D.上述三种情况都有可能
答案 D
解析 该细胞可能正处于质壁分离过程中，也可能处于质壁分离后的动态平衡过程中，也可能正处在发生质壁分离复原的过程中。
此状态下一步可以是液泡继续增大，也可以是液泡继续变小，也可以是液泡不发生变化。
4.用0.5g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞10min，三组细胞体积变化如图所示。
下列有关分析不正确的是（ ）
A.a曲线为0.5g/mL蔗糖溶液处理组
B.a、b、c三组洋葱细胞失水的方式相同
C.若将细胞转移到蒸馏水中，有两组能够发生质壁分离复原
D.若实验持续，只有一组细胞能够发生质壁分离复原
答案 A
解析 图示可知，a、b、c的细胞体积依次减小，说明失水量依次增大，0.5g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞比0.3g/mL中的失水多，故a曲线不是0.5g/mL蔗糖溶液的处理组；在较高浓度的外界溶液中，洋葱细胞失水的方式都是渗透失水；将细胞转移到蒸馏水中，0.3g/mL蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液处理的细胞，能够吸收外界的水分发生质壁分离复原，而0.5g/mL蔗糖溶液浓度过高，细胞失水过多而死亡；尿素是小分子，可进入细胞，从而发生质壁分离后自动复原，蔗糖不能被吸收进入细胞液，细胞不会自动复原。
知识拓展
植物细胞质壁分离与复原实验的拓展应用
（1）判断细胞的死活
能发生质壁分离和复原→活细胞；
不能发生质壁分离→死细胞。
（2）测定细胞液浓度范围
待测细胞＋一系列浓度梯度的分离剂→细胞液浓度范围介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间。
（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞＋同一浓度的分离剂→刚发生质壁分离所需时间比较判断质壁分离速度（或细胞液浓度）。
三、物质跨膜运输的其他实例
1.细胞对无机盐离子的吸收实例
（1）观察水稻和番茄对无机盐的吸收示意图，分析：
水稻吸收SiO
多，吸收Ca2＋、Mg2＋较少，番茄吸收Ca2＋、Mg2＋较多，吸收SiO
较少。
说明不同植物对相同离子的吸收表现出较大差异。
（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于血液中碘的含量。
（3）不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。
2.物质跨膜运输的特点
（1）物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。
（2）细胞对于物质的输入和输出有选择性。
3.细胞膜的功能特点
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，具体表现为水分子可自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
相同的完全培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。
在两者的吸水率几乎相同的情况下，72h后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化（表中数据为72h后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比）。
结合下表分析：
K＋
Mg2＋
Ca2＋
SiO
水稻
17.0
105
117
19.5
番茄
19.1
85
59.6
118
1.两种植物对同一种离子的吸收量相同吗
答案 不同，不同植物对同一离子的需要量是不同的。
2.水稻对不同离子的吸收量是否相同
答案 不同，如水稻对SiO
的需要量大，对Ca2＋的需要量小。
知识整合 不同植物对同一离子的吸收量不同；同种植物对不同离子的吸收量也不同；植物对各种离子的吸收速率主要与细胞膜上蛋白质?
载体蛋白?
的种类和数量有关。
5.关于选择透过性膜和半透膜的关系，正确的说法是（ ）
①具有半透性一定具有选择透过性 ②具有选择透过性一定具有半透性 ③只有活的生物膜才具有选择透过性④只有活的生物膜才具有半透性
A.①③B.①④
C.②③D.②④
答案 C
解析 半透膜是指一些物质（一般是小分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，如水分子可以透过玻璃纸，而蔗糖分子则不能。
选择透过性膜是指水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的膜，并且只有活的生物膜才是选择透过性膜。
物质能否透过半透膜取决于物质分子与膜孔大小的关系；而能否透过选择透过性膜则一般取决于膜上载体蛋白的种类。
易混辨析
半透膜、选择透过性膜的比较
（1）区别：
①半透膜是无生命的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。
②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。
细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
（2）共性：
都允许水分子自由通过，但不允许大分子物质通过。
1.下列现象中属于渗透作用的是（ ）
A.水分子通过细胞壁B.葡萄糖分子通过细胞膜
C.K＋通过原生质层D.水分子通过原生质层
答案 D
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。
原生质层可以看作半透膜。
2.如图甲烧杯中是5%的淀粉液，图乙烧杯中是5%葡萄糖液，将装有蒸馏水的透析袋分别放入图甲、乙烧杯中（水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜）放置一小时后（ ）
A.图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变
B.图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低
C.图甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色
D.图乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后即呈砖红色
答案 B
解析 图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度大于透析袋内蒸馏水的浓度，由于淀粉不可以通过透析袋，所以水分子从透析袋出来进入烧杯，导致透析袋外的淀粉液浓度降低，A错误；图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖可以进入透析袋，而透析袋内的水分子可以出来进入烧杯，所以烧杯中水分子增多，葡萄糖分子减少，则图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低，B正确；由于淀粉不可以通过透析袋，所以图甲烧杯中透析袋内没有淀粉，加入碘液后不会出现蓝色，C错误；图乙烧杯中葡萄糖可以进入透析袋，葡萄糖是还原糖，所以图乙烧杯加入斐林试剂后需水浴加热才可以变成砖红色，D错误。
3.将洋葱鳞片叶放在0.45mol/L蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35mol/L蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；放在0.4mol/L蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化。
这表明（ ）
A.洋葱表皮细胞已经死亡
B.细胞膜不允许水分子自由通过
C.蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡
D.细胞液浓度为0.4mol/L左右
答案 D
解析 成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成了渗透系统。
当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，反之细胞失水；当二者浓度接近时，吸水、失水达到平衡。
4.将人体血液置于质量分数为9%的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现（ ）
A.质壁分离B.正常状态
C.细胞膜破裂D.细胞皱缩
答案 D
解析 血细胞所处的环境相当于浓度为0.9%的生理盐水，现将其放入质量分数为9%的食盐溶液中，红细胞会失水皱缩。
5.某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题：
（1）用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是________（填序号）。
（2）在观察质壁分离实验中，将取自同一材料同一区域的三个细胞分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如下图1、2、3所示，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是________＞________＞________（用字母表示）。
（3）将图3细胞放入________中，细胞能由图3恢复成图1的状态，此过程称为________________________________________________________________________。
答案
（1）①
（2）C B A （3）清水 质壁分离复原
解析
（1）紫色洋葱鳞片叶的表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质壁分离，紫色液泡便于观察。
（2）当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会导致质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。
据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C＞B＞A。
（3）将发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。
课时作业
[学考达标]
1.将下列细胞或细胞器放入清水中，不会破裂的是（ ）
A.红细胞B.叶绿体
C.线粒体D.叶肉细胞
答案 D
解析 叶肉细胞有细胞壁，吸水不会破裂。
2.如右图中的渗透装置，开始时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是下图中的（ ）
答案 B
解析 由于单位体积的蔗糖溶液中水分子的数量要少于单位体积的清水中水分子的数量，所以导致蔗糖溶液中的液面上升。
当用吸管吸走了蔗糖溶液后，蔗糖分子数量减少，造成蔗糖溶液浓度下降，则蔗糖溶液和清水之间的浓度差逐渐变小，ab段液柱产生的压强（即a、b液面间的高度差）随着吸出蔗糖溶液次数的增加而减小。
3.以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是（ ）
A.在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小
B.滴加0.4g/mol的蔗糖溶液比0.3g/mol的蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短
C.发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞仍然保持活性
D.用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离
答案 D
解析 以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，是因为细胞液呈紫色，便于观察其变化情况。
用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液也会引起细胞质壁分离。
4.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（ ）
答案 A
解析 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，失水能力逐渐减弱；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，失水能力增强。
5.植物体内有三个相邻的细胞a、b、c，已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是（ ）
答案 C
解析 细胞液的浓度越高，则吸水能力越强，a细胞液浓度最高，c细胞液浓度最低，b介于a、c之间，因此选C。
6.将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化，若进行加温，随着水温的增高，水的颜色逐渐变红，其原因是（ ）
A.细胞壁在加温中受到破坏
B.水温升高，花青素的溶解度加大
C.加温使细胞膜等生物膜失去了选择透过性
D.加温使水中化学物质发生了反应
答案 C
解析 只有活细胞的生物膜才具有选择透过性。
[高考提能]
7.图1表示两种物质扩散的图解，图2是为了验证图1物质扩散成立的实验装置，实验结果应是（ ）
A.甲中水柱a将持续上升
B.甲中水柱a将先上升后下降
C.乙中水柱b上升到一定高度后维持不变
D.乙中水柱b将先上升后下降最后稳定不变
答案 D
解析 由于甲中的淀粉不能透过半透膜，所以甲中的液面高度先上升，达到一定高度后保持不变；乙装置漏斗中葡萄糖溶液浓度大，导致液面上升，由于葡萄糖分子能够通过半透膜，导致半透膜两侧浓度差降低，所以漏斗中液面又会降低，最后两液面相平。
8.将六个大小相同的马铃薯去皮之后，分别置入不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后取出称其重量。
增减的重量与蔗糖溶液的浓度关系如右图，根据图示判断，马铃薯细胞液浓度与下列哪项最为接近（ ）
A.0.4B.0.8
C.1.0D.1.6
答案 C
解析 在马铃薯的重量变化为0时，水分的进出达到平衡，细胞内外溶液的浓度相等，此时对应的蔗糖溶液浓度即马铃薯细胞液的浓度。
9.质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的（ ）
①植物细胞的死活 ②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 ③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水；反之，细胞则渗透吸水 ④原生质层具有选择透过性 ⑤细胞壁的主要成分是纤维素
A.①③④⑤B.①②③④
C.②③④⑤D.①④⑤
答案 B
解析 质壁分离和复原实验可以证明②、③，说明原生质层具有选择透过性，从而可以判断细胞的死活，因为死亡细胞的原生质层具有全透性。
另外还可以测定细胞液的浓度。
10.下列关于物质跨膜运输的叙述中，不正确的是（ ）
A.细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度的跨膜运输的过程
B.水分子跨膜运输的方向是由低浓度溶液向高浓度溶液
C.无机盐离子可以逆相对含量的梯度进行跨膜运输
D.生物膜是选择透过性膜，小分子物质都能通过，而大分子物质则不能通过
答案 D
解析 生物膜是选择透过性膜，细胞需要的物质可以通过，不需要的物质不能通过；水分子的跨膜运输方向是顺相对含量梯度运输，即由低浓度溶液（水分子相对含量高）向高浓度溶液（水分子相对含量低）扩散；细胞对于物质的输入和输出具有选择性，对于所需要的无机盐离子可以逆相对含量梯度运输。
11.将新鲜萝卜切削成酒杯形，放在两个烧杯中，如图所示。
萝卜的内外有两种液体，只知道其中一种是清水，另一种是30%的蔗糖溶液，开始时两个液面等高。
一段时间以后，液面变化如图所示。
请回答下列问题：
（1）液体A是______________，液体B是________。
（2）图乙中C处的细胞正处于________状态，此时它的细胞液浓度应该比B溶液的浓度________。
（3）图乙中D处的细胞正处于________状态，此时它的细胞液浓度应该比A溶液的浓度________。
（4）萝卜细胞的原生质层包括____________________________。
通过上述现象说明萝卜细胞的原生质层相当于一层________________。
答案
（1）30%的蔗糖溶液 清水
（2）吸水 高
（3）失水（或质壁分离） 低 （4）细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质 半透膜
解析
（1）由于A、B开始时液面等高，一段时间后A的液面升高，说明液体A浓度高于细胞液，从细胞液中吸取水分，所以液体A应为30%的蔗糖溶液，液体B为清水。
（2）图乙中C处的细胞处于清水中，所以会吸水，细胞液浓度高于清水。
（3）图乙中D处的细胞处于30%的蔗糖溶液中，细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度，所以表现为失水。
（4）萝卜细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质，也就是水分子从细胞外运输到细胞液要经过的结构，它相当于半透膜。
12.成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。
图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态（此时细胞有活性）。
请回答下列问题：
（1）由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b。
由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。
（2）图丙中相当于图甲中c结构的是________（填序号），结构②中充满的液体是______________。
此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________。
A.细胞液＞外界溶液B.细胞液＜外界溶液
C.细胞液＝外界溶液D.都有可能
（3）把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞中液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水________。
原因是________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）小于 下降 小于
（2）③④⑤ 外界溶液 D （3）不能
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