Question

【题目】某校生物兴趣小组利用“小液流法”估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度，实验步骤和结果如下：

实验步骤：

①配制具有一定浓度梯度的蔗糖溶液。

②取12支干燥洁净的带塞试管，分成甲、乙两组，每组试管依次编为16号。向甲、乙两组相同编号的试管中加入相同浓度的蔗糖溶液4mL，迅速塞紧试管，备用。

③取大小相似的黑藻叶片60片，随机均分为6组，分别加入甲组的6支试管中，并塞紧试管。放置20min，期间多次摇动试管。再向甲组每支试管中均加入微量甲晞蓝粉末（忽略对蔗糖浓度的影响），充分摇匀。

④将乙组蔗糖溶液摇匀，用弯头毛细吸管从甲组试管中吸取少量蓝色溶液，插入乙组相同编号试管内的溶液中部，从毛细吸管一端轻轻挤出1小滴蓝色溶液（如图）。观察蓝色小滴的升降情况，并做好记录。

实验结果：

乙组试管编号	1	2	3	4	5	6
加入的蔗糖溶液浓/molL-1	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
蓝色小滴升降情况	↓	↓	↓	↑	↑	↑

请回答下列问题：

（1）步骤②中，装有不同浓度蔗糖溶液的试管要及时塞紧的目的是______________。步骤③不同试管中加入的黑藻叶片的大小和数量要相同，这属于对实验_____________变量的控制。

（2）乙组试管1、2、3中蓝色小滴均下降，原因是_____________，其中下降最慢的是试管_____________中的蓝色小滴。

（3）根据实验结果可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于_____________之间。若要使估测结果更准确，则实验思路是__________________________。

Answer 1

【答案】防止因水分蒸发而导致蔗糖溶液浓度发生改变 无关 甲组1、2、3试管中黑藻叶片的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，细胞吸水，导致试管中蔗糖溶液浓度上升，蓝色小滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度。 3 0.15-0.20mol·L-1 在0.15-0.20mol·L-1之间缩小浓度梯度，继续进行上述实验，蓝色小滴不移动时试管中的蔗糖溶液浓度与黑藻叶片细胞液浓度相当。

【解析】

本题以“小液流法”估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度为情境，考查学生对细胞的失水和吸水的相关知识的识记和理解能力，以及能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和实验设计能力并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理能力。

(1)本实验的目的是利用“小液流法”（即通过渗透失水或吸水）估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度，因此要控制好无关变量对溶液浓度的影响，据此可知：装有不同浓度蔗糖溶液的试管要及时塞紧的目的是防止因水分蒸发而导致蔗糖溶液浓度发生改变。黑藻叶片的大小和数量属于无关变量，步骤③不同试管中加入的黑藻叶片的大小和数量要相同，这属于对实验无关变量的控制。

(2) 蓝色小滴的下降或上升和液滴浓度与蔗糖溶液浓度差的大小有关。当蓝色小滴浓度大于蔗糖溶液浓度时，蓝色小滴下降，反之蓝色小滴则上升。可见，乙组试管1、2、3中蓝色小滴均下降的原因是：甲组1、2、3试管中黑藻叶片的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，细胞吸水，导致试管中蔗糖溶液浓度上升，蓝色小滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度，且浓度差越小，下降越慢，所以其中下降最慢的是试管3中的蓝色小滴。

(3)表中信息显示：当蔗糖溶液浓为0.15molL-1时，蓝色小滴下降，说明黑藻叶片吸水，此时黑藻叶片细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度；当蔗糖溶液浓为0.20molL-1时，蓝色小滴上升，说明黑藻叶片失水，此时黑藻叶片细胞的细胞液浓度小于外界溶液浓度。综上分析可推知：黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于0.15-0.20mol·L-1之间。若要使估测结果更准确，则实验思路是在0.15-0.20mol·L-1之间缩小浓度梯度，继续进行上述实验，蓝色小滴不移动时试管中的蔗糖溶液浓度与黑藻叶片细胞液浓度相当。