现用种类相同、面积不同的半透膜，制成大小不同的袋。不同袋的表面积与体积比值的大小不同(袋的容积越小，表面积与体积的比值就越大；袋的容积越大，表面积与体积的比值就越小)。为探究水分子通过半透膜的速率与袋的表面积与体积比值大小的关系，请你依据所给的材料和用品，设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的实验结论。
(1)供选择的材料和用品：数量充足、容积不同的半透膜袋、直径和长度相同的玻璃刻度管，蔗糖溶液、清水、大烧杯若干等。
(2)方法步骤：
(3)可能的实验结果及相应的实验结论：
(4)最可能的实验结果及其原因：
【实验步骤】
①取2个容积分别为V1、V2（V1＞V2。注意：为使实验效果明显，要求V1、V2有显著差异，如取V1=4V2），用相同半透膜制成的甲、乙袋，装满相同的蔗糖溶液，上端分别接上直径和长度相同的玻璃刻度管；
②将甲、乙2个袋同时置入盛有清水的大烧杯内，调节玻璃刻度管（竖直）内的液面至相同高度；
③一段时间后，观察、记录甲、乙2个玻璃管中液面上升的刻度值，并分别记作a、b。
【实验可能结果及相应结论】
①a/V1=b/V2，则水分子通过半透膜的速率与袋的表面积与体积比值的大小无关；
②a/V1＞b/V2，则袋的表面积与体积的比值大时，水分子通过半透膜的相对速率快；
③a/V1＜b/V2，则袋的表面积与体积的比值大时，水分子通过半透膜的相对速率慢。
最可能的结果是②，即a/V1＞b/V2，袋的表面积与体积的比值大时，水分子通过渗透作用进入半透膜的相对速率快。因为相对表面积越大，水分子通过半透膜的面积越大，扩散能力越强。
众所周知，直径较小的球体具有相对较大的表面积，这在题干中已经明确指出。那么细胞代谢效率与细胞的大小是否存在关系？本题的立意就是设法探索这种关系，培养学生的科学探究能力。
细胞生物学指出：“在体积相同的前提下，较小的细胞和相对多的细胞数具有相对较大的细胞表面积，有利于接受外界信息以及与外界进行物质交换”，现用一个简单模型作近似说明：
设球体的半径为R，物质分子的扩散速率为V（个/单位面积），则单位体积的扩散速率可表示为：
可见这里的交换的速率不是一种“绝对速率”，而是指“单位体积”上的一种“相对速率”，甚至可以说是一种“效率”。
懂得这一原理，是我们顺利解答该探究实验题的关键。
【实验原理及预期】
用种类相同、面积不同的半透膜，制成大小不同的袋，这些大小不同的半透膜袋可以作为细胞模型。不同袋的表面积与体积比值的大小不同，水分子通过渗透作用进入半透膜的相对速率不同。
【实验步骤】
①取2个容积分别为V1、V2（V1＞V2。注意：为使实验效果明显，要求V1、V2有显著差异，如取V1=4V2），用相同半透膜制成的甲、乙袋，装满相同的蔗糖溶液，上端分别接上直径和长度相同的玻璃刻度管；
②将甲、乙2个袋同时置入盛有清水的大烧杯内，调节玻璃刻度管（竖直）内的液面至相同高度；
③一段时间后，观察、记录甲、乙2个玻璃管中液面上升的刻度值，并分别记作a、b。
【实验可能结果及相应结论】
①a/V1=b/V2，则水分子通过半透膜的速率与袋的表面积与体积比值的大小无关；
②a/V1＞b/V2，则袋的表面积与体积的比值大时，水分子通过半透膜的相对速率快；
③a/V1＜b/V2，则袋的表面积与体积的比值大时，水分子通过半透膜的相对速率慢。
最可能的结果是②，即a/V1＞b/V2，袋的表面积与体积的比值大时，水分子通过渗透作用进入半透膜的相对速率快。因为相对表面积越大，水分子通过半透膜的面积越大，扩散能力越强。
科目：高中生物 来源： 题型：
（多选）用完全相同的培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者吸水速率几乎相同的情况下，72小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比)。分析下表能得出的结论是（ ）
A．不同植物对矿质元素的吸收量是不同的
B．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的
C．与番茄相比，水稻对Si032－吸收量大，对Ca2＋吸收量小
D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关
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科目：高中生物 来源：2012-2013学年山西省曲沃中学高二下学期期中考试生物试卷（带解析） 题型：单选题
用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示
该实验的结果不能说明( )
| A．水稻吸收水的相对速率比吸收Ca2＋、Mg2＋的大 |
| B．与番茄相比，水稻对Si4＋需要量大，对Ca2＋需要量小 |
| C．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的 |
| D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关 |
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科目：高中生物 来源：2013-2014学年海南省琼海市高三第一次月考生物试卷（解析版） 题型：选择题
用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比（如下图所示），该实验的结果不能说明
A．水稻吸收水的相对速率比吸收Ca2＋、Mg2＋的大
B．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的
C．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关
D．与番茄相比，水稻对SiO
需要量大，对Ca2＋需要量小
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科目：高中生物 来源：江苏省南通市2010届高三第一次模拟考试（生物） 题型：选择题
（多选）用完全相同的培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者吸水速率几乎相同的情况下，72小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比)。分析下表能得出的结论是（ ）
A．不同植物对矿质元素的吸收量是不同的
B．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的
C．与番茄相比，水稻对Si032－吸收量大，对Ca2＋吸收量小
D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关
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