图示细胞状态存在上述三种情况。
5.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察（如下图所示）。
下列有关叙述正确的是
（ ）
A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域
B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头
D.为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微镜观察步骤
【解析】选B。
第一次观察不能观察到较大的细胞质基质区域,可观察到紫色大液泡,故A错误;第二次观察时细胞发生质壁分离,质壁分离首先发生在细胞的角隅处,故B正确;吸水纸的目的是使蔗糖溶液或清水通过洋葱鳞片叶,使其发生质壁分离或质壁分离复原,故C错误;第一次显微镜观察是为了对照,不能省略,故D错误。
6.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是 （ ）
A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察
【解题指南】
（1）关键知识:
植物细胞质壁分离的原理、实验材料的颜色与植物细胞质壁分离的关系。
（2）隐含信息:
液泡内细胞液的颜色和细胞质中叶绿体的颜色有利于观察质壁分离现象。
【解析】选B。
本题主要考查不同生物材料对植物细胞质壁分离实验现象的影响。
A项中,红色花瓣细胞的液泡呈红色,比白色花瓣更便于观察质壁分离现象,正确。
B项中,黑藻叶片的叶肉细胞中液泡无色,叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于实验现象的观察,错误。
C项中,紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同,用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时,观察到的质壁分离程度可能不同,正确。
D项中,紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,呈现紫色,有利于实验现象的观察,正确。
7.（2016·上海高考）将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液数分钟后,结果如图所示,紫色分布的区域和影响色素分布的结构分别是
（ ）
A.①和细胞膜
B.①和细胞膜、液泡膜
C.②和细胞膜、液泡膜
D.②和细胞膜、液泡膜、细胞壁
【解析】选C。
图中②表示细胞液,紫色色素分布在细胞液中,细胞膜和液泡膜均为选择透过性膜,影响色素分布,故C项正确。
8.下列说法中,错误的是 （ ）
A.细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜
B.水分子进出细胞,取决于细胞内外液体的浓度差
C.小分子物质都能通过细胞膜,大分子物质则不能
D.细胞的吸水和失水是水分子顺浓度梯度跨膜运输的过程
【解析】选C。
生物膜都是主要由脂质、蛋白质构成,都具有选择透过性。
水分子可以自由通过;被选择的一些离子、小分子也可以通过;其他离子、小分子和大分子不能通过。
对于细胞需要吸收和排出的大分子物质则是依靠胞吞和胞吐的方式。
细胞的吸水和失水是水分子顺浓度梯度跨膜运输的过程,水分子进出细胞,主要取决于细胞内外液体的浓度差。
9.（2018·汕头高一检测）某生物兴趣小组在做“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,为了探究实验材料的可行性,组长培养了一棵洋葱,待长出较长的根和管状叶后,对其绿色管状叶（与小葱的绿色管状结构相同）的叶肉细胞和鳞片叶的内表皮细胞进行实验,绘制部分图形如下,假如整个实验操作过程标准无误,以下有关说法正确的一组是 （ ）
①用洋葱管状叶做实验材料,不用染色也能观察到质壁分离现象
②用洋葱管状叶做实验材料时,不用染色可以观察到A区域为绿色
③若图中B区域是紫色,则使用的材料是洋葱鳞片叶的内表皮细胞
④用洋葱鳞片叶的内表皮细胞做该实验,可将伊红染料加入0.3g/mL的蔗糖溶液中,质壁分离时A区域为红色
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【解析】选D。
洋葱管状叶的叶肉细胞中含有叶绿体使细胞呈现绿色,因此用管状叶做实验材料,不用染色,也能观察到明显的质壁分离现象,①正确;A区域为原生质层与细胞壁的间隙,充满的是外界溶液,因此用管状叶做实验材料时,不用染色可以观察到A区域为外界溶液的颜色,②错误;洋葱鳞片叶的内表皮细胞的细胞液无色,若使用的材料是鳞片叶的内表皮细胞,图中B区域应是无色的,③错误;用洋葱鳞片叶的内表皮细胞做该实验时,因鳞片叶的内表皮细胞的细胞液无色,为使实验现象明显,可将伊红染料加入0.3g/mL的蔗糖溶液中,质壁分离时A区域即原生质层与细胞壁的间隙充满的是加有伊红染料的0.3g/mL的蔗糖溶液,所以为红色,④正确。
二、非选择题（共14分）
10.请回答下列问题:
（1）将同一植物细胞依次浸在蒸馏水、0.3mol/L的蔗糖溶液和0.4mol/L的KNO3溶液中,测得细胞的体积随时间的变化曲线如图所示:
①曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是_______________________________
_______________________________。
②达到平衡后,____________溶液中细胞的细胞液浓度最大。
（2）下图是某生物课外小组在观察植物细胞质壁分离和复原实验时所观察到的几幅照片,请结合所学的知识,分析下图并回答问题:
①发生质壁分离后,__________处理,可以使已经质壁分离的植物细胞发生质壁分离复原。
②上述几幅图中所示的是同一组织的细胞,此时细胞液的浓度最大的是_______
_________（用上图中的数字表示）中的细胞。
【解析】
（1）在题目所给的几种溶液中,只有处于蒸馏水中时细胞会吸水胀大,故A是蒸馏水;在0.3mol/L的蔗糖溶液中,由于蔗糖是大分子,不会透过原生质层进入液泡中,又比细胞液的浓度大,因此细胞失水发生质壁分离,所以C是蔗糖溶液;在0.4mol/L的KNO3溶液中,开始发生质壁分离,后由于细胞吸收钾离子和硝酸根离子,使细胞液的浓度增大,细胞会渗透吸水,发生质壁分离复原,所以B是KNO3溶液;当达到平衡后,处于蔗糖溶液中的细胞,因失水最多而导致细胞液浓度最大。
（2）发生质壁分离后,用蒸馏水处理,细胞吸水,则发生质壁分离复原。
图中2质壁分离的程度最大,细胞液的浓度也最大。
答案:
（1）①蒸馏水、KNO3溶液、蔗糖溶液
②蔗糖
（2）①加入蒸馏水 ②2
【能力挑战区】
1.（7分）下表为某同学对“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验的创新步骤:
实验组
5min的
现象
再过5min
滴加清
水5min
①
0.3mol·L-1蔗糖溶液
X
无变化
质壁分
离复原
②
0.5mol·L-1蔗糖溶液
质壁分离
Y
无变化
③
1mol·L-1KNO3溶液
质壁分离
质壁分
离复原
Z
④
1mol·L-1醋酸溶液
细胞大小
无变化
细胞大小
无变化
细胞大小
无变化
对上表的推断或解释不正确的是 （ ）
A.X为质壁分离,因为细胞壁伸缩性小于原生质层
B.Y为质壁分离,可能导致细胞失水过多而死亡
C.Z为细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变浅
D.④组细胞大小无变化是因为细胞吸水量等于失水量
【解析】选D。
由于0.3mol·L-1蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度,且原生质层比细胞壁的伸缩性大,所以X为质壁分离,A正确;由于0.5mol·L-1蔗糖溶液浓度过高,植物细胞失水过多,细胞能发生质壁分离,但因细胞失水过多而死亡,所以不能发生质壁分离复原,B正确;由于K+和N
能通过主动运输方式进入细胞,所以可导致质壁分离自动复原。
滴加清水5分钟后,由于细胞的保护作用,所以Z为细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变浅,C正确;由于醋酸能破坏细胞的生物膜结构,所以细胞大小无变化,而不是因为细胞吸水量等于失水量,D错误。
【补偿训练】
用2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸润某种植物细胞,观察质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如下图所示。
下列表述中不正确的是 （ ）
A.该细胞不可能是根尖分生区的细胞
B.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大
C.BC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡
D.用一定浓度的KNO3溶液代替乙二醇溶液,可得到类似的结果
【解析】选C。
题图中原生质体体积减小说明发生了质壁分离,根尖分生区的细胞没有大液泡,难以发生质壁分离,A正确;AB段细胞失水,细胞液浓度在逐渐增大,B正确;BC段原生质体体积增加,原因是乙二醇经自由扩散进入细胞液,使细胞液浓度增加,细胞发生吸水,C错误;用一定浓度的KNO3溶液代替乙二醇溶液,由于细胞主动吸收钾离子和硝酸根,细胞会先发生质壁分离后自动复原,D正确。
2.（7分）洋葱内表皮细胞液浓度很高,但却不是紫色的。
取洋葱内表皮细胞制成临时装片,从盖玻片一侧滴入添加了红墨水分子的质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,重复几次后进行观察。
观察到的实验结果及分析正确的是 （ ）
A.细胞发生质壁分离,红色部分为液泡的细胞液
B.细胞发生质壁分离,白色部分为原生质层与细胞壁之间的外界溶液
C.视野中红色部分逐渐缩小,颜色逐渐加深
D.视野中白色部分逐渐缩小,浓度逐渐升高
【解析】选D。
洋葱内表皮细胞的细胞液没有色素,颜色为白色,细胞发生质壁分离,红色部分为外界的红墨水,A项错误;细胞发生质壁分离,白色部分为液泡的细胞液,B项错误;细胞发生质壁分离,原生质层与细胞壁分离,两者之间为外界溶液——红墨水,红色部分逐渐扩大,颜色逐渐变浅,C项错误;细胞发生质壁分离,细胞失水,液泡体积减小,细胞液的浓度逐渐升高,D项正确。
3.（18分）某生物实验小组的同学要对动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水进行实验探究,假如你是其中的一员,请分析回答下列问题:
（1）若作出的实验假设是动物细胞能通过渗透作用吸水或失水,请你说出作出该假设的理论依据:
________________________________________________。
（2）补充完整下面的实验方案。
实验仪器、试剂:
显微镜、带刻度的载玻片、取材工具、食盐等。
实验材料:
为了便于取材和观察,最好选用人的________细胞作为实验材料。
实验步骤:
①配制并选用生理盐水、蒸馏水、质量分数为9%的食盐溶液。
②在载玻片的中央滴一滴________,放入所选细胞,盖上盖玻片,制成临时装片。
制备同样装片若干个,分别放在显微镜下观察。
③取一个临时装片,在载玻片的一侧滴加蒸馏水,另一侧____________________
_____________________;另取一个临时装片,在载玻片的一侧滴加质量分数为9%的食盐溶液,另一侧操作同上。
④用显微镜观察。
观察指标是__________________________。
（3）预期结果及结论:
如果你的假设成立,则实验的预期结果是:
在滴加蒸馏水的实验中____________
___________________;在滴加质量分数为9%的食盐溶液的实验中____________
_________________。
【解析】
（1）动物细胞的细胞膜是选择透过性膜,可看作是半透膜,动物细胞内的细胞质是胶质状态的,具有一定的浓度,当与外界溶液接触时,膜两侧具有浓度差,所以动物细胞能通过渗透作用吸水或失水。
（2）选择实验材料时,在满足实验要求的前提下考虑取材的方便,因此,人的口腔上皮细胞或成熟红细胞是优选材料,设计实验时要设置对照实验,即保持红细胞原有的形态,再设置高浓度和低浓度外界溶液的实验组,通过显微镜观察比较红细胞形态变化推知细胞吸水、失水情况。
（3）红细胞在高浓度盐溶液中渗透失水,细胞皱缩。
在低浓度盐溶液中渗透吸水膨胀。
答案:
（1）动物细胞具有发生渗透作用的条件（或细胞膜有选择透过性,当细胞与外界溶液接触时,膜两侧具有浓度差）
（2）红（口腔上皮） ②生理盐水
③用吸水纸吸引,并重复几次
④细胞的体积（或大小）和形态变化
（3）细胞体积变大甚至破裂 细胞体积变小皱缩
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