Question

3．成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，如图是发生质壁分离的植物细胞，图b是显微镜下观察到的某一时刻的图象．请据图回答下列问题：

 （1）图中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，后者的结构包括[2]和[4]以及二者之间的细胞质．（[]里填序号）
（2）植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是外界溶液浓度高于细胞液浓度，植物细胞自身应具备的结构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性．
（3）图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度．
（4）将形状、大小相同的红心萝卜A 和红心萝卜B幼根各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液（甲～戊）中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图所示，据图分析：
①红心萝卜A 比红心萝卜B 的细胞液浓度高．
②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜A 的细胞液浓度会降低．
（5）若将紫色万年青的叶片表皮细胞制成装片，并使之处于不同浓度（A～F）的KNO₃溶液中．5min后，用显微镜观察细胞变化情况，结果如下：

叶片表 皮细胞	A	B	C	D	E	F
KNO3溶液/（mol•L-1）	0.11	0.12	0.125	0.13	0.14	0.50
质壁分 离程度			初始 分离	分离	显著 分离	显著 分离
质壁分 离复原			自动 复原	自动 复原	被诱导 复原	不复原

①在C和D的浓度下，叶片表皮细胞发生的质壁分离会自动复原，原因是K+和NO3-逐步进入细胞内部，使细胞液的浓度升高，细胞吸水，质壁分离复原．
②在F浓度下，当叶片表皮细胞发生质壁分离后，用清水不能诱使它们复原，原因是细胞外界浓度过高，细胞因失水过多而死亡，原生质层失去了选择透过性．
③根据该实验结果，万年青叶片表皮细胞的浓度约在0.12～0.125mol•L-1．

Answer 1

分析 植物成熟的细胞具有大液泡可以通过渗透作用失水或吸水，当细胞液浓度小于环境溶液浓度时，细胞通过渗透作用失水，由于原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，进而出现质壁分离现象，细胞失水越多，质壁分离的效果越明显；
发生质壁分离的细胞放在清水中，由于细胞液浓度大于环境溶液浓度，细胞会通过渗透作用吸水，原生质层体积增大，原生质层向细胞壁靠拢，发生质壁分离复原现象；
若细胞失水过度，细胞会死亡，不再发生质壁分离复原；利用细胞质壁分离实验可以判细胞是死细胞还是活细胞，也可以估测细胞液的浓度，细胞液的浓度介于未发生质壁分离和开始发是质壁分离的溶液浓度之间．

解答 解：（1）图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，后者的结构包括2细胞膜、4液泡膜以及二者之间的细胞质．
（2）植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，植物细胞自身应具备的结构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁．
（3）根据题意和图示分析可知：图b中的细胞可能处于质壁分离状态、也可能处于质壁分离复原状态，所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系有大于、等于或小于三种可能．
（4）①由于萝卜条A的重量变化大于萝卜条B，所以萝卜条A细胞液浓度大于萝卜条B细胞液浓度．
②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后萝卜条A吸水，其细胞液浓度降低．
（5）①分析题图可知，万年青在C和D处理后发生质壁分离自动复原，原因是K⁺和NO₃^-通过主动运输方式逐步进入液泡，使细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞通过渗透作用吸水，使原生质层又向细胞壁靠拢．
②用高浓度硝酸钾溶液诱发细胞质壁分离时，细胞由于过度失水而死亡，质壁分离不再发生复原现象．原生质层失去活性．
③分析表格中的实验结果可知，万年青叶表皮细胞在0.125mol/L的溶液中发生质壁分离的初始分离，在0.12mol/L的溶液中未发生质壁分离，因此万年青叶表皮细胞的细胞液浓度在0.12～0.125mol/l之间．
故答案为：
（1）原生质层   2     4    
 （2）外界溶液浓度高于细胞液浓度      原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 
（3）细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度      
（4）①高   ②降低
（5）①．K+和NO3-逐步进入细胞内部，使细胞液的浓度升高，细胞吸水，质壁分离复原      ②．选择透过性     ③．0.12～0.125mol•L-1

点评 本题的知识点是细胞的质壁分离和质壁分离复原，分析题图获取信息是解题的突破口，对于质壁分离和质壁分离复原现象的理解和分析是本题考查的重点．