Question

【題目】某校生物興趣小組利用“小液流法”估測(cè)黑藻葉片細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果如下：

實(shí)驗(yàn)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(hào)。向甲、乙兩組相同編號(hào)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(jī)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(dòng)試管。再向甲組每支試管中均加入微量甲晞藍(lán)粉末（忽略對(duì)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(xì)吸管從甲組試管中吸取少量藍(lán)色溶液，插入乙組相同編號(hào)試管內(nèi)的溶液中部，從毛細(xì)吸管一端輕輕擠出1小滴藍(lán)色溶液（如圖）。觀察藍(lán)色小滴的升降情況，并做好記錄。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

乙組試管編號(hào)	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(lán)色小滴升降情況	↓	↓	↓	↑	↑	↑

請(qǐng)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(shí)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(shù)量要相同，這屬于對(duì)實(shí)驗(yàn)_____________變量的控制。

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

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可估測(cè)黑藻葉片細(xì)胞的細(xì)胞液濃度介于_____________之間。若要使估測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，則實(shí)驗(yàn)思路是__________________________。

Answer 1

【答案】防止因水分蒸發(fā)而導(dǎo)致蔗糖溶液濃度發(fā)生改變 無關(guān) 甲組1、2、3試管中黑藻葉片的細(xì)胞液濃度大于蔗糖溶液濃度，細(xì)胞吸水，導(dǎo)致試管中蔗糖溶液濃度上升，藍(lán)色小滴密度大于乙組相同編號(hào)試管內(nèi)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(xù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，藍(lán)色小滴不移動(dòng)時(shí)試管中的蔗糖溶液濃度與黑藻葉片細(xì)胞液濃度相當(dāng)。

【解析】

本題以“小液流法”估測(cè)黑藻葉片細(xì)胞的細(xì)胞液濃度為情境，考查學(xué)生對(duì)細(xì)胞的失水和吸水的相關(guān)知識(shí)的識(shí)記和理解能力，以及能對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理能力。

(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是利用“小液流法”（即通過滲透失水或吸水）估測(cè)黑藻葉片細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，因此要控制好無關(guān)變量對(duì)溶液濃度的影響，據(jù)此可知：裝有不同濃度蔗糖溶液的試管要及時(shí)塞緊的目的是防止因水分蒸發(fā)而導(dǎo)致蔗糖溶液濃度發(fā)生改變。黑藻葉片的大小和數(shù)量屬于無關(guān)變量，步驟③不同試管中加入的黑藻葉片的大小和數(shù)量要相同，這屬于對(duì)實(shí)驗(yàn)無關(guān)變量的控制。

(2) 藍(lán)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(guān)。當(dāng)藍(lán)色小滴濃度大于蔗糖溶液濃度時(shí)，藍(lán)色小滴下降，反之藍(lán)色小滴則上升。可見，乙組試管1、2、3中藍(lán)色小滴均下降的原因是：甲組1、2、3試管中黑藻葉片的細(xì)胞液濃度大于蔗糖溶液濃度，細(xì)胞吸水，導(dǎo)致試管中蔗糖溶液濃度上升，藍(lán)色小滴密度大于乙組相同編號(hào)試管內(nèi)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(lán)色小滴。

(3)表中信息顯示：當(dāng)蔗糖溶液濃為0.15molL-1時(shí)，藍(lán)色小滴下降，說明黑藻葉片吸水，此時(shí)黑藻葉片細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度；當(dāng)蔗糖溶液濃為0.20molL-1時(shí)，藍(lán)色小滴上升，說明黑藻葉片失水，此時(shí)黑藻葉片細(xì)胞的細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度。綜上分析可推知：黑藻葉片細(xì)胞的細(xì)胞液濃度介于0.15-0.20mol·L-1之間。若要使估測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，則實(shí)驗(yàn)思路是在0.15-0.20mol·L-1之間縮小濃度梯度，繼續(xù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，藍(lán)色小滴不移動(dòng)時(shí)試管中的蔗糖溶液濃度與黑藻葉片細(xì)胞液濃度相當(dāng)。