Question

4．成熟的植物細胞具有中央大液泡，可與外界溶液構成滲透系統進行滲透吸水或滲透失水．下圖甲表示滲透裝置吸水示意圖，下圖乙表示圖甲中液面上升的高度與時間的關系，圖丙表示成熟植物細胞在其外界溶液中的一種狀態（此時細胞有活性）．請回答下列問題．

（1）由圖甲漏斗液面上升可知，實驗初始時c兩側濃度大小是a＜b．由圖乙可知漏斗中溶液吸水速率在下降，最終液面不再上升，當液面不再上升時，c兩側濃度大小是a＜b．
（2）圖丙中相當于圖甲中c結構的是③④⑤（填序號），結構②中充滿的液體是外界溶液，此時細胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關系是D
A．細胞液＞外界溶液　B．細胞液＜外界溶液C．細胞液=外界溶液D．都有可能
（3）把一個已經發生質壁分離的細胞浸入清水當中，發現液泡體積增大，說明細胞在滲透吸水，細胞能否無限吸水？不能．
（4）某同學以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料，利用細胞質壁分離原理進行了鑒定葡萄糖和蔗糖溶液的實驗．請在圖中畫出實驗結果．．

Answer 1

分析 1、分析圖甲，A為滲透膜外液、b為滲透膜內液、c為滲透膜，當b溶液濃度高于a溶液時，裝置會發生“滲透吸水”而呈現液面上升現象，
2、如圖乙所示，最終隨著兩者濃度差的減小及液體重力的影響下，水面上升速率減小直到不再上升．
3、圖丙中的①為細胞壁、②為細胞外液、③為細胞膜、④為細胞質、⑤為液泡膜，其中②③④統稱為原生質層，另外植物細胞壁具有一定的彈性限制．
4、圖丁表示在葡萄糖溶液中，紫色洋蔥鱗片葉外表皮先失水發生質壁分離現象，后葡萄糖進入細胞，細胞吸水，發生質壁分離復原現象．

解答 解：（1）據圖甲分析，漏斗液面上升，水分是從低濃度溶液流向高濃度溶液，故a小于b．據圖乙曲線分析，漏斗液面上升高度隨時間推移越來越小，故漏斗中溶液吸水的速率在下降．當液面不再上升時，半透膜兩側壓力相等，滲透作用平衡，但是a仍然小于b．
（2）圖甲中c為半透膜結構，在圖丙中可將細胞膜③、液泡膜⑤及兩膜之間的細胞質④（統稱原生質層）視作半透膜結構；由于植物細胞壁具有全透性，故②中從滿的液體是外界溶液；單從此時丙細胞狀態（此時細胞有活性），無法判斷細胞是處于吸水還是失水狀態，故此時細胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關系是D．
（3）把一個已經發生質壁分離的細胞浸入清水當中，發現細胞液泡體積增大，說明細胞在滲透吸水．對植物細胞而言，由于細胞壁的存在，且細胞壁的彈性有限，因此，細胞不可能無限吸水，當細胞因吸水體積增大到細胞壁所能膨大的最大限度時，細胞將不再吸水．
（4）以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料，利用細胞質壁分離原理進行了鑒定蔗糖溶液的實驗．由于蔗糖分子不能透過原生質層，故細胞失水后，液泡體積不斷減小，最后保持穩定．具體曲線圖見答案．
故答案為：
（1）＜下降＜
（2）③④⑤外界溶液　　D
（3）滲透吸水　　不能
（4）如圖

點評 本題綜合考查滲透作用及質壁分離的相關知識，意在考查學生理解所學知識的要點、識圖分析能力和綜合運用所學知識分析問題的能力，具備設計簡單生物學實驗的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析的能力．