高考生物一轮复习讲义-第2单元第5课时水进出细胞的原理.docx

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1、第5课时水进出细胞的原理目标要求实验：(1)通过模拟实验探究膜的透性。(2)观察植物细胞的质壁分离和复原。考点一动植物细胞的吸水和失水1渗透作用(1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。(2)渗透作用产生的条件(3)渗透作用现象分析A、B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题：A图中渗透达到平衡，半透膜两侧有(填“有”或“没有”)水分子的进出。A图中h不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为：S1S2(填“”“B或AB，细胞吸水，处于质壁分离复原过程；当A处理后B质壁分离现象最可能出现在滴加后的观察视野中C滴加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答案A解析通过题图分

2、析可知，处细胞吸水量少于处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度处理后处理后，A错误；处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加后的观察视野中，B正确；滴加后细胞大量吸水，故滴加后有较多水分子进入保卫细胞，C正确。3(2022全国甲，2)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：细胞a未发生变化；细胞b体积增大；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()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，

3、细胞液浓度大小关系为细胞b细胞a细胞cC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答案C解析三种不同浓度的植物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，细胞a体积未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生质壁分离，所以，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b细胞a细胞c，A、B正确；细胞c的质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶液，使蔗糖溶液比最初蔗糖溶液浓度小，由题干信

4、息“细胞a在蔗糖溶液中未发生变化”可知，说明细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而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，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错误、D正确。4(2022湖北)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是()A经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀B经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小C未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀D未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小答案B解析经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋

5、白失去活性，但水可以通过自由扩散的形式进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会失水变小，A正确、B错误；未经AgNO3处理的红细胞，水可通过水通道蛋白快速进出细胞，也可通过自由扩散进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小，C、D正确。一、易错辨析1渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度()2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()3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()4植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核()5成熟的植物细胞在发生质壁分离的过程中，细胞吸水

6、能力逐渐减弱()6在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离()二、填空默写1(必修1 P61)原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。2(必修1 P63)当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来。课时精练一、选择题1.(2023赤峰高三期末)如图为显微镜下某植物细胞在质量分数为30%的蔗糖溶液中的示意图。下列叙述错误的是()A若将该细胞置于清水中，a基本不变B若将该细胞置于质量分数为40%的蔗糖溶液中，b/a的值将变小Cb/a的值能表示细胞失水的程度Da、b分别表示细胞和液泡的长度答案D解析图中细胞处于质壁分离状态，

7、由于细胞壁的伸缩性较小，因此，将该细胞置于清水中时，a基本不变，A正确；若将该细胞置于质量分数为40%的蔗糖溶液中，与图示相比，a基本不变，但因失水更多而使b减小，所以b/a的值将变小，b/a的值可表示细胞失水的程度，B、C正确；图中a表示的是细胞的长度，b表示的是原生质层的长度，D错误。2科研人员将人的红细胞分别置于蒸馏水及4种等渗溶液中，测定红细胞溶血(红细胞破裂)所需的时间，结果如图所示。据图分析下列说法正确的是()A不同物质的运输速率取决于膜上载体蛋白的数量B与乙醇溶液相比，处在丙酮溶液中的红细胞吸水更快C红细胞对各种物质的吸收体现了细胞膜具有一定的流动性D处于氯化铵溶液中的红细胞溶血

8、时间最长可能与红细胞无法吸收Cl和NH有关答案B解析甘油、乙醇、丙酮的运输与膜上载体蛋白的数量无关，A错误；乙醇和丙酮溶液中红细胞吸水的速度大小关系为丙酮乙醇，B正确；红细胞对各种物质的吸收体现了细胞膜的选择透过性，C错误；处于氯化铵溶液中的红细胞溶血时间最长说明红细胞吸收Cl和NH的速率较慢，D错误。3图甲为简易渗透装置，a中为清水，b中为蔗糖溶液，c为半透膜(葡萄糖分子可以通过，蔗糖分子不可以通过)；图甲中液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞放在某外界溶液中发生的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述中错误的是()A由图甲中漏斗内液面上升可知，实验结束时b液体的

9、浓度大于a液体的浓度B向图甲的漏斗内加入少量蔗糖酶后(考虑酶分子)，漏斗液面将先上升后下降，最终维持着一定的液面高度差C由图乙可知，图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降D图丙所示状态的细胞正在发生质壁分离答案D解析图丙细胞处于质壁分离或质壁分离的复原阶段，此时细胞可能正在发生失水，也可能正在发生吸水，也可能处于动态平衡状态，D错误。4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所示，下列有关叙述正确的是()AKNO3溶液的起始浓度小于红细胞内液的起始浓度B与b点相比，a点对应时刻红细胞内液的渗透压较大Cab段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Db点

10、对应的时刻，KNO3溶液与红细胞内液的渗透压相等答案D解析据图分析，ab段细胞体积变小，说明KNO3溶液的起始渗透压大于红细胞内液的起始渗透压，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。5(2019浙江4月选考，9)哺乳动物细胞在0.9% 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()A在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱

11、缩并发生质壁分离B在0.9% 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0.9% 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答案C解析兔红细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞达到平衡，B错误；在低于0.9%NaCl溶液中，进入红细胞的水分子多于出红细胞的水分子，红细胞会因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂，C正确；渗透作用是水分子通过膜的扩散，其中水分子是从其分子数相对较多处向相对较少处扩散，即从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行扩散，D错

12、误。6(2023大庆实验中学高三模拟)将若干生理状况基本相同，长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组)，尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。据图分析，下列叙述正确的是()A1组中的尿素分子和2组中的K、NO都进入了细胞，但进入的方式不同B3组中，如果一直增大蔗糖溶液浓度，萝卜条就会一直缩短C实验组中都发生了质壁分离和复原现象D对照组中水分子在前15 min进入了细胞，15 min之后不再进入答案A解析1组中尿素分子进入细胞的运输方式是自由扩散，而K、NO进入细胞的方式是主动运输，A正确；3组

13、中，如果一直增大蔗糖溶液浓度，萝卜条就会缩短，但由于细胞壁的支持作用，萝卜条不可能无限缩短，B错误；实验组中蔗糖溶液的实验，细胞只发生质壁分离没有复原，C错误；对照组中水分子在前15 min进入细胞多于出细胞，15 min之后水分子仍进入细胞，只是水分子进出细胞处于动态平衡，D错误。7把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先在清水中观察，然后用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液取代清水，继续观察，结果如图所示。对此现象的推断最合理的是()A清水中的保卫细胞失水导致气孔开放B蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水后导致气孔关闭C清水中的保卫细胞很快出现质壁分离并自动复原D

14、蔗糖溶液的保卫细胞失水导致气孔关闭答案D解析由图可以看出，清水中的保卫细胞吸水，气孔开放，A错误；蔗糖溶液中，细胞失水，导致气孔关闭，但原生质层具有选择透过性，蔗糖不能进入细胞，B错误；清水中的保卫细胞吸水，没有发生质壁分离，也不会出现质壁分离自动复原，C错误。8某校生物兴趣小组的同学为了探究校园植物细胞的吸水和失水情况，选取大小相同、生理状态相似的红色月季花花瓣均分2组，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水量的变化如图1，液泡直径的变化如图2。下列叙述错误的是()A图1乙曲线的形成过程中可能发生了物质的主动运输B图2中曲线和图1中甲溶液中细胞失水量曲线对应C第4分钟前甲溶液中花瓣细

15、胞的失水速率小于乙溶液D曲线走势不同的主要原因是甲、乙两种溶液的溶质不同答案C解析据图细胞失水的斜率可知，第4分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，C错误。9科学家将番茄和水稻幼苗分别放在完全营养液中培养，在二者的吸水速率几乎相同的情况下，实验前后的培养液中离子浓度之比如图，下列分析错误的是()A两种植物对同一离子的吸收方式都是主动运输B实验结束时，培养水稻的培养液中Ca2的数量减少C两种植物吸收离子的选择性只取决于细胞膜上载体种类D番茄幼苗吸收培养液中的Mg2比水稻幼苗吸收的多答案C解析两种植物选择性吸收离子是由细胞膜上载体的种类和数量决定的，C错误。10(2023四川宜宾高三阶段测试

16、)下列有关细胞吸水和失水的叙述，正确的是()A水分子进出细胞，取决于细胞内外溶液的浓度差B当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度低时，哺乳动物红细胞失水皱缩C当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时，洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破D用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度相同答案A解析水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差，当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞失水，当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞吸水，A正确；当外界溶液的浓度比细胞内溶液的浓度低时，哺乳动物红细胞会吸水膨胀，甚至涨破，B错误；植物细胞有细胞壁，细胞壁的作用是支持和保护，植物细胞不会吸水涨破，C错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同

17、部位细胞的细胞液浓度不一定都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时，观察到的质壁分离程度可能不同，D错误。11下图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜，甲、丙装置中A、B、a、b溶液浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，乙、丁装置分别表示一段时间后甲、丙装置的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MAMB，MaMbMA，则达到平衡后()Ah1Mb Bh1h2、Mah2、Mah2、MaMb答案A解析由于MaMbMAMB，所以甲和丙装置中水分子都会流向漏斗，使漏斗液面分别升高h1、h2，根据题设条件，(MaMA)与(MbMB)相比，后者更大，故达到平衡后h

18、1应小于h2。由于丁中漏斗得到的水分子数多于乙中漏斗得到的水分子数，因而达到平衡后MaMb，A正确。二、非选择题12如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致，渗透平衡时的液面差为h，此时S1和S2浓度大小关系为_。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的_，此结构是由_组成。(3)为进一步探究两种膜的特性，某小组做了以下实验。选两套渗透装置，标上代号X和Y，在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装

19、置有_(填代号)。给两个紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片分别滴加0.3 g/mL的蔗糖溶液、等渗的KNO3溶液，再观察临时装片中洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两种都能出现的现象是_。答案(1)S1S2(2)原生质层细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质(3)X质壁分离13如图是哺乳动物成熟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，P点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度。回答下列问题：(1)哺乳动物成熟的红细胞是提取细胞膜的良好材料，原因是_。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”的主要成分是_。根据图示可知，该红细胞在浓度

20、为_mmolL1的NaCl溶液中能保持正常形态。(2)将相同的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞乙的吸水能力_(填“大于”“小于”或“等于”)红细胞甲，原因是_。(3)研究者进一步实验发现，红细胞在清水中很容易涨破，而水生动物的卵母细胞在清水中不易涨破，红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关。为了验证这一结论，科研人员将水通道蛋白CHIP28插入不含有水通道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放清水中。预期实验结果是_。(4)为了进一步研究水通道蛋白CHIP28的功能，科研人员将水通道蛋白CHIP28插入人工制作的脂质体并置于某一溶液中，记录脂质体涨破的时间。对照组则需要制作_。答案(1)哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多细胞器蛋白质和脂质150(2)大于红细胞乙失水量多，细胞液浓度较高，吸水能力较强(3)卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破(4)不含水通道蛋白CHIP28的等体积脂质体解析(1)根据图示可知，猪的红细胞在浓度为150 mmol/L的NaCl溶液中能保持正常形态。(2)图中显示，B点的NaCl溶液浓度高于A点，红细胞在B点所对应的NaCl溶液中会失水较多，因此红细胞乙失水量多，而红细胞甲置于A点所对应的NaCl溶液浓度中失水较少，故红细胞乙的细胞液浓度高，渗透压高，因此吸水能力较强。