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高考中有关“渗透作用”的难点详解

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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H1>H2，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
b
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.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

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