Question

【題目】植物細胞在不同濃度的溶液中細胞的形態會發生變化，請利用以下提供的材料和用具，設計實驗思路，研究細胞長度（細胞長軸兩側質膜的距離，如圖中 X 所示）的變化率隨時間變化。細胞長度變 率=(后測長度- 前測長度) /前測長度

材料與用具：紫色洋蔥外表皮、蒸餾水、蔗糖、燒杯、帶顯微測量功能的顯微鏡、載玻片、蓋玻片、 吸水紙

（1）完善實驗思路：

①用蒸餾水與蔗糖配制成具有__________________的蔗糖溶液；

②利用載玻片、蓋玻片將紫色洋蔥外表皮制作成若干個_____________，用帶顯微測量功能的顯微鏡測量 _________________ ，并記錄；

③將洋蔥外表皮臨時裝片隨機均分為 4 組，編號 ABCD；

④在 BCD 組蓋玻片一側滴加不同濃度的蔗糖溶液，A 組滴加_______________ ，在蓋玻片的另一側用 吸水紙吸水；

⑤用帶顯微測量功能的顯微鏡測量細胞長度，記錄，并計算______________；

⑥每隔一段時間，______________________；

⑦對所得數據進行處理和分析。

（2）預測實驗結果：

較高濃度蔗糖溶液中的細胞長度變化率_________（填大于、小于或等于）零。

(3)分析與討論

①本實驗說明成熟的植物細胞產生滲透現象的條件是 。

②紫色洋蔥外表皮細胞能否作為“制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片” 的實驗材料？為什么？

________________________________________________。

Answer 1

【答案】 一定梯度的不同濃度 臨時裝片 細胞長度 蒸餾水 細胞長度變化率 重復步驟 小于 細胞液與外界溶液有濃度差②不能，紫色洋蔥外表皮細胞是高度分化的細胞，失去有絲分裂的能力

【解析】本題考查滲透作用原理及考生設計實驗的能力，要求考生理解滲透作用的原理及對照實驗設計的原則，學會從實驗目的中找尋自變量和因變量，設計并分析實驗的能力。

（1）成熟的植物細胞是一個滲透系統，具有滲透作用發生的兩大條件，其原生質層是一種半透膜，細胞液和外界溶液之間存在濃度差；當外界溶液濃度大于細胞液濃度時細胞失水而發生質壁分離現象，此過程中原生質層變小，即圖中的X值減��；根據題意，本實驗的目的是研究細胞長度的變化率隨時間變化，因此該實驗的自變量是具有一定梯度的不同濃度外界溶液，因變量是一定時間內細胞長度的變化；對照實驗的設計應遵循單一變量原則和對照原則，實驗中自變量以外的其他無關變量均要相同且適宜，同時為了減小實驗誤差，避免偶然原因導致實驗失敗，應將實驗材料分成若干組，其中一組為對照組，其他組為實驗組進行實驗，根據上述分析，可安排實驗思路如下：

①用蒸餾水與蔗糖配制成具有一定梯度的不同濃度的蔗糖溶液；

②利用載玻片、蓋玻片將紫色洋蔥外表皮制作成若干個臨時裝片，用帶顯微測量功能的顯微鏡測量細胞長度，并記錄；

③將洋蔥外表皮臨時裝片隨機均分為4組，編號A、B、C、D；

④在B、C、D組蓋玻片一側滴加不同濃度的蔗糖溶液，A組滴加蒸餾水，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸水；

⑤用帶顯微測量功能的顯微鏡測量細胞長度，記錄，并計算細胞長度變化率；

⑥每隔一段時間，重復步驟；

⑦對所得數據進行處理和分析。

（2）預測實驗結果：根據題意，細胞長度變率=(后測長度-前測長度) /前測長度，由于實驗過程中較高濃度蔗糖溶液處理的實驗組細胞失水，因此后測長度-前測長度<0，故較高濃度蔗糖溶液中的細胞長度變化率小于零。

(3)分析與討論：①本實驗中較高濃度蔗糖溶液處理的實驗組細胞失水，說明成熟的植物細胞具有滲透作用的發生條件，即產生滲透現象的條件是細胞液與外界溶液有濃度差。

②紫色洋蔥外表皮細胞是高度分化的細胞，已經失去有絲分裂的能力，故不能作為“制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片” 的實驗材料。