Question

如图所示U型管中间由水分子能透过，而单糖和二糖不能透过的半透膜隔开，实验开始时两侧液面等高，某同学利用该装置进行实验。回答下列问题：

（1）取三组该装置，编号为1号、2号、3号，1号装置侧均加入的蔗糖溶液，2号装置侧分别加入和的蔗糖溶液，3号装置侧分别加人的蔗糖溶液和的葡萄糖溶液，一段时间后，每组液面高度情况分别是：1号装置中____，2号装置中____，3号装置中____（填“高于”“等于”或“低于”），该实验说明_______________________。

（2）另取一组装置，向侧分别加入的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，然后分别向两侧加入等量的麦芽糖酶置于恒温水浴锅中一段时间，则液面高度情况是____（填“高于”“等于”或“低于”），该实验说明_________________。

（3）重新换用水分子和单糖分子可以透过而二糖不能透过的半透膜，重复（2）中实验，观察到侧液面的高度变化是_______________________。

Answer

等于 低于 低于 半透膜两侧浓度差是渗透作用的必要条件 低于 酶具有专一性 先上升后下降（最后稳定）

【解析】

渗透作用发生的条件是具有半透膜和半透膜两侧溶液存在浓度差，半透膜两侧存在浓度差的最终存在高度差，没有浓度差的最终没有高度差，浓度大的一侧最终液面高，浓度小的一侧最终液面低。

（1）当半透膜两侧溶液浓度相同时，水分子进出速度相等，所以1号装置液面高度m等于n；当半透膜两侧溶液浓度不同时，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散得快，所以2号装置m低于n；由于蔗糖的相对分子质量大于葡萄糖，所以质量浓度相等的蔗糖和葡萄糖溶液，蔗糖溶液的物质的量浓度小于葡萄糖溶液，所以3号装置m低于n。该实验说明了半透膜两侧浓度差是渗透作用的必要条件。

（2）麦芽糖酶具有专一性，只能催化麦芽糖水解形成葡萄糖，不能催化蔗糖水解，所以加入麦芽糖酶后，n侧麦芽糖水解形成葡萄糖，溶液浓度增大，m侧溶液浓度不变，所以液面m侧低于n侧。

（3）由于n侧麦芽糖被水解为葡萄糖，溶液浓度变大，则可观察到n侧液面升高；随后由于水分子和单糖分子都可以自由穿过半透膜，又会导致n侧液面下降，并最终稳定在某一高度。