Question

植物根尖成熟区的主要功能是吸收水分和矿质元素离子。下图表示刚施肥后的根尖成熟区表皮细胞在土壤溶液中的状态。请据图回答：

（1）该部位的表皮细胞与功能相适应的结构特点是_____________和____________。

（2）图中根表皮细胞此时所处的生理状态是________________。此时该细胞_________（填能或不能）吸收水分，_________（填能或不能）吸收矿质离子。

（3）现提供0．3 g/mL的蔗糖溶液、1 mol/L的硝酸钾溶液、1 mol/L的醋酸溶液三种药品（以上溶液的浓度均比一般细胞液浓度大），紫色洋葱，显微镜。请你选择一种正确的药品及其他必要的仪器用具，设计一个简单的实验，证实你对第（2）题第三问的判断。

实验步骤：

①取一干净的载玻片，在中央加入1滴_____________；

②撕取紫色洋葱鳞片叶表皮，平展于液滴中，盖上盖玻片，置于显微镜下观察。

实验现象：细胞先出现______________，后慢慢_____________。

实验结论：由此证明了__________________。

Answer

（1）细胞表面有突起的根毛（或细胞表面向外突起） 有大液泡

（2）质壁分离 不能 能

（3）1 mol/L的硝酸钾溶液 质壁分离 自动复原 细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子

【解析】（1）根据题意，植物根尖成熟区的主要功能是吸收水分和矿质元素离子，结合图形可知该部位的表皮细胞与功能相适应的结构特点是细胞表面有突起的根毛和有大液泡。

（2）刚施肥后土壤溶液浓度高于细胞液浓度，导致图中根表皮细胞失水发生质壁分离现象，此时该细胞不能吸收水分，但通过主动运输能吸收矿质离子。

（3）根据题意，要设计实验验证根毛细胞能吸收矿质离子，则应选择硝酸钾溶液处理根毛细胞；由于硝酸钾溶液的浓度大于根毛细胞的细胞液浓度，故显微观察时可见到发生质壁分离现象；若根毛细胞能吸收钾离子和硝酸根离子，则会改变细胞液浓度，是根毛细胞自动发生质壁分离复原现象，则可证明细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子。

【考点定位】质壁分离及其复原实验

【名师点睛】植物细胞吸收水分和吸收矿质离子是两个相对独立的过程，由于硝酸钾溶液的浓度大于根毛细胞的细胞液浓度，故显微观察时可见到发生质壁分离现象；若根毛细胞能吸收钾离子和硝酸根离子，则会改变细胞液浓度，是根毛细胞自动发生质壁分离复原现象，则可证明细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子。