Question

4．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，下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其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下降，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③④⑤（填序号），结构②中充满的液体是外界溶液，此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是D
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，发现液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？不能．
（4）某同学以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料，利用细胞质壁分离原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的实验．请在图中画出实验结果．．

Answer 1

分析 1、分析图甲，A为渗透膜外液、b为渗透膜内液、c为渗透膜，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，
2、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下，水面上升速率减小直到不再上升．
3、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②③④统称为原生质层，另外植物细胞壁具有一定的弹性限制．
4、图丁表示在葡萄糖溶液中，紫色洋葱鳞片叶外表皮先失水发生质壁分离现象，后葡萄糖进入细胞，细胞吸水，发生质壁分离复原现象．

解答 解：（1）据图甲分析，漏斗液面上升，水分是从低浓度溶液流向高浓度溶液，故a小于b．据图乙曲线分析，漏斗液面上升高度随时间推移越来越小，故漏斗中溶液吸水的速率在下降．当液面不再上升时，半透膜两侧压力相等，渗透作用平衡，但是a仍然小于b．
（2）图甲中c为半透膜结构，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤及两膜之间的细胞质④（统称原生质层）视作半透膜结构；由于植物细胞壁具有全透性，故②中从满的液体是外界溶液；单从此时丙细胞状态（此时细胞有活性），无法判断细胞是处于吸水还是失水状态，故此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是D．
（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．对植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限，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．
（4）以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料，利用细胞质壁分离原理进行了鉴定蔗糖溶液的实验．由于蔗糖分子不能透过原生质层，故细胞失水后，液泡体积不断减小，最后保持稳定．具体曲线图见答案．
故答案为：
（1）＜下降＜
（2）③④⑤外界溶液　　D
（3）渗透吸水　　不能
（4）如图

点评 本题综合考查渗透作用及质壁分离的相关知识，意在考查学生理解所学知识的要点、识图分析能力和综合运用所学知识分析问题的能力，具备设计简单生物学实验的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析的能力．