现生物实验室有KNO3(0.45mol/L)、蔗糖溶液(0.9mol/L)以及葡萄糖溶液(0.9mol/L)各一瓶,由于未贴标签,仅凭肉眼无法鉴别。请利用下列仪器、用具及材料设计一个实验将这三瓶溶液区分开,简要写出:(1)实验原理(2)具体实验步骤、预期实验结果和结论。
材料和用具:烧杯、酒精灯、试管、胶头滴管、载玻片、盖玻片、显微镜、吸水纸、标签、斐林试剂、洋葱等。
(1)实验原理:_________________________________________________________。
(2)实验步骤:_________________________________________________________。
【答案】利用还原糖的鉴定实验可以将葡萄糖鉴定出来,利用质壁分离实验可以将蔗糖和KNO3溶液鉴定出来 ①分别将装有三瓶溶液贴上标签,标为1、2、3。②将三份等量的斐林试剂分别加入三支试管中并标号1、2、3,将等量的三种待测溶液分别滴到三支已经标号的试管中,水浴加热,出现砖红色沉淀的是葡萄糖溶液,未出现砖红色沉淀的是KNO3溶液和蔗糖溶液。③取两个载玻片并标记为A、B,制作洋葱外表皮临时装片,分别滴上其他两种未知溶液。④在显微镜下观察是否发生质壁分离及质壁分离复原的现象。如果发生质壁分离但不复原,那么该溶液为蔗糖溶液;发生质壁分离后又自动复原现象的为KNO3溶液
【解析】葡萄糖是还原糖,因此利用还原糖的鉴定实验可以将葡萄糖鉴定出来;蔗糖是不能被细胞吸收的物质,洋葱表皮细胞浸润在蔗糖溶液中,细胞会通过渗透作用失水,使植物细胞发生质壁分离;K+和NO3-能通过主动运输被细胞吸收,因此洋葱表皮细胞浸润在蔗糖溶液中,细胞会通过渗透作用失水发生质壁分离,同时细胞可以通过主动运输的方式吸收K+和NO3-,使细胞液浓度增大,导致细胞渗透吸水,发生质壁分离复原现象。
(1)实验原理:根据以上分析可知,利用还原糖的鉴定实验可以将葡萄糖鉴定出来,利用质壁分离实验可以将蔗糖和KNO3溶液鉴定出来。
(2)根据实验的原理、实验设计的一般原则,设计实验步骤:
①分别将装有三瓶溶液贴上标签,标为1、2、3。
②将三份等量的斐林试剂分别加入三支试管中并标号1、2、3,将等量的三种待测溶液分别滴到三支已经标号的试管中,水浴加热,出现砖红色沉淀的是葡萄糖溶液,未出现砖红色沉淀的是KNO3溶液和蔗糖溶液。
③取两个载玻片并标记为A、B,制作洋葱外表皮临时装片,分别滴上其他两种未知溶液。④在显微镜下观察是否发生质壁分离及质壁分离复原的现象。如果发生质壁分离但不复原,那么该溶液为蔗糖溶液;发生质壁分离后又自动复原现象的为KNO3溶液。