Question

【題目】質壁分離法與小液流法均可測定植物葉片細胞的細胞液濃度。回答下列問題。

（1）質壁分離法：用一系列濃度梯度的蔗糖溶液觀察細胞質壁分離現象，植物葉片細胞的細胞液濃度將介于____________之間。用打孔器取葉片時應避開大的葉脈，這屬于對實驗____________變量的控制。

（2）“小液流法”

實驗原理：當把植物細胞放在溶液中時，兩者便會發生水分交換。如果植物細胞的濃度高于溶液的濃度細胞吸水，使溶液濃度增大，比重也增大。若把此浸過細胞的溶液慢慢滴回同一濃度而未浸過細胞的溶液中。浸過細胞的溶液因比重大而往下沉。

實驗步驟：

第一步：配制具有一定濃度梯度的蔗糖溶液。

第二步：取12支試管分成甲、乙兩組，每組試管編號1～6號。向甲、乙兩組相同編號的試管中加入相同濃度的蔗糖溶液，迅速塞緊試管。

第三步：取葉片60片，隨機均分為6組，分別加人甲組的6支試管中，并塞緊試管。放置20min，期間多次播動試管。再向甲組每支試管中均加入微量甲烯藍粉末（忽略對蔗糖濃度的影響）充分搖勻。

第四步：將乙組蔗糖溶液搖勻，用毛細吸管從甲組試管中吸取少量藍色溶液，滴入乙組相同編號試管內的溶液中部（如下圖）。觀察藍色小滴的升降情況，并做好記錄。

實驗結果：

乙組試管編號	1	2	3	4	5	6
加入的蔗糖溶液濃度/mol·L-1	0．05	0．10	0．15	0．20	0．25	0．30
藍色小滴升降情況	↓	↓	↓	↑	↑	↑

乙組試管4、5、6中藍色小滴均上升，原因是________________________。取出甲組6支試管中的黑藻葉片進行顯微觀察，可發現試管____________中的黑藻葉片細胞內葉綠體分布最密集。根據實驗結果可估測黑藻葉片細胞的細胞液濃度介于____________之間。

Answer 1

【答案】剛剛引起初始質壁分離的濃度和尚不能引起質壁分離的濃度之間的溶液濃度 無關 甲組4、5、6試管中黑藻葉片的細胞液濃度小于蔗糖溶液濃度，細胞失水，導致試管中蔗糖溶液濃度下降，藍色小滴密度小于乙組相同編號試管內溶液的密度 6 0．15-0．20mol·L-1

【解析】

成熟的植物細胞具有原生質層，相當于半透膜，因此當外界溶液的濃度大于細胞液濃度時，植物細胞就會失水，導致細胞液濃度變大，外界溶液濃度變小；反之，會導致細胞液濃度變小，外界溶液濃度變大；實驗設計的基本原則有對照原則與單一變量原則，生物實驗一般要設置對照組與實驗組，其中對照組是指對實驗假設而言，不接受實驗變量處理的對象組；而實驗組是接受實驗變量處理的對象組。

（1）植物細胞液濃度大于外界蔗糖溶液，細胞吸水，植物細胞液濃度小于外界蔗糖溶液濃度，細胞失水，發生質壁分離。植物細胞液的濃度處于剛剛引起初始質壁分離的濃度和尚不能引起質壁分離的濃度之間的溶液濃度。用打孔器取葉片時應避開大的葉脈，這屬于對實驗無關變量的控制。

（2）藍色小滴下降或上升與液滴濃度與蔗糖溶液濃度的大小有關，當藍色小滴的濃度大于蔗糖溶液的溶度時，藍色小滴下降，反之藍色小滴就上升。由于乙組4、5、6號試管中的藍色小滴上升，說明其密度小于乙試管內的蔗糖溶液溶度，進一步可知甲組的4、5、6號試管的黑藻葉片細胞發生了滲透失水，導致蔗糖溶液濃度降低，進而藍色小滴的密度也降低。由于乙組6號的蔗糖溶液濃度最大，因此對應的甲組剛開始的蔗糖溶液濃度最大，導致其中的黑藻葉片細胞失水最多，其中的葉綠體分布最密集。分析表格可知，在0.15molL-1時，藍色小滴下降，說明黑藻葉片吸水，此時黑藻葉片細胞液濃度大于外界蔗糖溶液濃度；而在0.20molL-1時，藍色小滴上升，說明黑藻葉片失水，此時黑藻葉片的細胞液濃度小于外界的蔗糖溶液濃度，因此可估測黑藻葉片細胞的細胞液濃度介于0.15-0.20molL-1之間。