Question

（14分）下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)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh,此时S₁溶液和S₂溶液水分子运动状态是                           。

（2）图中半透膜(用玻璃纸制成)模拟的是成熟植物细胞中的原生质层,两者在物质透过功能上的差异是                      。若装置中的半透膜是用动物膀胱膜（假设由三层细胞构成）制成，则水分子由S₂溶液进入S₁溶液，至少需穿越    个磷脂双分子层。

（3）为进一步探究用玻璃纸制成半透膜与成熟植物细胞中的原生质层的特性，兴趣小组做了下面两个实验：

实验材料:紫色洋葱、玻璃纸。

实验器具: 渗透装置、光学显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、吸水纸、擦镜纸、滴管、记号笔、漏斗、烧杯、铁架台等。

实验试剂:蒸馏水、0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO₃溶液。

部分实验步骤和结果如下:

实验一：选两套渗透装置,标上代号X和Y，如下图所示：均调节漏斗内外液面高度一致。一段时间后，X、Y装置的液面情况分别是                                     。

实验二：

①选两片洁净的载玻片标号A、B,在载玻片中央分别滴加蒸馏水,制作成洋葱鳞片叶外表皮临时装片，并分别使用         倍镜观察装片中细胞的初始状态。

②然后将A的洋葱鳞片浸润在所提供的蔗糖溶液中，将B的洋葱鳞片浸润在所提供的KNO₃溶液中，再分别观察临时装片中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,你认为A载玻片上洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化将是                                。随着时间的推移，上述两个实验能体现两种膜功能差异的实验现象是                            。

Answer

（1）水分子即可从S1溶液进入S2溶液，也可从S2溶液进入S1溶液，且量相同

（2）原生质层能主动转运有关物质，而玻璃纸不能（或原生质层具有选择透过性、玻璃纸只允许小分子物质通过） 6

（3）实验一: X漏斗内液面高于水面，Y漏斗内液面与水面等高

实验二: ①低 ②发生质壁分离 KNO3溶液中的细胞质壁分离后能自动复原

【解析】

试题分析：（1）渗透作用的条件是半透膜和浓度差，达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动平衡。

（2）用玻璃纸制成的半透膜没有生物活性，只允许小分子物质通过；成熟植物细胞中的原生质层具有生物活性，能主动转运有关物质。细胞膜由双层磷脂分子组成，若装置中的半透膜是用动物膀胱膜（假设由三层细胞构成）制成，则水分子由S2溶液进入S1溶液，至少需穿越6个磷脂双分子层。

（3）实验一：蔗糖溶液中的蔗糖分子不能穿过半透膜，只有水分子能顺浓度梯度扩散，所以水分子由清水向蔗糖溶液中扩散的水分子数大于由蔗糖溶液向清水中扩散的水分子数，导致X漏斗内液面高于水面；刚加入KNO3溶液时，由于KNO3溶液浓度大于清水浓度，水分子总的移动方向是KNO3向溶液中移动出现质壁分离现象，随后由于KNO3溶液中的钾离子和硝酸根离子被细胞主动吸收，改变了细胞内外的浓度差方向，导致细胞吸水，又自动发生质壁分离复原现象。

实验二: ①观察植物细胞质壁分离及复原现象，可用低倍镜观察液泡的大小及颜色变化进行判断。

②成熟的植物细胞是一个渗透系统，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞通过渗透作用失水，发生质壁分离现象；洋葱鳞片叶外表皮细胞处于KNO3溶液中时，由于细胞膜的选择透过性，能主动吸收钾离子和硝酸根离子，所以会发生质壁分离后又自动复原的现象。

考点：本题考查渗透作用及生物膜的选择透过性等相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力；能设计实验探究简单生物学事实，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。