Question

【題目】圖1是光學(xué)顯微鏡下觀察到的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)的細(xì)胞圖像。某實(shí)驗(yàn)小組將洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞依次浸于蒸餾水、質(zhì)量濃度為0.3 mol·L-1的蔗糖溶液和質(zhì)量濃度為0.5 mol· L-1的硝酸鉀溶液中，觀察細(xì)胞原生質(zhì)體體積隨時(shí)間的變化，其結(jié)果如圖2所示（原生質(zhì)體是指植物細(xì)胞去除細(xì)胞壁后的剩余結(jié)構(gòu)）。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：

（1）圖1中陰影部分（即鱗片葉外表皮細(xì)胞的紫色區(qū)域）表示的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是________，該結(jié)構(gòu)在成熟植物細(xì)胞中的作用有______________________、____________________。圖1所示細(xì)胞的細(xì)胞液濃度與外界溶液濃度的大小關(guān)系是____________________________________。

（2）曲線a、b、c中，表示細(xì)胞在濃度為0.3 mol·L-1的蔗糖溶液中的是_________，原因是_________________；表示細(xì)胞在濃度為0.5mol·L-1的硝酸鉀溶液中的是_________。

（3）水進(jìn)出洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞的方式為_________，硝酸鉀進(jìn)入細(xì)胞的方式為_______________________。

Answer 1

【答案】液泡 調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境 充盈的液泡還可以使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺 細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度，或細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度，或細(xì)胞液濃度等于外界溶液濃度 c 蔗糖分子不能通過(guò)細(xì)胞膜，細(xì)胞液的濃度小于0.3 mol·L-1的蔗糖溶液的濃度，細(xì)胞失水 b 自由擴(kuò)散 主動(dòng)運(yùn)輸

【解析】

圖1細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)，該細(xì)胞可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離，也可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，或已經(jīng)處于滲透平衡狀態(tài)。圖2中，置于清水中的洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞，因細(xì)胞液的濃度大于外界溶液的濃度，細(xì)胞吸水，導(dǎo)致原生質(zhì)體體積增大，但由于細(xì)胞壁的支持和保護(hù)作用，原生質(zhì)體體積不會(huì)無(wú)限增大，可用曲線a表示；置于0.5 mol·L-1的KNO3溶液中的洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞，因KNO3溶液的濃度高于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水導(dǎo)致原生質(zhì)體體積變小，隨著硝酸根離子和鉀離子不斷通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞奖患?xì)胞吸收，使細(xì)胞液的濃度增大，滲透壓升高，當(dāng)KNO3溶液的濃度低于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞滲透吸水，原生質(zhì)體體積變大，與曲線b相對(duì)應(yīng)；置于0.3 mol·L-1的蔗糖溶液中的洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞，因蔗糖分子不能通過(guò)細(xì)胞膜，而且細(xì)胞液的濃度小于0.3 mol·L-1的蔗糖溶液的濃度，所以細(xì)胞會(huì)因失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，導(dǎo)致原生質(zhì)體體積逐漸變小，最后穩(wěn)定在較低水平，與曲線c相對(duì)應(yīng)。

(1) 紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液呈現(xiàn)紫色，細(xì)胞液是液泡膜內(nèi)部的液體，因此圖1中陰影部分表示的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是液泡，該結(jié)構(gòu)在成熟植物細(xì)胞中的作用有：可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，充盈的液泡還可以使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺。圖1所示細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)，可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離，也可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，或已經(jīng)處于滲透平衡狀態(tài)。若正在發(fā)生質(zhì)壁分離，則細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度；若正在發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，則細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度；若已經(jīng)處于滲透平衡狀態(tài)，則細(xì)胞液濃度等于外界溶液濃度。

(2)由于蔗糖分子不能通過(guò)細(xì)胞膜，而且細(xì)胞液的濃度小于0.3 mol·L-1的蔗糖溶液的濃度，所以細(xì)胞失水，導(dǎo)致原生質(zhì)體體積逐漸變小，最后穩(wěn)定在較低水平，所以曲線c表示細(xì)胞在濃度為0.3 mol·L-1的蔗糖溶液中。0.5 mol·L-1的KNO3溶液的濃度高于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水導(dǎo)致原生質(zhì)體體積變小，隨著硝酸根離子和鉀離子不斷被細(xì)胞吸收，細(xì)胞液的濃度不斷增大，當(dāng)KNO3溶液的濃度低于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞滲透吸水，原生質(zhì)體體積變大，因此曲線b表示細(xì)胞在濃度為0.5mol·L-1的硝酸鉀溶液中。

(3) 水進(jìn)出洋蔥根尖成熟區(qū)細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散，硝酸鉀進(jìn)入細(xì)胞的方式為主動(dòng)運(yùn)輸。