【2020高中生物高考总复习】渗透作用的原理和应用(1)

专题三物质出入细胞的方式

考点08 渗透作用的原理和应用

1．(2015·海南单科，10，2分)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是(D) A．实验前，丙的浓度＞乙的浓度＞甲的浓度

B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等

C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散

D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的

【解析】根据题干信息可推断一定时间后甲的浓度变小是因为叶片失水，乙的浓度不变说明乙的浓度与叶片细胞的细胞液浓度相等，丙的浓度变大是因为细胞吸水，由此推断，实验前，丙的浓度＜乙的浓度＜甲的浓度，A、B 错误，D正确；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，C错误。

2．(2014·课标Ⅱ，4，6分)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、

c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗

糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则(D)

A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高

B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的

C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组

D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1

【解析】分析实验结果可知，a、b、c三组花冠切条在实验后长度变大，表明细胞吸水，其中a组细条浸泡后较b组细条浸泡后长，说明a组吸水较多，其液泡中的溶质浓度应比b组的低，A错误；d、e、f三组花冠切条在实验后长度变小，表明细胞失水，所以浸泡导致f组液泡的失水量大于b组的，B错误；水分进出细胞的方式为自由扩散，不消耗能量，C错误；当实验前长度/实验后长度＝1时，花冠切条长度不变，根据实验结果可判断其对应的蔗糖浓度应介于0.4～0.5 mol·L－1，D正确。

3．(2013·江苏单科，27，8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和S2浓度大小关系为________。

(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________，两者在物质透过功能上

的差异是_________________________________________________________。

(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、0.3 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：

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________(填代号)。

②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中央分别滴加________，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___________________________ _______________________________________。

(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是____________________ _________________________________________________________________。【解析】本题主要考查渗透作用、质壁分离与复原的相关知识。(1)题图状态下，S1和S2浓度大小关系应为S1>S2。由于半透膜两侧浓度差的存在，此时水分子仍有由S2至S1的流动趋势，这种趋势对半透膜产生向上的静水压，而这个静水压恰好与高度为Δh的液柱对半透膜产生的压强相等，只有这样才能在保证进出半透膜的水分子相当。(2)渗透作用装置中的半透膜相当于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为选择透过性膜，能主动转运有关物质，这个功能是半透膜不具备的。(3)①根据两套渗透装置的设置可知，渗透平衡时出现液面差的装置为X，而Y中由于KNO3溶液中的K＋和NO－3都可通过半透膜，最终达到半透膜两侧溶液浓度相同，漏斗内外液面高度一致。②制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片的顺序：选两片洁净的载玻片，标号；在载玻片中央分别滴加蒸馏水；再在其中放置撕取的洋葱鳞片叶外表皮；最后盖上盖玻片。③由于提供的蔗糖溶液和KNO3溶液的浓度均高于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液的浓度，所以浸润在两种溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞都能发生质壁分离现象。(4)KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离后又自动复原，说明K＋和NO－3能通过原生质层进入细胞液，上述现象充分验证了细胞膜的功能特性——选择透过性。

【答案】(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)①X②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