Question

如图为研究渗透作用的实验装置，实验所用半透膜为玻璃纸，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，S₁和S₂溶液的初始浓度的大小关系为S₁

 

S₂．
（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞的

 

，这个结构由

 

共同组成．
（3）为进一步探究上述两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验．
实验材料：紫色洋葱．
实验器具：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．（已知K⁺和NO₃^-均能通过半透膜．）
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，X漏斗内的液面

 

烧杯里的液面，Y漏斗内的液面

 

烧杯里的液面．
②选两片洁净的载玻片，分别标号A、B，在载玻片中央分别滴加

 

，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．用低倍显微镜观察到整个细胞呈现紫色，原因是紫色物质存在于占据了细胞大部分空间的

 

中．
③用所提供的蔗糖溶液处理A临时装片的洋葱鳞片叶外表皮细胞，同时用所提供的KNO₃溶液处理B临时装片的洋葱鳞片叶外表皮细胞，持续观察细胞的形态变化，A、B中的细胞分别出现的实验现象是

 

、

 

．
（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是

 

．

Answer 1

考点：物质进出细胞的方式的综合,细胞质壁分离与质壁分离复原现象及其原因

专题：

分析：据图分析，渗透装作用是指水分通过半透膜，从溶质浓度低的溶液向溶质浓度高的溶液的转移现象；漏斗内液面上升，则漏斗内溶液（S₁）浓度大于漏斗外溶液（S₂）．

解答： 解：（1）一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故两者浓度关系仍是S1＞S2．  
（2）图中半透膜模拟成熟植物细胞的原生质层，从功能上，半透膜只是利用孔径大小控制物质进出；原生质层是选择透过性膜，靠能量和载体控制物质出入，具有生物活性，可以完成逆浓度梯度的主动运输，原生质层由细胞膜和液泡膜以及这两层膜之间的细胞质构成． 
（3）①蔗糖分子不能通过半透膜，而KNO₃能够通过半透膜，渗透平衡时装置X能出现液面差，装置Y不能出现液面差．故渗透平衡时，X漏斗内的液面高于烧杯里的液面，Y漏斗内的液面等于烧杯里的液面．
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．用低倍显微镜观察到整个细胞呈现紫色，原因是紫色物质存在于占据了细胞大部分空间的液泡中． 
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．  
（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是KNO₃ 溶液中的植物细胞质壁分离后会自动复原．
故答案为：
（1）S₁＞S₂
（2）原生质层  细胞膜和液泡膜以及这两层膜之间的细胞质
（3）①高于  等于
②蒸馏水  中央液泡
③发生质壁分离  质壁分离后会自动复原
（4）KNO₃ 溶液中的植物细胞质壁分离后会自动复原

点评：本题考查质壁分离和复原实验设计和分析，意在考查考生具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，并能够根据实验的前后步骤以及实验所给材料对实验进行适当的补充，能够对实验结果进行科学的分析和预测，难度适中．