Question

17．圖1為研究滲透作用的實驗裝置，請回答下列問題：

（1）漏斗內(nèi)溶液（S₁）和漏斗外溶液（S₂）為兩種不同濃度的蔗糖溶液，漏斗內(nèi)外起始液面一致．若實驗結(jié)果如圖1所示，則實驗起始時S₁和S₂濃度大小關(guān)系為S₁＞S₂．滲透平衡時的液面差為△h，此時S₁和S₂濃度大小關(guān)系為S₁＞S₂．
（2）若實驗中漏斗內(nèi)溶液（S₁）為30%蔗糖溶液，漏斗外溶液（S₂）為30%葡萄糖溶液（注：蔗糖分子不能穿過半透膜），則實驗中S₁液面的變化情況是：B．
A．保持不變B．先下降后上升
C．先上升后下降     D．上升
（3）圖2中半透膜模擬的是成熟植物細胞中的原生質(zhì)層，該結(jié)構(gòu)由細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)構(gòu)成．
（4）植物葉片表皮上分布有大量的氣孔，氣孔結(jié)構(gòu)如圖2所示．當組成氣孔的細胞（保衛(wèi)細胞）吸水后，會膨脹變形，氣孔開啟；反之細胞失水收縮，氣孔關(guān)閉．光照是影響氣孔開閉的主要因素，鴨跖草的氣孔在光下張開時，保衛(wèi)細胞的鉀濃度高，遠遠高于周圍細胞中的鉀濃度，在黑暗中氣孔關(guān)閉時，保衛(wèi)細胞鉀濃度低．若植物光合作用的最是溫度為25℃．
請利用下列材料和用具，設(shè)計實驗驗證鉀離子對氣孔開度（即開啟的程度）的影響．要求完善實驗步驟．預(yù)測實驗結(jié)果，并回答問題．
①實驗材料與主要用具：新鮮蠶豆葉：0.5%KNO₃溶液：0.5%NaNO₃溶液、蒸餾水、顯微鏡、鑷子、載玻片、蓋玻片、恒溫箱、培養(yǎng)皿、臺燈．
②實驗步驟：
a．取3個潔凈的培養(yǎng)皿，編號為甲、乙、丙；
b．在甲培養(yǎng)皿中放0.5%KNO₃溶液適量，在乙培養(yǎng)皿中放等量的0.5%NaNO₃溶液，在丙培養(yǎng)皿中放等量的蒸餾水；
c．撕蠶豆葉表皮若干分別放入上述3個培養(yǎng)皿中，放入25℃恒溫箱中，使溶液溫度達到25℃；
d．將培養(yǎng)皿置于人工光照條件下照光半小時；
e．分別制作裝片在顯微鏡下觀察氣孔的開度
③預(yù)測實驗結(jié)果甲培養(yǎng)皿中的表皮氣孔開度大，乙．丙培養(yǎng)皿中的表皮細胞氣孔開度相同，都較�。�；
④將葉表皮放入25℃恒溫箱中的主要原因是25℃是光合作用的適宜溫度，在培養(yǎng)皿中加入0.5%　NaNO₃溶液的目的是排除NO₃^-對實驗結(jié)果的影響．．

Answer 1

分析 1、滲透作用發(fā)生的條件是具有半透膜，半透膜兩側(cè)具有濃度差，滲透平衡時液面差△h與濃度差的大小有關(guān)，濃度差越大，△h越大；蔗糖是不能穿過半透膜是分子，圖中由于漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度高，因此燒杯中的水分子或通過滲透作用進入漏斗，使漏斗內(nèi)液面升高，滲透平衡時△h會產(chǎn)生壓力與漏斗內(nèi)因溶液濃度差產(chǎn)生的壓力的大小相等，因此漏斗內(nèi)的濃度仍然大于漏斗外．
2、第（4）題實驗的目的是：驗證鉀離子對氣孔開度（即開啟的程度）的影響，故實驗的自變量是鉀離子的有無，（為排除硝酸根離子的影響，還應(yīng)一組有硝酸根離子，沒有鉀離子的），因變量是氣孔開度．

解答 解：（1）滲透平衡時，漏斗液面高于燒杯液面．說明漏斗吸收了水，哪里溶液濃度大，哪里吸水，故起始溶液濃度，燒杯大于漏斗，即實驗起始時S₁＞S₂，滲透平衡時液面差△h與濃度差的大小有關(guān)，濃度差越大，△h越大；蔗糖是不能穿過半透膜是分子，圖中由于漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度高，因此燒杯中的水分子或通過滲透作用進入漏斗，使漏斗內(nèi)液面升高，滲透平衡時△h會產(chǎn)生壓力與漏斗內(nèi)因溶液濃度差產(chǎn)生的壓力的大小相等，因此漏斗內(nèi)的濃度仍然大于漏斗外；滲透平衡時的液面差為△h，此時S₁和S₂濃度大小關(guān)系為S₁＞S₂．
（2）質(zhì)量濃度同為30%的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，葡萄糖溶液的摩爾濃度大，故開始時單位時間內(nèi)由漏斗擴散進燒杯的水分子多于由燒杯擴散進漏斗的，漏斗液面下降，但是葡萄糖分子可以通過半透膜，蔗糖分子不能通過半透膜，故葡萄糖分子擴散進入漏斗，使得漏斗內(nèi)的溶質(zhì)分子的濃度增大，漏斗液面回升，故漏斗液面的變化時先下降后上升．
（3）圖2中半透膜模擬的是成熟植物細胞中的原生質(zhì)層，該結(jié)構(gòu)由細胞膜、液泡膜以及這兩層膜之間的細胞質(zhì)組成．
（4）本實驗的目的是：驗證鉀離子對氣孔開度（即開啟的程度）的影響，故實驗的自變量是鉀離子的有無，（為排除硝酸根離子的影響，還應(yīng)一組有硝酸根離子，沒有鉀離子的），因變量是氣孔開度．
②實驗步驟：
a．取3個潔凈的培養(yǎng)皿，編號為甲、乙、丙；
b．在甲培養(yǎng)皿中放0.5%KNO₃溶液適量，在乙培養(yǎng)皿中放等量的0.5%NaNO₃溶液，在丙培養(yǎng)皿中放等量的蒸餾水
c．撕蠶豆葉表皮若干分別放入上述3個培養(yǎng)皿中，放入25℃恒溫箱中，使溶液溫度達到25℃；
d．將培養(yǎng)皿置于人工光照條件下照光半小時，
e．分別制作裝片在顯微鏡下觀察氣孔的開度．
③預(yù)測實驗結(jié)果：有鉀離子的一組的表皮氣孔開度大，沒有鉀離子的兩組的表皮細胞氣孔開度相同，都較小．
將葉表皮放入25℃恒溫箱中的主要原因是：25℃是光合作用的適宜溫度，在培養(yǎng)皿中加入0.5%　NaNO₃溶液的目的是排除NO₃^-對實驗結(jié)果的影響．
故答案為：
（1）S₁＞S₂   S₁＞S₂
（2）B
（3）原生質(zhì)層   細胞    液泡    細胞質(zhì)
（4）②步驟：b．在甲培養(yǎng)皿中放0.5%KNO₃溶液適量，在乙培養(yǎng)皿中放等量的0.5%NaNO₃溶液，在丙培養(yǎng)皿中放等量的蒸餾水
d．將培養(yǎng)皿置于人工光照條件下照光半小時
③預(yù)測實驗結(jié)果：甲培養(yǎng)皿中的表皮氣孔開度大，乙．丙培養(yǎng)皿中的表皮細胞氣孔開度相同，都較小．
④25℃是光合作用的適宜溫度        　排除NO₃^-對實驗結(jié)果的影響．

點評 本題考查了滲透作用，驗證鉀離子對氣孔開度（即開啟的程度）的影響，意在考查考生對于滲透作用的理解，對于驗證性實驗自變量、因變量的把握，以及從題干中獲取信息的能力，綜合性較強．