重难点一本过高三生物基础实验人教版上通过模拟实验探究膜的透性.docx
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重难点一本过高三生物基础实验人教版上通过模拟实验探究膜的透性
——渗透作用的概念、渗透作用的发生、U形管中渗透作用过程分析
前情提要:
关键词:
渗透作用
难度系数:
★★★★
重要程度:
★★★★
基础回顾:
考点内容
要求
考纲解读
通过模拟实验探究膜的透性
Ⅱ
1、知道渗透作用的概念
2、理解渗透作用的过程
3、知道细胞吸水和失水的原因
考点一览:
考点一、渗透作用
(1)概念:
指水分子(或者其他溶剂分子)透过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
(2)渗透作用发生的条件
①具有半透膜;②半透膜两侧的溶液存在浓度差。
考点二.细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
①细胞膜相当于半透膜;浓度差由外界溶液浓度与细胞质的浓度来体现。
②细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的差值。
(2)植物细胞的吸水和失水
①原生质层相当于半透膜;细胞液与外界溶液之间存在浓度差。
②植物细胞吸水和失水的原理如下:
技能方法:
1.渗透作用的发生
(1)若S1溶液浓度大于S2,则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2,外观上表现为S1液面上升;若S1溶液浓度小于S2,则情况相反,外观上表现为S1液面下降。
(2)在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于S2。
2.“U”型管中水分子移动方向的分析
(1)膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高,低的一侧渗透压低,水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜,若不能,则只是高浓度一侧液面升高;若能,则先是高浓度一侧液面升高,随后另一侧液面升高,最后两侧液面持平。
(3)如果溶质分子不能透过半透膜,在达到渗透平衡时,一般两侧溶液的浓度并不相等,因为液面高的一侧形成的静水压,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
3.验证渗透作用发生的条件
4.关于渗透系统理解
(1)渗透平衡与溶液浓度的内涵
发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态,既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。
溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
(2)半透膜与选择透过性膜的比较
区别:
①半透膜是无生命的物理性薄膜,物质能否通过取决于分子的大小。
②选择透过性膜是具有生命的生物膜,载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。
细胞死亡或膜载体蛋白失活后,其选择透过性丧失。
共性:
都允许水分子自由通过,而不允许生物大分子物质通过。
5.验证渗透作用发生条件的方法
(1)具有半透膜
(2)半透膜两侧溶液具有浓度差
【误区警示】走出渗透作用发生的“4”个误区
(1)水分子的移动方向是双向移动,但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。
(2)实验中观察指标为漏斗内液面变化,但不能用烧杯液面变化作描述指标,因现象不明显。
(3)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指渗透压。
(4)如果溶质分子不能透过半透膜,在达到渗透平衡时,一般两侧溶液的浓度并不相等,因为液面高的一侧形成的静水压,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
【课堂巩固】
1.如下图表示植物细胞渗透作用的图解,下列说法中错误的是( )
A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B.http):
//www.wln@未来脑(教学云平台@一定条件下,活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
C.当溶液浓度甲>乙时,细胞发生渗透失水,当溶液浓度乙>甲时,细胞发生渗透吸水
D.当溶液浓度甲=乙时,细胞处于动态平衡状态,不发生渗透作用
【答案】D
【解析】植物细胞的原生质层具有选择透过性,相当于一层半透膜,A项正确;植物细胞液浓度大于外界溶液浓度,发生渗透吸水,反之,则失水,B、C项正确;当溶液浓度甲=乙时,水分出入细胞处于动态平衡状态,仍然有渗透作用,D项错误。
2.下列现象中,属于渗透作用的是( )
A.蔗糖放入水中,溶解后使水变甜
B.新鲜萝卜放在清水中变硬
C.干大豆种子,浸没在水中后逐渐胀大
D.http:
/|/未来脑教学云平台!
%!
春天放在空气中的NaCl潮解
【答案】B
3.下列叙述错误的是( )
A.具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用
B.草履虫也可以看成是一个渗透系统
C.不同植物对同种离子的吸收速率和总量是不同的
D.http:
@@//www.wl+未(来脑教学云平台主动运输只发生在活细胞中
http:
//www.wln100.#com*未来脑教学云平台%+【答案】A
【解析】渗透作用发生的条件是有半透膜,并且半透膜两侧具有浓度差。
仅具有浓度差的溶液之间不一定会发生渗透作用,A错误;草履虫的细胞膜相当于半透膜,所以也可以看成是一个渗透系统,B正确;不同植物对同种离子的吸收速率和总量受细胞膜上载体的种类和数量的限制,所以是不同的,C正确;主动运输需要载体和能量,依赖于细胞膜的流动性和选择透过性,只发生在活细胞中,D正确。
4、在保持细胞存活的条件下,蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图。
若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中,则该萝卜条的质量将( )
A.不变B.增大C.减小D.先增后减
http:
//www.wln100.#com*未来脑教学云平台%+【答案】B
【解析】b浓度溶液中,萝卜条质量减小,说明萝卜条在失水,重新放在浓度小于b的a浓度溶液中,萝卜条会吸水,质量将增大。
5.如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽,两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。
然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶,在加入麦芽糖酶前后a、b两侧液面的变化是( )
A.加酶前a侧液面上升,加酶后b侧液面上升并高于a侧液面
B.加酶前a侧液面上升,加酶后b侧液面上升并等于a侧液面
C.加酶前后a、b两侧液面不变
D.加酶前a、b两侧液面不变,加酶后b侧液面上升并高于a侧液面
http:
//www.wln100.#com*未来脑教学云平台%+【答案】D
6.某同学设计渗透装置如右图所示(开始时状态),烧杯中盛放有蒸馏水,图中猪膀胱膜允许单糖透过。
倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,一定时间后再加入蔗糖酶。
该实验过程中最可能出现的是( )
A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后即下降
B.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后下降
C.加酶前后,在烧杯中都可以检测出蔗糖
D.加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
http:
//www.wln100.#com*未来脑教学云平台%+【答案】B
【解析】加酶前,漏斗内溶液浓度高于漏斗外,水分子向漏斗内部扩散的较多,漏斗液面上升;加酶后,蔗糖水解为单糖,摩尔浓度增大,使液面继续上升,后随着单糖逐渐进入烧杯,而使漏斗内溶液浓度下降,液面下降。
【课后提升】
1.如图所示,图乙是图甲发生渗透作用之后的示意图,图丙是根毛细胞示意图,图丁表示细胞体积随时间变化的曲线。
下列叙述错误的是( )
A.图甲中①处溶液浓度小于②处溶液浓度
B.图甲和图丙中都有半透膜,两者的本质区别是图丙细胞膜上有载体蛋白,使其具有选择透过性
C.若把图丙所示细胞放在质量分数为5%的NaCl溶液中,在显微镜下连续观察一段时间发现其发生了质壁分离
D.若把图丙所示细胞放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,则图丁表示细胞体积随时间推移而变化的曲线
2.如图为渗透作用实验,开始时如图1,A代表清水,B、C代表蔗糖溶液(蔗糖不能透过半透膜),过一段时间后结果如图2,漏斗管内的液面不再发生变化,H1、H2表示漏斗管内液面与清水的高度差。
下列说法错误的是( )
A.图1中B的浓度大于C的浓度
B.图2中B的浓度大于C的浓度
C.图1A中水分子扩散到B的速率大于A中水分子扩散到C的速率
D.图2A中水分子扩散到B的速率大于B中水分子扩散到A的速率
3.如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中,三个漏斗颈的内径相等,漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液,且漏斗内液面高度相同,漏斗口均封以半透膜,置于同一个水槽的清水中。
三个渗透装置的半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同,如表所示。
装置编号
甲
乙
丙
半透膜面积
S
S/2
S
蔗糖溶液体积
T
T
2T
图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。
则曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系是( )
A.1—丙;2—甲;3—乙B.1—乙;2—甲;3—丙
C.1—甲;2—乙;3—丙D.1—丙;2—乙;3—甲
4.相对细菌和植物细胞而言,动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压,这是因为动物细胞( )
A.没有细胞壁,对培养基的渗透压更敏感B.渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压
C.没有成熟大液泡,渗透压调节能力差D.生长缓慢,各生长阶段对环境的渗透压要求不同
5.如图甲为渗透作用装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。
下列叙述中,错误的是( )
A.图甲中的渗透作用发生需要两个条件:
有半透膜c及a与b之间具有浓度差
B.图乙中液面不能一直上升的原因是半透膜两侧的溶液浓度相等
C.图丙中③④⑤组成原生质层
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如果丙细胞没有细胞壁支持,置于清水中也会发生吸水涨破的现象
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@如图是渗透系统的组成示意图,据图判断下列说法错误的是( )
A.htt?
p:
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图中半透膜可以是细胞膜,也可以是物理性的过滤膜(如玻璃纸)
B.若要发生渗透作用,半透膜两侧的S1与S2溶液应该具有浓度差
C.若Shttp:
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1溶液浓度大于Shttp:
//www.wln10@未来)脑教学云平台#2htt?
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//www.wln100.%c#om未来脑教学云平台*的,则外观上表现为S1溶液液面上升
D.在达到渗透平衡后,若存在如图1所示液面差Δh,则S1溶液浓度等于S2溶液浓度
7.如图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。
渗透平衡时的液面差为Δh,此时S1和S2浓度大小关系为________。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的____________,两者在物质透过功能上的差异是___________________。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:
紫色洋葱。
实验器具:
如图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:
蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。
在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。
渗透平衡时出现液面差的装置有________(填代号)。
②选两片洁净的载玻片,________,在载玻片中央分别滴加________,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是______________________。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是____________________________。
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- 难点 过高 生物 基础 实验 人教版上 通过 模拟 探究