‹ 回去

1.1 渗透作用

细胞的物质输入输出与能量代谢 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的现象。

从哪来 建立在 2.1 细胞膜的结构与功能(提供半透膜基础)、1.2 组成细胞的化合物(明确溶剂为水)以及 1.3 蛋白质的结构与功能(理解膜上水通道蛋白的作用)之上。

为什么 本质是分子的热运动与自由能降低。 1. 浓度差驱动:高浓度溶液一侧溶质粒子多,占据空间大,导致水分子的有效碰撞频率相对较低;低浓度一侧水分子多,有效碰撞频率高。宏观上表现为水从低浓度向高浓度净移动,以平衡两侧的化学势(自由能)。 2. 半透膜限制:膜只允许水分子通过,阻挡溶质分子。若没有半透膜,溶质和水都会扩散,最终达到完全混合,不会形成定向的水流。 3. 物理本质:这是扩散作用的一种特殊形式,动力来自渗透压差,而非生物能。

生活类比法** **适合学生
形象思维强、对抽象物理概念感到困难的学生。 内容: 想象两个房间,中间有一道只允许人通过、不允许狗通过的栅栏(半透膜)。 - 左房间:100个人,10只狗(低浓度溶液,水多溶质少)。 - 右房间:10个人,50只狗(高浓度溶液,水少溶质多)。 虽然两边都有人和狗,但左边的人密度大,右边的人密度小。 结果:人(水分子)会自发地从左边穿过栅栏跑到右边,试图稀释右边的“狗群”,直到两边人的密度平衡。 核心:水不是被“吸”过去的,而是因为那边“人少”(水分子多),所以跑过去更多。
物理原理推导法** **适合学生
逻辑严密、理科思维强、喜欢探究本质的学生。 内容: 1. 微观视角:水分子做无规则热运动。在单位时间内,低浓度侧(水分子多)撞击半透膜单位面积的次数 > 高浓度侧(水分子少)撞击次数。 2. 净流量:虽然水分子双向都在穿过膜,但“低→高”的流量 > “高→低”的流量,宏观表现为净水流方向是从低浓度到高浓度。 3. 平衡状态:当两侧水分子撞击膜的频率相等时,达到动态平衡。此时若存在液面高度差,静水压会抵消渗透压,水流停止。 核心:渗透作用是扩散的宏观表现,动力是浓度差导致的分子运动速率差异。
实验现象反推法** **适合学生
动手能力强、通过观察现象建立概念的学生。 内容: 展示“长颈漏斗+半透膜”实验装置: 1. 漏斗内装蔗糖溶液(高浓度),烧杯内装清水(低浓度)。 2. 初始状态:漏斗液面与烧杯液面齐平。 3. 现象:一段时间后,漏斗内液面上升,烧杯内液面下降。 4. 追问: - 为什么液面会上升?(水进得比出得多) - 水是从哪流向哪?(从清水流向蔗糖液) - 如果反过来,漏斗装清水,烧杯装蔗糖液,液面会怎样?(下降) 5. 结论:水总是从“水多”的地方流向“水少”的地方。 核心:通过液面升降直观验证“水从低浓度向高浓度移动”。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
将洋葱表皮细胞放入0.3g/mL的蔗糖溶液中,观察到细胞发生质壁分离。请解释该过程中水分子的运动方向及原因。
变式
在渗透装置中,漏斗内为1mol/L的葡萄糖溶液,烧杯内为清水。当漏斗液面升至最高点后,液面不再上升,但漏斗内液面仍高于烧杯液面。此时,水分子的运动情况是? A. 只从烧杯向漏斗运动 B. 只从漏斗向烧杯运动 C. 双向运动,且从烧杯向漏斗的速率等于从漏斗向烧杯的速率 D. 双向运动,且从烧杯向漏斗的速率大于从漏斗向烧杯的速率
看解答过程
1. 判断浓度:0.3g/mL蔗糖溶液浓度 > 细胞液浓度。 2. 确定方向:根据渗透作用原理,水分子从低浓度溶液(细胞液)向高浓度溶液(外界蔗糖溶液)净移动。 3. 结果:细胞失水,原生质层收缩,由于原生质层伸缩性大于细胞壁,发生质壁分离。
试试手自己判
检测题
将某植物细胞置于一定浓度的KNO₃溶液中,观察到细胞先发生质壁分离,后自动复原。请解释这一现象,并说明水分子在两个阶段的主要运动方向。
看答案和判分标准
答案:1. 质壁分离阶段:外界KNO₃溶液浓度 > 细胞液浓度。水分子从细胞液(低浓度)向外界溶液(高浓度)净移动,细胞失水。 2. 自动复原阶段:K⁺和NO₃⁻通过主动运输进入细胞液,导致细胞液浓度升高,最终细胞液浓度 > 外界溶液浓度。水分子从外界溶液(低浓度)向细胞液(高浓度)净移动,细胞吸水复原。
判对标准:
- 必须指出两个阶段水分子净移动方向相反(先出后入)。
- 必须解释浓度变化的原因:第一阶段是外界浓度高;第二阶段是离子进入导致细胞液浓度升高。
- 若只答“水进出”而未指明方向或原因,判错。
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›