刊名: 课程·教材·教法
Curriculum, Teaching Material and Method
主办: 人民教育出版社 课程教材研究所
周期: 月刊
出版地:北京
语种: 中文
开本: 大16K
ISSN: 1000-0186
CN: 11-1278/G4
历史沿革:
1981年创刊期刊荣誉:
国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊
中国期刊网来源刊
2011年度核心期刊,国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊,中国期刊网来源刊,百种重点期刊,社科双百期刊,首届全国优秀社科期刊。
高中生物有关渗透问题的解析
【作者】 朱红艳
【机构】 陕西省礼泉第一中学
【摘要】在高中生物必修一中,渗透作用是个难点,在必修三中又出现了渗透压这个概念。在高中阶段,渗透作用是指水分子或者其它溶剂分子通过半透膜的扩散,发生的条件有两个:一.有半透膜;二.半透膜两侧溶液有物质的量浓度差。渗透压是指溶液中溶质微粒透过半透膜对水的吸引力,渗透压的大小取决单位体积溶液中溶质微粒的数目(即溶液的物质的量浓度)。比较两个概念我们可以看出来,水分子是从渗透压低的一侧像渗透压高的一侧来扩散。但是,学生彻底理解这两个概念有很大的难度。【关键词】渗透作用;渗透压;半透膜;物质的量浓度
【正文】
一、简介渗透压和渗透作用
图(1) 图(2) 图(3)
将溶液和水置于U型管中,在U型管中间安置一个半透膜,以隔开水和溶液,可以见到水通过半透膜往溶液一端跑,假设在溶液端施加压强,而此压强可刚好阻止水的渗透,则称此压强为渗透压,如图(3)。溶液的渗透压与单位体积溶液中所含溶质的粒子数(分子数或离子数)成正比,而与溶质的本性无关。此外还与溶液温度和溶质解离度相关,因此有时若得知渗透压的大小和其他条件,可以反推出溶质分子的分子量。
联系渗透作用,水分子经半透膜进入蔗糖溶液,而溶质(这是蔗糖)不会透过半透膜。单位体积清水中的水分子比单位体积蔗糖溶液中的水分子多,所以在单位时间内水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量多于水分子由漏斗进入烧杯中的数量。水分子总是从水多的地方到水少的地方,即从浓度低的溶液到浓度高的溶液。因此产生静水压力,如果在溶液的上方施加一个压力,其大小恰好阻止水分子的净渗入,这个压力产生的压强数值就是该溶液在该浓度下的渗透压。这也就是图(2)中为什么烧杯和漏斗中溶液之间还存在浓度差但漏斗管液面不再升高的原因,漏斗管内液面上升,静水压也开始增高。随着水分逐渐进入玻璃管内,液面越上升,静水压也越大,压迫水分从玻璃管内向烧杯移动速度就越快,膜内外水分进出速度越来越接近。最后,液面不再上升,停留不动,实质上是水分进出的速度相等,呈动态平衡。
二、细胞渗透作用与渗透压
渗透作用是具有液泡的成熟植物细胞吸收水分的方式,原理是:原生质层具有选择透过性,原生质层内外的溶液存在着浓度差,水分子就可以从渗透压低的一侧通过原生质层扩散到渗透压高的一侧。溶液渗透压的高低与溶液中溶质分子的物质的量的多少有关,溶液中溶质分子物质的量越多,渗透压越高,反之则越低。在比较两种溶液渗透压高低时以两种溶液中的物质的量浓度为标准进行比较。如果溶质分子相同,也可以用质量浓度比较。能够通过渗透作用吸水的细胞一定是一个活细胞。
一个成熟的植物细胞是一个渗透系统。验证通过渗透作用吸水或失水的最佳实例是质壁分离和质壁分离复原的实验。一次施肥过多引起“烧苗”,是由于土壤溶液的浓度突然增高,导致植物的根细胞吸水发生困难或不能吸水。盐碱地里大多数农作物不能正常生长的原因之一也是土壤溶液浓度过高。腌制的鱼、肉等不易变质,是由于高浓度的盐溶液使细胞等微生物失水死亡。
吸胀作用是没有液泡的植物细胞吸收水分的方式,如生长点的细胞、干种子细胞等,原理是细胞中有大量亲水性物质,这些亲水性能够从外界吸收大量的水分,活细胞、死细胞都能通过吸胀作用吸收水分。
动物细胞没有细胞壁,在渗透压低的溶液中会吸水涨破,在渗透压高的溶液中会失水皱缩,所以高等动物有严格的渗透压调节机制,以维持内环境渗透压的相对稳定。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上明显占有优势的是钠离子和氯离子。在37摄氏度时,人的血浆渗透压约为777kPa,相当于细胞内液渗透压。静脉注射用的生理盐水为0.9%的氯化钠溶液为血浆的等渗溶液,其渗透压与细胞内液的大小相同。
三、 高等动物渗透压的调节
维持内环境的稳定首先要保证体内有适量的水分,还要保证在体液中含有适量的盐类和营养物质。在生活中有许多因素影响人体内的水分和盐类的含量,如吃进的食物中包含水和盐,体内代谢过程产生水,而呼吸活动排除一定量的水分,出汗又排出水和盐,这些因素都会使体内的水分和盐类的含量发生变化,因此,人体必须有相应的机制来保证体内水分和盐类的稳定,这种稳定也是整个体内环境稳定的重要组成部分。如果体内水和盐类不能维持稳定,整个内环境也不能保持稳定,这就会危及生命。人体水盐平衡调节的图解如图(3)。
参考文献:
[1]许晓,高中生物学教材中溶液渗透压问题的剖析[G] .生物学教学,2006,31(10)
[2]陈阅增普通生物学第二版 吴相钰,高等教育出版社 ,2005 .1
[3]大学生理学 朱妙章,高等教育出版社 ,2005.8
一、简介渗透压和渗透作用
图(1) 图(2) 图(3)
将溶液和水置于U型管中,在U型管中间安置一个半透膜,以隔开水和溶液,可以见到水通过半透膜往溶液一端跑,假设在溶液端施加压强,而此压强可刚好阻止水的渗透,则称此压强为渗透压,如图(3)。溶液的渗透压与单位体积溶液中所含溶质的粒子数(分子数或离子数)成正比,而与溶质的本性无关。此外还与溶液温度和溶质解离度相关,因此有时若得知渗透压的大小和其他条件,可以反推出溶质分子的分子量。
联系渗透作用,水分子经半透膜进入蔗糖溶液,而溶质(这是蔗糖)不会透过半透膜。单位体积清水中的水分子比单位体积蔗糖溶液中的水分子多,所以在单位时间内水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量多于水分子由漏斗进入烧杯中的数量。水分子总是从水多的地方到水少的地方,即从浓度低的溶液到浓度高的溶液。因此产生静水压力,如果在溶液的上方施加一个压力,其大小恰好阻止水分子的净渗入,这个压力产生的压强数值就是该溶液在该浓度下的渗透压。这也就是图(2)中为什么烧杯和漏斗中溶液之间还存在浓度差但漏斗管液面不再升高的原因,漏斗管内液面上升,静水压也开始增高。随着水分逐渐进入玻璃管内,液面越上升,静水压也越大,压迫水分从玻璃管内向烧杯移动速度就越快,膜内外水分进出速度越来越接近。最后,液面不再上升,停留不动,实质上是水分进出的速度相等,呈动态平衡。
二、细胞渗透作用与渗透压
渗透作用是具有液泡的成熟植物细胞吸收水分的方式,原理是:原生质层具有选择透过性,原生质层内外的溶液存在着浓度差,水分子就可以从渗透压低的一侧通过原生质层扩散到渗透压高的一侧。溶液渗透压的高低与溶液中溶质分子的物质的量的多少有关,溶液中溶质分子物质的量越多,渗透压越高,反之则越低。在比较两种溶液渗透压高低时以两种溶液中的物质的量浓度为标准进行比较。如果溶质分子相同,也可以用质量浓度比较。能够通过渗透作用吸水的细胞一定是一个活细胞。
一个成熟的植物细胞是一个渗透系统。验证通过渗透作用吸水或失水的最佳实例是质壁分离和质壁分离复原的实验。一次施肥过多引起“烧苗”,是由于土壤溶液的浓度突然增高,导致植物的根细胞吸水发生困难或不能吸水。盐碱地里大多数农作物不能正常生长的原因之一也是土壤溶液浓度过高。腌制的鱼、肉等不易变质,是由于高浓度的盐溶液使细胞等微生物失水死亡。
吸胀作用是没有液泡的植物细胞吸收水分的方式,如生长点的细胞、干种子细胞等,原理是细胞中有大量亲水性物质,这些亲水性能够从外界吸收大量的水分,活细胞、死细胞都能通过吸胀作用吸收水分。
动物细胞没有细胞壁,在渗透压低的溶液中会吸水涨破,在渗透压高的溶液中会失水皱缩,所以高等动物有严格的渗透压调节机制,以维持内环境渗透压的相对稳定。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上明显占有优势的是钠离子和氯离子。在37摄氏度时,人的血浆渗透压约为777kPa,相当于细胞内液渗透压。静脉注射用的生理盐水为0.9%的氯化钠溶液为血浆的等渗溶液,其渗透压与细胞内液的大小相同。
三、 高等动物渗透压的调节
维持内环境的稳定首先要保证体内有适量的水分,还要保证在体液中含有适量的盐类和营养物质。在生活中有许多因素影响人体内的水分和盐类的含量,如吃进的食物中包含水和盐,体内代谢过程产生水,而呼吸活动排除一定量的水分,出汗又排出水和盐,这些因素都会使体内的水分和盐类的含量发生变化,因此,人体必须有相应的机制来保证体内水分和盐类的稳定,这种稳定也是整个体内环境稳定的重要组成部分。如果体内水和盐类不能维持稳定,整个内环境也不能保持稳定,这就会危及生命。人体水盐平衡调节的图解如图(3)。
参考文献:
[1]许晓,高中生物学教材中溶液渗透压问题的剖析[G] .生物学教学,2006,31(10)
[2]陈阅增普通生物学第二版 吴相钰,高等教育出版社 ,2005 .1
[3]大学生理学 朱妙章,高等教育出版社 ,2005.8