渗透

发生的部位

渗透经过部分透过性的细胞膜发生，膜让水通过而不让较大的溶质分子通过。它调控细胞的水分含量。

在生物体内，渗透使水从土壤水进入根毛细胞，在根皮层中逐个细胞传递，从肾小管回到血液，也从肠腔进入绒毛。在实验室里，常用的膜是透析管，它的孔隙允许水分子通过却挡住蔗糖或淀粉，因此表现得像细胞膜。

输入与输出

• 输入：两种水势不同的溶液，相对而言一种为低渗（较稀），另一种为高渗（较浓）。
• 输入：隔在两者之间的部分透过膜，如细胞膜或透析管。
• 输入：水分子的随机动能；不消耗ATP。
• 输出：水向高渗一侧的净流动，直到两侧等渗或细胞壁阻止水继续进入。
• 动物细胞的结果：在低渗溶液中膨胀并溶血，在高渗溶液中皱缩。
• 植物细胞的结果：在低渗溶液中产生膨压，在高渗溶液中发生质壁分离。

步骤

1. 两种浓度不同的溶液由部分透过膜隔开。
2. 较稀的一侧水势较高，因为自由水分子所占比例较大；较浓的一侧水势较低。
3. 水分子随机运动并双向穿过膜，而较大的溶质分子无法通过。
4. 从较稀一侧撞击并穿过膜的水分子比从较浓一侧多，因为那里的水分子数量更多。
5. 结果是水沿水势梯度向较浓溶液产生净移动。
6. 较浓一侧的体积增加、浓度下降，而较稀一侧则失去体积。
7. 移动持续到两侧等渗，或直到细胞壁产生的压力抵消流入为止，此时净移动停止。

为何重要及如何受控制

渗透决定细胞得水还是失水。在较稀溶液中动物细胞膨胀甚至破裂，而植物细胞变膨胀；在较浓溶液中动物细胞皱缩、植物细胞发生质壁分离。

渗透受周围环境的水势以及细胞自身结构的控制。动物细胞没有细胞壁，因此身体通过渗透压调节使血浆与细胞保持等渗；若血浆变为低渗，红细胞会膨胀并破裂。

植物细胞依靠细胞壁：水进入时，细胞壁产生反向压力并不断增大，直到阻止水继续流入，因此细胞变得膨胀但不会破裂。膨压使叶片与幼茎挺立、气孔张开，并推动植物细胞生长；失去膨压则导致萎蔫。

如何考查

你可能被要求定义渗透、预测细胞得水还是失水，或解释透析管或马铃薯条实验。

定义题要求写出“水的净移动”“部分透过膜”以及“从水势较高的区域移向水势较低的区域”这些短语。实验型题目给出马铃薯条在一系列蔗糖溶液中的质量变化，要求绘制图表、找出质量不变时的浓度，并解释图中每个区域。

图解题会显示处于未标注溶液中的红细胞或洋葱表皮细胞，要求判断溶液是低渗、等渗还是高渗，并说出细胞所处的状态。

常见误解

考试风格例题

题目。一名学生切出五根等长的马铃薯圆柱，逐一称重后，分别放入浓度为每升0.0、0.2、0.4、0.6与0.8摩尔的蔗糖溶液中三十分钟。

0.0与0.2溶液中的圆柱质量增加，0.4溶液中的圆柱没有变化，0.6与0.8溶液中的圆柱质量减少且摸起来变软。(a) 解释为何0.0溶液中的圆柱质量增加。

(b) 说明0.4的结果告诉你关于马铃薯细胞的什么信息。(c) 解释为何0.8溶液中的圆柱摸起来变软。

(d) 提出学生在称重前擦干每根圆柱的原因。

参考答案。(a) 蒸馏水的水势高于马铃薯细胞液，因此水经部分透过的细胞膜通过渗透进入细胞；细胞变得膨胀，圆柱质量增加。

(b) 0.4溶液与细胞液等渗：没有水的净移动，说明细胞液的水势与每升0.4摩尔的蔗糖溶液相同。(c) 0.8溶液为高渗，水通过渗透离开细胞；细胞失去膨压，变得软塌并可能发生质壁分离，因此组织变软。

(d) 擦干可去除表面的水，使测得的质量只反映进出细胞的水，从而使结果成为公平的比较。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题