Question

17．根据“质壁分离和复原实验”回答下列问题：
（1）实验室一般选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料，其原因是紫色洋葱鱗片叶外表皮细胞为成熟的植物细胞，有大液泡且细胞液呈紫色便于观察．细胞在清水中发生质壁分离的复原过程中，吸水能力逐渐减弱（填“增强”或“减弱”）．质壁分离中的原生质层指的是细胞膜和液泡膜以及两之间的细胞质．
（2）某同学将同一马铃薯块茎切成4根粗细相同、长为5cm的条，再将这4根马铃薯条分别放在不同浓度KNO₃溶液中，30min和4h后测量每一根的长度，结果如图所示：四组实验中，能够观察到细胞质壁分离和质壁分离自动复原过程的是b组，d组4h后细胞外的KNO₃溶液的浓度将降低（填“升高”或“降低”）．

Answer 1

分析 质壁分离及复原的注意事项：
1．实验材料的选择：最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶，紫色大液泡十分明显，能方便地观察到质壁分离及复原的过程．所选择材料都必须是活细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则将不会出现质壁分离和复原的现象．未选择紫色洋葱作材料，实验效果差，原因是由于不具紫色的洋葱，细胞液无颜色，因此分辨不清，并不是不会发生质壁分离和复原．另外，新鲜的水绵、黑藻叶、紫鸭跖草等也是经常使用的材料．
2．试剂种类的选择：使细胞发生质壁分离的试剂不止一种蔗糖，只要对细胞没有毒害作用即可．常用的试剂是0.3g/mL的蔗糖溶液，用0.3g/mL的蔗糖溶液做分离试剂时，细胞发生质壁分离和复原的速度比较缓慢，便于观察变化过程．用适当浓度的乙醇、乙二醇、甘油溶液、硝酸钾溶液也可以观察到质壁分离现象，但这些物质可以通过原生质层进入细胞，导致细胞液浓度变大，细胞又通过渗透作用吸水，从而会自动复原．
3．试剂浓度的选择：试剂的浓度影响细胞质壁分离的速度，试剂浓度越高，发生质壁分离的速度越快，但试剂浓度过高，细胞会过度失水而死亡，无法复原．所用试剂浓度过低，导致质壁分离过慢，影响对实验结果的观察．
4．取材：撕取的鳞片叶颜色越深越容易观察，撕下的表皮能看到紫色，又不带有叶肉细胞时效果最好．在取洋葱鳞片表皮时，要注意不要让表皮细胞中的液泡破损，如果破损实验不会成功．判断液泡是否破损的依据是：完整的、液光未破的洋葱鳞片叶表皮是紫红色的，而液泡破损的表皮是无色半透明的．
5．引流：在显微镜载物台上进行引流换液操作，不要一次滴液太多，以免污染物镜镜头．

解答 解：（1）实验室一般选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料，其原因是紫色洋葱鱗片叶外表皮细胞为成熟的植物细胞，有大液泡且细胞液呈紫色便于观察．．细胞在清水中发生质壁分离的复原过程中，吸水能力逐渐减弱．细胞膜和液泡膜以及两之间的细胞质．
（2）a条马铃薯的初始长度为5cm，放在20的KNO₃溶液中，细胞通过渗透作用吸水，使得长度大于初始的5cm，b条马铃薯在30分钟时，长度小于5cm，说明细胞渗透失水，发生质壁分离，但由于细胞能主动吸收K离子和NO₃离子，使得细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞开始吸水，故逐渐复原，c条马铃薯长度小于初始的5cm，说明细胞质壁分离；d条马铃薯长度减小，说明细胞失水，浸泡液浓度降低．
故答案为：
（1）紫色洋葱鱗片叶外表皮细胞为成熟的植物细胞，有大液泡且细胞液呈紫色便于观察      减弱         细胞膜和液泡膜以及两之间的细胞质
（2）b    降低

点评 本题考查渗透作用的相关知识，意在考查学生识图能力、信息的提取与应用能力，解题的关键是在低浓度溶液中细胞吸水，高浓度的溶液中细胞失水，浓度太高，细胞过度失水而死亡．