Question

3．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．如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）典型的渗透装置必须：具有[c]半透膜；在其两侧的溶液具有浓度差；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小于b．由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在逐渐下降，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小于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（细胞液、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，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？不能，原因是细胞壁对原生质层有支持和保护的作用，且细胞壁的伸缩性有限．
（4）把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积也在增大．当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？不一定．

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．

解答 解：（1）典型的渗透装置必须：具有c半透膜；在其两侧的溶液具有浓度差．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．
故答案为：
（1）c半透膜     浓度差       小于　     下降   　   小于
（2）③④⑤外界溶液　   D
（3）不能     细胞壁对原生质层有支持和保护的作用，且细胞壁的伸缩性有限
（4）不一定

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．