水进出细胞的原理、探究植物细胞的吸水和失水练习 高一上学期生物人教版（2019）必修1

4.1.1水进出细胞的原理、探究植物细胞的吸水和失水一、选择题1.下列有关渗透作用的叙述,错误的是 ()A.水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用B.动物细胞无液泡,但能通过渗透作用吸水或失水C.发生渗透作用的两个条件是存在半透膜、膜两侧存在质量浓度差D.在U型管制作的渗透装置中,两侧液面不再变化时仍有水分子通过半透膜2.下列现象属于渗透现象的是 ()A.水分子通过细胞壁B.蔗糖分子进入细胞壁C.人的红细胞吸水膨胀D.暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫3.图L4-1-1中甲是渗透装置示意图,乙、丙两曲线图的横坐标代表时间,下列叙述不正确的是 ()图L4-1-1A.半透膜内溶液A的浓度变化可用曲线丙表示B.水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示C.玻璃管内的液面高度变化可用曲线丙表示D.半透膜内外溶液浓度差的变化可用曲线乙表示4.将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中,水分子的跨膜运输示意图如图L4-1-2所示(箭头方向表示水分子的进出,箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列叙述正确的是 ()图L4-1-2A.一段时间后,甲细胞会发生质壁分离B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞C.光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出D.上述实验进行一段时间以后,再将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中,甲细胞先破裂5.取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干,去除主脉后剪成大小相同的小块,随机分成三等份,之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中,一定时间后测得甲的浓度变小,乙的浓度不变,丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞,则关于这一实验结果,下列说法正确的是 ()A.实验前,丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等C.实验中,细胞与蔗糖溶液间水分子是单向移动的D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的6.下面实例与生物体细胞失水和吸水无关的是()A.施肥造成的“烧苗现象”B.进行抗生素等药物的静脉注射时,溶剂用的是生理盐水C.干旱使作物萎蔫D.聚合成纤维状的血红蛋白,使红细胞变成镰刀状7.如图L4-1-3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。下列有关叙述正确的是 ()图L4-1-3A.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.实验操作中使用吸水纸的目的是吸干多余的残留液体C.③→④与⑤→⑥过程中水分子进出细胞的方向是双向的D.④⑥使用低倍镜观察清楚后必须再换高倍镜观察8.如图L4-1-4表示某种实验状态的细胞。下列有关说法不合理的是()图L4-1-4A.对照组和实验组都在同一个细胞先后进行,属于自身对照B.当该细胞停止质壁分离的时刻,⑥与⑦中溶液的浓度相等C.若⑥中的溶质可以被吸收,则该细胞可能会发生自动复原D.处于⑤和⑦中的葡萄糖、氨基酸以及各种细胞器不属于原生质层9.在质壁分离和复原过程中,洋葱鳞片叶表皮细胞的吸水能力变化示意图正确的是 ()ABCD图L4-1-510.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,实验结果见图L4-1-6。下列叙述错误的是 ()图L4-1-6A.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已复原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11.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,图L4-1-7为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是 ()图L4-1-7A.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>③12.将小鼠红细胞放入一定浓度的KNO3溶液中,红细胞体积随时间的变化如图L4-1-8,有关叙述正确的是()图L4-1-8A.KNO3溶液的起始浓度小于红细胞细胞质的起始浓度B.与B点相比,A点对应时刻红细胞的细胞质的渗透压较大C.AB段失水使红细胞的细胞质的渗透压大于KNO3溶液,从而出现BC段的变化D.B点对应的时刻,KNO3溶液与红细胞的细胞质的渗透压相等13.将某植物花冠切成大小和形状相同的细条,分为a、b、c、d、e和f组(每组细条数相等),取上述6组细条分别置于不同浓度蔗糖溶液中,浸泡相同时间后测量各组花冠细条长度,结果如图L4-1-9所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换,下列说法不正确的是 ()图L4-1-9A.实验后,a组液泡中的溶质浓度比b组的低B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于d组C.经过蔗糖溶液处理后a组细胞吸水能力大于b组D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4mol·L-1和0.5mol·L-1之间二、非选择题14.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L4-1-10中a是发生质壁分离的植物细胞,图b是显微镜下观察的某一时刻的图像。请据图回答下列问题:图L4-1-10(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离,后者的结构包括(填数字)以及二者之间的细胞质。

(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是,植物细胞自身应具备的结构特点是。

(3)图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,此时细胞液浓度外界溶液浓度(填“大于”“等于”“小于”或“无法判断”)

(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和B幼根各5段,分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲~戊)中,一段时间后,取出红心萝卜的幼根称重,结果如图L4-1-11所示,据下图分析:图L4-1-11①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度。

②甲、乙、丙、丁、戊的溶液浓度从大到小排序为。

③在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后红心萝卜A幼根细胞的细胞液浓度会。

15.血液中的红细胞源源不断地为人体组织细胞输送氧气。血浆中无机盐含量的相对稳定对于维持红细胞正常的形态与功能至关重要,为患者静脉注射治疗时为什么常用质量分数为0.9%的NaCl溶液?请设计实验进行探究。(1)实验材料:略。(2)方法步骤:①取5支洁净的试管,编号为1~5,分别加入2mL质量分数为0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%的并各加入2滴抗凝剂(防止血液凝固)。

②向1~5号试管中分别滴入1滴血液,摇匀,静置5min。③分别取5支试管中的混合液各1滴,置于5个洁净的已编号的载玻片上制成临时装片,在显微镜下观察。

(3)请完善下列预期结果及结论:试管NaCl溶液质量分数红细胞形态10.5%①体积变大或破裂20.7%②

30.9%③

41.1%④体积缩小51.3%⑤体积缩小、细胞皱缩相应的结论:

。

(4)讨论:①某学生配制NaCl溶液时,由于操作不规范使溶液质量分数偏低,他的结论中,NaCl溶液的质量分数会偏。

②为了使实验结果更精确,可采取什么样的实验措施?。

③生理盐水与人体细胞内的液体为等渗溶液,人体过多注射生理盐水是否会影响细胞的正常功能?为什么?

。

答案：1.C水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散称为渗透作用,A正确;动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜,能够进行渗透吸水或失水,B正确;发生渗透作用的两个条件是存在半透膜、半透膜两侧存在浓度差,此浓度为物质的量浓度,C错误;U型管制作的渗透装置中,两侧液面不再变化时,仍有水分子通过半透膜,只不过是两个方向的渗透速率相同,D正确。2.C细胞壁不属于半透膜,具有全透性,水分子和蔗糖分子通过细胞壁属于扩散,A、B错误;人的红细胞膜相当于半透膜,人的红细胞吸水膨胀属于渗透作用,C正确;暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫是细胞内的水分子蒸发所致,D错误。3.A半透膜内溶液A的浓度大于蒸馏水,所以水分子通过半透膜进入漏斗,则半透膜内溶液A的浓度越来越低,直至平衡,可用曲线乙表示,水分子进入半透膜的速率也越来越低,直至平衡,可用曲线乙表示,A错误,B正确;水分子通过半透膜进入漏斗,则玻璃管内的液面逐渐升高直至平衡,其液面高度随时间变化的曲线可以用图丙表示,C正确;水分子通过半透膜进入漏斗,半透膜内溶液A的浓度越来越低,所以半透膜内外溶液浓度差越来越小直至平衡,半透膜内外溶液浓度差随时间变化的曲线可用曲线乙表示,D正确。4.B家兔红细胞没有细胞壁,不能发生质壁分离,A错误;甲细胞和丙细胞与外界溶液存在浓度差,能发生渗透作用,B正确;用光学显微镜无法观察到水分子进出细胞,C错误;实验中的丙细胞已经吸水膨胀,若将三者同时置于蒸馏水中,丙细胞先破裂,D错误。5.D根据题干分析,甲浓度>细胞液浓度,乙浓度=细胞液浓度,丙浓度<细胞液浓度,故实验前甲的浓度>乙的浓度>丙的浓度,A错误;乙的浓度不变是因为细胞内细胞液浓度与乙的浓度相等,B错误;实验中,细胞与蔗糖溶液间水分子是双向移动的,C错误;甲、丙的浓度变化分别是细胞渗透失水和渗透吸水造成的,是由水分子在细胞与蔗糖溶液间移动引起的,D正确。6.D田间一次施肥过多,土壤溶液的浓度过高,根细胞吸水困难或失水,出现“烧苗现象”,A不符合题意;稳定的渗透压是细胞进行正常生命活动的基础,生理盐水与人体细胞内液是等渗的,B不符合题意;干旱使作物失水,从而萎蔫,与细胞失水有关,C不符合题意;聚合成纤维状的血红蛋白导致红细胞的形态发生变化,属于蛋白质空间结构改变,与细胞的失水和吸水无关,D符合题意。7.C通常选用洋葱鳞片叶的外表皮作实验材料,细胞为紫色,更容易观察到质壁分离,而内表皮细胞无色,A错误;实验过程中制作临时装片时用吸水纸是为了吸干多余液体,而观察过程中先后两次用吸水纸是为了吸引液体浸润材料,B错误;③→④与⑤→⑥过程中水分进出细胞的方向都是双向的,C正确;本实验中始终使用低倍镜观察,不使用高倍镜,D错误。8.D对照组和实验组都在同一个细胞先后进行,属于自身对照,A正确;⑥中是外界溶液,⑦是细胞液,当该细胞停止质壁分离的时刻,水分进出细胞平衡,⑥与⑦中溶液的浓度相等,B正确;若⑥中的溶质可以被吸收,则该细胞吸收溶质导致细胞液浓度升高,可能会发生自动复原,C正确;细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,故处于⑤细胞质中的葡萄糖、氨基酸以及各种细胞器属于原生质层,D错误。9.A在植物细胞质壁分离过程中,细胞不断失水,细胞液浓度不断升高,则细胞吸水能力逐渐增强;而在质壁分离复原过程中,细胞不断吸水,细胞液浓度逐渐降低,细胞的吸水能力减弱。10.B细胞发生质壁分离是因为原生质层的收缩程度比细胞壁的收缩程度大,故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,A正确;水分子是可以自由穿过原生质层的,只是在发生质壁分离时,单位时间内出细胞的水分子比进入细胞的水分子要多,B错误;据图分析,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已经复原,C正确;T3、T4组,若持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能会下降,D正确。11.A组成气孔的保卫细胞吸水时会使得气孔开放,失水时会导致气孔关闭。由图可知,滴加蔗糖溶液①后气孔开放,滴加蔗糖溶液②后气孔关闭,滴加蔗糖溶液③后气孔开放程度比滴加蔗糖溶液①后还大,这说明蔗糖溶液③的浓度小于蔗糖溶液①,蔗糖溶液②的浓度高于保卫细胞的细胞液浓度。由以上分析可知,在蔗糖溶液③中,保卫细胞吸收的水分比在蔗糖溶液①中吸收的水分多,因此比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后<①处理后,A项错误;在蔗糖溶液②中保卫细胞发生了失水,此时最可能在视野中观察到质壁分离现象,B项正确;由以上分析可知,滴加③后有较多的水分子进入保卫细胞,且蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,C、D项正确。12.DAB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的细胞质的起始渗透压,细胞失水,A错误;AB段细胞体积变小,细胞失水,则B点红细胞的细胞质的渗透压大于A点,B错误;硝酸根离子和钾离子以主动运输的方式进入红细胞,使得细胞质的渗透压高于外界溶液,细胞吸水,才出现BC段的变化,C错误;B点KNO3溶液与红细胞的细胞质的渗透压相等,水分子进出细胞处于动态平衡,D正确。13.C实验前长度与实验后长度的比值为1时,水分进出细胞达到平衡;比值小于1表明细胞吸水,且比值越小花冠细条吸水越多,则吸水量a>b>c;比值大于1表明细胞失水,且比值越大,花冠细条失水越多,则失水量d<f,A、B正确。实验后a组细胞液中溶质浓度低于b组,因此a组细胞吸水能力小于b组,C错误。由c组吸水,d组失水可知,细条细胞液浓度介于0.4mol·L-1和0.5mol·L-1之间,D正确。14.(1)2和4(2)外界溶液浓度大于细胞液浓度原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性(3)无法判断(4)高乙>丁>甲>戊>丙降低解析(1)原生质层包括2细胞膜、4液泡膜以及二者之间的细胞质。(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件(外因)是外界溶液浓度大于细胞液浓度,植物细胞自身应具备的结构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(3)图b中的细胞可能处于质壁分离状态,也可能处于质壁分离平衡状态,还可能处于质壁分离复原状态,所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系无法判断。(4)①在乙溶液中,红心萝卜A和B的幼根质量都变小,说明二者都失水,但B的失水量更大,说明B与外界溶液的浓度差更大,所以红心萝卜A细胞液浓度大于红心萝卜B细胞液浓度。②观察萝卜A的幼根质量变化,质量越小,说明外界溶液浓度越高,则甲~戊五种蔗糖溶液浓度的大小关系是乙>丁>甲>戊>丙。③甲蔗糖溶液中红心萝卜A的幼根质量不变,说明吸水和失水保持平衡,若在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,外界溶液浓度变小,一段时间后根细胞吸水,其细胞液浓度降低。15.(2)NaCl溶液红细胞形态有何变化(3)体积变大维