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在学习完物质跨膜运输之后．教师对学生进行测试。下面是该题目及某位学生的回答情况。

题目：如图8所示，在一个U形管中，a侧装有蒸馏水，b侧装有质量分数为15％的蔗糖溶液，中间用半透膜隔开(水分子可以自由通过半透膜，而蔗糖不能)。一段时间后b侧液面上升，a侧液面下降，液面最终达到稳定。

中学生物学科知识与教学能力,历年真题,2017年下半年教师资格证考试《生物学科知识与教学能力》（高级中学）真题

问题：

Ⅰ．解释液面变化的原因。

Ⅱ．说出液面稳定的条件并解释原因。

某同学的回答如下：

Ⅰ．a侧中的蒸馏水会向b侧中扩散．由于a,b两侧有浓度差且有半透膜。

Ⅱ．当a．b两侧中的溶液浓度相同时液面平衡。原因是两侧溶液的浓度差消失。

问题：

(1)给出材料中问题I的参考答案。(6分)

(2)该同学在第几题存在错误理解?(4分)写出相关的错误理解。(4分)

(3)针对该同学的错误理解，教师应采取怎样的措施帮助学生形成正确理解?(6分)

正确答案及解析

正确答案

解析

(1)液面变化的原因是渗透作用。渗透作用发生的条件是半透膜和浓度差。半透膜是一层选择透过性膜．水分子可以通过，蔗糖分子不能通过。水跨半透膜的渗透主要是扩散运动。当半透膜两侧存在浓度差时．水分子从浓度较低的溶液透过膜进入浓度较高的溶液的数量多，经过一段时间，浓度高的一边液面升高。图中。侧为蒸馏水，b侧为l5％的蔗糖溶液，b侧的溶液浓度高于a侧．两侧溶液之间为半透膜．所以单位时间内从a侧透过半透膜进入b侧的水分子数量多于从b侧进入a侧的水分子数量，使得b侧液面上升．a侧液面下降。 (2)该同学在第Ⅱ题存在错误理解。错误理解一：液面平衡的条件并非半透膜两侧浓度相等．浓度差始终存在。错误理解二：液面稳定的原因是b侧高出a侧的液柱产生的静水压力与b侧的渗透压力相等而抵消．导致a、b两侧的吸水能力相等而达到平衡状态。

(3)教师可以通过问题串来引导学生思考：

①半透膜只允许水分子通过，不允许蔗糖分子通过，所以蔗糖分子只能存在于b侧，也就是说．水始终是水，蔗糖溶液中还是有蔗糖，b侧的蔗糖溶液浓度始终高于a侧的蒸馏水，浓度差会消失吗?

学生可以得出浓度差始终存在．

②既然半透膜两侧溶液的浓度差始终存在，那么浓度差产生的力就会使水分子发生渗透作用使b侧液面上升，b侧液体受到的重力作用就会增强，重力作用会使b测液面下降，两种力的作用是相反的．那么什么时候液面才会稳定下来不再继续上升呢？

学生可以根据已有的物理知识得出：当二力平衡时．水分子运动达到动态平衡．液面会稳定下来不再继续上升，进而得出液面平衡不是浓度差的消失而是两侧达到了受力平衡状态。