与渗透作用有关的疑难解析

与渗透作用有关的疑难解析
邓远源（江西省遂川中学343900）
一．教材叙述“水分子从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散”是否与自由扩散相矛盾？
答：并不矛盾。

自由扩散是指物质分子（包括所有分子）从高浓度溶液向低浓度溶液的扩散，而渗透作用中所指的是“水分子低浓度溶液向高浓度溶液的扩散”，其浓度高低是就溶质分子而言，低浓度水溶液中，水分子浓度高，即水势高，高浓度水溶液中，水分子浓度低，即水势低。

所以渗透作用仍然属于自由扩散。

教材没有提及“水势”这一概念，所以在理解上有一点难度。

二．教材对“渗透作用”是这样定义的：这种水分子或其它溶剂分子通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用。

这里说的“浓度”到底是质量百分比浓度还摩尔浓度？请指教。

答：教材《演示实验》出现“水分子为什么能够通过半透膜溶液向漏斗内的蔗糖进行扩散”现象是这样解释的：由于单位体积清水中的水分子数比单位体积蔗糖溶液中的水分子数多，所以在单位时间内，水分子由烧杯通过半透膜进入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗内进入烧杯的数量，因此，漏斗管内的液面上升了。

可见，此定义中的“浓度”特指摩尔浓度。

三、教材“渗透作用”演示实验中，该装置始终具备产生渗透作用的两个条件（即具有半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差），漏斗管内的液面为什么不会持续上升？另外处于清水中的成熟植物细胞也始终具备产生渗透作用的两个条件，为什么不能无限吸水？
答：（1）当漏斗管内的液面上升时，液柱将会产生静水压，并压强不断增大，静水压越大，压迫水分子从漏斗内向烧杯中移动的速度越快，膜内外水分子进出速度越来越接近，当达到平衡时，漏斗管内的液面便停止上升，所以漏斗管内的液面上升到一定高度就停止。

（2）处于清水中的植物细胞开始不断吸水，液泡中的细胞液增加，液泡体积变大，原生质层向外扩张，细胞膨胀。

但植物细胞的细胞壁伸缩性很小，不能随细胞的膨胀而不断扩大。

此时原生质层对细胞壁产生向外的压力，称为膨压。

细胞壁对原生质层有一个反作用力，称为压力势，压力势的存在阻碍对水分的吸收，当压力势等于膨压势，细胞不再吸水了，如果没有细胞壁的存在，放在清水中的细胞会胀破死亡。

四．在一个U型管中，中间有半透膜，两边分别放有等体积的葡萄糖与蔗糖。

请问当两边液体等质量分数时液面怎么变，当等物质的量浓度时又该怎么变？
答：①“当两边液体等质量分数时”，由于蔗糖的相对分子质量几乎是葡萄糖的二倍，相同质量的葡萄糖与蔗糖，在相同体积的情况下，葡萄糖的物质的量浓度＞蔗糖的物质的量浓度。

如果葡萄糖能够通过半透膜（通常能够），则开始时蔗糖溶液中的水分子通过半透膜向葡萄糖溶液一侧通过移动，直到因两侧物质的量浓度差所产生的渗透压与葡萄糖溶液侧高出的液柱所产生的压强相等时处于暂时平衡；但又由于葡萄糖分子能够通过半透膜，当水分子在向葡萄糖溶液侧移动的同时，葡萄糖分子也在向蔗糖溶液侧移动，直到两侧物质的量浓度相等时，两侧的液面平衡。

即：起初葡萄糖溶液侧液面上升，后来液面又下降直到平衡。

②“当等物质的量浓度时”，半透膜两侧水分的进出处于动态平衡，液面平齐。

说明，这种题要从分子浓度（即物质的量浓度）加以分析。

五．蔗糖在观察植物细胞的质壁分离实验时，因为蔗糖不能进入细胞所以发生质壁分离，但在植物组织培养时，又要用蔗糖作为营养物质，供细胞利用，请问这怎么理解？
答：“蔗糖分子”不能通过通过选择透过性膜，故可用一定浓度的蔗糖溶液来观察植物细胞的质壁分离实验。

而进行动物、植物细胞培养时，培养基中的“蔗糖”是经过降解成葡萄糖和果糖后才被利用的，降解蔗糖所需酶应该由相应细胞合成和分泌。

六．为了验证成熟的植物细胞通过渗透作用吸水，通常选择紫色洋葱鳞叶片为材料，为什么不选用黑藻叶片?
答：黑藻叶片无有色液泡，液泡变化不明显。

七．原核生物会不会发生质壁分离？
答：原核生物不会发生质壁分离。

因为：“质壁分离”的内因：要有细胞壁、大液泡和一定的细胞液浓度；“质壁分离”的外因：就是外界溶液的浓度＞细胞液的浓度；相当多“原核生物”虽然有细胞壁，但通常无大液泡。