1、113 应用渗透系统的原理、解答细胞的吸水与失水问题1.将洋葱鳞片叶放在 0.45 mol/L 蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在 0.35 mol/L 蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；放在 0.4 mol/L 蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化。这表明( )A.洋葱表皮细胞已经死亡B.细胞膜不允许水分子自由通过C.蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡D.细胞液浓度为 0.4 mol/L 左右2.(2018永川调研)将萝卜条放在不同浓度的蔗糖溶液中进行实验，在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条细胞液的浓度变化关系如右图所示，其中 b 点代表实验前细胞液的浓度，且 a b。假设实验前萝卜条细胞液的浓
2、度均相同。下列有关叙述正确的是( )A.蔗糖是生物大分子，只能通过非跨膜运输方式出入细胞B.蔗糖溶液浓度为 a 时，萝卜条细胞内外的水分子无跨膜运输C.蔗糖溶液浓度大于 a 时，萝卜条细胞失水，萝卜条质量将减少D.将处于浓度为 a 的蔗糖溶液中的萝卜条移入清水中，则该萝卜条细胞会因吸水而涨破3.如图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是( )A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜B.一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水C.当外界溶液甲的浓度细胞液乙的浓度时，细胞发生渗透失水D.当外界溶液甲的浓度细胞液乙的浓度时，水分子停止进出细胞4.(2018彭水模拟)撕取细胞生理状态
3、一致的紫色洋葱外表皮，制成甲、乙、丙三组临时装片，置于显微镜下观察，移动装片，使视野全为紫色，然后分别用质量浓度为 0.2 g/mL、0.3 g/mL、0.5 g/mL 的蔗糖溶液处理，一段时间后都用清水再处理。实验过程中视野里紫色部分的面积占整个视野面积的比例变化如图所示，则下列说法错误的是( )2A.a 曲线说明细胞既可以发生质壁分离，又可以发生质壁分离复原B.c 曲线表明细胞可能由于过度失水而死亡C.实验结果说明洋葱外表皮细胞的细胞液浓度小于 0.2 g/mLD.a、b、c 三曲线分别代表乙组、甲组和丙组5.为研究甲地某植物能不能移植到乙地生长，某生物学研究性学习小组设计了一个测定该植物
4、细胞液浓度的实验方案，实验结果如下表：蔗糖溶液浓度(molL1 ) 0.15 0.19 0.23 0.27 0.31 0.35质壁分离状况 不分离 不分离 刚分离 较显著 显著 显著他们又测定了乙地土壤溶液浓度，发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长，则乙地土壤溶液的浓度最可能是( )A.0.19 B.0.23C.0.27 D.0.236. 如图为显微镜下某植物细胞在 30%的蔗糖溶液中的示意图，下列叙述中正确的一组是( )A、B 分别表示细胞和液泡的长度B 值越小，表示细胞失水越多若将细胞置于清水中，A 的体积略有增大若该细胞处于 40%的蔗糖溶液中，B/A 的值将变大A. B. C. D.7
5、.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验过程中，正常情况下你可以观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞内液泡的颜色和体积随时间的变化情况分别是( )变深 变浅 不变 起始颜色变深再变浅 起始颜色变浅再变深A.，c B.，aC.，d D.，b38.(2017武邑中学调研)将小鼠红细胞放入一定浓度的 KNO3溶液中，红细胞体积随时间变化如图，有关叙述正确的是( )A.KNO3溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压B.与 b 点相比，a 点对应时刻红细胞内液的渗透压较大C.ab 段细胞失水使红细胞内液的渗透压大于 KNO3溶液，从而出现 bc 段的变化D.b 点对应的时刻，KNO 3溶液与红细胞内液的渗
6、透压相等9.如图表示植物叶表皮上气孔的开放原理。取同一叶片的两块表皮 a 和 b，a 放在清水中，b 放在 0.3 g/mL KNO3溶液中，K 、NO 离子可通过主动运输进入细胞。将 a 和 b 制成临时 3装片在显微镜下持续观察一段时间，观察到的表皮气孔情况是( )A.a 开启、b 关闭B.a 关闭、b 开启C.a 关闭、b 先开启后关闭D.a 开启、b 先关闭后开启10.(2017大连模拟)将生理状态相同的同种植物材料均分成两组，分别置于 A、 B 两种溶液中。图中曲线表示与实验初始含水量相比，两组细胞失水量的变化情况。下列相关叙述正确的是( )A.该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进
7、行B.若适当增大 B 溶液的浓度，则曲线中 a 点下移C.610 min 两条曲线的差异仅是由于 A、 B 溶液的浓度不同D.10 min 时显微镜下观察两组细胞，均可观察到质壁分离观象11.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：4(1)甲图 1、2、3 曲线中，表示在 0.3 mol/L 蔗糖溶液中的是_，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)若曲线 3 中 ef 段的细胞如乙图，部位的物质是_，若曲线 2 中 bc 段的细胞如乙图，则、两处的
8、溶液浓度的大小比较：_(填“” “”或“”)。(3)试简要分析 2、3 曲线差异的原因：_。12.某校生物实验小组要对动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水进行实验探究，假如你是其中的一员，请分析回答下列问题：(1)若作出的实验假设是动物细胞能通过渗透作用吸水或失水，请你说出作出该假设的理论依据：_。(2)把下面的实验方案补充完整。实验仪器、试剂：显微镜、带刻度的载玻片、取材工具、食盐等。实验材料：为了便于取材和观察，最好选用人的_细胞作为实验材料。实验步骤：配制并选用生理盐水、蒸馏水、质量分数为 9%的食盐溶液。在载玻片的中央滴加一滴_，放入所选细胞，盖上盖玻片，制成临时装片。制备同样装片若
9、干个，分别放在显微镜下观察。取一个临时装片，在载玻片的一侧滴加蒸馏水，另一侧_；另取一个临时装片，在载玻片的一侧滴加质量分数为 9%的食盐溶液，另一侧操作同上。用显微镜观察。观察指标是_。(3)实验预期及结论：如果你的假设成立，则实验的预期结果是：在滴加蒸馏水的实验中，_；在滴加质量分数为 9%的食盐溶液的实验中，_。13.用 2 摩尔/升的乙二醇溶液和 2 摩尔/升的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如下图所示，请据图回答：5(1)原生质体体积在 AB 段的变化说明：在该段时间内水分子从原生质体_，细胞液浓度_。(2)在 1 分钟后，处于 2 摩尔/
10、升蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了_，要使该细胞复原，应将其置于_中。(3)在 1 分钟后，处于 2 摩尔/升乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于_逐渐进入细胞内，引起细胞液浓度_。(4)并不是该植物的所有活细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有_。答案精析1.D 成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成了渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，反之细胞失水；当二者浓度接近时，吸水、失水达到平衡。2.C 蔗糖是二糖，不是生物大分子，A 项错误；蔗糖溶液浓度为 a 时，进出萝卜条细胞的水分子数相等，达到平衡状态，B
11、项错误；蔗糖溶液浓度大于 a 时，萝卜条细胞失水，萝卜条质量将减少，C 项正确；萝卜条细胞有细胞壁，不会因吸水而涨破，D 项错误。3.D4.D a 曲线代表的细胞紫色部分的面积占整个视野面积的比例先减小后增大，说明细胞发生了质壁分离和质壁分离的复原，A 项正确；用清水处理后，c 曲线代表的细胞紫色部分的面积占整个视野面积的比例基本不变，原因可能是细胞在高浓度蔗糖溶液中过度失水而死亡，B 项正确；三条曲线刚开始都下降，表明细胞都发生了质壁分离，则细胞液浓度应该比三组蔗糖溶液浓度都小，C 项正确；a、b、c 三曲线应分别代表甲组、乙组和丙组，D 项错误。5.D 根据表格分析，植物在浓度为 0.19
12、 mol/L 的溶液浓度中不发生质壁分离，而在浓度为 0.23 mol/L 的溶液中刚好发生质壁分离，细胞液的浓度范围应在未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度之间，植物的细胞液浓度为 0.190.23 mol/L。该植物若适合在乙地生长，说明其细胞能够从土壤中吸收水分，则外界溶液浓度低于细胞液浓度，即乙地土壤溶液浓度最可能小于 0.23 mol/L。6.C67.C 液泡起始颜色变深再变浅，说明细胞先失水后吸水，液泡体积先减小后变大，对应图 d 中的曲线，与正常情况下细胞先失水后吸水相符合，C 正确。8.D 据图分析，ab 段细胞体积变小，说明硝酸钾溶液的起始渗透压大于红细胞内液的起
13、始渗透压，细胞失水，A 错误；ab 段细胞体积变小，细胞失水，则 b 点红细胞内液的渗透压大于 a 点，B 错误；硝酸根离子和钾离子以主动运输的方式进入细胞，使得细胞内液的渗透压高于外界溶液，细胞吸水，才出现 bc 段，C 错误；b 点细胞体积不变，说明 KNO3溶液与红细胞内液的渗透压相等，细胞吸水和失水处于动态平衡，D 正确。9.D a 放在清水中，保卫细胞吸水，则气孔逐渐开放。b 放在 0.3 g/mL KNO3溶液中，保卫细胞首先失水，气孔关闭，随着细胞通过主动运输吸收硝酸根离子和钾离子，当细胞液浓度大于细胞外液浓度时，细胞又能渗透吸水，所以保卫细胞质壁分离后会自动复原，气孔开放，D
14、正确。10.A 该图应是探究质壁分离与复原的实验，应用成熟植物的活细胞，可选用绿色植物成熟的叶肉细胞，故 A 正确。由图分析可知， B 是发生了质壁分离的复原，如果适当增大 B 溶液的浓度， a 点会上移，故 B 错误。610 min 两条曲线的差异不仅是由于 A、 B 溶液的浓度不同，而主要的是因为它们的溶质性质不同， B 溶液可以发生自动复原，故 C 错误。10 min时显微镜下观察两组 细 胞 ， 只 有 A 可 观 察 到 质 壁 分 离 观 象 ， B 已 经 发生质壁分离复原，故 D 错误。11.(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 被吸收
15、进入细胞，导致细胞液浓度变大，大于外界 3溶液浓度，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现象，从而造成 2、3 曲线的差异解析 (1)根据题意和图示分析可知：1 曲线液泡体积逐渐增大，说明细胞通过渗透作用吸水，植物细胞所处的溶液是蒸馏水；2 曲线液泡体积先减小后增大，因此细胞先失水后吸水，该细胞处于 0.5 mol/L KNO3溶液中；3 曲线液泡体积减小，细胞通过渗透作用失水，该细胞所处的溶液是 0.3 mol/L 蔗糖溶液；由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，因此植物细胞失水会发生质壁分离。(2)由于细胞壁是全透性的，所以蔗糖能通过，而细胞膜具有选择透过性，所
16、以蔗糖不能透过细胞膜，因此，乙图中部位的物质是蔗糖溶液。曲线 2 中bc 段的细胞正在发生质壁分离复原，说明细胞吸水，因此，乙图中、两处的溶液浓度的大小是。(3)由于蔗糖不能透过细胞膜，而 K 和 NO 被吸收进入细胞，导致细胞 3液浓度变大，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，所以在 KNO3溶液中，细胞质壁分离后会自动复原。12.(1)动物细胞具有发生渗透作用的条件(或细胞膜有选择透过性，当细胞与外界溶液接触时，膜两侧具有浓度差)(2)红(或者口腔上皮) 生理盐水 用吸水纸吸引，并重复几次 细胞体积(或大小)7和形态的变化(3)细胞体积变大甚至破裂 细胞体积变小皱缩13.(1)渗出
17、变大 (2)不变 蔗糖溶液 清水或低于细胞液浓度的其他溶液 (3)乙二醇 变大 (4)大液泡解析 (1)依图分析可知：浸泡在两种溶液中的植物细胞原生质体体积 AB 段都变小，说明细胞通过渗透作用失水，细胞液的浓度升高，水势减小。(2)处于 2 摩尔/升蔗糖溶液中的细胞在 1 分钟后，原生质体体积不再发生变化，说明水分子进出原生质层达到动态平衡，细胞液浓度不变。细胞壁是全透性的，而原生质层具有选择透过性，不允许大分子通过，因而在细胞壁与原生质层之间充满了蔗糖溶液。若使其复原，则必须使外界溶液的浓度小于细胞液浓度。(3)由图可知：在没有改变外界溶液的情况下，处于乙二醇溶液中的细胞原生质体体积逐渐增大，自动发生了质壁分离复原。推断出细胞液与外界溶液间不仅产生了水分子的渗透，同时溶质分子被细胞选择吸收。此溶液溶质是乙二醇，为小分子物质，正符合通过选择透过性膜的条件，而使细胞液浓度升高。(4)只有成熟的植物细胞才可发生质壁分离，所以从结构上看，必须具备大液泡才可发生质壁分离。
