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【題目】植物細胞在不同濃度的溶液中細胞的形態(tài)會發(fā)生變化,請利用以下提供的材料和用具,設計實驗思路,研究細胞長度(細胞長軸兩側質膜的距離,如圖中 X 所示)的變化率隨時間變化。細胞長度變 =(后測長度- 前測長度) /前測長度

材料與用具:紫色洋蔥外表皮、蒸餾水、蔗糖、燒杯、帶顯微測量功能的顯微鏡、載玻片、蓋玻片、 吸水紙

(1)完善實驗思路:

①用蒸餾水與蔗糖配制成具有__________________的蔗糖溶液;

②利用載玻片、蓋玻片將紫色洋蔥外表皮制作成若干個_____________,用帶顯微測量功能的顯微鏡測量 _________________ ,并記錄;

③將洋蔥外表皮臨時裝片隨機均分為 4 組,編號 ABCD;

④在 BCD 組蓋玻片一側滴加不同濃度的蔗糖溶液,A 組滴加_______________ ,在蓋玻片的另一側用 吸水紙吸水;

⑤用帶顯微測量功能的顯微鏡測量細胞長度,記錄,并計算______________;

⑥每隔一段時間,______________________;

⑦對所得數據進行處理和分析。

(2)預測實驗結果:

較高濃度蔗糖溶液中的細胞長度變化率_________(填大于、小于或等于)零。

(3)分析與討論

①本實驗說明成熟的植物細胞產生滲透現象的條件是 。

②紫色洋蔥外表皮細胞能否作為“制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片” 的實驗材料?為什么?

________________________________________________。

【答案】 一定梯度的不同濃度 臨時裝片 細胞長度 蒸餾水 細胞長度變化率 重復步驟 小于 細胞液與外界溶液有濃度差②不能,紫色洋蔥外表皮細胞是高度分化的細胞,失去有絲分裂的能力

【解析】本題考查滲透作用原理及考生設計實驗的能力,要求考生理解滲透作用的原理及對照實驗設計的原則,學會從實驗目的中找尋自變量和因變量,設計并分析實驗的能力。

(1)成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng),具有滲透作用發(fā)生的兩大條件,其原生質層是一種半透膜,細胞液和外界溶液之間存在濃度差;當外界溶液濃度大于細胞液濃度時細胞失水而發(fā)生質壁分離現象,此過程中原生質層變小,即圖中的X值減小;根據題意,本實驗的目的是研究細胞長度的變化率隨時間變化,因此該實驗的自變量是具有一定梯度的不同濃度外界溶液,因變量是一定時間內細胞長度的變化;對照實驗的設計應遵循單一變量原則和對照原則,實驗中自變量以外的其他無關變量均要相同且適宜,同時為了減小實驗誤差,避免偶然原因導致實驗失敗,應將實驗材料分成若干組,其中一組為對照組,其他組為實驗組進行實驗,根據上述分析,可安排實驗思路如下:

①用蒸餾水與蔗糖配制成具有一定梯度的不同濃度的蔗糖溶液;

②利用載玻片、蓋玻片將紫色洋蔥外表皮制作成若干個臨時裝片,用帶顯微測量功能的顯微鏡測量細胞長度,并記錄;

③將洋蔥外表皮臨時裝片隨機均分為4組,編號A、B、C、D;

④在B、C、D組蓋玻片一側滴加不同濃度的蔗糖溶液,A組滴加蒸餾水,在蓋玻片的另一側用吸水紙吸水;

⑤用帶顯微測量功能的顯微鏡測量細胞長度,記錄,并計算細胞長度變化率;

⑥每隔一段時間,重復步驟;

⑦對所得數據進行處理和分析。

(2)預測實驗結果:根據題意,細胞長度變率=(后測長度-前測長度) /前測長度,由于實驗過程中較高濃度蔗糖溶液處理的實驗組細胞失水,因此后測長度-前測長度<0,故較高濃度蔗糖溶液中的細胞長度變化率小于零。

(3)分析與討論:①本實驗中較高濃度蔗糖溶液處理的實驗組細胞失水,說明成熟的植物細胞具有滲透作用的發(fā)生條件,即產生滲透現象的條件是細胞液與外界溶液有濃度差。

②紫色洋蔥外表皮細胞是高度分化的細胞,已經失去有絲分裂的能力,故不能作為“制作并觀察植物細胞有絲分裂的臨時裝片” 的實驗材料。

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