Question

4．成熟的植物細(xì)胞具有中央大液泡，可與外界溶液構(gòu)成滲透系統(tǒng)進(jìn)行滲透吸水或滲透失水．圖甲表示滲透裝置吸水示意圖，圖乙表示圖甲中液面上升的高度與時間的關(guān)系，圖丙表示成熟植物細(xì)胞在某外界溶液中的一種狀態(tài)（此時細(xì)胞有活性）．請回答下列問題：

（1）典型的滲透裝置必須具備兩個條件：①具有半透膜②半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差．
（2）由圖甲漏斗液面上升可知，實驗初始時c兩側(cè)溶液濃度大小是a小于b．由圖乙可知漏斗中溶液吸水速率變化趨勢為下降，最終液面不再上升，當(dāng)液面不再上升時，c兩側(cè)濃度大小關(guān)系是a小于b．
（3）若圖丙細(xì)胞為黑藻細(xì)胞，則其細(xì)胞內(nèi)相當(dāng)于圖甲中c結(jié)構(gòu)的是③④⑤（填丙圖中序號），結(jié)構(gòu)②中充滿的液體是外界溶液．黑藻細(xì)胞內(nèi)綠色結(jié)構(gòu)分布于丙圖中的④部位（填丙圖中序號），該結(jié)構(gòu)不干擾（干擾，不干擾）質(zhì)壁分離實驗現(xiàn)象的觀察．
（4）把一個已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞浸入的某濃度的蔗糖溶液中，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞液泡體積逐漸增大．當(dāng)液泡體積不再增大時，此時細(xì)胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關(guān)系是D．
A．細(xì)胞液＞外界溶液　　B．細(xì)胞液＜外界溶液   C．細(xì)胞液=外界溶液   D．都有可能
（5）用2摩爾/升的乙二醇溶液和2摩爾/升的蔗糖溶液分別浸泡某種植物細(xì)胞，觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象，得到其原
生質(zhì)體體積的變化情況如下圖所示，請據(jù)圖丁回答：原生質(zhì)體體積在A→B段的變化說明：在該段時間內(nèi)水分從原生質(zhì)體滲出．在1分鐘后，處于2摩爾/升乙二醇溶液中的細(xì)胞，其原生質(zhì)體體積的變化是由于乙二醇逐漸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞液濃度變化進(jìn)而滲透吸水造成．

Answer 1

分析 當(dāng)細(xì)胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，細(xì)胞液中的水分就透過原生質(zhì)層進(jìn)入到外界溶液中，由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時，液泡逐漸縮小，原生質(zhì)層就會與細(xì)胞壁逐漸分離開來，即發(fā)生了質(zhì)壁分離．當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于外界溶液的濃度時，外界溶液中的水分就透過原生質(zhì)層進(jìn)入到細(xì)胞液中，液泡逐漸變大，整個原生質(zhì)層就會慢慢地恢復(fù)成原來的狀態(tài)，即發(fā)生了質(zhì)壁分離復(fù)原．

解答 解：（1）典型的滲透裝置必須具備兩個條件：①具有半透膜②半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差．
（2）據(jù)圖甲分析，漏斗液面上升，水分是從低濃度溶液流向高濃度溶液，故a小于b．據(jù)圖乙曲線分析，漏斗液面上升高度隨時間推移越來越小，故漏斗中溶液吸水的速率在下降．當(dāng)液面不再上升時，半透膜兩側(cè)壓力相等，滲透作用平衡，但是a仍然小于b．
（3）細(xì)胞的原生質(zhì)層（③細(xì)胞膜④細(xì)胞質(zhì)⑤液泡膜）相當(dāng)半透膜．結(jié)構(gòu)②是細(xì)胞壁和原生質(zhì)層的空隙，充滿外界溶液．黑藻細(xì)胞內(nèi)綠色結(jié)構(gòu)葉綠體分布于丙圖中的④細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，該結(jié)構(gòu)不干擾質(zhì)壁分離實驗現(xiàn)象的觀察．
（4）圖丙細(xì)胞原生質(zhì)層和細(xì)胞壁分離，可能處于質(zhì)壁分離狀態(tài)或者復(fù)原狀態(tài)，也可能處于平衡狀態(tài)．
（3）由于細(xì)胞壁對原生質(zhì)層有支持和保護(hù)的作用，不會使原生質(zhì)層無限膨脹，故細(xì)胞不會無限吸水．
（4）因為細(xì)胞壁對原生質(zhì)層有支持和保護(hù)的作用，故細(xì)胞不會無限吸水，液泡體積不會一直增大，這時細(xì)胞液濃度是不一定和外界溶液的濃度相等，可能相等，也可能大于外界溶液．
（5）據(jù)圖丁回答：原生質(zhì)體體積在A→B段的變化說明：在該段時間內(nèi)水分從原生質(zhì)體滲出．植物成熟細(xì)胞放在乙二醇的溶液中，外界溶液的濃度高于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，會產(chǎn)生質(zhì)壁分離．然后乙二醇分子以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞液的濃度高于外界溶液，植物細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原的現(xiàn)象．
故答案為：
（1）具有半透膜　　　半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差
（2）小于　　　下降　　　　小于
（3）③④⑤外界溶液　　　④不干擾
（4）D
（5）滲出       乙二醇　　吸水

點評 本題綜合考查滲透作用及質(zhì)壁分離的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生理解所學(xué)知識的要點、識圖分析能力和綜合運用所學(xué)知識分析問題的能力，具備設(shè)計簡單生物學(xué)實驗的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析的能力．