Question

【题目】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。下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。

（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_____________________________。

Answer 1

【答案】﹤（或小于） ③④⑤ 外界溶液 D 不能 细胞壁对原生质层有支持和保护的作用

【解析】

分析图甲，a为半透膜外液、b为半透膜内液、c为半透膜，当b溶液浓度高于a溶液时，装置会发生“渗透吸水”而呈现液面上升现象。如图乙所示，最终随着两者浓度差的减小及液体重力的影响，水面上升速率减小直到不再上升。图丙中的①为细胞壁、②为细胞外液、③为细胞膜、④为细胞质、⑤为液泡膜，其中③④⑤统称为原生质层，另外植物细胞壁具有一定的弹性限制。

（1）漏斗内液面的上升是由于水分由漏斗外向漏斗内扩散的速率大于水分由漏斗内向漏斗外扩散的速率所引起的，因为水从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动的速度快，因此，由图甲中漏斗内液面上升可知，实验初始时a液体的浓度小于b。
（2）图甲中c为半透膜，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤和两层膜之间的细胞质④视作一层半透膜，由于细胞壁是全透性的，所以结构②中充满的液体是外界溶液；由于无法判断细胞是在吸水还是失水，因此，无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。即D符合题意，ABC不符合题意，故选D。
（3）对植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限，细胞壁对原生质层有支持和保护的作用，因此，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。