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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D．5种材料中，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：①细胞仍具有活性；②细胞外液浓度细胞内液浓度。此时细胞吸水膨胀。挑战真题：1、（11年新课标卷）.下表是根据实验目的，所需选用的试剂与预期的实验结果正确的是实验目的试剂预期的实验结果A观察根尖分生组织细胞的有丝分裂醋酸洋红染色体被染成紫红色B检测植物组织中的脂肪双缩脲试剂脂肪颗粒被染成红色C检测植物组织中的葡萄糖甲基绿葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色沉淀D观察DNA和RNA在细胞中的分布斐林试剂吡罗红斐林试剂将DNA染成绿色，吡罗红将RNA染成红色【答案】A【解析】观察根尖分生组织细胞的有丝分裂，可用碱性染料醋酸洋红将染色体染成紫红色，有利观察细胞分裂各个时期的特点，A正确；检测植物组织中的脂肪可用苏丹III染液或苏丹IV染液染成橘黄色或红色观察，双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应，B错；检测植物组织中的葡萄糖用斐林试剂水浴加热，生成砖红色沉淀，甲基绿是将DNA染成绿色的，C错；观察DNA和RNA在细胞中的分布用的是甲基绿吡罗红混合染色剂，甲基绿将DNA染成绿色，吡罗红将RNA染成红色，D错。2、（2012安徽卷）某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色体剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是A．经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核B．经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质C．经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体D．经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质【答案】C【解析】用新鲜洋葱鳞片叶内表皮做材料，经吡罗红甲基绿染色，细胞质应该被染成红色，细胞核应该被染成绿色，经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体，经苏丹Ⅲ染色，看到的应该是脂肪，而不是蛋白质。3、（2014新课标卷Ⅱ,4）将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组（每组的细条数相等），取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的C．a组细胞放在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5mol﹒L-1之间【答案】D【解析】实验前长度/实验后长度的比值为1时，水分进出细胞达到平衡；比值小于1表明细胞吸水，且比值越小花冠吸水越多；比值大于1表明细胞失水，且比值越大，花冠失水越多。据图可推知a组吸水多于b组，因此实验后a组细胞液中溶质浓度低于b组；f组比值大于b组，因此失水量大于b组；水分子进出细胞的方式是自由扩散，不消耗能量；由c组吸水，d组失水知细条细胞液浓度介于0.4～0.5mol﹒L-1之间。4、（2014山东卷,2）下列关于生命活动变化关系的描述，正确的是A．细胞体积增大，与外界物质交换效率提高B．细胞液浓度增大，植物细胞吸水能力减弱C．生长素浓度升高，植物细胞生长速度加快D．体内血浆渗透压降低，抗利尿激素释放减少【答案】D【解析】细胞体积增大，表面积和体积的比值减小，与外界物质交换效率降低；细胞液浓度增大，植物细胞吸水能力增强；生长素的作用具有二重性，浓度升高，植物细胞生长速度减慢；体内血浆渗透压降低，抗利尿激素释放减少，尿液增多。5、（2016天津卷）在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生C.与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较低D.由乙转变为丙的过程中，没有水分子从胞内扩散到胞外【答案】B【解析】A、乙的放大倍数和甲相同，故由观察甲到观察乙放大倍数不变，A错误B、在细胞失水发生质壁分离和复原过程中，甲、乙（逐步发生质壁分离）、丙（发生质壁分离的复原）可在同一个细胞内依次发生，B正确；C、甲细胞失水较少，乙细胞失水较多，与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较高，C错误；D、由乙转变为丙的过程中，细胞发生质壁分离的复原，此时水分子从胞外扩散到胞内的多于从胞内扩散到胞外的，D错误．故选：B．6、（2016江苏卷）下列实验都需要使用光学显微镜进行观察，有关实验现象描述合理的是实验标号实验名称观察到的实验现象(1)观察植物细胞的质壁分离和复原镜检1：几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色；镜检2：不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致(2)观察多种多样的细胞菠菜叶表皮细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核组成；人口腔上皮细胞具有细胞核和核糖体(3)观察细胞的有丝分裂洋葱根尖伸长区细胞长，液泡大；分生区细胞呈正方形，多数细胞中呈紫色的染色体形态清晰(4)探究酵母菌种群数量的动态变化酵母细胞呈球形或椭圆形，细胞核、液泡和线粒体的形态、数目清晰可见A.实验①B.实验②C.实验③D.实验④【答案】A【解析】观察植物细胞的质壁分离和复原时，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡大，占据整体细胞体积的绝大部分，呈紫色，不同细胞的细胞液浓度大小不同，质壁分离的位置、程度并不一致，A正确；用光学显微镜观察多种多样的细胞时，不能观察到核糖体，B错误；观察细胞有丝分裂时，洋葱根尖伸长区高度分化细胞长，液泡大，分生区细胞分化程度低，呈正方形，染色体经龙胆紫染色后呈紫色，形态清晰，但少数细胞处于分裂期，呈紫色，C错误；线粒体需染色后才能观察到清晰的形态，D错误。7、(2017年海南卷)为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（）A．该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞B．细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C．细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中D．甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁【答案】B【解析】据实验结果可知该植物的叶表皮细胞是具有中央大液泡的活细胞，A正确；细胞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，B错误；水分子进出细胞是双向的并且通过自由扩散进出，C正确；细胞壁具由全透性，甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁，D正确.8、(2017全国Ⅱ)将某种植物的成熟洗白放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是()A.0~4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B.0~1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C.2~3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D.0~1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压【答案】C【解析】A、由图可知，该细胞中原生质体的相对体积先减小后增大，这说明该细胞先发生质壁分离后发生质壁分离的复原，由此可推知物质A可通过细胞膜进入细胞，A错误；B、0～1h内，原生质体的体积不断缩小，由于原生质体的伸缩性要远大于细胞壁，因此该时间段内细胞体积与原生质体体积的变化量不相等，B错误；C、2～3h内原生质体的相对体积逐渐增大，这说明细胞吸水，由此可推知该时间段内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C正确；D、0～1h内发生质壁分离，细胞失水，液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，D错误．9．（2018浙江卷，17）在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是（）A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象B．甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大C．乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致D．细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂【答案】C【解析】甲状态时，水分子仍然通过跨膜运输进出细胞，A错误；甲→乙变化表明，细胞正在发生质壁分离，其内在的原因是:结构①所示的细胞壁的伸缩性比②所示的原生质层的伸缩性要小，B错误；乙→丙表示细胞在发生质壁分离复原，其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水所致，C正确；细胞发生渗透作用至丙状态，因细胞壁的支持和保护作用，一段时间后该细胞不会破裂，D错误。挑战模拟题：1、为探究植物A能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应()A．≤0.15mol/LB．≤0.2mol/LC．≥0.2mol/LD．≥0.3mol/L【答案】A【解析】当植物细胞液浓度小于土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于0.15mol/L和0.2mol/L之间。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应≤0.15mol/L。2．某学生将2.5%的尿素溶液滴加在载玻片上的蚕豆表皮上，观察到植物细胞的质壁分离。2h后打算再