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（填“＞”、“＝”或“＜”）。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在______________。

（2）图丙中相当于图甲中c结构的是______________(填序号)，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？为什么？___________________________。

（4）若丙细胞所处的外界溶液为一定浓度的KNO3溶液，观察到的现象为_______________。

Answer 1

【答案】< 下降 ③④⑤ D 不能，细胞壁对植物细胞起支持和保护的作用 先质壁分离后质壁分离自动复原

【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在液体重力的影响下，水面上升速率减小直到不再上升。
分析图丙，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）由渗透作用概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，结合甲图漏斗液面上升可知，b侧溶液浓度高于a侧；乙图液面上升高度线随时间逐渐变平缓，可知漏斗中溶液吸水速率在下降。

（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中充满的液体是外界溶液（蔗糖溶液）；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、失水、还是不吸水不失水状态，故此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是D都有可能。
（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，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）若丙细胞所处的外界溶液为一定浓度的KNO3溶液时，当所处的KNO3溶液浓度大于细胞液浓度时，可观察到质壁分离现象，由于K+、 NO3-会通过主动运输进入细胞液，故随着细胞液浓度的增大会观察到质壁分离的细胞又复原了。