1、實驗實驗5通過模擬實驗探究膜的透性（滲透作用原理及相關實驗）通過模擬實驗探究膜的透性（滲透作用原理及相關實驗）必修一必修一P60、70“問題探討問題探討” 解題探究解題探究實驗解讀實驗解讀1.實驗原理一實驗目的：1說明生物膜具有選擇透過性2嘗試模擬實驗的方法二實驗原理： 1、某些半透膜（如動物的膀胱膜、腸衣等），可以讓某些物質透過，而另一些物質不能透過。或者（玻璃紙）水分子可以透過，而蔗糖分子因為比較大，不能透過。可以用半透膜將不同濃度的溶液分隔開，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

2、膜的透性；（必修一P70“問題探討”）實驗解讀實驗解讀半透膜：一類可以讓小分子物質通過而大分子物質不能通過的一類薄膜的總稱。玻璃紙，腸系膜，蛋殼膜，魚鰾等2.實驗步驟實驗步驟、結果分析：結果分析： 1 1取一個長頸漏斗，在漏斗口外封上一層玻璃紙。2 2往漏斗中注入蔗糖溶液。3 3將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內外的液面高度一致。4靜置一段時間后，觀察燒杯中清水顏色的變化及長頸漏斗的液面變化，并將觀察到的結果進行記錄。 預期上述實驗會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（一）滲透系統(tǒng)（必修一 P60“問題探討”）1漏斗管內的液面為什么會上升？2 如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內的液面還會升高嗎？3如果燒杯中不

3、是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？討論：討論：單位時間內透過玻璃紙進入的水分子數多于滲出玻璃紙的水分子數量。不會, 因為紗布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透過.不會，濃度相等時，單位時間內透過玻璃紙進入的水分子數等于滲出玻璃紙的水分子數量條件 具有半透膜 半透膜兩側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散的現(xiàn)象細胞膜細胞膜細胞內溶液細胞內溶液如果動物細胞吸水如果動物細胞吸水脹破則說明細胞也脹破則說明細胞也能滲透吸水、細胞能滲透吸水、細胞膜相當于膜相當于 。半透膜半透膜類比學習類比學習12345細胞液細胞液液泡膜液泡膜細胞質細胞質細

4、胞膜細胞膜細胞壁細胞壁（全透性）（全透性）原生質層原生質層清水清水?類比學習類比學習w細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質稱為原生質層植物細胞的吸水和失水原生質層是否相當與半透膜？1 1、什么樣的分子能夠通過脂雙、什么樣的分子能夠通過脂雙層？什么樣的分子不能通過？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+、HCO3合成的脂雙層較小的分子較大的有機分子離子離子（二）分析右圖實驗結果：（必修一P70P70“問題探討”） 討論：討論：氧氣、二氧化碳，氮氣、苯等小分子（苯還是脂溶性的）很容易通過脂雙層；水、甘油、乙醇等較小的分子也

5、可以通過；氨基酸、葡萄糖等較大的有機分子和帶電荷的離子則不能通過合成的脂雙層。 2 2、葡萄糖不能透過無蛋白質的、葡萄糖不能透過無蛋白質的脂雙層，但小腸上皮細胞能大脂雙層，但小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，如何解釋？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+、HCO3合成的脂雙層（二）分析右圖實驗結果：（必修一P70P70“問題探討”） 討論：討論：葡萄糖不能通過人工合成的無蛋白的脂雙層，但小腸上皮細胞能大量吸收葡萄糖，推測小腸上皮細胞的細胞膜上有能夠轉運葡萄糖的蛋白質。3 3、觀察此圖，聯(lián)系已有知識，、觀察此圖，聯(lián)系已有知識，

6、你還能提出其他的問題嗎？能你還能提出其他的問題嗎？能不能對所提出的問題作出嘗試不能對所提出的問題作出嘗試性的回答呢？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+、HCO3合成的脂雙層（二）分析右圖實驗結果：（必修一P70P70“問題探討”） 討論：討論：細胞需要的離子是否也通過細胞膜上的蛋白質來運輸。實驗拓展?jié)B透與擴散滲透與擴散滲透：是指水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜向溶質濃度大的一方做分子運動，使膜兩邊溶質濃度達到均衡的現(xiàn)象。例如，具有液泡的成熟植物細胞，當細胞液的濃度大于細胞外界溶液濃度時，細胞就通過滲透作用吸水；當細胞液的濃度小于

7、細胞外界溶液濃度時，細胞就通過滲透作用失水。擴散：是指物質從相對含量大的空間向相對含量小的空間運動的現(xiàn)象。例如，水、氧氣、二氧化碳、甘油等物質通過半透膜的擴散方式都屬于自由擴散。滲透是擴散的一種特殊形式。滲透一定是擴散，但擴散不一定是滲透。滲透相對于擴散有兩個要點：跨膜（擴散可以不跨膜），作用物質是溶劑分子（擴散是溶質、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散，又可說是滲透；但氧氣、二氧化碳，甘油等物質通過膜只能說是自由擴散，而不能說是滲透。實驗拓展半透膜與選擇透過性膜半透膜與選擇透過性膜 半透膜：是指某些物質可以透過，而另一些物質不能透過的多孔性薄膜，例如：玻璃紙（又稱賽璐玢

8、）、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透過，而大分子物質則不能透過，透過的依據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_。如細胞膜、液泡膜和原生質層。這些膜具有選擇性的根本原因在于膜上具有運載不同物質的載體。不同的植物對同種離子的吸收量不同，同一植株對不同離子的吸收量也不同，都證明了細胞膜具有選擇透過性。當細胞死亡后，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：都可以讓水分子自由通過

9、，都不允許大分子物質通過。不同點：只要分子比半透膜的孔徑小，就能通過；而對選擇透過性膜來說，即便是小分子，只要不是細胞所要選擇吸收的，就不能通過下圖為二個滲透裝置，溶液a a、b b為等濃度的同種溶液，液體c c為清水。請回答：若要探究溶液濃度對滲透作用的影響，則要調整圖中的某一溶液濃度，調整后，a a、b b、c c三種溶液濃度大小順序最好為：_abc(或bac) 題組1解題探究解題探究并根據所學知識，在坐標圖中用曲線表示實驗過程裝置l l、裝置2 2的液面高度變化趨勢( (二個滲透裝置的起始液面高度定為O)O)。下圖為二個滲透裝置，溶液a a、b b為等濃度的同種溶液，液體c c為清水。請

10、回答：題組1解題探究解題探究題組2解題探究解題探究現(xiàn)有一種由人工膜制成的袋，為檢測淀粉和碘能否透過該膜，現(xiàn)提供試劑和用品如下：鐵架臺、燒杯和人工膜袋各一個，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細棉線。（1）請用上述試劑和用品，設計一個實驗裝置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通過該膜。請用示意圖表示（加圖注）。 題組2解題探究解題探究現(xiàn)有一種由人工膜制成的袋，為檢測淀粉和碘能否透過該膜，現(xiàn)提供試劑和用品如下：鐵架臺、燒杯和人工膜袋各一個，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細棉線。（2）實驗結果預測及分析：一段時間后， _ 袋內外液體均不變藍，表明淀粉和碘均不能通過； 袋內外液體均變藍，表明淀粉和碘均能通過

11、；袋內液體變藍，袋外液體不變藍，表明碘能通過，淀粉不能通過； 袋外液體變藍，袋內液體不變藍，表明碘不能通過，淀粉能通過。 1.滲透作用滲透作用(1)概念：指水分子概念：指水分子(或其他溶劑分子或其他溶劑分子)通過通過 的擴散過的擴散過程。程。(2)發(fā)生滲透作用的條件：一是具有發(fā)生滲透作用的條件：一是具有 ，二是半透膜，二是半透膜兩側的溶液具有兩側的溶液具有 。(3)常見滲透裝置圖分析常見滲透裝置圖分析知識梳理知識梳理半透膜半透膜半透膜半透膜濃度差濃度差若若S1溶液濃度大于溶液濃度大于S2，則單位時間內由，則單位時間內由S2S1的水分子數的水分子數 于于S1S2，外觀上表現(xiàn)為，外觀上表現(xiàn)為S1液

12、面上升；若液面上升；若S1溶液濃度小溶液濃度小于于S2，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為S1液面下降。液面下降。在達到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差在達到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差h，則，則S1溶液濃度仍大于溶液濃度仍大于S2。因為液面高的一側形成的壓強，會。因為液面高的一側形成的壓強，會 溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散。溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散。多多阻止阻止1.下圖所示的下圖所示的U形管中間被形管中間被半透膜半透膜(體積小于或等于單糖的物質才能通過體積小于或等于單糖的物質才能通過)隔開，兩側分別加入等量的隔開，兩側分別加入等量的0.1 molL1的蔗糖

13、溶液和麥芽糖溶液。一段時間后的蔗糖溶液和麥芽糖溶液。一段時間后左右兩側液面高度變化是怎樣的？若向左右兩側液面高度變化是怎樣的？若向U形管兩側加入等量形管兩側加入等量某種微量物質，最終右側液面上升，那么加入的這種微量某種微量物質，最終右側液面上升，那么加入的這種微量物質最可能是什么物質最可能是什么()題組題組3 3滲透作用的分析與判斷滲透作用的分析與判斷解題探究解題探究A.右側液面高度下降；葡萄糖右側液面高度下降；葡萄糖 B.兩側液面高度不變；蔗糖酶兩側液面高度不變；蔗糖酶C.兩側液面高度不變；麥芽糖酶兩側液面高度不變；麥芽糖酶 D.右側液面高度下降；蒸餾水右側液面高度下降；蒸餾水B若向若向U形

14、管兩側加入的物質是等量的蔗形管兩側加入的物質是等量的蔗糖酶，則左側的每個蔗糖分子會被分解糖酶，則左側的每個蔗糖分子會被分解成成1分子果糖和分子果糖和1分子葡萄糖，溶液濃度分子葡萄糖，溶液濃度增加，左側液面升高，但隨著果糖、葡增加，左側液面升高，但隨著果糖、葡萄糖不斷透過半透膜進入右側，而麥芽萄糖不斷透過半透膜進入右側，而麥芽糖不能透過半透膜，這樣右側溶液濃度糖不能透過半透膜，這樣右側溶液濃度不斷增加，最終右側液面上升。不斷增加，最終右側液面上升。2. 如圖是平衡時的滲透裝置，燒杯的液面高度如圖是平衡時的滲透裝置，燒杯的液面高度為為a，漏斗的液面高度為，漏斗的液面高度為b，液面差，液面差mba，

15、在此基礎上繼續(xù)實驗，以滲透平衡時液面差為在此基礎上繼續(xù)實驗，以滲透平衡時液面差為觀測指標，正確的是觀測指標，正確的是()A.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，則平衡時若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，則平衡時m增大增大B.若向漏斗中滴入等濃度的蔗糖溶液，則平衡時若向漏斗中滴入等濃度的蔗糖溶液，則平衡時m不變不變C.若向漏斗中滴入清水，平衡時若向漏斗中滴入清水，平衡時m將減小將減小D.若向燒杯中加入適量清水，平衡時若向燒杯中加入適量清水，平衡時m將增大將增大水分滲透進入漏斗，漏斗內液面升高，平衡時漏斗內溶液濃度降低，但仍大于漏斗外。若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，此時漏斗內溶液濃度已經比實驗開始時的

16、濃度有所下降，吸水能力也下降，所以再次平衡時m將減小，A項錯誤；平衡時漏斗內溶液濃度已經降低，若再向漏斗中滴入等濃度的蔗糖溶液，漏斗內溶液濃度增大，再次平衡時m將增大，B項錯誤；若向漏斗中滴入清水，漏斗內外溶液濃度差減小，吸水能力也下降，再次平衡時m將減小，C項正確；漏斗內外溶液濃度差主要取決于漏斗內蔗糖溶液濃度，若向燒杯中加入適量清水，漏斗內外溶液濃度差不變，平衡時m也不變，D項錯誤。C易錯警示有關滲透作用的有關滲透作用的5個易錯點個易錯點(1)水分子的移動方向是雙向移動，但最終結果是由低濃水分子的移動方向是雙向移動，但最終結果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數多。度溶液流向高濃度溶液的

17、水分子數多。(2)實驗中觀察指標為漏斗內液面變化，但不能用燒杯液實驗中觀察指標為漏斗內液面變化，但不能用燒杯液面變化作描述指標，因現(xiàn)象不明顯。面變化作描述指標，因現(xiàn)象不明顯。(3)滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度，滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度，實質是指滲透壓。實質是指滲透壓。(4)滲透平衡只意味著半透膜兩側水分子移動達到平衡狀滲透平衡只意味著半透膜兩側水分子移動達到平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動，也不可看作兩側溶液濃態(tài)，既不可看作沒有水分子移動，也不可看作兩側溶液濃度絕對相等。度絕對相等。(5)只有活的、成熟的植物細胞才能發(fā)生質壁分離和復原。只有活的、成熟的植物

18、細胞才能發(fā)生質壁分離和復原。6.某同學進行實驗，甲圖為實驗開始狀態(tài)，乙圖為實驗結束某同學進行實驗，甲圖為實驗開始狀態(tài)，乙圖為實驗結束狀態(tài)。請在乙圖所示實驗結果的基礎上繼續(xù)實驗，探究蔗糖狀態(tài)。請在乙圖所示實驗結果的基礎上繼續(xù)實驗，探究蔗糖的水解產物能否通過半透膜。的水解產物能否通過半透膜。題組題組4 4與滲透作用有關的實驗探究與滲透作用有關的實驗探究增添的實驗材料：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水增添的實驗材料：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。浴鍋等。(1)設計出繼續(xù)實驗的簡要步驟：設計出繼續(xù)實驗的簡要步驟：_；_ 。 向向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液，水浴加熱兩管分別加入等量蔗糖酶溶液，水浴加熱(或隔或隔水加熱水加熱)U型管至適宜溫度，觀察型管至適宜溫度，觀察a、b兩管內液面的變化兩管內液面的變化 吸取吸取a、b兩管內適量液體