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。
- 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。
- 把渗透当成独立事件。 它其实是水的扩散,只是有膜和方向。
- 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。
- 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。
- 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。
- 如果不是,粒子只是顺着浓度梯度移动吗? 那就是扩散。
- 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 | 5.0 | 5.6 |
| 糖溶液 | 5.0 | 4.3 |
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。
想要更多题目,请使用原创练习中心。当你知道步骤却仍然在新情境上犹豫时,一对一线上生物补习让老师给你不熟悉的例子,并听你如何做出判断。