Question

18．如图1为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：

（1）在人成熟的红细胞中能否发生渗透作用能填“能”或“不能”），为什么？细胞膜相当于半透膜；细胞质与外界溶液之间存在浓度差
（2）漏斗内溶液（S₁）多余空格和漏斗外溶液（S₂）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致．当达到平衡时的液面差为△h，此时S₁和S₂浓度大小关系为S₁＞S₂ ．此时是否有水分子的流动是（填“是”或“否”）．
（3）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运输（转运）有关物质而半透膜不能
（4）如图2所示的U形管中间被半透膜（体积小于或等于单糖的物质才能通过）隔开，两侧分别加入等量的质量分数为10%的蔗糖溶液和麦芽糖溶液．一段时间后左右两侧液面高度变化是齐平（或没有变化），若在两侧加入等量的蔗糖酶，液面高度变化是先左侧液面上升，然后下降，最终低于右侧．
（5）若将小鼠红细胞放入一定浓度的KNO₃溶液中，红细胞体积随时间变化如图3，出现bc段变化的原因是由于红细胞通过主动运输吸收K⁺、NO₃^-，导致红细胞细胞质浓度比外界溶液浓度高，细胞吸水，体积变大．

Answer 1

分析 据图1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）．
据图2可知，蔗糖和麦芽糖都是二糖，相同浓度、相同体积的两种溶液加入到被半透膜隔开的U型管中，一段时间后左右两侧液面高度相等．若向U型管左侧加入某种微量物质，必需使得左侧浓度上升，才能使得液面高度上升．
据图分析，ab段，将小鼠红细胞放到一定浓度的硝酸钾溶液中，外界溶液的渗透压高于细胞内液渗透压，细胞失水，体积变小．bc段，由于硝酸根离子和钾离子以主动运输的方式进入细胞，使得细胞内液的渗透压高于外界溶液，细胞吸水，细胞体积变大．

解答 解：（1）细胞膜相当于半透膜；细胞质与外界溶液之间存在浓度差．因此在人成熟的红细胞中能发生渗透作用．
（2）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 ．此时有水分子的流动．
（3）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． 
（4）从图示信息可知，蔗糖和麦芽糖都是二糖，相同浓度、相同体积的两种溶液加入到被半透膜隔开的U型管中，一段时间后左右两侧液面高度相等．如果向蔗糖糖溶液中加入适量的蔗糖酶，蔗糖将水解为葡萄糖，而麦芽糖糖不会被水解，由此形成的葡萄糖溶液浓度大于右侧的麦芽糖溶液浓度，导致左侧液面首先高于右侧；但是半透膜允许单糖分子透过，最终使右侧渗透压高，右侧液面将高于左侧．
（5）若将小鼠红细胞放入一定浓度的KNO₃溶液中，红细胞体积随时间变化如图3，出现bc段变化的原因是由于红细胞通过主动运输吸收K⁺、NO₃^-，导致红细胞细胞质浓度比外界溶液浓度高，细胞吸水，体积变大．
故答案为：
（1）能   细胞膜相当于半透膜；细胞质与外界溶液之间存在浓度差
（2）S₁＞S₂ 是
（3）原生质层     原生质层能主动运输（转运）有关物质而半透膜不能
（4）齐平（或没有变化）         先左侧液面上升，然后下降，最终低于右侧
（5）由于红细胞通过主动运输吸收K⁺、NO₃^-，导致红细胞细胞质浓度比外界溶液浓度高，细胞吸水，体积变大

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，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查．