Question

【題目】植物根尖成熟區的主要功能是吸收水分和礦質元素離子。下圖表示剛施肥后的根尖成熟區表皮細胞在土壤溶液中的狀態。請據圖回答：

(1)該部位的表皮細胞與功能相適應的結構特點是________________________和

________________________。

(2)圖中根表皮細胞此時所處的生理狀態是________________________________。此時，還能吸收水分和礦質離子嗎？

________________________________________________________________________。

(3)現提供0.3 g/mL的蔗糖溶液、1 mol/L的硝酸鉀溶液、1 mol/L的醋酸溶液三種藥品(以上溶液的濃度均比一般細胞液濃度大)，紫色洋蔥、顯微鏡。請你選擇一種正確的藥品及其他必要的儀器用具，設計一個簡單的實驗，證實你對第(2)題第二問的判斷。

實驗步驟：①取一干凈的載玻片，在中央加入1滴__________________________；②撕取紫色洋蔥鱗片葉表皮，平展于液滴中，蓋上蓋玻片，置于顯微鏡下觀察。

實驗現象：細胞先出現__________，后慢慢__________；

實驗結論：由此證明了

________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】細胞表面有突起的根毛(或細胞表面向外突起) 有大液泡 細胞失水，出現質壁分離 不能吸收水分，仍能吸收礦質離子 1 mol/L的硝酸鉀溶液 質壁分離 自動復原 細胞失水處于質壁分離狀態時，仍能吸收礦質離子

【解析】

本題結合圖形考查植物對水分和無機鹽離子的吸收，要求考生理解滲透作用發生的條件和過程，能利用所學知識分析處于一定濃度硝酸鉀溶液中的成熟植物細胞為什么先發生質壁分離、后發生自動復原現象的原因，并能設計實驗驗證此問題。

(1)根據題意“根尖成熟區的主要功能是吸收水分和礦質元素離子”，可知該部位的表皮細胞與功能相適應的結構特點是細胞表面有突起的根毛（增大吸收面積）和有大液泡（與滲透吸水有關）。

(2)圖中顯示根表皮細胞的原生質層與細胞壁分離，說明此時所處的生理狀態是細胞失水，出現質壁分離。由于植物吸水和吸收無機鹽離子是兩個相對獨立的過程，植物吸水的方式是滲透作用，而吸收無機鹽離子是主動運輸，所以此時細胞不能吸收水分，仍能吸收礦質離子。

(3)成熟的植物細胞用一定濃度的硝酸鉀溶液處理，由于細胞液濃度小于硝酸鉀溶液濃度，導致植物細胞通過滲透作用失水發生質壁分離現象；隨后由于細胞通過主動運輸吸收硝酸根離子和鉀離子，改變了細胞液濃度，又會導致植物細胞通過滲透作用吸水而發生質壁分離額的復原現象。根據題意，要設計實驗證實此時細胞不能吸收水分，仍能吸收礦質離子，可按下列實驗步驟處理：①取一干凈的載玻片，在中央加入1滴1 mol/L的硝酸鉀溶液；②撕取紫色洋蔥鱗片葉表皮，平展于液滴中，蓋上蓋玻片，置于顯微鏡下觀察。則應該能觀察到的實驗現象是細胞先出現質壁分離，后慢慢自動復原，由此證明了細胞失水處于質壁分離狀態時，仍能吸收礦質離子。