备考2025届高考生物一轮复习【分层练习】第2章课时3细胞的吸水和失水

第2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，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0.075g/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）白萝卜凹槽凹槽1凹槽2凹槽3凹槽4比值（N/M）1.251.181.010.91A.凹槽4、凹槽1B.凹槽4、凹槽2C.凹槽1、凹槽3D.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，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：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，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，0.15g/mL蔗糖溶液比0.20g/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150mmol·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150mmol·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