Question

质壁分离法与小液流法均可测定植物叶片细胞的细胞液浓度。回答下列问题。

（1）质壁分离法：用一系列浓度梯度的蔗糖溶液观察细胞质壁分离现象，植物叶片细胞的细胞液浓度将介于____________之间。用打孔器取叶片时应避开大的叶脉，这属于对实验____________变量的控制。

（2）“小液流法”

实验原理：当把植物细胞放在溶液中时，两者便会发生水分交换。如果植物细胞的浓度高于溶液的浓度细胞吸水，使溶液浓度增大，比重也增大。若把此浸过细胞的溶液慢慢滴回同一浓度而未浸过细胞的溶液中。浸过细胞的溶液因比重大而往下沉。

实验步骤：

第一步：配制具有一定浓度梯度的蔗糖溶液。

第二步：取12支试管分成甲、乙两组，每组试管编号1～6号。向甲、乙两组相同编号的试管中加入相同浓度的蔗糖溶液，迅速塞紧试管。

第三步：取叶片60片，随机均分为6组，分别加人甲组的6支试管中，并塞紧试管。放置20min，期间多次播动试管。再向甲组每支试管中均加入微量甲烯蓝粉末（忽略对蔗糖浓度的影响）充分摇匀。

第四步：将乙组蔗糖溶液摇匀，用毛细吸管从甲组试管中吸取少量蓝色溶液，滴入乙组相同编号试管内的溶液中部（如下图）。观察蓝色小滴的升降情况，并做好记录。

实验结果：

乙组试管编号	1	2	3	4	5	6
加入的蔗糖溶液浓度/mol·L^-1	0．05	0．10	0．15	0．20	0．25	0．30
蓝色小滴升降情况	↓	↓	↓	↑	↑	↑

乙组试管4、5、6中蓝色小滴均上升，原因是________________________。取出甲组6支试管中的黑藻叶片进行显微观察，可发现试管____________中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集。根据实验结果可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于____________之间。

Answer

刚刚引起初始质壁分离的浓度和尚不能引起质壁分离的浓度之间的溶液浓度 无关 甲组4、5、6试管中黑藻叶片的细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，细胞失水，导致试管中蔗糖溶液浓度下降，蓝色小滴密度小于乙组相同编号试管内溶液的密度 6 0．15-0．20mol·L-1

【解析】

成熟的植物细胞具有原生质层，相当于半透膜，因此当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，植物细胞就会失水，导致细胞液浓度变大，外界溶液浓度变小；反之，会导致细胞液浓度变小，外界溶液浓度变大；实验设计的基本原则有对照原则与单一变量原则，生物实验一般要设置对照组与实验组，其中对照组是指对实验假设而言，不接受实验变量处理的对象组；而实验组是接受实验变量处理的对象组。

（1）植物细胞液浓度大于外界蔗糖溶液，细胞吸水，植物细胞液浓度小于外界蔗糖溶液浓度，细胞失水，发生质壁分离。植物细胞液的浓度处于刚刚引起初始质壁分离的浓度和尚不能引起质壁分离的浓度之间的溶液浓度。用打孔器取叶片时应避开大的叶脉，这属于对实验无关变量的控制。

（2）蓝色小滴下降或上升与液滴浓度与蔗糖溶液浓度的大小有关，当蓝色小滴的浓度大于蔗糖溶液的溶度时，蓝色小滴下降，反之蓝色小滴就上升。由于乙组4、5、6号试管中的蓝色小滴上升，说明其密度小于乙试管内的蔗糖溶液溶度，进一步可知甲组的4、5、6号试管的黑藻叶片细胞发生了渗透失水，导致蔗糖溶液浓度降低，进而蓝色小滴的密度也降低。由于乙组6号的蔗糖溶液浓度最大，因此对应的甲组刚开始的蔗糖溶液浓度最大，导致其中的黑藻叶片细胞失水最多，其中的叶绿体分布最密集。分析表格可知，在0.15mol•L-1时，蓝色小滴下降，说明黑藻叶片吸水，此时黑藻叶片细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度；而在0.20mol•L-1时，蓝色小滴上升，说明黑藻叶片失水，此时黑藻叶片的细胞液浓度小于外界的蔗糖溶液浓度，因此可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于0.15-0.20mol•L-1 之间。