Question

10．如图是研究渗透作用的装置图，请根据探究的主题和要求完善相关的内容．
材料：清水、不同浓度的蔗糖溶液、纱布等．
（1）在装置A的基础上，请你完善渗透装置：将蔗糖溶液加入卵壳膜内，清水加入烧杯内．
（2）若要验证渗透作用的发生条件之一是必须具有半透膜，那么该实验的单一变量是有无半透膜，实验结果的不同在于有半透膜的装置的长颈漏斗液面会上升，而无半透膜的实验装置液面不变．
（3）撕取紫色万年青的叶表皮，剪成大小相等的小块，分别浸入不同浓度的 KNO₃溶液中，经过一段时间后，用显微镜观察到的实验结果如表所示：

NHO3溶液（moL）	A	B	C	D	E	F
	0.11	0.12	0.125	0.13	0.14	0.50
纸壁分离正度	无现象	无现象	初始分离	分离	显著分离	显著分离
纸壁分离复原状况	无现象	无现象	自动复原	自动复原	诱发复原	不能复原

请回答下列问题：
①万年青叶表皮细胞的细胞液浓度约为0.12～0.125mol/l之间．
②用KNO₃溶液诱发细胞质壁分离的基本条件是硝酸钾溶液浓度大于万年青叶表皮细胞的细胞液浓度．
③C和D均发生质壁分离自动复原，该现象的合理解释是K⁺和NO₃^-通过主动运输方式逐步进入液泡，使细胞液浓度反而略大于外界溶液浓度．
④用高浓度的KNO₃溶液诱发细胞质壁分离，不能再诱发其复原，其主要的原因是细胞因过度失水而死亡．

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；图中由于漏斗内的溶液浓度高，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、采用溶液浓度梯度法，通过设置一系列不同浓度的KNO₃溶液来探究万年青叶表皮细胞的细胞液浓度．根据相关的理论可以知道应该介于为发生质壁分离和刚刚发生质壁分离之间．由于外界的溶液选择是的KNO₃溶液，KNO₃解离出的离子可以进入细胞内，从而改变细胞液的浓度出现自动复原的现象．

解答 解：（1）渗透作用发生的条件是半透膜和浓度差，故可以在卵壳膜内加入蔗糖溶液，烧杯内加入清水．
（2）若要验证渗透作用的发生条件之一是必须具有半透膜，那么该实验的单一变量是有无半透膜，实验结果的不同在于有半透膜的装置的长颈漏斗液面会上升，而无半透膜的实验装置液面不变．
（3）①根据渗透作用水分的运输方向是低浓度运输到高浓度，推出细胞液浓度应该介于为发生质壁分离和刚刚发生质壁分离之间，根据表格信息，则紫色万年青的叶表皮细胞的细胞液浓度约为0.12-0.125mol/L之间．
②当硝酸钾溶液浓度大于细胞液浓度（或≥0.125mol/L）时，成熟的植物细胞失水，诱发细胞发生质壁分离．
③C和D细胞放在一定浓度的硝酸钾溶液中，由于外界溶液浓度大，细胞失水发生质壁分离．K⁺和NO₃^-通过主动运输方式逐步进入液泡，使细胞液浓度增大，反而略大于外界溶液浓度，从而促使细胞吸水，发生质壁分离的自动复原．
④F组外界溶液浓度过高，细胞过度失水导致死亡，质壁分离后不能复原．
故答案为：
（1）将蔗糖溶液加入卵壳膜内，清水加入烧杯内
（2）有无半透膜      有半透膜的装置的长颈漏斗液面会上升，而无半透膜的实验装置液面不变
（3）①0.12～0.125mol/l之间
②硝酸钾溶液浓度大于万年青叶表皮细胞的细胞液浓度
③K⁺和NO₃^-通过主动运输方式逐步进入液泡，使细胞液浓度反而略大于外界溶液浓度
④细胞因过度失水而死亡

点评 本题考查质壁分离的相关知识，意在考查学生分析表格的能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．