3

D 1；1；2或3；5和6

解析：分析图可知：P为成熟区，Q为伸长区，R为生长点。成熟区的细胞特点是表皮向外突出形成根毛，增大了与土壤溶液的接触面积，因此表面积最大，且细胞不再分裂与生长，因此也最老。伸长区的细胞特点是生长速度最快，体积不断增大。生长点的细胞特点是具有很强的分裂能力，不断分裂增加细胞的数目，细胞5与细胞6是由同一个细胞分裂而成的。由上述推断可知，本题的正确选项为D。

答案：D

点评：本题主要体现的《考试大纲》中的要求是：能通过对图的分析与综合，正确获取信息，并做出正确判断的能力。涉及的知识点有细胞的生长、细胞的分裂，以及初中的相关知识：植物根尖的结构。

例析1-2 许多植物在遭受干旱和盐碱等非致死性逆境袭击时，细胞内可溶性糖和氨基酸的含量有明显提高，这是对逆境的适应性反应。对上述现象的合理推断是()

A.能提高细胞渗透吸水的能力

B.能提高细胞吸胀吸水的能力

C.是淀粉和蛋白质的合成酶活性增强的结果

D.是淀粉和蛋白质的水解酶活性减弱的结果

解析：在干旱和盐碱逆境中，植物的适应性反应是提高吸水能力，可溶性糖、氨基酸增多，提高细胞液浓度，从而提高渗透吸水能力。

答案：A

互动探究1-1下列植物干种子中，吸水能力最强的是（）

A 花生种子

B 黄豆种子

C 蓖麻种子

D 向日葵种子

解析：干种子的吸水方式为吸胀吸水，吸胀吸水的原理主要靠细胞内的亲水性物质蛋白质、淀粉、纤维素吸收水分，而这三者的亲水性依次递减。黄豆种子中蛋白质含量最高，所以吸水能力最强。

答案：B

互动探究1-2 下列各项中，依靠渗透作用吸水的是（）

A 干种子细胞

B 根毛区细胞

C 根尖生长点细胞

D 口腔上皮细胞

解析：依靠渗透作用吸水的细胞应是成熟的植物细胞（有大液泡），其选项中A、C不符合要求，口腔上皮细胞不是植物细胞。只有根毛区的细胞具有大液泡，能进行渗透吸水。

答案：B

考点2 渗透系统组成分析与应用

1 渗透系统的组成（如图）及特点

特点（1）半透膜：可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸

（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差

2 渗透作用的发生

（1）若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。

（2）在达到渗透平衡后，若存在液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。液柱的升高所

形成的静水压，就是漏斗中溶液的渗透压，溶液越浓，渗透压就越高。

3 渗透系统的应用

（1）比较不同溶液浓度大小

2 验证渗透作用发生的条件

①具有半透膜：

②具有浓度差：

特别提醒：①渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。

②两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变。

③溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但摩尔浓度是10%蔗糖溶液的小，故水由蔗糖向葡萄糖溶液移动。

深化拓展：对比辨析

（1）半透膜、选择透过性膜

区别：①半透膜是无生命的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。

②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。

共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。

（2）原生质层、原生质体

①原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟植物细胞中。

②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞

膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。

例析2（2010·启东模拟）一U形管中装有两种不同的溶液R和S，

并为一半透性膜（X）隔开。与S相比，R溶液浓度较低。右图中

阴影的深浅即代表浓度高低。当U形管内达到平衡时，溶液表现与

浓度的关系是（答题时参看下图）（）

A 右侧较高，两溶液浓度相等

B 右侧较高，且右侧浓度较高

C 左侧较高，且左侧浓度较低

D 两侧高度相等，浓度相等

解析：由于R浓度低于S，因此开始时水由R S扩散，使S液面升高。随扩散的进行，R的渗透压增大，S的渗透压减小，液面差使S侧相对于R侧又产生了一个静水压，其中S 侧的渗透压是使R侧水向S渗透的动力，而R侧的渗透压及S侧产生的静水压则是阻止水由R S扩散的阻力，当S渗=R渗+静水压时，两溶液才达到渗透平衡，但此时，S侧不仅液面高且浓度也较高。

答案：B

互动探究 2 如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。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 漏斗中液面开始时先上升，加酶后又下降

B 在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶

C 漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升

D 在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶

解析：实验开始时，蔗糖不能透过半透膜，所以单位时间内通过半透膜渗透进长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多，漏斗内液面上升。而加入酶后，将蔗糖分解为单糖，单糖分子渗透过半透膜进入玻璃槽中，使玻璃槽内液体浓度升高，一段时间后，水分子从长颈漏斗

内渗出的较多，漏斗内液面下降。

答案：A

考点3植物细胞的吸水和失水的实验探究

1 探究的一般过程

提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→表达和交流 →进一步探究

2 实验原理

成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。

3 实验流程图示

4 质壁分离的原因分析

原因

内因：原生质层具有半透性→细胞渗透失水→细胞壁伸缩性小

原生质层伸缩性大

外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度

表现宏观上：植物由坚挺→萎蔫

微观上：质壁分离液泡（大→小）

细胞液颜色（浅→深）

原生质层与细胞壁分离

5 实验结论

成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失

水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。

6 实验中注意事项

（1）选择有大液泡且最好液泡带有颜色的细胞作实验材料。

（2）滴加蔗糖溶液和清水时，必须在实验桌上进行，不能在显微镜的载物台上进行。

（3）本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液（此浓度下既明显出现质壁分离，又不致杀死细胞）。浓度过高，质壁分离速度虽快，但不久细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；浓度过低不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。此外，8%的食盐溶液，5%的硝酸钾溶液等也可使用。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离的溶液。

深化拓展：细胞吸水和失水原理的应用

（1）对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于植物对水分的吸收。

（2）盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至造成失水。

（3）糖渍、盐渍食品不易变质的原因，是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。

（4）医用的生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。

例析 3 用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，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（）

A 将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象

B 在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂

C 用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象

D 当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能

解析：本题是对“细胞质壁分离实验”的考查。解答本题时，首先应明确细胞质壁分离实验的操作步骤及实验现象，再逐项分析得出答案。

选项内容指向·逐项分析

A观察细胞质壁分离实验时，植物细胞应处于生活状态，若将装片放在酒精灯上加热后，细胞会死亡，无法观察到实验现象

B由于细胞壁的保护作用，植物细胞浸浴到清水中也不会由于吸水过多而胀破

C要使细胞发生质壁分离，外界溶液浓度应大于细胞液浓度，但也不可过高，否则会使细胞失水过多而死亡，在适宜浓度范围下，KNO3可以主动运输进入细胞而使细胞自动复原

D细胞发生质壁分离不能复原时，说明细胞已经过度失水而死亡，细胞不再具有正常生理功能

答案：B

点评：观察质壁分离和复原实验验证的问题

①可以证明一个成熟的植物细胞构成一个渗透系统，质壁分离和复原是细胞渗透失水或吸水的标志；

②可以证明渗透作用发生的条件；

③可以证明细胞是活的；

④还可以大致测出细胞液的浓度；

⑤证明原生质层的伸缩性大于细胞壁。

互动探究3-1“人造细胞”是用羊皮纸或火棉胶等半透性膜材料做成的一个密闭的囊，囊里面装了等量的不同浓度的蔗糖溶液。假设有三个这样的“人造细胞”，分别用A、B、C 表示，它们的蔗糖溶液浓度分别是10%、20%和30%。其中A、B的外面套一金属网笼，C的外面没有套金属网笼，如下图：

把三个“人造细胞”同时放在蔗糖溶液的浓度为15%的玻璃槽中，经过一段时间后，三个“细胞”的变化分别是（）

A A变大，B稍微变小，C不变

B A变小，B稍微变大，C不变

C A变小，B稍微变大，C变大

D A变大，B稍微变小，C变大

解析：本题考查渗透作用及分析、判断能力。图A细胞外溶液浓度大于细胞内溶液浓度，细胞要失水变小；图B和图C细胞外溶液浓度都小于细胞内溶液浓度，细胞要吸水变大，但因为B的外面套有金属网笼，所以是稍微变大。

答案：C

互动探究3-2 植物细胞可以通过渗透作用吸水或失水，将带“皮”的细嫩的茎纵切后插入两烧杯中，如图所示。已知b侧的细胞壁比a侧的细胞壁薄，易伸展，判断30min后可能出现的形状是（）

解析：本题考查渗透作用发生情况及分析能力。在30%蔗糖溶液中，b侧失水多于a侧，体积变小，弯向b侧；置于清水中，b侧吸水多于a侧，体积变大，更易弯向a侧。

答案：D

笑对高考第三关：技巧关

实验结果与结论的分析与归纳

实验结果是指通过观察或测量所得的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据对实验因变量与自变量关系的分析得出的具有普遍意义的理论性结论。结论的得出必须依据实验结果。

归纳实验结论的一般思路是：

1 通过实验目的或步骤找出实验变量(根据单一因素不同)，将实验分为多个对照组。

2．由因找果，分析实验变量与结果间的逻辑关系，先逐一得出正确结论(分结论)。

3．再根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。

4．在验证性实验中，如果实验目的已知，可直接作为正确结论，但其全面性要因对照组而定。

典例某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。

增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。

（1）设计出继续实验的简要步骤：

①______________________________；

②______________________________。

（2）预测实验现象并作出结论。

____________________________________。

思维导析：由提供的实验材料可推知实验原理：蔗糖的水解产物如果能透过半透膜，则由于渗透作用，两边的液面差会缩小，用斐林试剂检验，水浴条件下会出现砖红色沉淀；否

则，两边的液面会因为蔗糖的水解使溶质分子数增加而液面差变大，且检验时无砖红色沉淀。实验设计步骤时重点考查无关变量的控制，如两侧加入等量的蔗糖酶、水浴控制酶活性的最适温度等。

答案：(1)①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U形管至适宜温度，观察a、b两管内液面变化

②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，(60～65℃)水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀

(2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；

如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀，B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜

应用拓展

下面是一组新鲜洋葱表皮细胞进行的实验处理和结果：

请分析回答：

（1）洋葱表皮细胞在第1、2、3组实验中均发生了质壁分离现象，其结构基础和外在条件分别是：________________________、______________________________。

（2）比较第1组和第2组实验结果的差异，说明：__________________________。

（3）比较第1组和第3组实验结果，出现实验结果差异的原因是：_______________________________。

（4）比较第1组和第4组实验结果，出现实验结果差异的原因是：___________________________________。

解析：质壁分离过程中，30％蔗糖溶液为适宜浓度，若浓度过高，如60％的浓度则会使细胞失水过度而死亡，不能发生质壁分离复原；加热也会使细胞死亡，不能发生质壁分离及复原。尿素是小分子物质，开始时外界溶液浓度大于细胞液浓度，故发生质壁分离，随着尿素分子被吸收进入细胞，细胞液浓度大于外界溶液浓度时，质壁分离自动复原。

答案：(1)具有选择透过性的原生质层，且原生质层的伸缩性比细胞壁大外界溶液浓度大于细胞液浓度

(2)外界溶液浓度过高，会使植物细胞快速发生质壁分离，失水过多而死亡，不能够再发生质壁分离复原

(3)尿素分子是小分子物质，可通过选择透过性膜进入细胞

（4）100℃已使细胞死亡，死亡的细胞不能发生质壁分离和质壁分离复原

高考真题备选

1 （2008·上海，20）在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将（）

A 不变

B 增大

C 减小

D 先增后减

解析：b浓度溶液中，萝卜条质量减小，说明萝卜条在失水，重新放在浓度小于b的a 浓度溶液中，萝卜条会吸水，质量将增大。

答案：B

2（2008·广东，3）观察在30%蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明（）

A 细胞壁相当于一层半透膜

B 洋葱表皮细胞是活的

C 此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度

D 细胞壁收缩导致中央液泡失水

解析：中央液泡在逐渐变小，说明细胞仍能发生渗透作用，细胞还处于生活状态。

答案：B

3（2007·江苏，11）将一植物细胞放入KNO3溶液中，一段时间后发生了质壁分离，下列说法不正确的是（）

A 此细胞是活细胞

B 原生质层具有选择透过性

C 发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原

D 原生质层两侧溶液存在浓度差，KNO3溶液浓度低于细胞液浓度

解析：成熟植物细胞的原生质层可以看作是一层选择透过性膜，当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水，相反则失水。一植物细胞放入KNO3溶液一段时间后，先出现质壁分离后出现质壁分离自动复原，这是因为细胞膜上有吸收K+和NO-3的载体，将这两种离子吸收进入细胞液的缘故。

答案：D

4（2007·广东，2）以紫色洋葱鳞茎叶表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是（）

A 在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小

B 滴加30%的蔗糖溶液比10%蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短

C 发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性

D 用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离

解析：以紫色洋葱鳞茎叶表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，是因为细胞液呈紫色，便于观察其变化情况。用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液也会引起细胞质壁分离。

答案：D

课后活页作业

1 下图为某学生进行某实验的基本操作步骤，下列相关叙述中错误的是（）

A 图中B步骤主要观察细胞质的大小以及细胞壁的位置

B 图中E步骤滴加的是清水

C 该实验的目的是观察植物细胞的质壁分离与复原

D 本实验不需设立对照实验，在时间上形成了前后自身对照

解析：这是一道简单的试题，考查细胞的质壁分离与复原。图中B步骤主要观察原生质层的大小以及细胞壁的位置。

答案：A

2以洋葱表皮细胞为材料，分别用0.3g/mL的蔗糖溶液、0 5g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL 的尿素溶液及清水加以处理。m时开始用四种溶液分别处理洋葱表皮细胞；n时再一次用清水处理之前被处理过的洋葱表皮细胞，测得的洋葱表皮细胞原生质体体积的变化如图所示，图中代表尿素处理结果的是（）

A. a

B. b

C. c

D. d

解析：该题考查质壁分离的条件、渗透作用的条件，属于应用水平，试题中等难度。

0.3g/mL的蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞分别出现的现象是细胞质壁分离，加入清水后质壁分离复原，最终体积达到最大，曲线为c。0.5g/mL的蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞，细胞会发生质壁分离，由于浓度过大，导致细胞失水过多而死亡，加入清水后细胞也不会发生质壁分离复原，曲线为d。0.3g/mL的尿素溶液处理洋葱表皮细胞，会导致细胞失水，由于尿素是小分子，后通过自由扩散进入细胞，导致细胞液的浓度变大，引起细胞吸水而发生质壁分离复原，加入清水后细胞继续吸水，体积变大，曲线为b。用清水处理洋葱表皮细胞，会导致细胞吸水体积变大，最终细胞体积不再变化，曲线是a。

答案：B

3 关于“植物细胞的吸水和失水”实验正确的是（）

A 将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象

B 细胞处于一定浓度的蔗糖溶液中即可发生质壁分离

C 用不同浓度的尿素溶液处理细胞，均能观察到质壁分离及复原现象

D 细胞发生质壁分离复原后，仍具有正常生理功能

解析：在“植物细胞的吸水和失水“实验中，要始终保持细胞的生活状态，因此装片不能在酒精灯上加热。要使细胞发生质壁分离现象，应使蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，同样要使尿素溶液浓度大于细胞液的浓度，但也不可过高，应在适宜浓度范围下。

答案：D

4 如图表示植物细胞渗透作用图解，下列说法中错误的是（）

A 成熟植物细胞发生渗透作用的主要原因是原生质层相当于一层半透膜

B 不成熟的植物细胞，如根尖分生区细胞，不能发生渗透吸水或失水

C 当溶液浓度甲＞乙时，成熟植物细胞会因渗透失水而发生质壁分离现象

D 当溶液浓度甲=乙时，细胞处于渗透平衡状态，但仍有水分子由甲→乙

解析：不成熟的植物细胞仍能发生渗透作用，但不会发生质壁分离现象。成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。当渗透平衡时，仍有水分子移动，只是单位时间内，由甲→乙和由乙→甲的水分子数相等。

5 如图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对细胞影响的实验中所观察到的细胞图，请判断下列叙述中正确的是（）

A 图中1、2、6组成了细胞的原生质层

B 图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度

C 图中1是细胞壁，6中充满了蔗糖溶液

D 图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅

解析：考查对“植物细胞的吸水和失水”实验的理解与应用。图中结构1为细胞壁，2为细胞膜，3为细胞核，4为液泡膜，5为细胞质，6为蔗糖溶液，7为细胞液。其中2、4和5组成原生质层；细胞在质壁分离的过程中细胞液颜色由浅变深；此时的细胞可能正在发生质壁分离。

答案：C

6洋葱表皮细胞在质壁分离及其复原过程中，液泡体积的变化趋势是（）

解析：在质壁分离过程中，细胞失水，液泡体积由大到小；而在质壁分离复原过程中，细胞吸水，液泡体积逐渐增大。

答案：B

7 下面能发生质壁分离作用的一组细胞是（）

①食用的糖醋蒜细胞②蚕豆叶的表皮细胞③植物的根毛细胞④人的口腔上皮细胞⑤用盐酸解离的洋葱根尖细胞⑥根尖分生区细胞

A ①⑤

B ②③⑥

C ①②③④⑤⑥

D ②③

解析：能发生质壁分离的细胞为活的成熟的高等植物的体细胞。①是死细胞，④是人的细胞，没有细胞壁，⑤用盐酸解离会杀死细胞，⑥没有大的液泡，这些细胞都不能发生质壁分离。②和③都是活的成熟的高等植物细胞，可以发生质壁分离。

8 将甲、乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度高，蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜，在显微镜下连续观察甲乙两细胞的变化是（）

A 甲、乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原

B 甲、乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原

C 甲、乙两细胞发生质壁分离，但随后甲细胞又发生质壁分离复原

D 甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原

解析：由于两种溶液浓度均比细胞液浓度高，因此可发生质壁分离现象，但由于蔗糖分子不能透过膜，而甘油分子可以透过膜，因此乙细胞随后发生质壁分离复原，而甲细胞不会发生此现象。

答案：B

9 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状态，a、b表示该部位溶液的浓度，由此推测一定错误的是（）

A 此时可能a＞b，细胞渗透吸水

B 此时可能a=b，细胞吸水与失水达到动态平衡

C 此时该细胞的细胞呼吸可能正常进行

D 此时在显微镜下可清晰地观察到磷脂分子

解析：在显微镜下不能观察到磷脂分子。此细胞可能处于质壁分离状态，也可能处于复原状态，还可能处于渗透平衡状态。

答案：D

10 污水净化中应用的超滤膜技术指的是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术。超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到将溶液净化、分离与浓缩的目的。下列说法中合理的是（）

A 超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造生物膜

B 超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造半透膜

C 超滤膜技术可以滤去污水中的各种污染物

D 透过超滤膜的水，已被除去了臭味

解析：因为水体中的物质能否透过超滤膜取决于膜孔径的大小，而不是载体蛋白，因此“滤膜”实质上是一种半透膜；氨气、硫化氢等有刺激性臭味的小分子物质可以透过超滤膜，因此该技术并不能除去污水中的所有污染物，也不能除臭。

答案：B

11 如图甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用时的初始状态，乙图是较长时间之后，通过漏斗内外的水分子达到动态平衡的状态。下列有关叙述错误的是（）

A 图中③为半透膜，水分子能自由通过

B 图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度

C 图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等

D 图甲中溶液①和②浓度差越大，则图乙中的水柱越高

解析：渗透作用发生的条件是半透膜和膜两侧溶液具有浓度差，故图中③为半透膜；从乙图中水柱的液面上升，可推知甲图中溶液②的浓度大于溶液①的浓度，浓度差越大，水柱越高。当水柱不再上升时，漏斗内外水分子的进出达到平衡，由于水柱对半透膜存在着压强，故乙图中溶液②的浓度仍大于溶液①的浓度。

答案：C

12 在植物细胞质壁分离复原过程中，能正确表达细胞吸水速率变化过程的是（）

解析：在质壁分离复原过程中，细胞液浓度逐渐减小，细胞吸水速率逐渐变小。

答案：C

13 某成熟植物细胞经某种处理后仍保持活性，但在0 3g/mL的蔗糖溶液中不发生质壁分离现象，实验操作正确。则先前的“某种处理”所用的试剂是（）

A 0.5g/mL的蔗糖溶液

B 清水

C 纤维素酶

D 10%HCl溶液

解析：经纤维素酶处理后，细胞壁被破坏，不再发生质壁分离现象。

答案：C

14 将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液中，一小时后测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。下列叙述中正确的是（）

A Ⅰ的浓度最低

B Ⅱ的浓度较Ⅲ低

C Ⅳ的浓度最高

D Ⅳ可能是蒸馏水

解析：由表中数据分析知：马铃薯条质量增加意味着吸水，质量减少意味着失水，植物细胞吸水时，外界溶液浓度低，植物细胞失水时，外界溶液浓度高。

答案：A

15 某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时，在实验室老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：

对上表的推断或解释不正确的是（）

A x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层

B y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡

C z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅

D ④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量

解析：洋葱表皮细胞在0.3g/mL蔗糖溶液中会发生质壁分离现象，而在0.5g/mL蔗糖溶液中会因质壁分离失水过多而死亡。在1mol/L的KNO3溶液中，由于K+和NO-3能穿膜，故发生先质壁分离后自动复原现象，由于K+和NO-3进入细胞内，细胞液浓度增大，因此滴加清水后，体积稍增大。放入1mol/L醋酸中会杀死细胞。

答案：D

16 为探究膜的透性，设计了如图所示的实验装置，其中E、F、G为用猪膀胱制成的小袋，内盛有溶液甲或溶液乙，上端分别接上口径相同的小玻璃管，起初3支小玻璃管内的液面高度相同，已知体积VG＞VE=VF，甲、乙、丙三种溶液分别为质量浓度为0.2g/mL、0.1g/mL、0.3g/mL的蔗糖溶液。

（1）几分钟后，3支小玻璃管中的现象是______________________。

（2）对比分析e、f小玻璃管中的现象可见，实验的自变量是________________。

（3）该实验说明_______________________________________________。

（4）若将两组这样的装置，一组放于37℃的恒温箱中，一组放于0℃的恒温箱中，几分钟后观察，可见两装置中e玻璃管中的现象是_____________________________________，

说明________________________________。

解析：（1）由于溶液丙浓度最大，所以E、F、G渗透失水，液面下降。E、F相比，E 中溶液浓度为0.2g/mL，F中溶液浓度为0.1g/mL，E与外界溶液浓度差较小，失水较少，因而e管下降程度小于f管。F、G相比，G表面积大，失水多，因而g管下降程度大于f管。在此液面下降程度为g管＞f管＞e管。

（2）e、f管中由于溶液浓度的不同造成液面下降程度不同，自变量是溶液浓度。

（3）该实验证明了水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，膜两侧浓度差越大扩散速度越快。

（4）在一定范围内，温度越高，跨膜运输的速率越快，因此在37℃时e玻璃管下降程度较0℃时大。

答案：（1）液面都下降，下降程度g管＞f管＞e管

（2）溶液浓度

（3）水分能通过半透膜从浓度低的一侧向浓度高的一侧扩散，浓度差越大扩散速度越快

（4）两装置中e玻璃管的液面都下降，放于37℃恒温箱中的较放于0℃恒温箱中的下降程度大温度影响跨膜运输的速率

17 （探究题）红细胞悬液为不透明的红色液体，而红细胞发生溶血（红细胞破裂）后，溶液会逐渐透明，所以可通过红细胞悬液澄清的速度判断红细胞的溶血速度，进而根据红细胞溶血速度来判断物质进入红细胞的速度。请利用以下实验材料，设计实验判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速度。

试剂用具：稀释的羊的红细胞悬液、0.3mol/L的葡萄糖溶液、0.3mol/L的甘油溶液、试管、量筒、计时器、试管架、记号笔。

（1）实验步骤

第一步：取两支试管，分别标记为A、B。

第二步：____________________________。

第三步：______________________________。

（2）预测结果及结论

（3）实验思考

根据研究得知，0.3mol/L的葡萄糖溶液和0.3mol/L的甘油溶液都是红细胞的等渗溶液，为什么还会使红细胞发生溶血？_________________________________________。

解析：由于可根据红细胞悬液澄清的速度判断红细胞的溶血速度来判断物质进入细胞的速度，所以根据对照、变量惟一的实验原则设计实验判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速度，由于实验具有不确定性，即属于探究实验，因此结果分析时要考虑其全面性。

答案：（1）第二步：分别量取0.3mol/L的葡萄糖溶液、0 3mol/L的甘油溶液各10mL，注入A、B两支试管

第三步：分别量取1mL稀释的羊的红细胞悬液注入A、B两支试管中，同时开始计时，记录溶液由不透明到透明所需的时间

（2）

（3）葡萄糖和甘油都是细胞选择吸收的物质，所以会逐渐进入细胞，使细胞内的溶液浓度增大，渗透压上升，细胞大量吸水，最终导致细胞胀破