高考中有关“渗透作用”的难点详解
高考中有关“渗透作用”的难点详解
2012年(新人教版)高考对物质出入细胞方式的考察要求:理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别,并能在较复杂的情景中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。
在教育部考试中心出版的《高考理科试题分析》(即考纲)中要求为Ⅱ级。
其中渗透作用是这部分考察的重点和出题的热点所在,本文关于渗透作用的原理和典型例题做了详尽分析:
一、回顾渗透作用的原理及分析:
1、渗透作用的概念:渗透作用指水分子或其他溶剂分子
通过半透膜向溶质浓度大的一方做分子运动,使膜两侧溶
质浓度达到均衡的现象。
2、渗透系统的组成(如图):
(1)半透膜:指一类可以让小分子物质通过而大分子
物质不能通过的一类薄膜的总称。
可以是生物性的选择
透过性膜,如细胞膜,也可以是物理性的过滤膜,如玻璃纸。
(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。
3、渗透作用的发生:
(1)当S1浓度>S2浓度时,单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2的水分子数,水分子是可以双向运动的,外观上表现为S1液面上升;
(2)当S1浓度<S2浓度时,则情况相反,外观上表现为S1液面下降。
(3)在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则表明S1溶液浓度大于S2。
二、典型例题详解
例1、下图为渗透作用实验,开始如图(一),A代表清水,B、C代表蔗糖溶液,过一段时间后结果如图(二),漏斗管内液面不再发生变化,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(一)中
B 的浓度大于
C 的浓度
B .图(二)中B 的浓度等于
C 的浓度
C .图(一)中A 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(二)中A 中水分子扩散到B 的速率等于B 中水分子扩散到A 的速率
【解析】:如图(二)结果所示,漏斗B 和漏斗C 都已达到平衡状态,A 中水分子扩散到B
的速率等于B 中水分子扩散到A 的速率,但由于H 1>H 2,则图(二)中B 的浓度应该大于C 的浓度。
【答案】:B
例2、在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中,某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于右图状态,a 、b 表示两处溶液的浓度,由此推测( )
A 、a >b ,细胞渗透吸水
B 、a =b ,渗透系统保持动态平衡
C 、a <b ,细胞渗透失水
D 、上述三种情况都可能存在
【解析】:如图a 表示液泡内的细胞液浓度,b 表示外界溶
液浓度。
因为a 和b 的浓度大小未知,所以不能判断
此时细胞是处于质壁分离还是质壁分离复原或平衡状
态。
三种情况都有可能。
【答案】:D
例3、下图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽,两侧分别加入等质量分数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
b
A.加酶前A侧上升,加酶后B侧上升并等于A侧高度
B.加酶前A侧上升,加酶后B侧上升并高于A侧高度
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侧上升并高于A侧高度
【解析】:水槽两侧分别加入等质量分数的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液,葡萄糖的分子量为180,麦芽糖的分子量为180×2-18=342.。
加酶前,单位体积溶液中葡萄糖分子数多,A侧吸水,液面上升。
在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶,麦芽糖酶只能专一性水解麦芽糖为葡萄糖,B侧单位体积溶液中葡萄糖分子数多于A侧,B侧吸水,液面上升,并高于A侧。
【答案】:B
例4、如下图,把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过,不允许蔗糖通过)隔开,一段时间后在半透膜两侧加入等质量的蔗糖酶,在加入蔗糖酶前后甲、乙两
侧液面的变化是()
A. 甲高于乙,然后保持液面平衡
B. 乙高于甲
C. 先甲高于乙,后乙高于甲,最后两侧液面相平
D. 先甲高于乙,后乙高于甲
【解析】:葡萄糖为单糖,蔗糖为二糖,体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液中,葡萄糖的分子数大于蔗糖分子数。
导致甲侧吸水,液面上升。
半透膜两侧加入等质量的蔗糖酶后,蔗糖酶只能专一性水解蔗糖为一分子葡萄
糖和一分子果糖,乙侧单位体积溶液中分子数高于甲侧,乙侧吸水,液面上升,并高于甲侧。
由于半透膜允许溶剂和葡萄糖自由通过,最后甲乙两侧液面相平。
【答案】:C。