Question

10．如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：
（1）漏斗内溶液（S₁）和漏斗外溶液（S₂）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致．渗透平衡时的液面差为
△h，此时S₁和S₂浓度大小关系为S₁＞S₂．
（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质层，两者在物质透过功能上的差异是原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能．
（3）进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验．
实验材料：紫色洋葱．
实验器材：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等．
实验试剂：蒸馏水，0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO₃溶液．
部分实验步骤和结果如下：
①选两套渗透装置，标上代号X和Y，在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO₃溶液，均调节漏斗内外液面高度一致，渗透平衡时出现液面差的装置有X（填代号）
②选两片洁净的载玻片标号，在载玻片中央分别滴加蒸馏水，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态．
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO₃溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是质壁分离．
（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是KNO₃溶液中的细胞质壁分离后会自动复原．

Answer 1

分析 1、渗透作用发生的条件是具有半透膜，半透膜两侧具有浓度差，渗透平衡时液面差△h与浓度差的大小有关，浓度差越大，△h越大；蔗糖是不能穿过半透膜是分子，图中由于漏斗内的蔗糖溶液浓度高，因此烧杯中的水分子或通过渗透作用进入漏斗，使漏斗内液面升高，渗透平衡时△h会产生压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力的大小相等，因此漏斗内的浓度仍然大于漏斗外；
2、当溶质分子可以穿过半透膜时，水和溶质都自由穿过半透膜，达到渗透平衡后，液面相平；
3、植物细胞的原生质层相当于半透膜，原生质层由细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质组成．
4、洋葱鳞片叶外表皮浸润在的30%蔗糖溶液会质壁分离，浸润在KNO₃溶液中细胞质壁分离后会自动复原

解答 解：（1）渗透平衡时液面差△h与浓度差的大小有关，浓度差越大，△h越大；蔗糖是不能穿过半透膜是分子，图中由于漏斗内的蔗糖溶液浓度高，因此烧杯中的水分子或通过渗透作用进入漏斗，使漏斗内液面升高，渗透平衡时△h会产生压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力的大小相等，因此漏斗内的浓度仍然大于漏斗外；渗透平衡时的液面差为△h，此时S₁和S₂浓度大小关系为S₁＞S₂   
（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质层，两者在物质透过功能上的差异是原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能．
（3）①分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO₃溶液，蔗糖不能透过半透膜，渗透平衡时，漏斗内液面高，即X液面高；
②观察洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离和复原现象，选洁净的载玻片分别编号，在载玻片中央分别滴加蒸馏水，制作临时装片后观察洋葱表皮细胞的初始状态． 
③蔗糖分子不能透过原生质层，蔗糖溶液中的细胞质壁分离后不会自动复原，KNO₃能被细胞吸收，导致细胞液和外界溶液的浓度差被消除，从而发生质壁分离自动复原的现象．  
故答案为：
（1）S1＞S2   
（2）原生质层   原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能
（3）①X   ②标号    蒸馏水    ③质壁分离
（4）KNO₃ 溶液中的细胞质壁分离后会自动复原

点评 本题考查植物细胞吸水和失水的条件、质壁分离及复原实验相关知识，意在考查学生分析问题和解决问题的能力，属于中档题．