Question

【題目】某校生物興趣小組利用“小液流法”估測黑藻葉片細胞的細胞液濃度，實驗步驟和結果如下：

實驗步驟：

①配制具有一定濃度梯度的蔗糖溶液。

②取12支干燥潔凈的帶塞試管，分成甲、乙兩組，每組試管依次編為16號。向甲、乙兩組相同編號的試管中加入相同濃度的蔗糖溶液4mL，迅速塞緊試管，備用。

③取大小相似的黑藻葉片60片，隨機均分為6組，分別加入甲組的6支試管中，并塞緊試管。放置20min，期間多次搖動試管。再向甲組每支試管中均加入微量甲晞藍粉末（忽略對蔗糖濃度的影響），充分搖勻。

④將乙組蔗糖溶液搖勻，用彎頭毛細吸管從甲組試管中吸取少量藍色溶液，插入乙組相同編號試管內的溶液中部，從毛細吸管一端輕輕擠出1小滴藍色溶液（如圖）。觀察藍色小滴的升降情況，并做好記錄。

實驗結果：

乙組試管編號	1	2	3	4	5	6
加入的蔗糖溶液濃/molL-1	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
藍色小滴升降情況	↓	↓	↓	↑	↑	↑

請回答下列問題：

（1）步驟②中，裝有不同濃度蔗糖溶液的試管要及時塞緊的目的是______________。步驟③不同試管中加入的黑藻葉片的大小和數量要相同，這屬于對實驗_____________變量的控制。

（2）乙組試管1、2、3中藍色小滴均下降，原因是_____________，其中下降最慢的是試管_____________中的藍色小滴。

（3）根據實驗結果可估測黑藻葉片細胞的細胞液濃度介于_____________之間。若要使估測結果更準確，則實驗思路是__________________________。

Answer 1

【答案】防止因水分蒸發而導致蔗糖溶液濃度發生改變 無關 甲組1、2、3試管中黑藻葉片的細胞液濃度大于蔗糖溶液濃度，細胞吸水，導致試管中蔗糖溶液濃度上升，藍色小滴密度大于乙組相同編號試管內溶液的密度。 3 0.15-0.20mol·L-1 在0.15-0.20mol·L-1之間縮小濃度梯度，繼續進行上述實驗，藍色小滴不移動時試管中的蔗糖溶液濃度與黑藻葉片細胞液濃度相當。

【解析】

本題以“小液流法”估測黑藻葉片細胞的細胞液濃度為情境，考查學生對細胞的失水和吸水的相關知識的識記和理解能力，以及能對一些簡單的實驗方案做出恰當的評價和實驗設計能力并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理能力。

(1)本實驗的目的是利用“小液流法”（即通過滲透失水或吸水）估測黑藻葉片細胞的細胞液濃度，因此要控制好無關變量對溶液濃度的影響，據此可知：裝有不同濃度蔗糖溶液的試管要及時塞緊的目的是防止因水分蒸發而導致蔗糖溶液濃度發生改變。黑藻葉片的大小和數量屬于無關變量，步驟③不同試管中加入的黑藻葉片的大小和數量要相同，這屬于對實驗無關變量的控制。

(2) 藍色小滴的下降或上升和液滴濃度與蔗糖溶液濃度差的大小有關。當藍色小滴濃度大于蔗糖溶液濃度時，藍色小滴下降，反之藍色小滴則上升。可見，乙組試管1、2、3中藍色小滴均下降的原因是：甲組1、2、3試管中黑藻葉片的細胞液濃度大于蔗糖溶液濃度，細胞吸水，導致試管中蔗糖溶液濃度上升，藍色小滴密度大于乙組相同編號試管內溶液的密度，且濃度差越小，下降越慢，所以其中下降最慢的是試管3中的藍色小滴。

(3)表中信息顯示：當蔗糖溶液濃為0.15molL-1時，藍色小滴下降，說明黑藻葉片吸水，此時黑藻葉片細胞的細胞液濃度大于外界溶液濃度；當蔗糖溶液濃為0.20molL-1時，藍色小滴上升，說明黑藻葉片失水，此時黑藻葉片細胞的細胞液濃度小于外界溶液濃度。綜上分析可推知：黑藻葉片細胞的細胞液濃度介于0.15-0.20mol·L-1之間。若要使估測結果更準確，則實驗思路是在0.15-0.20mol·L-1之間縮小濃度梯度，繼續進行上述實驗，藍色小滴不移動時試管中的蔗糖溶液濃度與黑藻葉片細胞液濃度相當。