Question

11．為了弄清半透膜和原生質(zhì)層兩種結(jié)構(gòu)的特性，現(xiàn)利用圖1所示的滲透作用的裝置（不含溶液）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

（1）兩種結(jié)構(gòu)在物質(zhì)透過(guò)功能上的差異是原生質(zhì)層能主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)物質(zhì)，而半透膜不能．漏斗內(nèi)溶液（S₁）和漏斗外溶液（S₂）為兩種不同濃度的蔗糖溶液，漏斗內(nèi)外起始液面一致．滲透平衡時(shí)的液面差為△h，此時(shí)S₁和S₂濃度大小關(guān)系為S₁＞S₂．
（2）選兩套圖1所示滲透裝置，標(biāo)上代號(hào)X和Y．在兩個(gè)燒杯里均加入一定量的蒸餾水，分別在裝置X和Y的漏斗內(nèi)加入適量的0.3g/mL蔗糖溶液和與其等滲的KNO₃溶液，均調(diào)節(jié)漏斗內(nèi)外液面高度一致．滲透平衡時(shí)出現(xiàn)液面差的裝置有X（填代號(hào)）．
（3）選兩片潔凈的載玻片并標(biāo)號(hào)，在載玻片中央分別滴加蒸餾水（或清水），制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片，用顯微鏡分別觀察裝片中細(xì)胞的初始狀態(tài)．然后觀察臨時(shí)裝片中浸潤(rùn)在0.3g/mL蔗糖溶液（如圖2）和與其等滲的 KNO₃溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞發(fā)生的變化，兩者都能出現(xiàn)的現(xiàn)象是質(zhì)壁分離． 1處的物質(zhì)為蔗糖溶液，這種物質(zhì)能到達(dá)1處是因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的．
（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，最能體現(xiàn)兩種膜功能差異的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是KNO₃溶液中細(xì)胞質(zhì)壁分離后能自動(dòng)復(fù)原．

Answer 1

分析 1、半透膜依靠孔徑的大小控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性，能能主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)物質(zhì)，而半透膜不能．
2、滲透作用發(fā)生的條件是具有半透膜，半透膜兩側(cè)具有濃度差，滲透平衡時(shí)液面差△h與濃度差的大小有關(guān)，濃度差越大，△h越大；蔗糖是不能穿過(guò)半透膜是分子，圖中由于漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度高，因此燒杯中的水分子或通過(guò)滲透作用進(jìn)入漏斗，使漏斗內(nèi)液面升高，滲透平衡時(shí)△h會(huì)產(chǎn)生壓力與漏斗內(nèi)因溶液濃度差產(chǎn)生的壓力的大小相等，因此漏斗內(nèi)的濃度仍然大于漏斗外．
3、當(dāng)溶質(zhì)分子可以穿過(guò)半透膜時(shí)，水和溶質(zhì)都自由穿過(guò)半透膜，達(dá)到滲透平衡后，液面相平．
4、植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，原生質(zhì)層由細(xì)胞膜、液泡膜及兩者之間的細(xì)胞質(zhì)組成．
5、洋蔥鱗片葉外表皮浸潤(rùn)在的30%蔗糖溶液會(huì)質(zhì)壁分離，浸潤(rùn)在KNO₃溶液中細(xì)胞質(zhì)壁分離后會(huì)自動(dòng)復(fù)原．

解答 解：（1）半透膜依靠孔徑的大小控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性，兩種結(jié)構(gòu)在物質(zhì)透過(guò)功能上的差異是：原生質(zhì)層能主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)物質(zhì)，而半透膜不能；滲透平衡時(shí)液面差△h與濃度差的大小有關(guān)，濃度差越大，△h越大；蔗糖是不能穿過(guò)半透膜是分子，圖中由于漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度高，因此燒杯中的水分子或通過(guò)滲透作用進(jìn)入漏斗，使漏斗內(nèi)液面升高，滲透平衡時(shí)△h會(huì)產(chǎn)生壓力與漏斗內(nèi)因溶液濃度差產(chǎn)生的壓力的大小相等，因此漏斗內(nèi)的濃度仍然大于漏斗外；滲透平衡時(shí)的液面差為△h，此時(shí)S₁和S₂濃度大小關(guān)系為S₁＞S₂   
（2）分別在裝置X和Y的漏斗內(nèi)加入適量的蔗糖溶液和KNO₃溶液，蔗糖不能透過(guò)半透膜，滲透平衡時(shí)，漏斗內(nèi)液面高，即X液面高；KNO₃溶液在水中電離成硝酸根離子和鉀離子，離子能透過(guò)半透膜，滲透平衡時(shí)，漏斗內(nèi)外液面一樣高；
（3）觀察質(zhì)壁分離最好有個(gè)前測(cè)，即細(xì)胞在清水時(shí)細(xì)胞壁和原生質(zhì)層的位置要先確認(rèn)一下，用顯微鏡分別觀察裝片中細(xì)胞的初始狀態(tài)．然后洋蔥鱗片葉外表皮浸潤(rùn)在的30%蔗糖溶液會(huì)質(zhì)壁分離，浸潤(rùn)在KNO₃溶液中，起初也會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離．隨著細(xì)胞通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸吸收硝酸根離子和鉀離子，當(dāng)細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞外液濃度時(shí)，細(xì)胞又能滲透吸水，所以細(xì)胞質(zhì)壁分離后會(huì)自動(dòng)復(fù)原．在細(xì)胞壁和原生質(zhì)層之間充滿的是蔗糖溶液，因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的，原生質(zhì)層和細(xì)胞壁分離后，蔗糖溶液便進(jìn)入細(xì)胞壁．
（4）最能體現(xiàn)兩種膜功能差異的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：KNO₃溶液中細(xì)胞質(zhì)壁分離后能自動(dòng)復(fù)原．
故答案為：
（1）原生質(zhì)層能主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)物質(zhì)，而半透膜不能   S₁＞S₂
（2）X
（3）蒸餾水（或清水）   質(zhì)壁分離   蔗糖溶液  細(xì)胞壁是全透性的
（4）KNO₃溶液中細(xì)胞質(zhì)壁分離后能自動(dòng)復(fù)原

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于滲透作用的原理的理解應(yīng)用是本題考查的重點(diǎn)，本題有一定的難度．