D.2.3 · ศักยภาพน้ำ

International Baccalaureate · IB Diploma · Biology · HL · หัวข้อ 34

34.1

ขอบเขตและเงื่อนไขก่อนเข้าเรียน

จุดเน้นที่รองรับระดับ HL การประเมินผลครั้งแรก 2025; ข้อกำหนดรายวิชาปัจจุบันได้รับแล้ว; คู่มือชีววิทยาทั้งเล่มยังไม่ได้รับ requirement ที่เหลืออยู่ในคู่มือ การประเมินผล และปฏิบัติยังคงมีเครื่องหมายรอตามบันทึกไว้

สิ่งจำเป็น: อ่านปริมาณและหน่วยที่กำหนด ใช้เลขคณิตและเงื่อนไขโมเดลด้านล่าง บทเรียนแต่ละบทพัฒนาวิธีการของตนเองก่อนการถ่ายโอนแบบอิสระ

นี่คือตัวอย่างการสอนดั้งเดิมหรือที่ระบุว่าเป็นเรื่องfictional อย่างชัดเจน ไม่ใช่การวัดค่าจริงหรือการสืบสวนผู้เรียนที่ได้รับการประเมินเสร็จสมบูรณ์

คำศัพท์ ฝึกฝน

English	ไทย
water potential/ˈwɔːtə pəˈtenʃl/	ศักย์น้ำ
pressure potential/ˈpreʃə pəˈtenʃl/	ศักย์แรงดัน

34.2

ศักยภาพน้ำ: รวมถึงผลของสารละลายและความดัน

อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?

เซลล์พืชสามารถหยุดการรับน้ำสุทธิได้แม้ว่าเนื้อหาภายในจะมีสารละลายอยู่ ผนังเซลล์อนุญาตให้แรงดันสะสมขึ้น ซึ่งส่งผลต่อสมดุลของ ศักย์น้ำ
เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้

สร้างโมเดล

ศักย์น้ำอธิบายแนวโน้มของการเคลื่อนที่ของน้ำเมื่อเทียบกับจุดอ้างอิงที่กำหนด โดยมีหน่วยเป็นความดัน ในแบบจำลองเซลล์ที่ลดทอนมา ศักย์น้ำเท่ากับศักย์สารละลายบวกกับ ศักย์แรงดัน สารละลายที่ละลาย会降低潜能; แรงดันที่เป็นบวกสามารถเพิ่มศักย์น้ำได้ การเคลื่อนที่ของน้ำสุทธิผ่านเยื่อหุ้มที่ระบายน้ำได้คือจากศักย์น้ำสูงไปยังต่ำ
ศักย์น้ำ: ค่าเทียบเท่าความดันของแนวโน้มการเคลื่อนที่ของน้ำเมื่อเทียบกับจุดอ้างอิง; ศักย์แรงดัน: ส่วนของแรงดันที่มีผลต่อศักย์น้ำในแบบจำลองที่กำหนด

ศักย์น้ำ: รวมผลกระทบของสารละลายและแรงดัน: แผนภาพตัวอย่างงานต้นฉบับ

เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้

เปรียบเทียบศักย์น้ำรวมของทั้งสองด้านแทนที่จะดูเพียงความเข้มข้นของสารละลาย เซลล์ที่เต่งตึงอาจมีศักย์น้ำรวมเท่ากันกับสภาพแวดล้อมภายนอกแม้ว่าศักย์สารละลายจะไม่เท่ากัน ที่จุดสมดุลไม่มีการถ่ายโอนสุทธิ แต่โมเลกุลของน้ำยังคงเคลื่อนที่ไปมาทั้งสองทิศทาง
ใช้ค่าศักย์ที่ระบุและแบบจำลองเซลล์พืชที่มีฉลาก ระบุจุดอ้างอิงและหน่วยก่อนทำการรวมองค์ประกอบ สำหรับการศึกษาเนื้อเยื่อในโรงเรียน ควบคุมอุณหภูมิ ขนาดเนื้อเยื่อ เวลา และการซับน้ำ และประมาณจุดที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงจากการวัดซ้ำๆ อย่าอ้างว่าวิธีมวลวัดแรงดันเซลล์โดยตรงโดยไม่มีหลักฐานเพิ่มเติม

เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว

ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
ทราบ: เซลล์มีศักย์สารละลาย −0.8 MPa และศักย์แรงดัน +0.3 MPa ดังนั้นศักย์รวมคือ −0.5 MPa สารละลายโดยรอบมี −0.2 MPA น้ำมีแนวโน้มจะไหลเข้าเซลล์เพราะ −0.2 สูงกว่า −0.5 หากองค์ประกอบภายในเซลล์เปลี่ยนเป็น −0.8 และ +0.6 MPa ศักย์รวมจะเป็น −0.2 MPa ซึ่งตรงกับสภาพแวดล้อมในโมเดลแบบลดทอนนี้

ตัวอย่าง:

ศักย์สารละลายคือ −0.7 MPa และศักย์แรงดันคือ +0.4 MPa. หาศักย์น้ำรวม ใช้ลำดับขั้นตอนเดียวกัน: ข้อมูล已知 → แบบจำลอง → ความสัมพันธ์ → แทนค่า → หน่วยและความหมาย

ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต

ค่าที่ลบมากกว่าคือค่าต่ำกว่า ไม่ใช่สูงกว่า แบบจำลองเซลล์แบบบวกมีขอบเขตที่กำหนดและไม่จำเป็นต้องสมมติว่าทุกเนื้อเยื่อจริงมีค่าเดียวที่สม่ำเสมอ การสูญเสียความเต่งตึงและการสนับสนุนจากผนังเซลล์แตกต่างจากการที่ผนังแข็งควบคุมความเข้มข้นของสารละลายโดยตรง
กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน

เตือน:

ความเข้มข้นของสารละลายเพียงอย่างเดียวกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ของน้ำเสมอในเซลล์พืชที่เต่งตึง ข้ออ้างนี้ไม่ถูกต้อง: ค่าที่ลบมากกว่าคือค่าต่ำกว่า ไม่ใช่สูงกว่า แบบจำลองเซลล์แบบบวกมีขอบเขตที่กำหนดและไม่จำเป็นต้องสมมติว่าทุกเนื้อเยื่อจริงมีค่าเดียวที่สม่ำเสมอ การสูญเสียความเต่งตึงและการสนับสนุนจากผนังเซลล์แตกต่างจากการที่ผนังแข็งควบคุมความเข้มข้นของสารละลายโดยตรง

จุดสำคัญ:

ศักย์น้ำ: ครอบคลุมผลของสารละลายและความดัน: เปรียบเทียบศักย์น้ำรวมของทั้งสองด้านแทนที่จะดูแค่ความเข้มข้นของสารละลายเพียงอย่างเดียว เซลล์ที่ตึงตัวอาจมีศักย์น้ำรวมเท่ากับสภาพแวดล้อมได้ แม้ว่าจะมีศักย์สารละลายไม่เท่ากัน เมื่อถึงจุดสมดุลจะไม่มีการเคลื่อนย้ายสุทธิ แต่โมเลกุลน้ำยังคงเคลื่อนที่ไปมาในทั้งสองทิศทาง