高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4章 细胞的物质输入和输出第1节 被动运输优秀课堂检测

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第1节　被动运输
知识清单

一、水进出细胞的原理——渗透作用
1．渗透作用的概念
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
2．渗透作用具备的两个条件

(1)具有③半透膜。
(2)膜两侧①②具有浓度差。
3．动物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。
(2)条件及现象
过程
条件
现象
吸水
外界溶液的浓度＜细胞质的浓度

失水
外界溶液的浓度＞细胞质的浓度

平衡
外界溶液的浓度＝细胞质的浓度

4.植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构

(2)原理和现象
①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。
二、植物细胞的质壁分离和复原
1．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。
2．实验步骤及现象

3．发生质壁分离的原因
(1)外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。
(2)内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大。
三、自由扩散和协助扩散
1．被动运输：物质以扩散方式进入细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的跨膜运输方式，包括自由扩散和协助扩散。
2．自由扩散和协助扩散


自由扩散(也叫简单扩散)
协助扩散(也叫易化扩散)
图示
甲
乙
条件
不需要转运蛋白，不消耗能量
需要转运蛋白，不消耗能量
运输方向
高浓度一侧→低浓度一侧
举例
O2和CO2
葡萄糖、氨基酸的顺浓度跨膜运输


考点突破

考点01 渗透作用的原理及应用分析
【典型例题】
某学习小组设计了如图所示的渗透装置，U形管左右两侧的葡萄糖和麦芽糖质量浓度相等，膀胱膜不允许溶质分子通过，实验前左右两侧的液面平齐。下列有关分析正确的是（       ）

A．实验开始后，左侧液面升高而右侧液面降低
B．用纱布或滤纸取代膀胱膜会出现同样的实验现象
C．实验过程中，水分子只能从右侧通过膀胱膜进入左侧
D．实验达到平衡状态时，在两侧分别加入等量的麦芽糖酶，则两侧液面的高度差增大
【答案】A
【解析】
A、若U形管左右两侧分别加入质量浓度相等的葡萄糖和麦芽糖溶液，且半透膜不允许溶质分子通过，由于葡萄糖的相对分子质量较小，葡萄糖溶液中单位体积内溶质分子较多，吸水力较大，则实验现象是左侧液面高于右侧，A正确；
B、用纱布或滤纸会允许溶质分子和水分子通过，因此二者取代膀胱膜不会出现同样的实验现象，B错误；
C、实验过程中，水分子不仅能从右侧通过膀胱膜进入左侧，也能通过膀胱膜从左侧进入右侧，只不过刚开始进入左侧的水分子较多，进而导致左侧液面上升，C错误；
D、实验达到平衡状态时，在两侧分别加入等量的麦芽糖酶，则随着麦芽糖被分解，右侧溶液吸水力增大，则两侧液面的高度差减小，D错误。
故选A。

【归纳总结】分析与渗透作用有关的试题的方法

(1)若半透膜两侧是同种溶液，溶剂分子的运动可以根据质量浓度或物质的量浓度的大小判定
①若溶质不能通过半透膜，则高浓度一侧液面升高，达到渗透平衡时，一般半透膜两侧溶液的浓度不相等，液面高的侧形成静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
②若溶质能通过半透膜，则高浓度一侧液面先升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。
(2)若半透膜两侧是不同种溶液，溶剂分子（均不能通过半透膜)的运动只能根据物质的量浓度大小判定。如半透膜两侧是质量分数相同的淀粉溶液和蔗糖溶液，则蔗糖溶液一侧单位体积中蔗糖分子数多（水分子数少），水分子整体表现为由淀粉溶液一侧通过半透膜向蔗糖溶液一侧扩散。
考点02 动植物细胞吸水与失水分析
【典型例题】
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，图为操作及观察结果示意图（注：图中两个保卫细胞贴近气孔部分的细胞壁较厚，伸缩性较小，外侧较薄，伸缩性较大）。下列叙述正确的是（       ）

A．比较保卫细胞的细胞液浓度，③处理后>①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加③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③>①>②
【答案】C
【解析】
AD、滴加蔗糖溶液①后，气孔大小几乎不变，说明进出保卫细胞的水分子动态平衡，①为保卫细胞的等渗溶液，蔗糖溶液①的浓度=保卫细胞细胞液浓度；滴加蔗糖溶液②后，气孔变小，说明保卫细胞失水皱缩，②为保卫细胞的高渗溶液，蔗糖溶液②的浓度＞保卫细胞细胞液浓度；滴加蔗糖溶液③后，气孔变大，说明保卫细胞吸水膨胀，③为保卫细胞的低渗溶液，蔗糖溶液③的浓度＜保卫细胞细胞液浓度，因此3种蔗糖溶液浓度高低为②＞①＞③，③处理后细胞吸水，而①处理后水分子进出动态平衡，因此③处理后细胞的细胞液浓度＜①处理后，AD错误；
B、滴加蔗糖溶液②后一段时间，保卫细胞气孔关闭，说明保卫细胞在蔗糖溶液②中失去一定水分，即②处细胞失水，发生质壁分离，①几乎不变，而③处细胞吸水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B错误；
C、滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确。
故选C。
【解题必备】动植物细胞的吸水和失水
（1）动物细胞的吸水和失水
a.

b.现象
外界溶液浓度<细胞质浓度→细胞吸水膨胀。
外界溶液浓度>细胞质浓度→细胞失水皱缩。
外界溶液浓度=细胞质浓度→水分进出平衡。
（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物
细胞为例）
a.原理

b.现象
①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就会发生质壁分离现象。
②.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界溶液浓度，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
考点03 植物细胞的质壁分离、复原实验及应用
【典型例题】
某小组以紫色洋葱外表皮、黑藻为材料，用不同浓度的蔗糖溶液进行质壁分离及复原的实验，结果如下表。
实验材料
蔗糖溶液浓度（g/mL）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
紫色洋葱外表皮
质壁分离时间
——
184
101
50
39
清水复原时间
——
46
40
58
——
黑藻
质壁分离时间
——
——
231
160
120
清水复原时间
——
——
350
172
151
备注: 1.“——”表示没有发生质壁分离或复原；
2.质壁分离的时间记法是从滴下溶液开始到约50%的细胞出现明显质壁分离为止；清水复原的时间记法是从滴下清水开始到约50%的细胞恢复到原来的状态为止。
下列相关叙述，正确的是（  ）
A．紫色洋葱外表皮细胞在失水的过程中颜色逐渐加深，吸水能力逐渐减弱
B．滴加 0.3g/mL蔗糖溶液后的第231秒，黑藻的大多数细胞开始失水
C．用0.5g/mL的蔗糖溶液处理后，紫色洋葱外表皮细胞可能已死亡
D．由实验结果可知，黑藻的细胞液浓度可能小于紫色洋葱外表皮
【答案】C
【解析】
A、紫色洋葱外表皮细胞在失水的过程中，液泡中的细胞液浓度越来越大，其颜色逐渐加深，吸水能力逐渐增强，A错误；
B、质壁分离的时间记法是从滴下溶液开始到约50%的细胞出现明显质壁分离为止，滴加 0.3g/mL蔗糖溶液后的第231秒，黑藻的50%的细胞出现明显质壁分离，说明黑藻的大多细胞已经失水，而不是开始失水，B错误；
C、用0.5g/mL的蔗糖溶液处理后，紫色洋葱外表皮细胞不能发生质壁分离后复原，说明紫色洋葱外表皮细胞可能已死亡，C正确；
D、由表格可知，蔗糖溶液浓度为0.2g/mL时，紫色洋葱外表皮细胞能发生质壁分离，故紫色洋葱外表皮细胞液浓度小于0.2g/mL，而黑藻细胞不能发生质壁分离，说明黑藻的细胞液浓度大于或等于0.2g/mL，因此由实验结果可知，黑藻的细胞液浓度大于紫色洋葱外表皮，D错误。
故选C。

【拓展延伸】．质壁分离和复原实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活

(2)测定细胞液浓度范围

(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度

(4)比较未知浓度溶液的浓度大小

(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)

考点04 被动运输
【典型例题】
．下列关于被动运输的叙述，不正确的是（　　）
A．有机分子也可能以自由扩散方式进出细胞
B．氮气分子以自由扩散的方式进出细胞
C．氨基酸、葡萄糖可通过被动运输进出细胞，不需要蛋白质参与
D．被动运输过程一定不需要消耗能量
【答案】C
【解析】
A、有机分子也可能以自由扩散方式进出细胞，如甘油等脂溶性物质，A正确；
B、氮气等气体分子以自由扩散的方式进出细胞，B正确；
C、氨基酸、葡萄糖可通过被动运输（为协助扩散）进出细胞，一定需要转运蛋白参与，C错误；
D、被动运输过程是顺浓度梯度运输，一定不需要消耗能量，D正确。
故选C。
【方法技巧】

分层提分

题组A 基础过关练
1．下列现象属于渗透作用的是（       ）
A．水分子通过植物细胞的细胞壁
B．水分子或其他溶剂分子通过细胞膜
C．干大豆种子泡在清水中逐渐涨大
D．夏天新鲜蔬菜在空气中萎蔫
【答案】B
【解析】
A、水分子通过植物细胞的细胞壁，细胞壁是全透性的，水分子没有通过半透膜，不属于渗透作用，A错误；
B、细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过细胞膜，属于渗透作用，B正确；
C、干大豆种子泡在清水中逐渐胀大，是干种子中的亲水性物质吸水导致的，属于吸胀作用，不是渗透作用，C错误；
D、夏天新鲜蔬菜在空气中萎蔫是蒸腾作用失水导致的，不属于渗透作用，D错误。
故选B。
2.当根尖成熟区表皮细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度时，水分子的运动情况是（       ）
A．水分子只进不出
B．水分子只出不进
C．单位时间内进入细胞的水分子多于从细胞中出来的水分子的数量
D．单位时间内进入细胞的水分子少于从细胞中出来的水分子的数量
【答案】C
【解析】
根尖成熟区表皮细胞的浓度大于土壤溶液的浓度，细胞会吸水，即植物细胞周围水溶液的浓度小于植物细胞液的浓度时，单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数，细胞呈现细胞渗透吸水现象。
故选C。
3．某同学设计的渗透实验：用鸡蛋膜将漏斗口封住，再装上清水，把漏斗浸入盛有10%的NaCl溶液的烧杯中，使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样高，但他始终没有观察到渗透现象。他应该怎样改进此装置才能达到实验目的（       ）
A．把10%的NaCl溶液换成30%的NaCl溶液
B．把10%的NaCl溶液装在漏斗里，清水装在烧杯中
C．把鸡蛋膜换成其他半透膜
D．把10%的NaCl溶液换成30%的蔗糖溶液
【答案】D
【解析】
A、由于NaCl能够透过半透膜，把10%的NaCl溶液换成30%的NaCl溶液，最终会使半透膜两侧的浓度相同，液面高度也会相同而观察不到渗透现象，A错误；
B、把10%的NaCl溶液装在漏斗里，清水装在烧杯中，由于NaCl能够透过半透膜，最终会使半透膜两侧的浓度相同，液面高度也会相同而观察不到渗透现象，B错误；
C、把鸡蛋膜换成其他半透膜，由于NaCl能够透过半透膜，最终会使半透膜两侧的浓度相同，液面高度也会相同而观察不到渗透现象，C错误；
D、把10%的NaCl溶液换成30%的蔗糖溶液，由于蔗糖分子不能通过半透膜，半透膜两侧的溶液具有浓度差，能观察到渗透现象，D正确。
故选D。
4．成熟的植物细胞能发生质壁分离。下列叙述错误的是（       ）
A．质壁分离中的“质”和“壁”分别指原生质层和细胞壁
B．细胞壁是全透性的，水分子可以自由通过细胞壁
C．植物细胞原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大
D．植物细胞在发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力减弱
【答案】D
【解析】
A、质壁分离中的“质”和"壁"分别指原生质层和细胞壁，质壁分离指原生质层和细胞壁的分离，A正确；
B、细胞壁是全透性的，水分子和其它溶质分子都可以自由通过细胞壁，B正确；
C、成熟的植物细胞能发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，C正确；
D、植物细胞在发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度逐渐增大，因此细胞的吸水能力逐渐增强，D错误。
故选D。
5．在“观察洋葱外表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，显微镜下可以依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态，下列叙述正确的是（       ）

A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的
B．由乙转变为丙的过程中细胞吸水能力增大、液泡的颜色变浅
C．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
D．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验
【答案】A
【解析】
A、甲到乙的过程中，细胞发生质壁分离，细胞失水，说明甲图细胞是有活性的，A正确；
B、乙到丙的过程细胞发生质壁分离的复原，细胞吸水，液泡体积增大，细胞液浓度降低，液泡的颜色变浅，细胞吸水能力减小，B错误；
C、由于根尖分生区细胞不具有大液泡，不能发生质壁分离，不能作为观察质壁分离及质壁分离复原的实验材料，C错误；
D、观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原的实验用的是前后自身对照的原则，图中甲和乙的细胞状态都可以起对照作用，D错误。
故选A。
6．图是物质甲跨膜运输过程的示意图，乙表示的是细胞膜上的某种蛋白质。以下相关的叙述中，错误的是（       ）

A．乙与甲结合后空间结构会改变
B．乙与甲的结合具有特异性
C．甲可能是维生素D分子
D．细胞主要通过图示过程吸收所需的物质
【答案】C
【解析】
A、乙是载体蛋白，与甲结合后空间结构会改变，A正确；
B、载体蛋白运输物质具有特异性，B正确；
C、维生素D分子是脂溶性的小分子，为自由扩散进入细胞，不需要载体蛋白，C错误；
D、图示过程需要载体蛋白且消耗能量，是主动运输，是细胞运输物质最主要的方式，D正确。
故选C。
7．如图a、b、c为三种不同状态的植物细胞。将a细胞放入一定浓度的物质M溶液中，发现其原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积变化趋势如图曲线所示。

(1)教材探究实验中，要观察到图a→b→c的过程，需将_________外表皮细胞放在_________g/mL的蔗糖溶液中用显微镜观察。
(2)植物细胞由a→b→c过程中。细胞液的浓度不断_________，细胞的吸水能力不断_________。
(3)如果a。b、c为不同植物细胞放在同一种外界溶液一段时间达到平衡后的现象，那么三种细胞初始细胞液浓度大小顺序为_________。
(4)a细胞在物质M中2一3h的时间段内，物质M的渗透压_________（“等于”、“大于”、“小于”）细胞液渗透压。
(5)如果图a表示曲线中A点植物细胞状态，图c表示曲线中B点植物细胞状态，那么能否确定细胞b的状态是位于曲线AB之间还BC之间？_________。原因是_________。
【答案】
(1) 洋葱紫色     0.3
(2) 增大     增强
(3)a＞b＞c
(4)小于
(5)     不能     只能看出b细胞的原生质层体积小于细胞壁体积，不能判断此时是质壁分离还是质壁分离复原
【解析】
(1)教材探究实验中，要观察到图a→b→c的过程，需将洋葱紫色外表皮细胞放在0.3g/mL的蔗糖溶液中用显微镜观察。
(2)植物细胞由a→b→c过程中，原生质层不断缩小，说明细胞不断失水，细胞液浓度不断升高，吸水能力不断增强。
(3)如果a、b、c为不同植物细胞放在同一种外界溶液一段时间达到平衡后的现象，a吸水或不失水，b介于a和c之间，c失水最严重，所以浓度大小顺序为a大于b大于c。
(4)由图可知，a细胞在物质M中2-3h内吸水，说明此时M的渗透压小于细胞液渗透压。
(5)如果图a表示曲线中A点植物细胞状态，图c表示曲线中B点植物细胞状态，不能判断b细胞的状态是位于曲线AB之间还BC之间，原因是只能看出此时b细胞原生质层体积小于细胞壁体积，看不出是在质壁分离还是质壁分离复原。
题组B 能力提升练
8．下列属于渗透作用的是（　　）
①K+通过植物细胞的细胞壁
②水分子通过植物细胞的细胞膜
③K+通过细胞的原生质层
④水分子通过液泡膜
⑤水分子通过细胞的原生质层
⑥暂时萎蔫的青菜放入清水中后变得挺直
A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥
C．①②③④ D．③④⑤⑥
【答案】B
【解析】
①细胞壁具有全透性，K+通过植物细胞的细胞壁不属于渗透作用，①错误；
②细胞膜相当于半透膜，水分子通过植物细胞的细胞膜属于渗透作用，②正确；
③原生质层相当于半透膜，但K+通过细胞的原生质层不属于渗透作用（特指水），③错误；
④液泡膜属于生物膜，具有选择透过性，是半透膜，水分子通过液泡膜属于渗透作用，④正确；
⑤细胞的原生质层相当于半透膜，⑤正确；
⑥暂时萎蔫的青菜放入清水，细胞发生渗透吸水而变得坚挺，⑥正确。
故选B。
9．某物质X借助细胞膜上通道蛋白扩散进入细胞内。下列关于该物质X的运输方式的叙述，正确的是（       ）
A．该物质X的运输可以逆浓度梯度进行
B．每次转运时会涉及通道蛋白空间构象改变
C．细胞能通过该运输方式摄入大分子蛋白质
D．物质X浓度梯度大小会直接影响其运输速率
【答案】D
【解析】
A、物质X借助细胞膜上通道蛋白扩散进入细胞内，运输方式为协助扩散，其顺浓度梯度进行，A错误；
B、转运时X不需要与通道蛋白结合，不涉及空间构象改变，B错误；
C、细胞摄入大分子蛋白质的方式为胞吞，C错误；
D、协助扩散顺浓度梯度进行，不需要消耗细胞内化学反应产生的能量，因此膜内外物质浓度梯度大小会直接影响物质运输速率，D正确。
故选D。
10．某些植物细胞因外界溶液浓度的变化而发生质壁分离和质壁分离复原。下列叙述错误的是（       ）
A．质壁分离的外因：外界溶液浓度>细胞液浓度
B．质壁分离的内因：细胞壁的伸缩性小于原生质层
C．质壁分离的表现：液泡变小，原生质层与细胞壁分离
D．质壁分离复原过程：细胞的吸水能力逐渐升高
【答案】D
【解析】
A、成熟的植物细胞在外界溶液浓度高时，细胞失水，会发生质壁分离，故质壁分离的外因是：外界溶液浓度>细胞液浓度，A正确；
B、原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，是发生质壁分离的内因，B正确；
C、植物细胞发生质壁分离时，细胞通过原生质层失水，表现为：液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，C正确；
D、发生质壁分离复原的过程中，细胞吸水，导致细胞液浓度逐渐降低，细胞的吸水能力逐渐减弱，D错误。
故选D。
11．若下图为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．成熟的植物细胞可能发生渗透失水或吸水
C．当溶液浓度A>B时，细胞发生质壁分离
D．未成熟的植物细胞不发生渗透失水或吸水
【答案】D
【解析】
A、植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜及这两层膜之间的细胞质组成，相当于一层半透膜，A正确；
B、成熟的植物活细胞具有原生质层，若两侧具有浓度差，可能发生渗透失水或吸水，B正确；
C、当溶液浓度A>B时，细胞渗透失水会发生质壁分离，C正确；
D、未成熟的植物细胞没有大液泡，细胞膜也具有半透膜的功能，细胞内溶液与外界溶液存在浓度差时，细胞也能发生渗透吸水或失水，D错误。
故选D。
12．将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸入一定浓度的蔗糖溶液中，一段时间后，显微镜下观察到细胞呈现如下图现象。下列叙述错误的是（       ）

A．上图细胞发生了质壁分离，说明蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度
B．观察到④内紫色加深而⑤处无色，说明②与④具有选择透过性
C．若将上图细胞浸入清水能发生复原现象，说明该细胞是有活性的
D．用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞重复上述操作，细胞不发生质壁分离
【答案】D
【解析】
A、由图可知，该细胞发生了质壁分离，说明蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，A正确；
B、观察到④内紫色加深而⑤处无色，说明④中水可以透过半透膜而色素不可以透过，说明②与④具有选择透过性，B正确；
C、具有活性的细胞才可以发生质壁分离复原，C正确；
D、紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞是成熟植物细胞，具有中央大液泡，可以发生质壁分离，D错误。
故选D。
13．协助扩散也叫易化扩散，是在细胞中常见的运输方式。下列哪项是协助扩散的特点（　　）
A．物质从低浓度一侧到高浓度一侧
B．不需要转运蛋白，不需要能量
C．物质从高浓度一侧到低浓度一侧，需要能量
D．需要转运蛋白，但不需要能量
【答案】D
【解析】
A、协助扩散中物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧，A错误；
B、协助扩散需要转运蛋白，不需要能量，B错误；
C、协助扩散中物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要消耗能量，C错误；
D、协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量，D正确。
故选D。
14．用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2ml·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体的相对体积变化如下图。

(1)植物细胞的质壁分离是指原生质层与细胞壁的分离，原生质层是指____________；在研究该过程时，细胞内的液体环境主要是指____________。
(2)图中A→B段该植物细胞的吸水能力____________（填“逐渐增强”或“逐渐减弱”或“基本不变”）。从植物细胞各部分结构特点上讲，该细胞能发生质壁分离的原因是____________。
(3)1min时，原生质层与细胞壁之间的液体与外界溶液浓度相同，原因是________。2min后，处于2mol·L-1的乙二醇溶液中细胞的原生质体体积的变化过程称为____________。
(4)若该植物细胞的细胞液浓度在1mol·L-1～2mol·L-1之间，要用实验估测一下其细胞液浓度，可配制____________的蔗糖溶液（精确到0.1mol·L-1），将生理状态相同的该植物细胞分别浸泡到各蔗糖溶液中，观察细胞是否发生质壁分离，则该细胞的细胞液浓度应该处于____________之间。
【答案】
(1) 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质     液泡内的细胞液
(2) 逐渐增强     细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性
(3) 细胞壁具有全透性，原生质层与细胞壁之间充满了外界溶液     质壁分离的复原
(4)     1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0mol·L-1
     未发生质壁分离和将要发生质壁分离蔗糖溶液的浓度
【解析】
(1)细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。成熟植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，所以在研究质壁分离过程中，细胞内的液体环境主要是指液泡内的细胞液。
(2)原生质体体积A→B段下降，说明细胞失水，发生质壁分离，失水越多，吸水能力越强，故随质壁分离的进行，吸水能力逐渐增强。细胞能发生质壁分离从细胞结构上来讲是因为细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
(3)由于细胞壁是全透性的，则在细胞壁与原生质层之间充满了外界溶液，故1min时，原生质层与细胞壁之间的液体与外界溶液浓度相同。 2mol/L的乙二醇溶液的坐 标曲线，在2min以后的变化为：原生质体体积不断增大，最后恢复原状，说明2min以后，乙二醇溶液进入细胞，细胞液水势变大，细胞开始吸水，发生质壁分离复原。
(4)质壁分离的应用：测定细胞液的浓度范围。配制1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0mol·L-1，将生理状态相同的该植物细胞分别浸泡到各蔗糖溶液中，观察细胞是否发生质壁分离。细胞液的浓度介于未发生质壁分离和将要发生质壁分离蔗糖溶液的浓度之间。
题组C 培优拔尖练
15．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 （       ）

A．KNO3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点对应时刻的红细胞内液的浓度较大
C．ab段细胞失水使红细胞内液的浓度大于KNO3溶液，从而出现bc段的变化
D．b点对应的时刻，KNO3溶液与红细胞内液的浓度相等
【答案】D
【解析】
A、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始渗透压，细胞失水，A错误；
B、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；
C、ab段中细胞失水，细胞内液的渗透压低于外界溶液，C错误；
D、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。
故选D。
16．图甲是人的红细胞处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。有关叙述错误的是（　　）

A．图甲中150 mmol·L－1NaCl溶液不影响人红细胞的功能
B．图甲中显示可用小于100 mmol·L－1NaCl溶液处理人红细胞制备纯净细胞膜
C．图乙中OA段细胞的吸水能力逐渐减弱，AB段细胞的吸水能力逐渐增强
D．图乙中细胞失水量变化过程中不只有水分子进出细胞
【答案】C
【解析】
A、图甲中，150mmol•L-1NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比等于1，说明该溶液浓度与细胞内液浓度的渗透压相等，不影响红细胞功能，A正确；
B、人的红细胞内没有细胞核和众多的细胞器，而且图甲中红细胞在100mmol•L-1NaCl溶液会吸水涨破，因此，用该浓度的NaCl溶液处理人红细胞可制备纯净细胞膜，B正确；
C、图乙中OA段细胞的失水量逐渐增大，则细胞浓度会逐渐增大，因此，细胞的吸水能力逐渐增强，C错误；
D、图乙中细胞失水量变化过程中，既有水分子渗出，也有水分子和钾离子和硝酸根离子进入细胞，D正确。
故选C。
17．将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入某种溶液中，其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列说法错误的是（       ）

A．t1时刻与t2时刻水分子的渗透方向不同
B．t3时刻与t0时刻相比细胞液浓度提高
C．t1-t2时间内细胞处于质壁分离状态
D．细胞失水只发生在t0-t1，吸水只发生在t2-t3
【答案】D
【解析】
A、t1时刻水分子渗透方向为细胞液到细胞外液，原生质层对细胞壁的压力逐渐减小；t2时刻水分子渗透方向为细胞外液到细胞液，原生质层对细胞壁的压力逐渐增大，A正确；
B、t3时刻细胞吸水对细胞壁的压力大于t0时刻，即t3时刻与t0时刻相比细胞液浓度提高，B正确；
C、t1-t2时间内，原生质层对细胞壁的压力为0，细胞处于质壁分离的状态，C正确；
D、t1-t2时间内，也有一段时间处于失水状态，还有一段时处于吸水状态，D错误。
故选D。
18．植物液泡中的花青素在酸性环境中偏红色，而碱性环境条件下偏蓝色。通常情况下，紫色洋葱外表皮pH偏酸性，从而使液泡呈现紫红色。某实验小组的同学用蔗糖、Na2MoO4（钼酸钠）以及新鲜的紫色洋葱做了如下所示的拓展实验（已知Na2MoO4是一种无色的强碱弱酸盐，水解后会使溶液呈碱性，MoO42-会进入细胞）。据此推测下列说法正确的是（       ）

A．该实验中可以省去第一次显微镜观察
B．至乙过程处理后，发生质壁分离的细胞其液泡由紫红色到浅蓝色再到深蓝色，发生质壁分离复原
C．若甲过程改用0．9g/mL的蔗糖，重复上述实验，也能看到质壁分离和质壁分离复原现象
D．乙过程处理后发生质壁分离复原的原因是大量元素钼进入液泡提高了细胞液的浓度，从而促进了水的吸收
【答案】B
【解析】
A、第一次显微镜观察看到的是初始状态的细胞，主要是观察紫色液泡的大小以及原生质层的位置，以便于后来的观察形成对照，故不能省略，A错误；
B、乙是将紫色洋葱鳞片叶浸润在0.01mol/LNa2MoO4溶液中，细胞吸水且MoO42-会进入细胞，使得细胞内呈现碱性，因此发生质壁分离的细胞其液泡由紫红色到浅蓝色再到深蓝色，最后复原，B正确；
C、若甲过程改用0．9g/mL的蔗糖，浓度过高，重复上述实验，短时间会大量失水导致细胞死亡，只能看到质壁分离过程，看不到质壁分离复原现象，C错误；
D、钼是植物细胞必需的微量元素，D错误。
故选B。
19．用打孔器制取新鲜萝卜圆片若干，平均分为6组且每组重量为W1，再分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后取出材料，用吸水纸吸干表面水分并分别称重（W2）。其中（W2-W1）/W1与蔗糖溶液浓度的关系如图所示，下列分析正确的是（ ）

A．蔗糖溶液浓度为0g/mL的一组，W2-W1=0
B．当蔗糖溶液浓度大于0.4g/mL时，原生质层失去选择透过性
C．蔗糖溶液浓度为0.13g/mL的一组，植物细胞没有物质的跨膜运输
D．随着蔗糖溶液浓度的增大，各组细胞的质壁分离程度在逐渐增大
【答案】B
【解析】
A、看图曲线可知，蔗糖溶液浓度为0g/ml的时，（W2－W1）/W1=0.04，说明W2-W1≠0，A错误；
B、蔗糖溶液的浓度大于0.4g/ml时，（W2-W1）/W1增加，说明细胞失活，原生质层失去选择透过性，B正确；
C、看图曲线可知，蔗糖溶液浓度为0.13g/ml时，W2－W1=0，此时即为组织细胞的等渗浓度，但细胞仍有水分子的跨膜运输，C错误；
D、看图曲线可知，当蔗糖溶液浓度在0-0.lg/ml之间时，植物细胞不发生质壁分离，在大约0.l3g/ml之后各组细胞的质壁分离程度在逐渐增大，达到一定程度后细胞会死亡，D错误。
故选B。
20．比较酒精分子和氧气的跨膜运输，下列有关说法正确的是（　　）
A．都属于自由扩散
B．都属于渗透作用
C．前者只属于自由扩散、后者只属于渗透作用
D．前者只属于渗透作用、后者只属于自由扩散
【答案】A
【解析】
酒精和氧气属于小分子物质，通过生物膜结构时不需要转运蛋白的协助，不消耗能量，其运输方式属于自由扩散，A正确。
故选A。
21．下图a是发生质壁分离的植物细胞，图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题：

(1)图a中植物细胞发生质壁分离，指的是细胞壁和____的分离，后者的结构包括【 】____和【 】_______以及二者之间的_____。
(2)植物细胞发生质壁分离所需外界条件为_________。
(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。（填字母）
A．“＞” B．“＜” C．“＝” D．“以上三种情况均可以”

(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜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c所示，据图分析：
①红心萝卜B比红心萝卜A的细胞液浓度________；
②在戊蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜B的细胞液浓度会_______。
【答案】
(1) 原生质层     2细胞膜     4液泡膜     细胞质
(2)外界溶液浓度大于细胞液浓度
(3)D
(4)     低     减小（降低）
【解析】
(1)质壁分离是原生质层和细胞壁的分离，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的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，而植物自身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)在观察植物细胞质壁分离与复原实验中，当细胞处于质壁分离状态时，此时细胞可能正在发生质壁分离。也可能完成质壁分离，细胞与外界溶液处于相对平衡状态，还可能处于质壁分离的复原过程中，因此，细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液浓度大于、等于或小于外界溶液浓度。
(4)①由于萝卜条A在甲浓度的蔗糖溶液中重量不变，说明其细胞液与蔗糖溶液浓度相等，但此浓度的蔗糖溶液中B萝卜条重量减少，说明其细胞液浓度小于A的细胞液浓度。故红心萝卜B比红心萝卜A的细胞液浓度低。
在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后萝卜条B吸水，其细胞液浓度降低。