2022届高考生物一轮复习专题训练14　理解渗透作用原理　（解析版）

重点强化练14　理解渗透作用原理

1．(2021·吉林洮南市第一中学高三月考)某渗透装置如下图所示，烧杯中盛有蒸馏水，图中半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶(能将蔗糖水解成单糖)。从理论上分析，该实验过程中最可能出现的现象是(　　)

A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降

B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后再下降

C．加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖

D．加酶后，可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶

答案　B

解析　长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，由于蔗糖不能通过半透膜，导致漏斗液面上升，加入蔗糖酶后，发生水解反应，蔗糖水解成葡萄糖和果糖，漏斗中分子数目变多，而单糖分子进入烧杯需要一定的时间，所以液面应该继续上升后再下降，A错误，B正确；由于半透膜只允许单糖通过，蔗糖分子属于二糖，不能通过半透膜，因此加酶前后，烧杯中都不可以检测出蔗糖，C错误；蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，而蔗糖酶的本质是蛋白质，不能通过半透膜，因此烧杯中不能检测出蔗糖酶，D错误。

2．(2021·江西上高二中高三月考)将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳，小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入15%的蔗糖溶液，然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线。下列分析错误的是(　　)

A．卵壳膜相当于渗透装置中的半透膜

B．半小时后吃水线低于烧杯的水面是由于清水渗入蛋壳所致

C．若将清水换为15%的NaCl溶液，则蛋壳先上浮后下沉

D．若将正常的线粒体放入清水中，则线粒体内膜先涨破

答案　D

解析　由于壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度，外界清水就透过壳膜进入到壳膜内的蔗糖溶液中，导致吃水线低于烧杯的水面，B正确；若将清水换为15%的NaCl溶液，由于壳膜内的浓度小于外界溶液的浓度，壳膜内的水就透过壳膜进入到壳膜外，导致蛋壳上浮；由于Na＋和Cl－都可以通过半透膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，壳膜外的水就透过壳膜进入到壳膜内，导致蛋壳下沉，C正确；若将正常线粒体放在清水中，由于内膜向内折叠增大了膜面积，故会发生外膜先破裂，内膜后破裂，D错误。

3．(2019·沈阳三模)如图为渗透现象示意图，实验开始时，烧杯液面与漏斗液面相同(均为a)，请据图分析下列选项中正确的是(　　)

A．漏斗液面上升过程中水分子只能由烧杯透过半透膜进入漏斗而不能由漏斗渗出

B．当漏斗液面不再升高说明蔗糖分子透过半透膜达到渗透平衡

C．农作物施肥过多造成的“烧苗”现象与图示现象都是通过渗透作用实现的

D．若用纱布替代半透膜重复此实验，则实验结束时漏斗最终液面高度在a与b中间

答案　C

解析　漏斗液面上升过程中，水分子的运动方向是双向的，水分子进入漏斗内的多于从漏斗出来的，A错误；蔗糖分子不能通过半透膜，B错误；农作物施肥过多造成的“烧苗”现象与图示现象都是通过渗透作用实现的，C正确；纱布不具有半透性，漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中，因此不会产生液面差，D错误。

4．(2021·宁夏石嘴山市第三中学高三期中)如图甲为渗透作用装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。

下列相关叙述中，错误的是(　　)

A．图甲中的渗透作用发生需要两个条件：有半透膜c及a与b之间具有浓度差

B．图乙中液面不能一直上升的原因是半透膜两侧的溶液浓度相等

C．图丙中③④⑤组成原生质层

D．如果丙细胞没有细胞壁支持，置于清水中也会发生吸水涨破的现象

答案　B

解析　图乙液面不再上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水与从烧杯进入漏斗内的水的量相同，由于漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a的浓度仍小于b，B错误；图丙中③细胞膜、④细胞质、⑤液泡膜组成原生质层，C正确。

5．(2020·黄冈质检)某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。另一位同学想在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。下列说法错误的是(　　)

A．继续进行实验时需要用到蔗糖酶和斐林试剂

B．若a、b两管液面高度差缩小且a管内液体遇斐林试剂加热无砖红色沉淀、b管内液体遇斐林试剂加热有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜

C．若a、b两管液面高度差缩小且a、b管内液体遇斐林试剂加热均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜

D．若a、b两管液面高度差增大且a管内液体遇斐林试剂加热无砖红色沉淀、b管内液体遇斐林试剂加热有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜

答案　B

解析　乙图处于渗透平衡状态，在此结果的基础上继续实验，可能出现两种情形。情形1：a管蒸馏水因得到溶质而浓度升高，渗透平衡被打破，b管内的溶剂(水)分子就会通过半透膜扩散到a管中，则a管液面上升；情形2：b管蔗糖溶液因溶质的物质的量增加而浓度升高，渗透平衡被打破，a管内的溶剂(水)分子就会通过半透膜扩散到b管中，则b管液面上升。该实验探究蔗糖的水解产物是否透过半透膜，故要用蔗糖酶水解蔗糖并用斐林试剂检测产生的还原糖。蔗糖(二糖)水解成还原糖(单糖)后，溶质的物质的量会增加，如果蔗糖的水解产物能够通过半透膜，符合C项所述，如果蔗糖的水解产物不能通过半透膜，符合D项所述。

6．(2021·浙江绍兴一中高三月考)下图为渗透作用实验，开始时如图甲所示，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图乙，漏斗管内液面不再变化，h1、h2表示漏斗内液面与清水的液面差。下列说法错误的是(　　)

A．图甲中b的浓度一定大于c的浓度

B．图乙中b的浓度一定等于c的浓度

C．图甲a中的水分子扩散到b的速度大于a中水分子扩散到c的速度

D．图乙a中水分子扩散到b的速度等于b中水分子扩散到a的速度

答案　B

解析　由图乙可知，b中吸水比c中多，所以图甲中b的浓度比c的浓度高，A正确；图乙中a和b的浓度大小比较还要考虑液体压力的作用，液体压力的作用与浓度差的作用达到平衡状态，所以b与清水的浓度差要大于c与清水的浓度差，因此b的浓度一定大于c的浓度，B错误；图甲中由于b浓度大于c浓度，所以水分子从a→b比从a→c的速度快，C正确；图乙中达到动态平衡时，水分子由a→b和由b→a的速率相等，D正确。

7．如图为常见的两套渗透装置图(图中S1为0.3 mol/L的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0.3 mol/L的葡萄糖溶液；已知葡萄糖能通过半透膜，但蔗糖不能通过半透膜)，两装置半透膜面积相同，初始时液面高度一致，A装置一段时间后向漏斗内再加入蔗糖酶。下列有关叙述错误的是(　　)

A．实验刚刚开始时，装置A和装置B中水分子从S2侧进入另一侧的速度一样

B．装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3和S2溶液液面持平

C．装置A漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后开始下降

D．若不加入酶，装置A、B达到渗透平衡时，S1溶液浓度小于S3溶液浓度

答案　D

8．(2021·浙江泰顺一中高三月考)“人造细胞”是用羊皮纸或火棉胶等半透性膜材料做成的一个密闭的囊，囊里面装了等量的不同浓度的蔗糖溶液。假设有三个这样的“人造细胞”，分别用a、b、c表示，它们的蔗糖溶液浓度分别是10%、20%和30%，其中a、b细胞的外面套一金属网笼，c细胞的外面没有套金属网笼，如下图。把三个“人造细胞”同时放在蔗糖溶液浓度为15%的玻璃槽中，经过一段时间后，三个“细胞”的变化分别是(　　)

A．a变大、b稍微变小、c不变

B．a变小、b稍微变大、c不变

C．a变小、b稍微变大、c变大

D．a变大、b稍微变小、c变大

答案　C

解析　由题意可知，“人造细胞”的囊属于半透膜，“a人造细胞”的蔗糖溶液浓度是10%，放在15%的蔗糖溶液的水槽中，水分子会从a内运输到水槽，a的体积变小；“b人造细胞”内蔗糖溶液的浓度是20%，放在15%的蔗糖溶液的水槽中，水分子会从水槽运输到b内，由于b外面有金属网笼，因此b的体积略微增大；“c人造细胞”内蔗糖溶液的浓度是30%，放在15%的蔗糖溶液的水槽中，水分子会从水槽运输到c内，由于c外面无金属网笼，因此，c的体积增大。

9．(2021·湖南岳阳一中高三月考)图1中a、b、c为不同浓度的同种溶液，图2是一段时间后装置1与装置2的液面高度变化曲线，a、b起始液面高度均为H。则图1中a、b、c浓度的关系是(　　)

A．c＞a＞b   B．c＞b＞a

C．b＞a＞c   D．a＞b＞c

答案　A

解析　分析题图2可知，图1装置中a、b液面的高度都逐渐下降，说明a、b中的水分子进入c中，a、b的浓度都低于c 的浓度，a与b相比，b下降的速度更快，水分子由b进入c的速度大于由a进入c的速度，因此a的浓度大于b的浓度，因此a、b、c的浓度关系是c>a>b，A正确。

10. (2021·山东潍坊一中高三月考)图甲为研究渗透作用的装置(a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过)，图乙表示实验结果。下列分析正确的是(　　)

A．图甲中漏斗液面不再变化时，b液体的浓度等于a液体的浓度

B．据图乙，漏斗里溶液的吸水速率会下降为零，此时c处不再有分子进出

C．若t2时刻在b中加入蔗糖酶，则h会先上升后下降

D．若t2时刻在a中加入蔗糖酶，则h一定会下降

答案　C

解析　图甲中漏斗液面不再变化时，半透膜两侧水分子进出速率相等，但是由于漏斗与烧杯的液面不一样高，所以膜两侧溶液浓度不可能相等，A错误；图乙中液面高度不变时，c处仍有水分子进出，只是达到进出平衡而已，B错误；若t2时刻漏斗中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，漏斗内溶液浓度会先上升，由于c允许单糖通过，继而漏斗内溶液浓度会下降，则h将先上升后下降，C正确；若t2时刻在a中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，烧杯内溶液浓度会先上升，由于c允许单糖通过，继而烧杯内溶液浓度会下降，则h将先下降后上升，D错误。

11．如图1表示渗透作用装置，一段时间后液面上升的高度为h，其中半透膜为膀胱膜(葡萄糖能通过，蔗糖不能通过)，装置中溶液A、a起始浓度分别用MA、Ma表示；图2表示一个洋葱鳞片叶表皮细胞放在蔗糖溶液中后发生的质壁分离过程图。请据图回答下列问题：

(1)图1中的半透膜相当于图2中的________，由__________(填数字)组成。图1中发生渗透作用的条件是__________、__________________。

(2)图1中，如果A、a均为蔗糖溶液，且开始时Ma＞MA，则达到平衡后MA________Ma(填“大于”“等于”或“小于”)。

(3)图2中，如果B、b分别表示蔗糖溶液和细胞液，且起始浓度分别为MB、Mb，则达到平衡后MB__________Mb(填“大于”“等于”或“小于”)。

(4)若图1中A为清水，a为葡萄糖溶液，则长颈漏斗中液面的变化情况是_________________

_________________。

(5)从细胞结构的角度分析，发生图2所示现象的原因是_______________________________。

(6)将图2细胞制成临时装片，并用光学显微镜观察，能观察到染色体吗？________。

答案　(1)原生质层　1、3、5　有半透膜　膜两侧存在浓度差　(2)小于　(3)等于　(4)先上升后下降直至不再变化　(5)细胞壁的伸缩性小，而原生质层的伸缩性大

(6)不能

解析　(1)图1中的半透膜相当于图2中的原生质层，由1细胞膜、3液泡膜、5细胞质组成。发生渗透作用的条件是存在半透膜且膜两侧有浓度差。(2)蔗糖分子不能通过半透膜，开始时Ma＞MA，水分子从水槽中进入漏斗中，由于漏斗中液柱升高后对半透膜的压强增大，水分子从水槽进入漏斗的数量减少，平衡后漏斗中的液面高于烧杯中的液面，因而达到平衡后MA小于Ma。(3)图2为成熟的植物细胞，达到平衡后，MB＝Mb。(4)刚开始时，长颈漏斗中葡萄糖溶液的浓度较高，水分子进入到漏斗中的数目多，则长颈漏斗中液面上升，又因为葡萄糖能透过半透膜，因此葡萄糖从长颈漏斗中进入到水槽中，引起水槽中溶液的浓度增大，则长颈漏斗中液面下降直至达到平衡。(5)从细胞结构的角度分析，发生质壁分离是因为细胞壁的伸缩性小，而原生质层的伸缩性大，因此原生质层和细胞壁分离。(6)染色体在分裂期才能观察到，图中细胞已成熟，不能分裂。

12．为探究膜的通透性，设计了如图所示的实验装置，其中E、F、G为用猪膀胱制成的小袋，内盛有溶液甲或溶液乙，上端分别接上口径相同的小玻璃管e、f、g，起初3支小玻璃管内的液面高度相同，已知体积VG＞VE＝VF，甲、乙、丙三种溶液分别为质量浓度为0.2 g/mL、0.1 g/mL、0.3 g/mL的蔗糖溶液。

(1)几分钟后，3支小玻璃管中的现象是______________________________________________。

(2)对比分析e、f小玻璃管中的现象可知，实验的自变量是__________________。

(3)该实验说明_________________________________________________________________。

 (4)若将两组这样的装置，一组置于37 ℃的恒温箱中，一组置于0 ℃的恒温箱中，几分钟后观察，可见两装置中e玻璃管中的现象是____________________________________________

________________________________________________________________________，

说明________________________________________________________________________。

答案　(1)液面都下降，下降程度g管>f管>e管

(2)溶液浓度　(3)水分子能通过半透膜从浓度低的一侧向浓度高的一侧扩散，浓度差越大扩散速度越快　(4)两装置中e玻璃管的液面都下降，置于37 ℃恒温箱中的较置于0 ℃恒温箱中的下降程度大　温度影响物质跨膜运输的速率

解析　(1)由于溶液丙浓度最大，所以E、F、G均渗透失水，液面下降。E、F相比较，E中溶液浓度为0.2 g/mL，F中溶液浓度为0.1 g/mL，E与外界溶液浓度差较小，失水较少，因而e管下降程度小于f管。F、G相比较，G的表面积大，失水多，因而g管下降程度大于f管。因此液面下降程度为g管>f管>e管。(2)e、f管中由于溶液浓度的不同造成液面下降程度不同，自变量是溶液浓度。(3)该实验证明了水分子能通过半透膜从低浓度一侧向高浓度一侧扩散，膜两侧浓度差越大扩散速度越快。(4)在一定范围内，温度越高，物质跨膜运输的速率越快，因此在37 ℃时，e玻璃管下降程度较0 ℃时大。