實(shí)驗(yàn)通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性

實(shí)驗(yàn)通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性第1頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四解題探究實(shí)驗(yàn)解讀第2頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.實(shí)驗(yàn)原理一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．說明生物膜具有選擇透過性2．嘗試模擬實(shí)驗(yàn)的方法二．實(shí)驗(yàn)原理：

1、某些半透膜（如動(dòng)物的膀胱膜、腸衣等），可以讓某些物質(zhì)透過，而另一些物質(zhì)不能透過?；蛘撸úＡЪ垼┧肿涌梢酝高^，而蔗糖分子因?yàn)楸容^大，不能透過?？梢杂冒胪改⒉煌瑵舛鹊娜芤悍指糸_，然后通過觀察溶液液面高低的變化，來觀察半透膜的透過特性，進(jìn)而類比分析得出生物膜的透性。（必修一P60“問題探討”）2、利用人工膜來模擬生物膜，探究膜的透性；（必修一P70“問題探討”）實(shí)驗(yàn)解讀半透膜：一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜的總稱。玻璃紙，腸系膜，蛋殼膜，魚鰾等第3頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果分析：1．取一個(gè)長(zhǎng)頸漏斗，在漏斗口外封上一層玻璃紙。2．往漏斗中注入蔗糖溶液。3．將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內(nèi)外的液面高度一致。4．靜置一段時(shí)間后，觀察燒杯中清水顏色的變化及長(zhǎng)頸漏斗的液面變化，并將觀察到的結(jié)果進(jìn)行記錄。

預(yù)期上述實(shí)驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（一）滲透系統(tǒng)（必修一P60“問題探討”）第4頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1﹑漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)上升？2﹑如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還會(huì)升高嗎？3﹑如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？討論：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)透過玻璃紙進(jìn)入的水分子數(shù)多于滲出玻璃紙的水分子數(shù)量。不會(huì),因?yàn)榧啿嫉目紫逗艽?蔗糖分子也可以自由透過.不會(huì)，濃度相等時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過玻璃紙進(jìn)入的水分子數(shù)等于滲出玻璃紙的水分子數(shù)量第5頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四條件①具有半透膜②半透膜兩側(cè)的溶液濃度具有濃度差滲透作用:水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液擴(kuò)散的現(xiàn)象第6頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)溶液1、如果將裝置中的漏斗換成動(dòng)物細(xì)胞還會(huì)不會(huì)吸水？2、如果吸水會(huì)發(fā)生什么？如果動(dòng)物細(xì)胞吸水脹破則說明細(xì)胞也能滲透吸水、細(xì)胞膜相當(dāng)于

。半透膜類比學(xué)習(xí)第7頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四12345細(xì)胞液液泡膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞壁（全透性）原生質(zhì)層清水?類比學(xué)習(xí)細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層植物細(xì)胞的吸水和失水原生質(zhì)層是否相當(dāng)與半透膜？第8頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、什么樣的分子能夠通過脂雙層？什么樣的分子不能通過？O2、CO2、水、N2乙醇、甘油苯葡萄糖氨基酸核苷酸H+、K+Na+、Ga2+Mg2+、HCO3ˉ合成的脂雙層較小的分子較大的有機(jī)分子離子（二）分析右圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（必修一P70“問題探討”）

討論：氧氣、二氧化碳，氮?dú)狻⒈降刃》肿樱ū竭€是脂溶性的）很容易通過脂雙層；水、甘油、乙醇等較小的分子也可以通過；氨基酸、葡萄糖等較大的有機(jī)分子和帶電荷的離子則不能通過合成的脂雙層。第9頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、葡萄糖不能透過無蛋白質(zhì)的脂雙層，但小腸上皮細(xì)胞能大量吸收葡萄糖，如何解釋？O2、CO2、水、N2乙醇、甘油苯葡萄糖氨基酸核苷酸H+、K+Na+、Ga2+Mg2+、HCO3ˉ合成的脂雙層（二）分析右圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（必修一P70“問題探討”）

討論：葡萄糖不能通過人工合成的無蛋白的脂雙層，但小腸上皮細(xì)胞能大量吸收葡萄糖，推測(cè)小腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞膜上有能夠轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的蛋白質(zhì)。第10頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、觀察此圖，聯(lián)系已有知識(shí)，你還能提出其他的問題嗎？能不能對(duì)所提出的問題作出嘗試性的回答呢？O2、CO2、水、N2乙醇、甘油苯葡萄糖氨基酸核苷酸H+、K+Na+、Ga2+Mg2+、HCO3ˉ合成的脂雙層（二）分析右圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（必修一P70“問題探討”）

討論：細(xì)胞需要的離子是否也通過細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)來運(yùn)輸。第11頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)拓展?jié)B透與擴(kuò)散滲透：是指水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜向溶質(zhì)濃度大的一方做分子運(yùn)動(dòng)，使膜兩邊溶質(zhì)濃度達(dá)到均衡的現(xiàn)象。例如，具有液泡的成熟植物細(xì)胞，當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于細(xì)胞外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞就通過滲透作用吸水；當(dāng)細(xì)胞液的濃度小于細(xì)胞外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞就通過滲透作用失水。擴(kuò)散：是指物質(zhì)從相對(duì)含量大的空間向相對(duì)含量小的空間運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。例如，水、氧氣、二氧化碳、甘油等物質(zhì)通過半透膜的擴(kuò)散方式都屬于自由擴(kuò)散。滲透是擴(kuò)散的一種特殊形式。滲透一定是擴(kuò)散，但擴(kuò)散不一定是滲透。滲透相對(duì)于擴(kuò)散有兩個(gè)要點(diǎn)：①跨膜（擴(kuò)散可以不跨膜），②作用物質(zhì)是溶劑分子（擴(kuò)散是溶質(zhì)、溶劑和氣體分子）。水分子通過半透膜的方式既可說是自由擴(kuò)散，又可說是滲透；但氧氣、二氧化碳，甘油等物質(zhì)通過膜只能說是自由擴(kuò)散，而不能說是滲透。第12頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)拓展半透膜與選擇透過性膜半透膜：是指某些物質(zhì)可以透過，而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜，例如：玻璃紙（又稱賽璐玢）、花生種皮、豬腸衣（漿膜層）、離體的膀胱膜、蠶豆種皮、青蛙皮等。它往往只能讓小分子物質(zhì)透過，而大分子物質(zhì)則不能透過，透過的依據(jù)是分子或離子的大小。不具有選擇性。選擇透過性膜：是指水分子能自由通過，細(xì)胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過的生物膜_。如細(xì)胞膜、液泡膜和原生質(zhì)層。這些膜具有選擇性的根本原因在于膜上具有運(yùn)載不同物質(zhì)的載體。不同的植物對(duì)同種離子的吸收量不同，同一植株對(duì)不同離子的吸收量也不同，都證明了細(xì)胞膜具有選擇透過性。當(dāng)細(xì)胞死亡后，膜的選擇透過性消失，說明它具有生物活性，所以說選擇透過性膜是功能完善的一類半透膜。相同點(diǎn)：都可以讓水分子自由通過，都不允許大分子物質(zhì)通過。不同點(diǎn)：只要分子比半透膜的孔徑小，就能通過；而對(duì)選擇透過性膜來說，即便是小分子，只要不是細(xì)胞所要選擇吸收的，就不能通過第13頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四下圖為二個(gè)滲透裝置，溶液a、b為等濃度的同種溶液，液體c為清水。請(qǐng)回答：若要探究溶液濃度對(duì)滲透作用的影響，則要調(diào)整圖中的某一溶液濃度，調(diào)整后，a、b、c三種溶液濃度大小順序最好為：_______________________a>b>c(或b>a>c)題組1解題探究第14頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四并根據(jù)所學(xué)知識(shí)，在坐標(biāo)圖中用曲線表示實(shí)驗(yàn)過程裝置l、裝置2的液面高度變化趨勢(shì)(二個(gè)滲透裝置的起始液面高度定為O)。下圖為二個(gè)滲透裝置，溶液a、b為等濃度的同種溶液，液體c為清水。請(qǐng)回答：題組1解題探究第15頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四題組2解題探究現(xiàn)有一種由人工膜制成的袋，為檢測(cè)淀粉和碘能否透過該膜，現(xiàn)提供試劑和用品如下：鐵架臺(tái)、燒杯和人工膜袋各一個(gè)，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細(xì)棉線。（1）請(qǐng)用上述試劑和用品，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通過該膜。請(qǐng)用示意圖表示（加圖注）。

第16頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四題組2解題探究現(xiàn)有一種由人工膜制成的袋，為檢測(cè)淀粉和碘能否透過該膜，現(xiàn)提供試劑和用品如下：鐵架臺(tái)、燒杯和人工膜袋各一個(gè)，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細(xì)棉線。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及分析：一段時(shí)間后，①__________________________________________②__________________________________________③__________________________________________④______________________________________

袋內(nèi)外液體均不變藍(lán)，表明淀粉和碘均不能通過；袋內(nèi)外液體均變藍(lán)，表明淀粉和碘均能通過；袋內(nèi)液體變藍(lán)，袋外液體不變藍(lán)，表明碘能通過，淀粉不能通過；袋外液體變藍(lán)，袋內(nèi)液體不變藍(lán)，表明碘不能通過，淀粉能通過。第17頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.滲透作用(1)概念：指水分子(或其他溶劑分子)通過

的擴(kuò)散過程。(2)發(fā)生滲透作用的條件：一是具有

，二是半透膜兩側(cè)的溶液具有

。(3)常見滲透裝置圖分析知識(shí)梳理半透膜半透膜濃度差第18頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四①若S1溶液濃度大于S2，則單位時(shí)間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)

于S1→S2，外觀上表現(xiàn)為S1液面上升；若S1溶液濃度小于S2，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為S1液面下降。②在達(dá)到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差Δh，則S1溶液濃度仍大于S2。因?yàn)橐好娓叩囊粋?cè)形成的壓強(qiáng)，會(huì)

溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散。多阻止第19頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.下圖所示的U形管中間被半透膜(體積小于或等于單糖的物質(zhì)才能通過)隔開，兩側(cè)分別加入等量的0.1mol·L－1的蔗糖溶液和麥芽糖溶液。一段時(shí)間后左右兩側(cè)液面高度變化是怎樣的？若向U形管兩側(cè)加入等量某種微量物質(zhì)，最終右側(cè)液面上升，那么加入的這種微量物質(zhì)最可能是什么(

)題組3滲透作用的分析與判斷解題探究A.右側(cè)液面高度下降；葡萄糖

B.兩側(cè)液面高度不變；蔗糖酶C.兩側(cè)液面高度不變；麥芽糖酶

D.右側(cè)液面高度下降；蒸餾水B若向U形管兩側(cè)加入的物質(zhì)是等量的蔗糖酶，則左側(cè)的每個(gè)蔗糖分子會(huì)被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖，溶液濃度增加，左側(cè)液面升高，但隨著果糖、葡萄糖不斷透過半透膜進(jìn)入右側(cè)，而麥芽糖不能透過半透膜，這樣右側(cè)溶液濃度不斷增加，最終右側(cè)液面上升。第20頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.如圖是平衡時(shí)的滲透裝置，燒杯的液面高度為a，漏斗的液面高度為b，液面差m＝b－a，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，以滲透平衡時(shí)液面差為觀測(cè)指標(biāo)，正確的是(

)A.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，則平衡時(shí)m增大B.若向漏斗中滴入等濃度的蔗糖溶液，則平衡時(shí)m不變C.若向漏斗中滴入清水，平衡時(shí)m將減小D.若向燒杯中加入適量清水，平衡時(shí)m將增大水分滲透進(jìn)入漏斗，漏斗內(nèi)液面升高，平衡時(shí)漏斗內(nèi)溶液濃度降低，但仍大于漏斗外。若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，此時(shí)漏斗內(nèi)溶液濃度已經(jīng)比實(shí)驗(yàn)開始時(shí)的濃度有所下降，吸水能力也下降，所以再次平衡時(shí)m將減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡時(shí)漏斗內(nèi)溶液濃度已經(jīng)降低，若再向漏斗中滴入等濃度的蔗糖溶液，漏斗內(nèi)溶液濃度增大，再次平衡時(shí)m將增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若向漏斗中滴入清水，漏斗內(nèi)外溶液濃度差減小，吸水能力也下降，再次平衡時(shí)m將減小，C項(xiàng)正確；漏斗內(nèi)外溶液濃度差主要取決于漏斗內(nèi)蔗糖溶液濃度，若向燒杯中加入適量清水，漏斗內(nèi)外溶液濃度差不變，平衡時(shí)m也不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。C第21頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四易錯(cuò)警示有關(guān)滲透作用的5個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)水分子的移動(dòng)方向是雙向移動(dòng)，但最終結(jié)果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)多。(2)實(shí)驗(yàn)中觀察指標(biāo)為漏斗內(nèi)液面變化，但不能用燒杯液面變化作描述指標(biāo)，因現(xiàn)象不明顯。(3)滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度，實(shí)質(zhì)是指滲透壓。(4)滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動(dòng)達(dá)到平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動(dòng)，也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對(duì)相等。(5)只有活的、成熟的植物細(xì)胞才能