Question

【题目】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，还能吸收水分和矿质离子吗？

________________________________________________________________________。

(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)题第二问的判断。

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

【答案】细胞表面有突起的根毛(或细胞表面向外突起) 有大液泡 细胞失水，出现质壁分离 不能吸收水分，仍能吸收矿质离子 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】

本题结合图形考查植物对水分和无机盐离子的吸收，要求考生理解渗透作用发生的条件和过程，能利用所学知识分析处于一定浓度硝酸钾溶液中的成熟植物细胞为什么先发生质壁分离、后发生自动复原现象的原因，并能设计实验验证此问题。

(1)根据题意“根尖成熟区的主要功能是吸收水分和矿质元素离子”，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（增大吸收面积）和有大液泡（与渗透吸水有关）。

(2)图中显示根表皮细胞的原生质层与细胞壁分离，说明此时所处的生理状态是细胞失水，出现质壁分离。由于植物吸水和吸收无机盐离子是两个相对独立的过程，植物吸水的方式是渗透作用，而吸收无机盐离子是主动运输，所以此时细胞不能吸收水分，仍能吸收矿质离子。

(3)成熟的植物细胞用一定浓度的硝酸钾溶液处理，由于细胞液浓度小于硝酸钾溶液浓度，导致植物细胞通过渗透作用失水发生质壁分离现象；随后由于细胞通过主动运输吸收硝酸根离子和钾离子，改变了细胞液浓度，又会导致植物细胞通过渗透作用吸水而发生质壁分离额的复原现象。根据题意，要设计实验证实此时细胞不能吸收水分，仍能吸收矿质离子，可按下列实验步骤处理：①取一干净的载玻片，在中央加入1滴1 mol/L的硝酸钾溶液；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。则应该能观察到的实验现象是细胞先出现质壁分离，后慢慢自动复原，由此证明了细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子。