第7讲 细胞的物质输入和输出-第1课时 细胞的吸水和失水-2026年高考生物一轮复习课件（含练习、讲义及答案）

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考点一 细胞的吸水和失水（固本·识记类）
考点二 实验：探究植物细胞的吸水和失水（实验·探究型）
（1）概念：水分子（或其他溶剂分子）通过________的扩散。（2）
［提醒］半透膜是指有些物质（如水分子）可以通过，有些物质（如蔗糖分子）不能通过的多孔性薄膜,如:玻璃纸、膀胱膜、鱼鳔、卵壳膜。
（4）渗透作用的现象分析
③漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高,此时水分子的进出达到相对平衡。
［提醒］若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在高度差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。
2.动物细胞的吸水和失水
3.成熟植物细胞的吸水和失水
【考点易错】（明辨析）
（1）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。（ ）
（2）葡萄糖分子通过渗透作用进入细胞。（ ）
[解析] 渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散,葡萄糖不能通过渗透作用进入细胞。
（3）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。（ ）
[解析] 当半透膜两侧溶液浓度相等时,在单位时间内经半透膜出入的水分子数相等。
（4）细胞吸水和失水是水分子顺浓度梯度跨膜运输的过程。（ ）
（5）当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞都会因吸水而涨破。（ ）
[解析] 植物细胞的细胞壁对细胞具有支持和保护的作用,因此植物细胞一般不会吸水涨破;若动物细胞在涨破前达到动态平衡，则不会吸水涨破。
【长句拓展】（练思维）
1.对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内、外液体的浓度一定相等吗？判断并说明原因： _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
不一定。对于动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内、外溶液的浓度相等。但植物细胞的细胞壁有支持、保护作用，单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度
因为生理盐水的浓度和血浆的浓度基本一致，输生理盐水可以维持血细胞渗透压的稳定，不会使细胞因为过度吸水和失水而出现形态和功能的异常
A.图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面B.图B中的④⑤⑥相当于图A中的②C.若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉D.图B中的⑦与图A中的②通透性不同
高于装置1的液面，A正确；题图B中细胞含有大液泡，因此可以构成渗透系统，其中题图A中的②（半透膜）相当于原生质层，题图B中⑥（细胞膜）、⑦（液泡膜）以及两者之间的⑧（细胞质）共同构成原生质层，B错误；若题图B所示为某农作物的根毛细胞，题图B中细胞因失水发生了质壁分离，故应及时灌溉，C正确；题图B中的⑦具有选择透过性，题图A中的②玻璃纸没有选择透过性，只要微粒大小小于膜上的孔均可以通过，二者通透性不同，D正确。
2.[2024·湖南卷] 缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一，自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化，如图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线。下列叙述错误的是（ ）
[解析] 分析图中曲线，缢蛏在低盐度条件下鲜重先增大后减小,说明其先吸水后失水,最后趋于动态平衡, A项正确;低盐度培养时，缢蛏组织渗透压大于外界环
境,导致缢蛏吸水,为恢复正常状态,缢蛏应通过自我调节使组织中的溶质含量减少,从而降低组织渗透压,引起组织失水,B项错误;组织渗透压的高低与其中的溶质含量有关,溶质相对含量越多,渗透压越高,因此,相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高,C项正确;细胞呼吸过程中产生的中间产物可转化为氨基酸、甘油等非糖物质,由此推测缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关,D项正确。
（1）植物细胞的__________相当于一层半透膜,植物细胞通过______作用吸水和失水。细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性,原生质层的伸缩性______细胞壁的伸缩性。
（2）细胞液和外界溶液存在浓度差,细胞能渗透吸水和失水
（1）实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么?____________________________________________________________（2）本实验中存在几次对照实验？分别是什么？_______________________________________________________________（3）为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料?在合适的条件下洋葱鳞片叶内表皮细胞能发生质壁分离及复原现象吗?
观察原生质层和细胞壁的初始位置,以便与处理后的状态形成对照。
两次，分别是滴加蔗糖溶液的前后对照，滴加清水前后的自身对照。
洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,便于观察。在合适条件下,内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象。
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
（4）在细胞失水的过程中,细胞液的浓度和失水速率之间有什么关系?____________________________________________________________（5）质壁分离发生后在细胞壁与原生质层之间存在的是外界溶液还是细胞液，为什么？______________________________________________________________
二者之间呈负相关,细胞液浓度越来越大,失水速率越来越小。
充满着外界溶液，因为细胞壁具有全透性。
3.结论：植物的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
（1）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。 （ ）
（2）需要在高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。（ ）
[解析] 质壁分离和复原现象使用低倍镜即可观察到。
（3）单独观察处于质壁分离的静态图像,不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。（ ）
（4）质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。（ ）
[解析] 质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。
（5）可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离与复原。（ ）
[解析] 根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作为该实验的实验材料。
2.质壁分离和复原实验的应用（1）判断成熟植物细胞的死活
注：所用蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度。
（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
注：所用蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度。
（4）比较未知溶液浓度的大小
1.[2024·江苏卷] 有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述合理的是（ ）
[解析] 制作临时装片时，通常是先滴一滴清水在载玻片上，然后将撕下的表皮放在清水中，再盖上盖玻片，A错误；用低倍镜观察刚制成的临时装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是中央，B错误；用吸水纸引流使蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，但要观察质壁分离复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液，C错误；当液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变小，说明细胞失水，所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态，D正确。
[解析] Ⅰ 组水稻的原生质体体积先减小后增加，说明 Ⅰ 组水稻细胞先发生质壁分离再复原； Ⅱ 组水稻的原生质体体积增大，表明细胞吸水，则说明 Ⅱ 组水稻细胞液浓度比较大，因此 Ⅰ
Ⅱ 组水稻曲线不再上升时，即原生质体体积不再增加时，可能是细胞内外的溶液浓度相等；也可能是受到细胞壁的限制不能再吸水增大，但细胞液的浓度仍然大于外界溶液浓度，C错误。结合题意，海水稻能够在盐碱地中生长，推测其根尖细胞液浓度大于盐碱地土壤溶液浓度，D正确。
1.[2024·山东卷] 仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（ ）
A.细胞失水过程中，细胞液浓度增大B.干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低C.失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
[解析] 细胞失水过程中，细胞液浓度增大，A正确； 依题意可知，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，则外层细胞的细胞液中单糖多，且外层细胞还进行光合作用合成单糖，故外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高，B错误； 依题意可知，内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确；依题意可知，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，有利于外层细胞的光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。
2.[2023·全国甲卷] 探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是（ ）
A. B. C. D.
1.下图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液,且单糖能通过半透膜而二糖、多糖不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是( )
A.装置A的现象是左侧液面先下降后上升,最终左右侧液面持平B.装置A左右侧替换为等量蔗糖溶液,左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶,左侧液面先升后降最后低于右侧C.装置B烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓D.装置B达到渗透平衡后,由于液面差存在,水分子向半透膜两侧扩散的速度不同
[解析]由于装置A左右侧溶液存在浓度差,且Y的浓度大于X,所以左侧液面会下降,但由于Y溶液中的葡萄糖分子会进入X,导致X溶液浓度增大,因此左侧液面又会上升,最终左右侧液面持平,A正确;如果装置A左右侧替换为等量蔗糖溶液,左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶,左侧的一分子蔗糖可以被蔗糖酶分解成两分子单糖,而右侧的蔗糖不会被淀粉酶分解,所以左侧溶液浓度高于右侧,左侧液面先升高,单糖分子又可以透过半透膜,导致左侧溶液浓度降低,液面下降,故左侧液面先升后降最后低于右侧,B正确;
由于Z溶液的浓度大于X溶液的浓度,所以装置B中漏斗液面升高,但水分子的进入导致Z溶液浓度下降,所以水分子由烧杯进入漏斗的速率降低,所以烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓,C正确;装置B达到渗透平衡后,水分子向半透膜两侧扩散的速度相同,D错误。
2. 某同学将初始长度、重量均相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后,萝卜条的最终长度如下图所示。下列叙述不正确的是( ) A.甲的初始细胞液浓度小于乙B.若蔗糖溶液浓度为a,则甲的吸水量多C.若蔗糖溶液浓度为d,则渗透平衡时甲的重量小于乙D.根据图示可知,植物的细胞壁也具有一定的伸缩性
[解析]根据图示可知,当萝卜条长度与初始长度相同时,细胞液浓度和外界溶液浓度相等,乙对应浓度为c,甲对应浓度为b,因此甲的初始细胞液浓度小于乙,A正确;当蔗糖溶液浓度为a时,细胞吸水,由于甲的细胞液浓度小于乙,因此甲的吸水量少于乙,B错误;蔗糖溶液浓度为d时,细胞失水,甲的失水量多于乙,故渗透平衡时甲萝卜条的重量小于乙,C正确;萝卜条的长度会发生变化,说明组胞壁也具有一定的伸缩性,D正确。
A.a曲线对应溶液中,细胞吸水能力维持稳定时,溶液X的浓度比初始浓度低B.b曲线对应溶液中,细胞吸水能力开始减弱时,细胞开始吸收溶液X中的溶质C.c曲线对应溶液中,随着细胞吸水能力的减弱,原生质体的体积随之减小D.在不同溶液中,水分子进出细胞所需的ATP均主要来自线粒体
3. 以紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,制成临时装片置于某种溶液X中。细胞吸水能力随时间的变化如图所示,其中c曲线表示细胞在蒸馏水中的吸水能力变化。下列叙述正确的是( )
[解析] a曲线表示细胞吸水能力逐渐增强,说明细胞失水,当细胞吸水能力维持稳定时,溶液X的浓度比初始浓度低,A正确;b曲线对应溶液中,细胞吸水能力先增强后减弱,说明细胞先失水后吸水,说明溶质可进入细胞,细胞从放入溶液X中就开始吸收溶质,B错误;c曲线对应溶液中,细胞吸水能力减弱,说明细胞吸水,原生质体的体积随之增大,C错误;水分子进出紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的运输方式为被动运输,不消耗能量,D错误。
题组一 细胞的吸水和失水
1.[2024·辽宁大连模拟] 反渗透海水淡化是利用反渗透技术，通过反渗膜过滤海水，从而实现海水淡化。基本原理如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A.若去掉人为压力，则图乙中左侧液面会下降，右侧液面会上升B.反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐分子不能通过，都是选择透过性膜C.图甲中的水分子都从膜左侧向右侧移动，图乙中的水分子都从膜右侧向左侧移动D.洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质体相当于一层半透膜
[解析] 图乙中左侧淡水渗透压低，右侧盐水渗透压高，若去掉人为压力，水分子从反渗膜左侧往右侧移动得更多，则左侧液面会下降，右侧液面会上升，A正确；反渗膜和半透膜都可以让水分子通过而盐分子不能通过，但不是选择透过性膜，选择透过性膜为生物膜，B错误；水分子在膜两侧双向移动，C错误；洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层具有选择透过性，故原生质层相当于一层半透膜，D错误。
2.[2024·河北石家庄期末] 在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。高等动物、高等植物与原生动物细胞以三种不同的机制（如图所示）避免细胞渗透膨胀。下列相关叙述错误的是（ ）
A.动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助B.植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等C.三种细胞的细胞膜均具有选择透过性D.若将原生动物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低
[解析] 动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，A正确；植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，B错误；三种细胞的细胞膜都能选择性地吸收和排出物质，都具有选择透过性，C正确；原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生动物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低，D正确。
题组二 质壁分离及复原实验分析
[解析] 原生质层的伸缩性较大，而细胞壁的伸缩性较小，故两者的体积变化不等，A错误；细胞壁是全透性的，蔗糖和水都能自由通过细胞壁，B正确；随着质壁分离程度增大，鳞片
6.[2024·河北沧州三模] 植物细胞发生的质壁分离有凹型质壁分离和凸型质壁分离，分别如下图甲、乙所示。有些新鲜的实验材料会出现凹型质壁分离。下列叙述错误的是（ ）
8.[2024·湖北黄冈一模] 在其他条件相同的情况下，先分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞一段时间，再分别用清水处理上述细胞一段时间，两次处理后都观察并统计细胞质壁分离的情况，实验结果见下表。下列叙述错误的是（ ）
（2）实验过程中并未添加清水，Ⅱ 组水稻原生质体体积逐渐增大的原因可能是_____________________________________________________________________________。
细胞液的浓度大于外界溶液浓度，水分透过原生质层进入细胞液（或发生渗透吸水）
[解析] 两组水稻放入的是相同浓度的外界溶液，Ⅱ 组水稻吸水，说明其细胞液浓度大于外界溶液浓度，Ⅰ 组水稻先发生质壁分离后复原，说明初始细胞液浓度小于外
长句拓展·练思维 1.不一定。对于动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内、外溶液的浓度相等。但植物细胞的细胞壁有支持、保护作用，单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度 2.因为生理盐水的浓度和血浆的浓度基本一致，输生理盐水可以维持血细胞渗透压的稳定，不会使细胞因为过度吸水和失水而出现形态和功能的异常
典型例题 提能力 1.B 2.B
考点二 实验：探究植物细胞的吸水和失水（实验·探究型） 必备知识 精梳理 1.（1）原生质层 渗透 大于 （2）①失水 收缩 质壁分离 ②吸水 质壁分离复原 2.逐渐变小 加深 逐渐变大 观察原生质层和细胞壁的初始位置,以便与处理后的状态形成对照。 两次 分别是滴加蔗糖溶液的前后对照 滴加清水前后的自身对照。
洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素 便于观察。在合适条件下,内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象。 二者之间呈负相关,细胞液浓度越来越大,失水速率越来越小。 充满着外界溶液，因为细胞壁具有全透性。
考点易错·明辨析 （1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）× 典型例题 提能力 1.D 2.C 经典真题·明考向 1.B 2.C 3.C
题组一 细胞的吸水和失水 1.A 2.B 3.A 4.B 题组二 质壁分离及复原实验分析 5.B 6.B 7.C 8.D