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生物 · 学习帮助

我分不清扩散、渗透和主动运输

三条定义听起来很像,考试压力下你只能选一个碰碰运气。

本页内容
  1. 到底哪里出了问题?
  2. 选择的判断步骤
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来可以做什么?

用三个问题就能区分这三者:是否用到呼吸作用的能量,是不是水穿过部分透性膜,浓度梯度的方向是什么?按顺序发问,选择就不再是猜测。

解决办法是一套判断步骤,再加上说明方向的习惯。本页配合物质跨膜运动,这种混淆还常出现在植物运输和排泄与体内平衡中。

到底哪里出了问题?

通常有三个原因。

  1. 背了定义却没有例子。 词是知道的,但没有与具体情境连起来。
  2. 把渗透当成独立事件。 它其实是水的扩散,只是有膜和方向。
  3. 方向说得含糊。 “水进入细胞”缺少原因,因为没有说从哪里来、为什么。

选择的判断步骤

按顺序提问。

  1. 细胞是否使用呼吸作用的能量? 如果粒子逆着梯度,从低浓度移向高浓度,就是主动运输。
  2. 如果不是,是水穿过部分透性膜吗? 那就是渗透:水从稀溶液移向较浓的溶液。
  3. 如果不是,粒子只是顺着浓度梯度移动吗? 那就是扩散。
  4. 在答案中写明方向和梯度, 使用题目中的数字或词语。
梯度呼吸作用的能量粒子
扩散顺梯度(高到低)不需要任何粒子
渗透水,稀到浓不需要只有水
主动运输逆梯度(低到高)需要离子或分子

例题

一名学生把马铃薯条放进两种液体中两小时,并记录每次一条的质量。

液体起始质量(g)最终质量(g)
纯水5.05.6
糖溶液5.04.3

纯水。 用到能量吗?没有,碟子里的马铃薯条不是靠呼吸作用来移动水。是水穿过膜吗?是的。细胞内容物比纯水浓,所以水通过渗透作用进入细胞。变化:+0.6 g,即 0.6 ÷ 5.0 × 100 = +12%。

糖溶液。 外面的溶液比细胞内容物浓,所以水通过渗透作用离开细胞。变化:−0.7 g,即 −0.7 ÷ 5.0 × 100 = −14%。

第三种情况。 根毛细胞吸收硝酸根离子,尽管土壤水中的硝酸盐浓度比细胞内低。这是逆着梯度,所以细胞必须使用呼吸作用的能量:这是主动运输。

独立检查。 在比细胞更稀的液体中质量上升,在比细胞更浓的液体中质量下降。质量变化的方向与水的移动方向吻合。

要留意的错误

常见的失误是把水的所有移动都叫做“扩散”,从而丢掉原因。

题目: 解释为什么糖溶液中的马铃薯条质量下降。

错误的答案: “水扩散出去,因为里面的水更多。”

这个想法接近正确,但很含糊。它没有点出渗透、膜或浓度。

改正后:“糖溶液比细胞内容物浓,所以水通过部分透性膜,经渗透作用移出细胞。马铃薯条失水,所以质量下降。”这个答案点出了过程、梯度和膜。

自我检测

1. 氧气从肺泡中的空气进入血液。没有使用能量。是哪一种过程,为什么?

查看答案

扩散。 氧气顺着浓度梯度,从肺泡中较高的浓度移向血液中较低的浓度,不需要细胞提供能量。

2. 一株植物在盐分很高的土壤中萎蔫。请用正确的过程解释。

查看答案

土壤溶液比根毛细胞内的溶液浓,所以水通过部分透性膜,经渗透作用离开细胞。细胞失水,所以植物萎蔫。

3. 小肠内壁细胞在肠腔中葡萄糖浓度低于细胞内时吸收葡萄糖。是哪一种过程,细胞必须使用什么?

查看答案

主动运输。 葡萄糖逆着浓度梯度移动,所以细胞必须使用呼吸作用的能量。

接下来可以做什么?

对遇到的每个新情境,用上面的步骤画一张三栏表。遗传模型板和概率树与计数板在课程的其他部分展示了同样的习惯,即先说明假设再下结论。

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常见问题

扩散和渗透有什么区别?

扩散是任何粒子从高浓度向低浓度的净移动。渗透是水的特例:水分子通过部分透性膜,从稀溶液净地移向较浓的溶液。每一次渗透都是水的扩散,但不是所有扩散都涉及膜。

主动运输有什么不同?

它使粒子逆着浓度梯度,从低浓度移向高浓度,所以需要呼吸作用提供的能量。扩散和渗透是被动的,不需要细胞提供能量。如果题目提到能量、呼吸作用,或细胞吸收本来就高浓度的物质,就要想到主动运输。

为什么有学生说水会流向水更多的地方?

这是错的,要看清哪边的水多。稀溶液里水分子多,较浓的溶液里水分子少,水是从水多的稀溶液,移向水少的较浓溶液。写“从稀到浓”并指出膜,方向就清楚了。

我需要使用“水势”这个词吗?

请对照你考试年份的大纲。如果使用,水势(water potential)描述的是同一种运动:从较高水势移向较低水势。无论大纲用哪种说法,都要写明方向和膜。

资料来源

  1. Cambridge IGCSE Biology 0610 syllabus page

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