Question

【题目】植物细胞在不同浓度的溶液中细胞的形态会发生变化，请利用以下提供的材料和用具，设计实验思路，研究细胞长度（细胞长轴两侧质膜的距离，如图中 X 所示）的变化率随时间变化。细胞长度变 率=(后测长度- 前测长度) /前测长度

材料与用具：紫色洋葱外表皮、蒸馏水、蔗糖、烧杯、带显微测量功能的显微镜、载玻片、盖玻片、 吸水纸

（1）完善实验思路：

①用蒸馏水与蔗糖配制成具有__________________的蔗糖溶液；

②利用载玻片、盖玻片将紫色洋葱外表皮制作成若干个_____________，用带显微测量功能的显微镜测量 _________________ ，并记录；

③将洋葱外表皮临时装片随机均分为 4 组，编号 ABCD；

④在 BCD 组盖玻片一侧滴加不同浓度的蔗糖溶液，A 组滴加_______________ ，在盖玻片的另一侧用 吸水纸吸水；

⑤用带显微测量功能的显微镜测量细胞长度，记录，并计算______________；

⑥每隔一段时间，______________________；

⑦对所得数据进行处理和分析。

（2）预测实验结果：

较高浓度蔗糖溶液中的细胞长度变化率_________（填大于、小于或等于）零。

(3)分析与讨论

①本实验说明成熟的植物细胞产生渗透现象的条件是 。

②紫色洋葱外表皮细胞能否作为“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片” 的实验材料？为什么？

________________________________________________。

Answer 1

【答案】 一定梯度的不同浓度 临时装片 细胞长度 蒸馏水 细胞长度变化率 重复步骤 小于 细胞液与外界溶液有浓度差②不能，紫色洋葱外表皮细胞是高度分化的细胞，失去有丝分裂的能力

【解析】本题考查渗透作用原理及考生设计实验的能力，要求考生理解渗透作用的原理及对照实验设计的原则，学会从实验目的中找寻自变量和因变量，设计并分析实验的能力。

（1）成熟的植物细胞是一个渗透系统，具有渗透作用发生的两大条件，其原生质层是一种半透膜，细胞液和外界溶液之间存在浓度差；当外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水而发生质壁分离现象，此过程中原生质层变小，即图中的X值减小；根据题意，本实验的目的是研究细胞长度的变化率随时间变化，因此该实验的自变量是具有一定梯度的不同浓度外界溶液，因变量是一定时间内细胞长度的变化；对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则，实验中自变量以外的其他无关变量均要相同且适宜，同时为了减小实验误差，避免偶然原因导致实验失败，应将实验材料分成若干组，其中一组为对照组，其他组为实验组进行实验，根据上述分析，可安排实验思路如下：

①用蒸馏水与蔗糖配制成具有一定梯度的不同浓度的蔗糖溶液；

②利用载玻片、盖玻片将紫色洋葱外表皮制作成若干个临时装片，用带显微测量功能的显微镜测量细胞长度，并记录；

③将洋葱外表皮临时装片随机均分为4组，编号A、B、C、D；

④在B、C、D组盖玻片一侧滴加不同浓度的蔗糖溶液，A组滴加蒸馏水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸水；

⑤用带显微测量功能的显微镜测量细胞长度，记录，并计算细胞长度变化率；

⑥每隔一段时间，重复步骤；

⑦对所得数据进行处理和分析。

（2）预测实验结果：根据题意，细胞长度变率=(后测长度-前测长度) /前测长度，由于实验过程中较高浓度蔗糖溶液处理的实验组细胞失水，因此后测长度-前测长度<0，故较高浓度蔗糖溶液中的细胞长度变化率小于零。

(3)分析与讨论：①本实验中较高浓度蔗糖溶液处理的实验组细胞失水，说明成熟的植物细胞具有渗透作用的发生条件，即产生渗透现象的条件是细胞液与外界溶液有浓度差。

②紫色洋葱外表皮细胞是高度分化的细胞，已经失去有丝分裂的能力，故不能作为“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片” 的实验材料。