Question

1．結合質壁分離和復原實驗，請回答以下問題：
（1）實驗室一般選用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞作為實驗材料，其原因是該種細胞有大液泡且細胞液為紫色．質壁分離是指原生質層與細胞壁分離，細胞在清水中發生質壁分離復原的過程中，吸水能力逐漸減弱．   
（2）某同學將同一新鮮馬鈴薯塊莖切成4根粗細相同、長為5cm的條，再將這4根馬鈴薯條分別放在不同濃度的KNO₃溶液中，依次編號為a、b、c、d，30min和4h后測量每一根的長度，結果如圖所示：
四組實驗中，能夠觀察到細胞質壁分離和質壁分離自動完全復原的是b（填字母）組，d組4h后細胞外KNO₃溶液的濃度與實驗前相比降低．

Answer 1

分析 質壁分離及復原的注意事項：
1．實驗材料的選擇：最常用的實驗材料是紫色洋蔥鱗片葉，紫色大液泡十分明顯，能方便地觀察到質壁分離及復原的過程．所選擇材料都必須是活細胞，因為只有活細胞的原生質層才具有選擇透過性，否則將不會出現質壁分離和復原的現象．未選擇紫色洋蔥作材料，實驗效果差，原因是由于不具紫色的洋蔥，細胞液無顏色，因此分辨不清，并不是不會發生質壁分離和復原．另外，新鮮的水綿、黑藻葉、紫鴨跖草等也是經常使用的材料．
2．試劑種類的選擇：使細胞發生質壁分離的試劑不止一種蔗糖，只要對細胞沒有毒害作用即可．常用的試劑是0.3g/mL的蔗糖溶液，用0.3g/mL的蔗糖溶液做分離試劑時，細胞發生質壁分離和復原的速度比較緩慢，便于觀察變化過程．用適當濃度的乙醇、乙二醇、甘油溶液、硝酸鉀溶液也可以觀察到質壁分離現象，但這些物質可以通過原生質層進入細胞，導致細胞液濃度變大，細胞又通過滲透作用吸水，從而會自動復原．
3．試劑濃度的選擇：試劑的濃度影響細胞質壁分離的速度，試劑濃度越高，發生質壁分離的速度越快，但試劑濃度過高，細胞會過度失水而死亡，無法復原．所用試劑濃度過低，導致質壁分離過慢，影響對實驗結果的觀察．
4．取材：撕取的鱗片葉顏色越深越容易觀察，撕下的表皮能看到紫色，又不帶有葉肉細胞時效果最好．在取洋蔥鱗片表皮時，要注意不要讓表皮細胞中的液泡破損，如果破損實驗不會成功．判斷液泡是否破損的依據是：完整的、液光未破的洋蔥鱗片葉表皮是紫紅色的，而液泡破損的表皮是無色半透明的．
5．引流：在顯微鏡載物臺上進行引流換液操作，不要一次滴液太多，以免污染物鏡鏡頭．

解答 解：（1）紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞作為質壁分離及復原的實驗材料原因是該細胞含有紫色的中央大夜泡，便于觀察，當外界溶液大于細胞液的濃度時，植物細胞原生質層和細胞壁會分離發生質壁分離．
（2）a條馬鈴薯的初始長度為5cm，放在20的KNO₃溶液中，細胞通過滲透作用吸水，使得長度大于初始的5cm，b條馬鈴薯在30分鐘時，長度小于5cm，說明細胞滲透失水，發生質壁分離，但由于細胞能主動吸收K離子和NO₃離子，使得細胞液濃度大于外界溶液濃度，細胞開始吸水，故逐漸復原，c條馬鈴薯長度小于初始的5cm，說明細胞質壁分離；d條馬鈴薯長度減小，說明細胞失水，浸泡液濃度降低．
故答案為：（1）有大液泡且細胞液為紫色  原生質層   減弱
（2）b  降低

點評 本題考查滲透作用的相關知識，意在考查學生識圖能力、信息的提取與應用能力，解題的關鍵是在低濃度溶液中細胞吸水，高濃度的溶液中細胞失水，濃度太高，細胞過度失水而死亡．