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1、74中学生物教学2002年第7～8合期●实践教学半透膜与渗透作用的实验探究广东教育学院生物系(510310)肖望编者按:有关植物细胞的吸水原理方面的知识,不体系处在一个大气压下,压力势为零;处于恒温下,温仅是高中生物教学的重点和难点,也是大学植物生理度势为零;海拔高度小时,引力势可忽略不计。同种溶学的重点和难点。中国中小学教育教学网化学生物论质不同浓度的水溶液,浓度越大,溶液水势越低,如1坛(http://sq.k12.com.cn/forums/list.php3?f=33)mol/L的葡萄糖溶液水势比2mol/L葡萄糖溶液的水曾对此进行过专题讨论,从讨论中发现部分教师
2、对有势高;不同溶质同摩尔浓度的水溶液,水势除与溶质分关半透膜的特点和渗透作用等问题仍感到很迷惑。本子数量有关外,还与溶质分子的结构有关。例如,相同文作者从实验的角度对此问题进行了探讨,并查阅了摩尔浓度的葡萄糖与蔗糖溶液相比较,由于蔗糖分子相关资料,整理成下文,希望能对部分教师有所启迪,是由一分子的果糖和一分子的葡萄糖缩合而成,一个同时,也希望读者就此问题继续展开讨论。分子的蔗糖比一分子的葡萄糖具有更多的亲水基团,1半透膜的定义和种类所引起的衬质势更低。因此,蔗糖溶液具有更低的水半透膜是指一类可以让小分子物质透过而大分子势。氯化钠等电解质溶于水后,会水解为带电的钠离物质不能
3、通过的薄膜的总称。小分子和大分子的界定子、氯离子,溶液水势还会降低。依膜的种类不同而划分范围不同。例如,对于鸡蛋膜2.2渗透作用水分子从水势高的系统通过半透膜来说,葡萄糖分子就是大分子物质;而对于透吸管来说向水势低的系统移动的现象,称为渗透作用。如图1葡萄糖是小分子物质;对于肠衣来说,碘及葡萄糖是小所示,可以把漏斗内的蔗糖溶液称为内液,把烧杯内的分子物质,而淀粉是大分子物质。在日常生活中,常见溶液称为外液,这样整个装置就由内液、半透膜、外液的半透膜有鸡蛋膜、鸡的嗉囊、鱼鳔、蚕豆种皮、玻璃构成了一个完整的渗透系统。在这个渗透系统中,半纸、青蛙皮、动物膀胱、肠衣、蛋白质胶膜,
4、火棉胶膜以透膜两边的水分子是可以自由通过的,水分子向哪边移动,决定于膜两边溶液中能够自由运动的水分子数目及其他一些可从生物体上剥离的薄膜类物质。的多少,即水势的高低。在单位表面积上,纯水能进行活细胞内的生物膜只允许水分子自由通过,它所自由运动的水分子数比蔗糖溶液的多,因此,在单位时选择的离子、小分子物质可以通过,而其他的离子、小间、单位面积上,从外液通过半透膜进入内液的水分子分子和大分子不能透过,是严格的半透膜。细胞丧失数。显然比从内液通过半透膜进入外液的水分子数要活力后生物膜的选择透过能力也丧失。多,一段时间后,内液的液面就会明显上升,上升的最后2渗透作用的原理实验探究
5、高度为这个高度产生的静水压等于两边溶液的水势差。211水势1mol任何物质的自由能就是该物质的化学势,可用来衡量物质反应或转移所用的能量。1mol水的化学势我们简称为水势。在一个体系中,如果能够进行自由运动的水分子越多,水势就越高。因此,纯水的水势最高。在实际运用中,规定纯水的水势为零,其他溶液的水势都是跟它相比较得出的数值(均为负值)。溶液的水势与溶液中溶质分子的数量和结构有关,还与温度、压力、引力等条件有关。溶液的水势由图1渗透装置渗透势、衬质势、压力势、温度势、引力势等组成。不同2002年第7～8合期中学生物教学75213探究性实验与练习例题:一个U形管底中间进一步
6、证实,结果是48h后,内外液面的高度差为用半透膜隔开,膜两边分别装有等体积等浓度等高度4.5cm。当质量溶度为50%、15%、3.42%、1.71%、的蔗糖(左边)和葡萄糖溶液(右边),问一段时间后会0.342%时,结果也是内液上升。由此可以推断,当质有什么现象产生?量浓度为上述浓度范围时,蔗糖溶液的水势低于浓度简析:题目只是说浓度相等,并没有说是什么浓相同的葡萄糖(C6H1O6、H2O)溶液的水势,当将两种2度,因此,有以下几种情况要考虑:溶液置于U形管时,左边(蔗糖)液面会上升。(1)如果是相同摩尔浓度条件下,葡萄糖溶液的水势高于蔗糖溶液的水势。当半透膜对蔗糖、葡萄糖
7、都不通透时,左边液面会上升;半透膜对葡萄糖可通透时,左边液面会上升;膜对蔗糖、葡萄糖都可通透时,最终液面持平。(2)如果是同质量百分比浓度,蔗糖与葡萄糖的摩尔浓度比是1∶1.76。当半透膜对蔗糖、葡萄糖都可通过时,最终液面持平;半透膜对葡萄糖可通过时,左边上升;半透膜对蔗糖、葡萄糖都不可通过时,情况会怎图3同质量浓度的蔗糖、葡萄糖溶液水势比较的渗透装置值得说明的是当葡萄糖的分子结构发生改变时,样呢?上述结论也会发生变化,可自行设计实验来探讨,或者为此,可以选取鸡蛋膜(对蔗糖、葡萄糖都不可通用渗透计直接测定判别;当浓度继续下降时
