Question

4．植物根尖成熟區(qū)的主要功能是吸收水分和礦質(zhì)元素離子．如圖表示剛施肥后的根尖成熟區(qū)表皮細(xì)胞在土壤溶液中的狀態(tài)．請據(jù)圖回答：
（1）水在細(xì)胞中以兩種形式存在：農(nóng)民將新收獲的種子放在場院曬是為了除去部分自由水；如果將曬過的種子再用火烤，失去的是結(jié)合水．
（2）圖中根表皮細(xì)胞此時所處的生理狀態(tài)是細(xì)胞失水，出現(xiàn)質(zhì)壁分離；此時還能吸收水分和礦質(zhì)離子嗎？不能吸收水分，仍能吸收礦質(zhì)離子．
（3）現(xiàn)提供0.3g/mL的蔗糖溶液、1mol/L的硝酸鉀溶液、1mol/L的醋酸溶液三種藥品（以上溶液的濃度均比一般細(xì)胞液濃度大），紫色洋蔥，顯微鏡．請你選擇一種正確的藥品及其他必要的儀器用具，設(shè)計一個簡單的實驗，證實你對第（2）題第二問的判斷．
實驗步驟：
①取一干凈的載玻片，在中央加入1滴1mol/L的硝酸鉀溶液；
②撕取紫色洋蔥鱗片葉表皮，平展于液滴中，蓋上蓋玻片，置于顯微鏡下觀察．
實驗現(xiàn)象：細(xì)胞先出現(xiàn)質(zhì)壁分離，后慢慢自動復(fù)原．
實驗結(jié)論：由此證明了細(xì)胞失水處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時，仍能吸收礦質(zhì)離子．

Answer 1

分析 1、圖示表示根毛成熟區(qū)細(xì)胞，具有成熟的大液泡，可以通過滲透作用吸水或失水，也可以通過主動運輸方式吸收無機(jī)鹽，根對水分的吸收和對無機(jī)鹽的吸收是兩個相對獨立的過程．
2、質(zhì)壁分離的原因分析：外因：外界溶液濃度＞細(xì)胞液濃度；內(nèi)因：原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層；表現(xiàn)：液泡由大變小，細(xì)胞液顏色由淺變深，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離．
3、將洋蔥表皮細(xì)胞放到一定濃度的硝酸鉀溶液中，外界溶液的濃度高于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，會產(chǎn)生質(zhì)壁分離．接著硝酸根離子和鉀離子以主動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)入細(xì)胞，主動運輸?shù)臈l件需要載體和能量，而能量主要由線粒體提供．細(xì)胞液的濃度高于外界溶液，植物細(xì)胞吸水，液泡的體積變大，發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原的現(xiàn)象．

解答 解：（1）水在細(xì)胞中以兩種形式存在：農(nóng)民將新收獲的種子放在場院曬是為了除去部分自由水；如果將曬過的種子再用火烤，失去的是結(jié)合水．
（2）圖中原生質(zhì)層與細(xì)胞壁發(fā)生了分離，說明細(xì)胞失水，處于質(zhì)壁分離狀態(tài)，由于根對水分的吸收和對無機(jī)鹽的吸收是兩個相對獨立的過程，因此此時仍然可以吸收礦質(zhì)離子．
（3）由題意知，該實驗的目的是驗證發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞仍然能吸收礦質(zhì)離子，原理是發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞在可以吸收無機(jī)鹽離子使細(xì)胞液滲透壓升高，進(jìn)而使細(xì)胞吸水而發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象可以在顯微鏡下觀察．因此實驗步驟如下：
①取一干凈的載玻片，在中央加入1滴1mol/L的硝酸鉀溶液；
②撕取紫色洋蔥鱗片葉外表皮，平展于液滴中，蓋上蓋玻片，置于顯微鏡下觀察
實驗現(xiàn)象：細(xì)胞先出現(xiàn)質(zhì)壁分離，然后又自動復(fù)原；
實驗結(jié)論：細(xì)胞失水處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時，仍能吸收礦質(zhì)離子．
故答案為：
（1）自由水           結(jié)合水 
（2）細(xì)胞失水，出現(xiàn)質(zhì)壁分離     不能吸收水分，仍能吸收礦質(zhì)離子
（3）①1 mol/L的硝酸鉀溶液   
②質(zhì)壁分離     自動復(fù)原     細(xì)胞失水處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時，仍能吸收礦質(zhì)離子

點評 本題是知識點是各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能，細(xì)胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原、植物對水的吸收和對礦質(zhì)元素的吸收是兩個相對獨立的過程，對于相關(guān)知識點的綜合理解應(yīng)用，把握知識點間的內(nèi)在聯(lián)系的解題的關(guān)鍵．