Question

【題目】玉米是重要的糧食作物和飼料作物，其種子由種皮、胚和胚乳3部分組成（如圖所示）。在玉米籽粒發(fā)育過程中，胚乳細(xì)胞死亡，被淀粉等物質(zhì)充滿，成為無生命的營養(yǎng)物質(zhì)儲藏庫。胚則由活細(xì)胞組成。為驗證活細(xì)胞吸收物質(zhì)具有選擇性，某小組同學(xué)用玉米籽粒作為材料，開展實驗。請回答以下問題：

材料用具：

玉米籽粒，紅墨水，鑷子，刀片，培養(yǎng)皿，燒杯，酒精燈。

（1）實驗思路：

①取若干玉米籽粒，將其放在20～25℃的溫水中浸泡36h 。

②將玉米籽粒等分為兩組，編號甲、乙。

甲組_____________________________________________，

乙組_____________________________________________。

③將上述兩組玉米籽粒放在培養(yǎng)皿中，用刀片沿胚的中線縱向切開籽粒，用稀釋20倍的紅墨水染色。2分鐘后，倒去紅墨水，用水沖洗籽粒數(shù)次，直到?jīng)_洗液無色為止。

④觀察___________________________。

（2）預(yù)測實驗結(jié)果：______________________________________________________________。

（3）請設(shè)計表格記錄實驗結(jié)果：__________

（4）分析實驗：

①本實驗的對照組是____________________________。

②未煮熟的玉米粒胚乳被染色而胚未被染色的原因是________________________________。

活細(xì)胞吸收物質(zhì)具有選擇性的原因是__________________。

③胚乳細(xì)胞死亡是細(xì)胞發(fā)育過程中的必然步驟，是由某種基因引發(fā)的，是____________（生理過程）的結(jié)果。

Answer 1

【答案】放入沸水中煮沸 不作處理 籽粒中胚的顏色（或觀察籽粒中胚和胚乳的顏色） 甲組胚被染成紅色，乙組胚為無色 煮過的玉米籽粒 胚乳細(xì)胞是死細(xì)胞而胚是活細(xì)胞 細(xì)胞膜具有選擇透性 細(xì)胞凋亡

【解析】

本實驗的原理是活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，紅墨水中的染料分子不能透過細(xì)胞膜，故細(xì)胞內(nèi)部無色，若細(xì)胞死亡，細(xì)胞膜失去選擇性，紅墨水中的染料分子透過細(xì)胞膜進入細(xì)胞，使細(xì)胞內(nèi)部呈現(xiàn)紅色。

（1）本實驗是驗證活細(xì)胞吸收物質(zhì)具有選擇性，故實驗自變量應(yīng)是細(xì)胞的生活狀態(tài)，可用沸水煮沸過的種子和不做處理的種子對照，根據(jù)“在玉米籽粒發(fā)育過程中，胚乳細(xì)胞死亡，被淀粉等物質(zhì)充滿，成為無生命的營養(yǎng)物質(zhì)儲藏庫。胚則由活細(xì)胞組成”，可知該實驗觀察的部位應(yīng)為胚細(xì)胞。由于活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，故胚細(xì)胞的內(nèi)部不出現(xiàn)紅色，而死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去選擇性，故死種子的胚細(xì)胞內(nèi)部被染成紅色。綜上分析，實驗思路為：

①取若干玉米籽粒，將其放在20～25℃的溫水中浸泡36h 。

②將玉米籽粒等分為兩組，編號甲、乙。

甲組放入沸水中煮沸，

乙組不作處理。

③將上述兩組玉米籽粒放在培養(yǎng)皿中，用刀片沿胚的中線縱向切開籽粒，用稀釋20倍的紅墨水染色。2分鐘后，倒去紅墨水，用水沖洗籽粒數(shù)次，直到?jīng)_洗液無色為止。

④觀察籽粒中胚的顏色（或觀察籽粒中胚和胚乳的顏色）。

（2）根據(jù)上述分析中的實驗原理，活種子中的胚應(yīng)為無色，煮沸處理過的種子中的胚應(yīng)被染成紅色，故預(yù)測實驗結(jié)果應(yīng)為：甲組胚被染成紅色，乙組胚為無色。

（3）實驗結(jié)果記錄的表格為：

（4）①本實驗是驗證活細(xì)胞吸收物質(zhì)具有選擇性，其對照組是煮過的玉米籽粒。

②未煮熟的玉米粒由于胚乳細(xì)胞是死細(xì)胞，而胚細(xì)胞還是活細(xì)胞，活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，墨水中的染料不能進入細(xì)胞，而死細(xì)胞的細(xì)胞膜不具有選擇透過性，故胚乳被染色而胚未被染色。結(jié)合上述分析可知，由于細(xì)胞膜具有選擇透過性，所以活細(xì)胞吸收物質(zhì)具有選擇性。

③細(xì)胞凋亡是一種正常的生命現(xiàn)象，是受基因控制的細(xì)胞程序性死亡的過程。胚乳細(xì)胞死亡是細(xì)胞發(fā)育過程中的必然步驟，是由某種基因引發(fā)的，所以是細(xì)胞凋亡的結(jié)果。