고등 통합과학 삼투 예상문제

삼투
{유형 분석}
삼투 현상의 원리와 식물 세포가 저장액·고장액에 놓였을 때 나타나는 변화(팽윤, 원형질 분리)를 이해하고 있는지를 묻는 문항이다.
{자료 분석}
삼투는 반투과성인 세포막을 경계로 물이 저농도 용액에서 고농도 용액 쪽으로 이동하는 현상이다. (가)와 같은 저장액에서는 세포 안으로 물이 들어와 세포가 팽윤하지만 세포벽이 있어 터지지 않는다. (나)와 같은 고장액에서는 세포 안의 물이 밖으로 빠져나가 세포막이 세포벽에서 떨어지는 원형질 분리가 일어날 수 있다.
{정답 찾기}
ㄱ. 저장액에서는 물이 세포 안으로 유입되어 세포가 팽윤한다. (O)
ㄴ. 고장액에서는 물이 세포 밖으로 빠져나가 원형질 분리가 일어날 수 있다. (O)
ㄷ. 식물 세포는 단단한 세포벽이 있어 물이 빠져나가더라도 세포벽 때문에 세포가 터지지 않으므로 옳지 않다. (X)
따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄴ이므로 정답은 ①이다.
{오답 피하기}
세포가 터지는 용혈 현상은 세포벽이 없는 동물 세포가 저장액에 놓였을 때 나타나는 현상이며, 세포벽이 있는 식물 세포는 고장액에서 원형질 분리는 일어나도 터지지 않는다는 점을 구분해야 한다.

[최종 정답]
정답은 1번 「ㄱ, ㄴ」이다.

삼투
{유형 분석}
반투과성 막을 경계로 농도가 다른 두 용액 사이에서 일어나는 삼투 현상의 원리와 삼투 평형의 의미를 이해하는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
반투과성 막은 물 분자는 통과시키지만 설탕과 같은 용질 분자는 통과시키지 못한다. A는 순수한 물이고 B는 설탕물이므로 물은 삼투에 의해 A에서 B로 더 많이 이동한다.
{정답 찾기}
① A 쪽 수면은 물이 B로 이동하면서 낮아지므로 옳지 않다.
② 물 분자의 순이동은 B에서 A가 아니라 A에서 B로 더 많이 일어나므로 옳지 않다.
③ 반투과성 막은 용질인 설탕 분자를 통과시키지 못하므로 옳지 않다.
④ 반투과성 막은 용질을 통과시키지 않으므로 시간이 지나도 두 용액의 농도는 완전히 같아지지 않으며, 물의 이동은 액주의 높이 차이에 의한 압력과 삼투압이 평형을 이룰 때 멈추므로 옳지 않다.
⑤ B 쪽으로 물이 이동하여 수면이 높아지면, 높아진 액주에 의한 정수압이 삼투압과 같아지는 순간 물의 순이동이 멈추는 평형 상태에 도달하므로 옳다.
{오답 피하기}
삼투 평형은 두 용액의 농도가 같아져서 이루어지는 것이 아니라, 액주의 높이 차이로 생기는 압력과 삼투압이 균형을 이룰 때 이루어진다는 점을 정확히 이해해야 한다.

[최종 정답]
정답은 5번 「B 쪽 수면이 높아지면서 액주의 높이 차이에 의한 압력이 삼투에 의한 물의 순유입과 평형을 이룬다.」이다.

삼투
{유형 분석}
세포막을 경계로 한 삼투 현상을 저장액·등장액·고장액 상황에 적용하여 이해하는 문항이다.
{자료 분석}
A는 적혈구가 팽창하여 터졌으므로 세포질보다 농도가 낮은 저장액, B는 변화가 없었으므로 세포질과 농도가 같은 등장액, C는 적혈구가 쭈그러들었으므로 세포질보다 농도가 높은 고장액이다.
{정답 찾기}
① A는 저장액이므로 세포질보다 농도가 낮다. (X)
② C(고장액)에서는 물이 세포 밖으로 이동하는 양이 세포 안으로 이동하는 양보다 많아 세포가 수축한다. (X)
③ 삼투는 물(용매)이 저농도에서 고농도 쪽으로 이동하는 현상이며, 용질이 이동하는 것이 아니다. (X)
④ B는 적혈구의 모양 변화가 없었으므로 세포질과 삼투 농도가 같은 등장액이다. (O)
⑤ 적혈구가 터진 것은 저장액에서 물이 삼투에 의해 세포 안으로 다량 유입되었기 때문이며, 이온의 확산 때문이 아니다. (X)
{오답 피하기}
삼투는 '물'의 이동 현상이라는 점, 확산과 혼동하지 않도록 주의한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「용액 B와 적혈구 세포질은 삼투 농도가 같다.」이다.

삼투
{유형 분석}
반투과성 막을 사이에 둔 두 용액의 농도 차이에 따른 삼투 현상(물 분자의 알짜 이동 방향과 액면 변화)을 이해하고 있는지 평가한다.
{자료 분석}
반투막은 물 분자는 통과시키지만 용질(설탕) 분자는 통과시키지 못하므로, 물은 농도가 낮은 A(저농도)에서 농도가 높은 B(고농도) 쪽으로 알짜 이동(삼투)하게 되어 B의 액면이 높아지고 A의 액면은 낮아진다.
{정답 찾기}
ㄱ. 물은 농도가 낮은 A에서 농도가 높은 B로 알짜 이동한다. (O)
ㄴ. 물이 B로 이동해 들어가므로 B의 액면 높이는 시간이 지날수록 오히려 높아진다. (X)
ㄷ. 두 용액의 농도차가 클수록 삼투압의 차이가 커져 삼투 현상이 더 활발하게 일어난다. (O)
{오답 피하기}
삼투에서 물은 '농도가 낮은 쪽 → 농도가 높은 쪽'으로 이동한다는 방향을 반대로 착각하지 않도록 주의한다.

[최종 정답]
정답은 2번 「ㄱ, ㄷ」이다.

삼투
{유형 분석}
이 문항은 반투과성 막을 사이에 둔 두 용액의 농도 차이에 의해 나타나는 삼투 현상의 방향과 원리를 이해하고 있는지를 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
삼투는 반투과성 막을 사이에 두고 농도(용질의 양)가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 물이 이동하는 현상이다. 5 % 설탕물은 10 % 설탕물보다 상대적으로 물의 비율이 높으므로(용질 농도가 낮으므로), 물은 5 % 설탕물 쪽에서 10 % 설탕물 쪽으로 이동한다.
{정답 찾기}
① 물은 농도가 낮은 5 % 용액 쪽에서 농도가 높은 10 % 용액 쪽으로 이동한다. (O)
② 물이 10 % 용액 쪽으로 이동하므로 그쪽 수면은 낮아지는 것이 아니라 높아진다. (X)
③ 두 용액의 농도가 다르므로 삼투압도 서로 다르다(10 % 용액의 삼투압이 더 크다). (X)
④ 반투과성 막은 물 분자는 통과시키고 상대적으로 큰 설탕 분자는 통과시키지 않는 막이다. (X)
⑤ 삼투는 반투과성 막을 통한 물 분자의 단순 확산 현상이며 효소가 관여하지 않는다. (X)
따라서 정답은 ①이다.
{오답 피하기}
삼투에서 물은 '농도가 낮은 쪽 → 농도가 높은 쪽'으로 이동한다는 방향을 용질의 이동 방향과 혼동하지 않도록 주의한다.

[최종 정답]
정답은 1번 「물은 5 % 설탕물 쪽에서 10 % 설탕물 쪽으로 이동한다.」이다.

삼투
{유형 분석}
반투과성 막을 사이에 둔 두 용액의 농도차에 따른 물 분자의 이동(삼투)과 그 방향, 세포에서의 삼투 현상 적용을 이해하고 있는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
시간이 지난 후 A 쪽의 수면이 높아지고 B 쪽의 수면이 낮아졌다는 것은 물 분자가 B에서 A로 순 이동했음을 의미한다. 삼투는 물 분자가 저농도(용질 농도가 낮은 쪽)에서 고농도(용질 농도가 높은 쪽)로 이동하는 현상이므로, A의 처음 설탕 농도가 B보다 높았음을 알 수 있다.
{정답 찾기}
ㄱ. A 쪽으로 물이 이동해 수면이 높아졌으므로 A의 처음 용질 농도가 B보다 높았다는 설명은 옳다. (O)
ㄴ. 물 분자는 저농도인 B에서 고농도인 A로 순 이동하였으므로 옳다. (O)
ㄷ. 동물 세포를 고장액(용질 농도가 세포 안보다 높은 용액)에 넣으면 삼투에 의해 세포 안의 물이 밖으로 빠져나가 세포가 수축한다. 세포가 물을 흡수해 부풀어 오르는 현상은 세포를 저장액에 넣었을 때 나타나므로, 고장액에서 세포가 부풀어 오른다는 설명은 옳지 않다. (X)
{오답 피하기}
고장액과 저장액에서 세포가 각각 수축·팽창(또는 용혈)하는 방향을 반대로 기억하지 않도록 주의해야 한다.

[최종 정답]
정답은 3번 「ㄱ, ㄴ」이다.

삼투
{유형 분석}
반투과성 막을 이용한 삼투 실험에서 물의 이동 방향과 삼투 평형을 이해하는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
관 A에는 설탕물, 관 B에는 증류수를 넣고 반투과성 막(물만 통과)으로 분리하였다.
{정답 찾기}
ㄱ. 삼투에 의해 물이 B에서 A로 이동하므로 시간이 지날수록 A의 액면은 높아지고 B의 액면은 낮아진다. (O)
ㄴ. 물 분자는 용질의 농도가 낮은 B에서 높은 A 쪽으로 삼투에 의해 이동한다. (O)
ㄷ. 만약 막이 설탕 분자도 통과시킨다면 시간이 지나 양쪽의 설탕 농도가 같아지므로, 농도 차에 의한 삼투(물의 순이동)는 결국 일어나지 않게 된다. (O)
{오답 피하기}
삼투는 반드시 용질은 통과하지 못하고 물만 통과하는 막을 전제로 일어나는 현상임을 기억해야 한다.

[최종 정답]
정답은 4번 「ㄱ, ㄴ, ㄷ」이다.

삼투
{유형 분석}
반투과성 막을 사이에 둔 두 용액의 농도 차이에 의한 삼투 현상의 원리를 이해하는지 확인하는 문항이다.
{자료 분석}
셀로판 튜브 안(20% 설탕물)은 튜브 밖(증류수)보다 용질의 농도가 높으므로, 물은 농도가 낮은 쪽(비커)에서 농도가 높은 쪽(셀로판 튜브 안)으로 반투과성 막을 통해 이동한다. 그 결과 셀로판 튜브 내 액면의 높이는 시간이 지날수록 높아진다.
{정답 찾기}
ㄱ. 물은 셀로판 튜브 안으로 이동한다. (O)
ㄴ. 셀로판 튜브 내 액면의 높이는 높아진다. (O)
ㄷ. 삼투는 별도의 에너지 소모 없이 농도 차에 따라 물이 이동하는 확산의 한 형태(수동적 이동)이며, 능동 수송이 아니다. (X)
{오답 피하기}
삼투는 에너지를 사용하지 않는 수동적인 물질 이동 현상이라는 점에서 에너지를 사용하는 능동 수송과 구분해야 한다.

[최종 정답]
정답은 3번 「ㄱ, ㄴ」이다.