2020年高考生物实验突破 专题04 观察植物细胞的质壁分离和复原（含解析）.docx

1、专题04 观察植物细胞的质壁分离和复原1实验原理(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。(2)细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。2实验步骤3现象与结论归纳总结(1)本实验存在两组对照实验(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来。考点一：质壁分离与吸水能力的关系例、.正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力将()A逐渐变大B逐渐变小C不变D先变大后变小【答案】A【解析】质壁分离时，细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，因此其吸水能力将逐渐变大。 考点二：观察植物细胞质壁分离和复原实验选

2、料例：(2018榆林二模)以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离和复原实验的材料，下列有关说法正确的是()A正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱B正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深C发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同D该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞不能发生质壁分离【答案】B【解析】紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液呈紫色，正在发生质壁分离的细胞，因不断失水导致细胞液的浓度逐渐增大，紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深，其吸水能力逐渐增强，A错误，B正确；因具有支持和保护作用的细胞壁也有一定程度

3、的伸缩性，实验发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同或大于外界溶液浓度，C错误；该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞的细胞液无色，不易观察质壁分离及其复原现象，D错误。考点三：质壁分离的相关应用例(2018安阳一模)某研究小组用5种植物材料进行质壁分离实验。在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间，绘制成下图。下列说法正确的是()A据图分析可知，5种植物材料中山茶细胞最小B该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验C若在发生质壁分离后滴加清水，则5种材料复原时间都不同D5种材

4、料中，红花檵木发生质壁分离的速度最快【答案】D【解析】在相同的放大倍数下，视野中山茶的细胞数目最少，说明其细胞最大，红花檵木观察到的细胞数目最多，细胞最小，A错误；蔗糖溶液滴加之前和之后形成前后自身对照，B错误；若在发生质壁分离后滴加清水，则不能确定5种材料复原时间，C错误；5种材料中，红花檵木从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间最短，发生质壁分离的速度最快，D正确。易错点一：植物的成熟细胞（不能选用根尖分生区和动物细胞）【满足两个条件：第一有细胞壁；第二有成熟大液泡】课本选用的实验材料为洋葱鳞茎外表皮（其液泡含有紫色色素，易观察）；易错点二：细胞膜、原生质层具有选择透过性；细胞壁具

5、有全透性。故而质壁分离时，细胞膜与细胞壁之间的液体为外界溶液；易错点三： 与渗透装置相比，原生质层就相当于渗透装置中的半透膜，而非细胞膜相当于渗透装置中的半透膜易错点四：质壁分离发生的条件：细胞外液细胞液，故而细胞原生质层失水皱缩；质壁分离复原的条件：细胞仍具有活性；细胞外液浓度甲丙C 实验后甲、乙、丙三种细胞细胞液浓度关系是乙甲丙D 形态不再发生变化时三种细胞液的浓度相等【答案】B【解析】形态不发生变化并不代表细胞已经死亡，可能正处于水分子进出的平衡状态。质壁分离程度越严重，细胞内外浓度差越大，而外界溶液浓度相同，故实验前丙细胞的细胞液浓度最小，乙细胞的细胞液浓度最大。达到平衡状态时，细胞液

6、浓度等于外界溶液浓度，质壁分离越严重的，失水越多，外界溶液浓度越小，故实验后丙细胞的细胞液浓度最小。17.同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：对上表的推断或解释不正确的是()A x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层B y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死C z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D 组细胞大小无变化是因为细胞渗透吸水量等于失水量【答案】D【解析】由于细胞壁伸缩性小于原生质层，植物细胞在一定浓度蔗糖溶液中发生质壁分离，但如果蔗糖溶液浓度过高(如0.5 gmL1)，可能导致植物细胞因失水过多而

7、死亡，A、B项正确；在1 molL1KNO3溶液中，细胞先发生质壁分离，后来细胞吸收K和NO使细胞液浓度升高而发生自动复原，再滴加清水，细胞会吸水，体积稍增大，C项正确；在1 molL1醋酸溶液中，植物细胞死亡，D项错误。 18.某小组确定研究课题：探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料，并作实验假设：如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加。该小组学生设计的实验步骤如下：(一)配制质量浓度为10%、20%、30%的蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。(二)从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片表面的水分，分别放入不同浓度的

8、蔗糖溶液中，浸泡10分钟。(三)取出叶片制成装片，显微镜下观察，选取5个细胞测量其A、B值(如图A为细胞的长度，B为原生质体的长度)。在此基础上，请你参与设计、分析与讨论。(1)请你设计一张表格，用于记录原始数据，去除最大值与最小值，计算并记录B/A(%)值。(2)该小组同学根据记录数据所作的曲线如图。请你就该结果作出分析并得出结论。分析：_。结论：_。(3)讨论：该小组同学应选用记录表中哪组数据作图？_。如果要说明上述质壁分离现象是由相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，你怎么处理实验？_。【答案】(1)(2)B/A值越小，说明质壁分离程度越大；随着溶液浓度的增加，B/A值下降，说明

9、质壁分离程度随溶液浓度的增加而增大细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加(3)平均值组设置清水对照组，观察清水中的黑藻细胞，确认其细胞形态正常，无质壁分离现象【解析】本实验探究的是植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。植物细胞外界溶液浓度是自变量，实验过程中设置质量浓度为10%、20%、30%的蔗糖溶液相互对照；质壁分离程度是因变量，测量其A、B值并计算B/A(%)值，将B/A(%)值作为衡量质壁分离程度的指标。根据曲线图分析，注意B/A值与质壁分离程度的关系，B/A值的变化与外界溶液浓度的关系，根据这两个关系进而判断出细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。19.成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液

10、中，会发生质壁分离现象，下图a是发生质壁分离的植物细胞，图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题：(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和_的分离，后者的结构包括和以及二者之间的细胞质。(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是_，植物细胞自身应具备的结构特点是_。(3)图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是_。(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲戊)中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图c所示，据图分析：红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度_。在甲蔗糖溶液中加

11、入适量的清水，一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会_。【答案】(1)原生质层24(2)外界溶液浓度高于细胞液浓度原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性(3)细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度(4)高降低【解析】(1)质壁分离是原生质层和细胞壁的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。(2)发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，而植物自身具备的结构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(3)在观察植物细胞质壁分离与复原实验中，当细胞处于质壁分离状态时，此时细胞可能正在发生质壁分离过程，也可能质壁分离完成，细胞原生质层大小处于相对静止状态，还可能处于质壁分离的复原

12、过程中，因此，细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液浓度大于、等于或小于外界溶液浓度。(4)由图中两种红心萝卜的质量变化结果可知，甲戊五种蔗糖溶液的浓度大小为丙戊甲丁乙，甲为红心萝卜A的等渗溶液，戊为红心萝卜B的等渗溶液，因此红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度高。在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，溶液浓度降低，红心萝卜A吸水一段时间后，细胞液浓度降低。20.回答下列与细胞有关的实验问题：(1)下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有_(填序号)。观察叶绿体和原生质的流动观察洋葱鳞片叶肉表皮细胞中DNA的分布探究酵母菌的呼吸方式红细胞中血红蛋白的提取和分离(2)按下面步骤进行质壁分离实验。步骤一：在洁

13、净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3 g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中。步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。图中A、B处的颜色分别是_。如果上述实验步骤二从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3 g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是_。如果将上述实验步骤二中浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80 条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3 g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到

14、细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是_、_。如果A处呈绿色，可能的原因是_。【答案】(1)(2)无色、绿色红色、绿色改变光圈大小调节反光镜高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处【解析】(1)需保持细胞生理活性的有：观察叶绿体和原生质的流动，探究酵母菌的呼吸方式。(2)由于发生质壁分离，A处为蔗糖溶液，无色。B处为细胞质有叶绿体显绿色。要看的更清晰需要改变光圈大小，调节反光镜。高温下使细胞死亡，细胞膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处。21.用2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的

15、变化情况如图所示。请据图回答：(1)原生质体体积在AB段的变化说明：在该段时间内水分从原生质体_，细胞液浓度_。(2)在1 h后，处于2 mol/L蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_。此时，在细胞壁与原生质层之间充满了_，要使该细胞复原，应将其置于_中。(3)在1 h后，处于2 mol/L的乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于_逐渐进入细胞引起细胞液浓度_。(4)并不是所有的植物活细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具备_。【答案】(1)渗出增大(2)不变蔗糖溶液清水(3)乙二醇增大(4)大液泡【解析】浸浴在2 mol/L的乙二醇溶液中的植物细胞开始因外界溶液浓度过高而失水，发生质壁分离。由于细胞从外界溶液不断吸收乙二醇(自由扩散)，使细胞液浓度不断增大，使细胞由失水状态转变为吸水状态，导致细胞体积不断增大，从而发生质壁分离复原。