Question

【題目】圖1是光學顯微鏡下觀察到的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞處于質壁分離狀態的細胞圖像。某實驗小組將洋蔥根尖成熟區細胞依次浸于蒸餾水、質量濃度為0.3 mol·L-1的蔗糖溶液和質量濃度為0.5 mol· L-1的硝酸鉀溶液中，觀察細胞原生質體體積隨時間的變化，其結果如圖2所示（原生質體是指植物細胞去除細胞壁后的剩余結構）。請回答下列有關問題：

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

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

（3）水進出洋蔥根尖成熟區細胞的方式為_________，硝酸鉀進入細胞的方式為_______________________。

Answer 1

【答案】液泡 調節植物細胞內的環境 充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺 細胞液濃度小于外界溶液濃度，或細胞液濃度大于外界溶液濃度，或細胞液濃度等于外界溶液濃度 c 蔗糖分子不能通過細胞膜，細胞液的濃度小于0.3 mol·L-1的蔗糖溶液的濃度，細胞失水 b 自由擴散 主動運輸

【解析】

圖1細胞處于質壁分離狀態，該細胞可能正在發生質壁分離，也可能正在發生質壁分離復原，或已經處于滲透平衡狀態。圖2中，置于清水中的洋蔥根尖成熟區細胞，因細胞液的濃度大于外界溶液的濃度，細胞吸水，導致原生質體體積增大，但由于細胞壁的支持和保護作用，原生質體體積不會無限增大，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細胞，因KNO3溶液的濃度高于細胞液濃度，細胞失水導致原生質體體積變小，隨著硝酸根離子和鉀離子不斷通過主動運輸的方式被細胞吸收，使細胞液的濃度增大，滲透壓升高，當KNO3溶液的濃度低于細胞液濃度時，細胞滲透吸水，原生質體體積變大，與曲線b相對應；置于0.3 mol·L-1的蔗糖溶液中的洋蔥根尖成熟區細胞，因蔗糖分子不能通過細胞膜，而且細胞液的濃度小于0.3 mol·L-1的蔗糖溶液的濃度，所以細胞會因失水而發生質壁分離，導致原生質體體積逐漸變小，最后穩定在較低水平，與曲線c相對應。

(1) 紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液呈現紫色，細胞液是液泡膜內部的液體，因此圖1中陰影部分表示的細胞結構是液泡，該結構在成熟植物細胞中的作用有：可以調節植物細胞內的環境，充盈的液泡還可以使植物細胞保持堅挺。圖1所示細胞處于質壁分離狀態，可能正在發生質壁分離，也可能正在發生質壁分離復原，或已經處于滲透平衡狀態。若正在發生質壁分離，則細胞液濃度小于外界溶液濃度；若正在發生質壁分離復原，則細胞液濃度大于外界溶液濃度；若已經處于滲透平衡狀態，則細胞液濃度等于外界溶液濃度。

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

(3) 水進出洋蔥根尖成熟區細胞的方式為自由擴散，硝酸鉀進入細胞的方式為主動運輸。