A. 生物中的渗透是什么意思
渗透作用(Osmosis)两种不同浓度的溶液隔以半透膜(允许溶剂分子通过,不允许溶质分子通过的膜),水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。或水分子从水势高的一方通过半透膜向水势低的一方移动的现象。
目录
1原理
2实验说明
3植物吸水
1原理编辑
水分子从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象,就称为渗透作用(osmosis)。故渗透现象发生的条件有两个:一.有半透膜 ;二.半透膜两侧有物质的量浓度差。
植物细胞的液泡充满的水溶液叫细胞液,我们可以将液泡膜、细胞质及细胞膜称为原生质层,这相当于半透膜。细胞与细胞之间,或细胞浸于溶液或水中,只要原生质层两侧溶液有浓度差,都会发生渗透作用。实际上,生物膜并非理想半透膜,它是选择透性膜,既允许水分子通过也允许某些溶质通过,但通常使溶剂分子比溶质分子通过要多得多,因此可以发生渗透作用。植物细胞由于细胞壁的存在,细胞壁有保护和支持作用,可以产生压力而逐渐使细胞内外水势相等,细胞满足动态平衡。所以植物细胞放在水中一般不会破裂。动物细胞如红细胞放入水中即会因吸水而破裂。
渗透作用
渗透作用
2实验说明编辑
把蚕豆种皮(或动物膀胱膜)紧缚在漏斗上,注入蔗糖溶液,然后把整个装置浸入盛有清水的烧杯中,漏斗内外液面相等。由于蚕豆种皮是接近半透膜(semipermeable membrane)(即让水分子通过而蔗糖分子不能透过的一种薄膜),所以整个装置就成为一个渗透系统。在一个渗透
渗透作用示意图
渗透作用示意图
系统中,水的移动方向决定于半透膜两边溶液的水势高低。水势高的溶液的水,流向水势低的溶液。实质上,半透膜两边的水分子是可以自由通过的,可是清水的水势高,蔗糖溶液的水势低,从清水到蔗糖溶液的水分子比从蔗糖溶液到清水的水分子多,所以在外观上,烧杯中清水的水流入漏斗内,漏斗内的玻璃管内液面上升,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。
3植物吸水编辑
植物吸收水分的方式有两种:吸胀作用(未形成液泡)和渗透作用(形成液泡后)。
吸胀作用(imbibition)亲水凝胶吸附水分子,并使其膨胀的过程。为非生命的物理过程。植物组织中含有很多这类物质如纤维素、果胶物质、淀粉和蛋白质等,它们具有很强的亲水性,在未被水饱和时,就潜伏着很强的吸水能力。最明显的例子是风干种子,因为其内贮存着大量蛋白质或淀粉。蛋白质与水结合的趋势大于淀粉,因此,豆类种子吸胀作用极为明显。吸胀物体由于吸附水分子而膨胀,其压力是很大的,如将干种子塞满岩石裂缝,借其吸水产生的吸胀压力能使岩石破裂。
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。
渗透作用是具有液泡的成熟的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,水分子就可以从溶液浓度低的一侧通过原生质层扩散到溶液浓度高的一侧。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溶质分子的物质的量为标准进行比较。如果溶质分子相同,也可以质量分数比较。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所至。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造成的。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之故。
B. 如图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓
(1)分析题图的渗透装置可知,一段时间后,漏斗内的液面上升,说明水分从烧杯进入漏斗,因此漏斗内溶液(S1)的浓度大于漏斗外溶液(S2)的浓度.
(2)成熟的植物细胞的原生质层相当于渗透装置中的半透膜;二者的不同在于原生质层的选择透过性具有生物活性,半透膜无生物活性.
(3)①由于蔗糖分大,不能穿过半透膜,因此装置X出现液面差;K+和NO3-小,可以穿过半透膜,因此Y装置不会出现液面差.
②由于0.3g/mL的蔗糖溶液和等渗的KNO3溶液都大于细胞液的浓度,细胞通过渗透作用失水,因此都会发生质壁分离现象.
(4)由于原生质层能主动吸收K+和NO3-,使细胞液浓度增加,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞会通过渗透作用吸水,因此发生质壁分离复原的现象;最能体现两种膜功能差异的实验现象是KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原.
(5)洋葱在高中生物实验中可以作为多个实验的实验材料,如洋葱根尖--观察植物细胞的有丝分裂,洋葱根尖--低温诱导染色体数目的变化;洋葱鳞片叶内表皮--观察DNA和RNA在细胞中的分布;洋葱绿色(管状)叶--叶绿体中色素的提取和分离(或观察叶绿体);白色洋葱--检测生物组织中的还原糖(或DNA的粗提取与鉴定);紫色洋葱鳞片叶外表皮--观察质壁分离和复原等.
故答案应为:
(1)S1>S2
(2)原生质层原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能(或原生质具有选择透过性)
(3)①X②(发生)质壁分离
(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
(5)洋葱根尖--低温诱导染色体数目的变化 洋葱鳞片叶内表皮--观察DNA和RNA在细胞中的分布
C. 高中生物渗透实验中液面上升的能量来源
高中阶段讲浓度差,其实这里就是一个水势高低问题。(具体计算记不清,可以看黑体字部分,了解吧)水势:水溶液的化学势与同温同压同一系统中的纯水的化学势之差除以水的偏摩尔体积所得的商。纯水的自由能最大,水势也最高。溶液中的溶质颗粒降低了水的自由能,所以溶液中水的自由能要比纯水低。将纯水的水势定为零,溶液的水势就成为负值。溶液越浓,水势越低。在一个渗透系统中,水移动方向决定于半透膜两边溶液的水势高低。水势高的溶液的水,流向水势低的溶液。水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象,称为渗透作用在这个装置中,烧杯中纯水的水势高,里面的蔗糖溶液水势低,所以就扩散进去了。
D. 有关高中生物,渗透作用
半透膜两边的水分子是可以自由通过的,可是清水的水势高,蔗糖溶液的水势低,从清水到蔗糖溶液的水分子比从蔗糖溶液到清水的水分子多,所以在外观上,烧杯中清水的水流入漏斗内,漏斗内的玻璃管内液面上升,静水压(机体某部位积聚的液体对其周围组织产生的压强)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。
E. 某兴趣小组设计了两套渗透装置来探究关于渗透作用的问题。
①探究溶液上升速率与半透膜面积和溶液体积的关系
②溶液上升速率与半透膜面积和溶液的体积有关,成正比例关系
(2)①②B﹥C ③大于
F. 请教一道高中生物题,关于渗透作用的
首先,这个题选b
当液面不再升高时,进入漏斗的水和流出的水会一样多,达到动态版平衡,这样,液面维持了一权定高度。最初,在浓度差的作用下产生渗透压,这个渗透压始终不变,只于膜内外溶液浓度差有关。水进入漏斗后产生压力差使水向外流。两个压力间的差随液面升高减小,直至为0.这样就能解释曲线走势而不选d
提示1明显是错的,液面不升高说明进入的和流出的已经达到动态平衡,相等了
G. 渗透作用与渗透装置的区别。(生物)
植物细胞吸水方式
半透膜存在且膜内外存在浓度差,一个成熟植物细胞相当于一个渗透装置
H. 高中生物 关于渗透装置的问题
有可能。右边液面升高的过程其实就是左边水分进入右侧稀释了葡萄糖溶专液浓度的过程,液面停止属上升只是因为液面水柱形成的压力和浓度差形成的渗透压相等。如果抽取水柱会破坏这个平衡,导致右侧溶液进一步稀释,最终浓度有可能与左侧相等。
I. 一道生物题
D
乙装置中膜内外浓度差更大,渗透压更大,吸水更多。最终平衡时,两装置内都是膜内外的浓度一致,最开始两装置溶剂量一致,溶质量甲装置多,所以浓度甲大。选D
J. 高中生物渗透作用
你的设想的对的。
只要有高度差,内外的浓度就不会相等。