Question

9．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）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致．渗透平衡时液面差为△h，此时S₁和S₂浓度的大小关系为S₁＞S₂．
（2）图中半透膜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原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能．
（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验．
实验材料：紫色洋葱．
实验器具：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等．
实验试剂：蒸馏水，0.3g/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：
①选两套渗透装置，标上代号X和Y．在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO₃溶液，均调节漏斗内外液面高度一致．渗透平衡时出现液面差的装置有X（填代号）
②选两片洁净的载玻片，标号，在载玻片中央分别滴加蒸馏水，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态．
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO₃溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是质壁分离．
（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是KNO₃溶液中的细胞质壁分离后会自动复原．

Answer 1

分析 本题是对细胞渗透吸水会失水、原生质层的选择透过性和洋葱这一实验材料在高中生物实验中应用的综合性考查，梳理渗透装置和渗透作用发生的条件、渗透吸水或失水的过程，原生质层与半透膜在功能上的异同点、洋葱这在高中生物实验中应用，然后根据问题的具体要求进行解答．
据图分析，渗透装作用是指水分通过半透膜，从溶质浓度低的溶液向溶质浓度高的溶液的转移现象；漏斗内液面上升，则漏斗内溶液（S₁）浓度大于漏斗外溶液（S₂）．

解答 解：（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． 
（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． 
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． 
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．  
故答案为：
（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
（3）①X        ②标号     蒸馏水     ③质壁分离
（4）KNO₃溶液中的细胞质壁分离后会自动复原

点评 本题的知识点是渗透作用的原理，植物细胞的质壁分离和质壁分离复原，洋葱在高中生物实验中的应用，对相关知识的理解和应用是解题的关键．