Question

1．结合质壁分离和复原实验，请回答以下问题：
（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，其原因是该种细胞有大液泡且细胞液为紫色．质壁分离是指原生质层与细胞壁分离，细胞在清水中发生质壁分离复原的过程中，吸水能力逐渐减弱．   
（2）某同学将同一新鲜马铃薯块茎切成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的KNO₃溶液中，依次编号为a、b、c、d，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完全复原的是b（填字母）组，d组4h后细胞外KNO₃溶液的浓度与实验前相比降低．

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）紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为质壁分离及复原的实验材料原因是该细胞含有紫色的中央大夜泡，便于观察，当外界溶液大于细胞液的浓度时，植物细胞原生质层和细胞壁会分离发生质壁分离．
（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）有大液泡且细胞液为紫色  原生质层   减弱
（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．