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滲透作用（應(yīng)用于生物學(xué)的術(shù)語(yǔ)）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-22

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滲透作用

應(yīng)用于生物學(xué)的術(shù)語(yǔ)

滲透作用（Osmosis）指兩種不同濃度的溶液隔以半透膜（允許溶劑分子通過(guò)，不允許溶質(zhì)分子通過(guò)的膜），水分子或其它溶劑分子從低濃度的溶液通過(guò)半透膜進(jìn)入高濃度溶液中的現(xiàn)象。或水分子從水勢(shì)高的一方通過(guò)半透膜向水勢(shì)低的一方移動(dòng)的現(xiàn)象。

基本信息

中文名	滲透作用
外文名	Osmosis
細(xì)胞液	植物細(xì)胞的液泡充滿的水溶液
原生質(zhì)層	液泡膜、細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞膜
屬性	生物學(xué)術(shù)語(yǔ)

原理

滲透作用

水分子從水勢(shì)高的系統(tǒng)通過(guò)半透膜向水勢(shì)低的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)象，就稱為滲透作用(osmosis)。故滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件有兩個(gè)：一。有半透膜；二。半透膜兩側(cè)有物質(zhì)的量濃度差。

植物細(xì)胞的液泡充滿的水溶液叫細(xì)胞液，我們可以將液泡膜、細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞膜稱為原生質(zhì)層，這相當(dāng)于半透膜。細(xì)胞與細(xì)胞之間，或細(xì)胞浸于溶液或水中，只要原生質(zhì)層兩側(cè)溶液有濃度差，都會(huì)發(fā)生滲透作用。實(shí)際上，生物膜并非理想半透膜，它是選擇透性膜，既允許水分子通過(guò)也允許某些溶質(zhì)通過(guò)，但通常使溶劑分子比溶質(zhì)分子通過(guò)要多得多，因此可以發(fā)生滲透作用。植物細(xì)胞由于細(xì)胞壁的存在，細(xì)胞壁有保護(hù)和支持作用，可以產(chǎn)生壓力而逐漸使細(xì)胞內(nèi)外水勢(shì)相等，細(xì)胞滿足動(dòng)態(tài)平衡。所以植物細(xì)胞放在水中一般不會(huì)破裂。動(dòng)物細(xì)胞如紅細(xì)胞放入水中即會(huì)因吸水而破裂。

實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

滲透作用示意圖

把蠶豆種皮（或動(dòng)物膀胱膜）緊縛在漏斗上，注入蔗糖溶液，然后把整個(gè)裝置浸入盛有清水的燒杯中，漏斗內(nèi)外液面相等。由于蠶豆種皮是接近半透膜(semipermeable membrane)(即讓水分子通過(guò)而蔗糖分子不能透過(guò)的一種薄膜)，所以整個(gè)裝置就成為一個(gè)滲透系統(tǒng)。在一個(gè)滲透系統(tǒng)中，水的移動(dòng)方向決定于半透膜兩邊溶液的水勢(shì)高低。水勢(shì)高的溶液的水，流向水勢(shì)低的溶液。實(shí)質(zhì)上，半透膜兩邊的水分子是可以自由通過(guò)的，可是清水的水勢(shì)高，蔗糖溶液的水勢(shì)低，從清水到蔗糖溶液的水分子比從蔗糖溶液到清水的水分子多，所以在外觀上，燒杯中清水的水流入漏斗內(nèi)，漏斗內(nèi)的玻璃管內(nèi)液面上升，靜水壓也開始增高。隨著水分逐漸進(jìn)入玻璃管內(nèi)，液面越上升，靜水壓也越大，壓迫水分從玻璃管內(nèi)向燒杯移動(dòng)速度就越快，膜內(nèi)外水分進(jìn)出速度越來(lái)越接近。最后，液面不再上升，停留不動(dòng)，實(shí)質(zhì)上是水分進(jìn)出的速度相等，呈動(dòng)態(tài)平衡。

吸水和失水

滲透作用

植物吸收水分的方式有兩種：吸脹作用（未形成液泡）和滲透作用(形成液泡后)。

吸脹作用（imbibition）親水凝膠吸附水分子，并使其膨脹的過(guò)程。為非生命的物理過(guò)程。植物組織中含有很多這類物質(zhì)如纖維素、果膠物質(zhì)、淀粉和蛋白質(zhì)等，它們具有很強(qiáng)的親水性，在未被水飽和時(shí)，就潛伏著很強(qiáng)的吸水能力。最明顯的例子是風(fēng)干種子，因?yàn)槠鋬?nèi)貯存著大量蛋白質(zhì)或淀粉。蛋白質(zhì)與水結(jié)合的趨勢(shì)大于淀粉，因此，豆類種子吸脹作用極為明顯。吸脹物體由于吸附水分子而膨脹，其壓力是很大的，如將干種子塞滿巖石裂縫，借其吸水產(chǎn)生的吸脹壓力能使巖石破裂。

吸脹作用是沒(méi)有液泡的植物細(xì)胞吸收水分的方式，如生長(zhǎng)點(diǎn)的細(xì)胞、干種子細(xì)胞等，原理是細(xì)胞中有大量親水性物質(zhì)，這些親水性能夠從外界吸收大量的水分，活細(xì)胞、死細(xì)胞都能通過(guò)吸脹作用吸收水分。

滲透作用是具有液泡的成熟的植物細(xì)胞吸收水分的方式，原理是：原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性，原生質(zhì)層內(nèi)外的溶液存在著濃度差，水分子就可以從溶液濃度低的一側(cè)通過(guò)原生質(zhì)層擴(kuò)散到溶液濃度高的一側(cè)。溶液滲透壓的高低與溶液中溶質(zhì)分子的物質(zhì)的量的多少有關(guān)，溶液中溶質(zhì)分子物質(zhì)的量越多，滲透壓越高，反之則越低。在比較兩種溶液滲透壓高低時(shí)以兩種溶液中的溶質(zhì)分子的物質(zhì)的量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。如果溶質(zhì)分子相同，也可以質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較。能夠通過(guò)滲透作用吸水的細(xì)胞一定是一個(gè)活細(xì)胞。

一個(gè)成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。驗(yàn)證通過(guò)滲透作用吸水或失水的最佳實(shí)例是質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)。一次施肥過(guò)多引起“燒苗”，是由于土壤溶液的濃度突然增高，導(dǎo)致植物的根細(xì)胞吸水發(fā)生困難或不能吸水。鹽堿地里大多數(shù)農(nóng)作物不能正常生長(zhǎng)的原因之一也是土壤溶液濃度過(guò)高。腌制的魚、肉等不易變質(zhì)，是由于高濃度的鹽溶液使細(xì)胞等微生物失水死亡。

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