渗透装置实验设计

㈠ 某同学设计了图示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记作零界面．实验开始后，长颈漏

A、水从水浓度高的地方向水浓度低的地方运输，水分子从漏斗中流版出，当进入漏权斗中的水和流出的水一样多时，达到动态平衡时，液面几乎不动，A正确；
B、漏斗中的水分子从漏斗中流出道烧杯中，液面应该下降，B错误；
C、烧杯中的物质浓度较高，漏斗中的水分子从漏斗中流出到烧杯中，直到进入漏斗中的水和流出的水会一样多，液面达到动态平衡，C错误，
D、液面应该下降，直到进入漏斗中的水和流出的水会一样多，液面达到动态平衡，D错误．
故选：A．

㈡ 某研究小组设计如图实验装置研究渗透作用（其中的半透膜允许水分子通过，葡萄糖、麦芽糖和淀粉分子均不能

由题意知，实验开始两侧的质量浓度相等，由于淀粉的分子量大于葡萄糖的分子量，因此B侧的物质的量的浓度小于A侧，水分子从B侧进入A侧的数量多于从A侧进入B侧的数量，B侧液面下降，在加入等量的淀粉酶和麦芽糖酶混合后，淀粉在淀粉酶和麦芽糖酶的作用下彻底水解形成葡萄糖，由于水解过程中需要水分，因此B侧的物质的量的浓度大于A侧，水分子水分子从B侧进入A侧的数量少于从A侧进入B侧的数量，B侧液面升高．
故选：D．

㈢ 探究温度变化是否影响水分子通过半透膜

（1）该实验是一个探究性试验，试验的目的是探究温度的高低会不会提高或降低水分通过半透膜的扩散速率，因此我们可以假设一定温度范围内，随温度的升高水分子扩散速率而加快． （2）②试验设计要遵循对照原则和单一变量原则，因此三个装置的处理方式为：对甲装置进行加热，在乙装置的烧杯加适量的冰块，丙装置不作处理作为对照．③过相同一段时间后，观察移液管中液面上升的高度，进而判断温度的高低与水分通过半透膜的扩散速率的关系． （3）预期结果：如果出现甲装置的移液管中的液面高度>丙>乙 的现象，则假设是正确的． 故答案为： （1）一定温度范围内，随温度的升高水分子扩散速率而加快  （2）②对甲装置进行加热，在乙装置的烧杯加适量的冰块，丙装置不作处理作为对照 ③移液管中液面上升的高度            （3）甲装置的移液管中的液面高度>丙>乙

㈣ 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

（1）分析题图的渗透装置可知，一段时间后，漏斗内的液面上升，说明水分从烧杯进入漏斗，因此漏斗内溶液（S₁）的浓度大于漏斗外溶液（S₂）的浓度．
（2）成熟的植物细胞的原生质层相当于渗透装置中的半透膜；二者的不同在于原生质层的选择透过性具有生物活性，半透膜无生物活性．
（3）①由于蔗糖分大，不能穿过半透膜，因此装置X出现液面差；K⁺和NO3^-小，可以穿过半透膜，因此Y装置不会出现液面差．
②由于0.3g/mL的蔗糖溶液和等渗的KNO₃溶液都大于细胞液的浓度，细胞通过渗透作用失水，因此都会发生质壁分离现象．
（4）由于原生质层能主动吸收K⁺和NO3^-，使细胞液浓度增加，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞会通过渗透作用吸水，因此发生质壁分离复原的现象；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．
（5）洋葱在高中生物实验中可以作为多个实验的实验材料，如洋葱根尖--观察植物细胞的有丝分裂，洋葱根尖--低温诱导染色体数目的变化；洋葱鳞片叶内表皮--观察DNA和RNA在细胞中的分布；洋葱绿色（管状）叶--叶绿体中色素的提取和分离（或观察叶绿体）；白色洋葱--检测生物组织中的还原糖（或DNA的粗提取与鉴定）；紫色洋葱鳞片叶外表皮--观察质壁分离和复原等．
故答案应为：
（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（或原生质具有选择透过性）
（3）①X②（发生）质壁分离
（4）KNO₃溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
（5）洋葱根尖--低温诱导染色体数目的变化 洋葱鳞片叶内表皮--观察DNA和RNA在细胞中的分布

㈤ 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

（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

㈥ 如图为研究渗透作用的实验装置，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

A、漏斗内液面上升，则漏斗内溶液（S₁）浓度大于漏斗外溶液（S₂），图中半透膜内模拟成熟植物细容胞的原生质层，原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，A正确；
B、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，B正确；
C、若将S₁和S₂换成两种与以上蔗糖质量浓度相同的葡萄糖溶液，由于葡萄糖分子能通过半透膜，则△h变为0，C错误；
D、最能体现两种膜在功能上差异的实验设计是设计对照性实验，自变量是两种膜，因变量是物质吸收的差异，D正确．
故选：C．

㈦ 某兴趣小组设计了两套渗透装置来探究关于渗透作用的问题。

①探究溶液上升速率与半透膜面积和溶液体积的关系
②溶液上升速率与半透膜面积和溶液的体积有关，成正比例关系
（2）①②B﹥C ③大于

㈧ 某同学为了观察渗透现象，设计了如下实验：用猪的膀胱膜将一漏斗口封住，再在漏斗里装上清水，然后把漏斗

由题意知，该渗透装置具有半透膜，但是当把漏斗浸入盛有10%的NaCl溶液的烧杯中，由于Na+和Cl^-都可以通过半透膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，因此观察不到渗透现象发生；要想观察到明显的实验现象，可以将漏斗浸入盛有不能透过半透膜的物质的溶液中，如10%的NaCl溶液换成10%的蔗糖溶液．
故选：D．

㈨ 某同学设计了如图Ⅰ所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面．实验开始后，

A、OA段液面不段上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水少专于从烧杯进入漏斗内的水属的量，A错误；
B、AB段液面不再上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水与从烧杯进入漏斗内的水的量相同，B错误；
C、OA段液面不段上升的直接原因是相同时间内从烧杯进入漏斗内的水的量多于于从漏斗进入烧杯中的水，C错误；
D、AB段液面不再上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水与从烧杯进入漏斗内的水的量相同，D正确．
故选：D

㈩ Ⅰ．某兴趣小组设计了两套渗透装置来探究关于渗透作用的问题．（1）图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，

Ⅰ（1）①根据题意和图示分析可知：三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，所以该实验的研究课题为探究溶液上升速率与半透膜面积和溶液体积的关系．
②根据如图2所示结果，不难得出该实验的结论，即溶液上升速率与半透膜面积和溶液的体积有关，成正比例关系．
（2）①由于B溶液浓度大于C溶液，所以于B溶液与清水的浓度差大于C溶液与清水的浓度差，因此B中液面上升的高度比C中的高．
②当液面不再上升时，两溶液浓度大小的关系仍为B＞C．
③同样道理，由于B溶液与清水的浓度差大于C溶液与清水的浓度差，所以A中水分子扩散到B的速率大于A中水分子扩散到C的速率．
Ⅱ（1）试管中的显色反应无需使用显微镜，而观察细胞形态结构的变化需要使用显微镜，所以BCE实验中都是要观察细胞的变化，需要使用显微镜．
（2）A组实验时对生物组织中的蛋白质进行鉴定，根据原理，鉴定蛋白质一般使用双缩脲试剂，遇到蛋白质发生紫色反应；B组实验中用健那绿进行了染色，健那绿能将细胞中的线粒体染成蓝绿色，所以观察的细胞结构为线粒体；D组实验为探究pH值对酶活性的影响，故挂差的指标为双氧水单位时间内水解生成的氧气气泡数．
故答案为：
Ⅰ．（1）①半透膜面积和溶液体积
②成正比（或成正相关）
（2）①（见图）

②B＞C③大于
Ⅱ．（1）BCE
（2）双缩脲试剂（缺“试剂”不给分）紫色蓝绿气泡数