当题目给出细胞观察并要求“解释”时,得分点是一条推理链:观察、水的移动、移动的原因、再回到数据。膜的解释就是把这条链按顺序写出来。
本课属于混合任务中的生物机制。下面的数据是为教学而虚构的,并已标明。
膜的解释需要什么?
水通过渗透作用移动:水分子经过部分透性膜(partially permeable membrane),从水浓度较高的区域(稀溶液)净移向水浓度较低的区域(较浓的溶液)。
所以每个好答案都有三个部分:
- 方向:水是进入细胞还是离开细胞?
- 原因:外面的溶液比细胞内容物更稀还是更浓。
- 证据:数据中能显示方向的一个数字。
例题(虚构数据)
一名学生把四条相同的土豆柱放进不同浓度的糖溶液,每条起始质量为 2.00 g。经过相同时间后,用纸吸干并称重。
| 糖溶液(mol/dm³) | 起始质量(g) | 最终质量(g) | 变化(g) | 变化百分比 |
|---|---|---|---|---|
| 0.0 | 2.00 | 2.30 | +0.30 | +15.0% |
| 0.2 | 2.00 | 2.10 | +0.10 | +5.0% |
| 0.4 | 2.00 | 1.90 | −0.10 | −5.0% |
| 0.6 | 2.00 | 1.80 | −0.20 | −10.0% |
**第 1 步,计算:**变化百分比 = 变化 ÷ 起始质量 × 100。0.0 的一行:0.30 ÷ 2.00 × 100 = +15.0%。
**第 2 步,找规律:**糖浓度升高,变化百分比从 +15.0% 降到 −10.0%。
**第 3 步,找平衡点:**浓度每增加 0.2 mol/dm³,变化下降 10 个百分点。0.2 时为 +5.0%,还需再降 5.0,即半个间隔,所以细胞在约 0.30 mol/dm³ 时达到平衡。
**第 4 步,解释:**在纯水中,外面的溶液比细胞内容物更稀,水通过部分透性膜以渗透作用进入细胞,质量上升。在 0.6 mol/dm³ 时,外面的溶液更浓,水离开细胞,质量下降。约 0.30 mol/dm³ 时没有净移动。
要避免的错误
错误答案:“质量上升,是因为糖进入了细胞。”
糖分子太大,不能很快穿过膜。
数据根本看不出糖在移动。它只显示质量变化,最简单的原因是水。更正的方法:写出移动的粒子(水)、膜的性质(部分透性)和浓度差。
另一个失误是起始质量不同时直接比较增加的克数。请先换算成变化百分比。
自我检测
1. 一片组织从 2.50 g 变为 2.75 g。求变化百分比。
显示答案
变化 = 2.75 − 2.50 = 0.25 g。变化百分比 = 0.25 ÷ 2.50 × 100 = +10.0%。检验:2.50 的 10% 是 0.25。
2. 一片组织从 1.80 g 变为 1.62 g。水是进还是出?变化百分比是多少?
显示答案
质量下降,所以水通过渗透作用流出。变化 = −0.18 g。变化百分比 = −0.18 ÷ 1.80 × 100 = −10.0%。
3. 用一句话解释组织在很浓的糖溶液中为什么质量下降。
显示答案
外面的溶液比细胞内容物更浓,所以水通过部分透性膜以渗透作用离开细胞。
接下来学什么
下一课,把植物的气体与水分交换和提供的环境数据联系起来,用叶片练习同样的推理链。准备好后可做混合练习,也可以用科学探究评析工具检查自己对方法的描述。
如果你的解释总在“原因”这一步失分,可以在线上一对一综合科学补习中请老师听你讲推理,一起找出断掉的那一步。