《例析半透膜与选择透过性膜的差异性探究》

《例析半透膜与选择透过性膜的差异性》

张建尚/江苏

半透膜是指某些物质可以自由通过，而另一些物质则不能通过的多孔性薄膜，如玻璃纸、胶棉膜等。物质能否通过半透膜，一是取决于膜两侧的浓度差，即只能从高浓度的一侧向低浓度的一侧移动；二是取决于该物质颗粒直径的大小，即某物质颗粒直径只有小于半透膜的孔径才能自由通过，否则不能。选择透过性膜是具有生物活性的生物膜，这种膜可以让水分子自由通过，选择吸收的离子和小分子也可以通过，其它的离子和小分子和大分子物质则不能通过。物质通过选择透过性膜不仅与被运送物质的颗粒大小和膜两侧的浓度差有关，而且与该物质的极性和膜上的载体、提供的能量也密切相关。物质出入细胞膜不仅可以以自由扩散、协助扩散方式从高浓度的一边进入低浓度的一边，也可以根据生理需要以主动运输的方式从低浓度一边到高浓度一边有选择地吸收某些物质。

综上所述，半透膜与选择透过性膜的根本区别在于有无主动运输过程。选择透过性膜并不是典型的半透膜，因为它只是对各种物质的透性有差别。成熟的植物细胞一般都有大液泡，其液泡膜和细胞外的细胞膜都是选择透过性膜，它们与细胞内的细胞质一起组成的整个原生质层就是一层选择透过性膜，可以当作“半透膜”。

【例题】（2013•江苏卷•T27）右图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：

（1）漏斗内溶液（S 1）和漏斗外溶液（S 2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为△h，此时S 1和S 2浓度的大小关系为 。

（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 ，

两者在物质透过功能上的差异

是 。

（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。

实验材料：紫色洋葱。 实验器具：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号

笔等。

实验试剂：蒸馏水，0.3g/mL 的蔗糖溶液和与其等渗的KNO 3溶液，部分实验步骤和结果如下： ①选两套渗透装置，标上代号X 和Y 。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X 和Y 的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO 3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有 （填代号）

②选两片洁净的载玻片， ，在载玻片中央分别滴加 ，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。

③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO 3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是 。

（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 。

【解析】（1）因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故两者浓度关系仍是S 1>S 2（2）图中半透膜模拟成熟植物细胞的原生质层。半透膜只是利用孔径大小控制物质进出，而原生质层具有生物活性，是选择透过性膜，靠载体和能量控制物质出入，可以完成逆浓度梯度的主动运输（3）①蔗糖分子较大，不能通过半透膜，

膜两侧溶液浓度不会发生变化，所以装置Y 不会出现液面差。而KNO 3解离的K +和NO 3-能够通

过半透膜，使得膜两侧溶液浓度发生变化，所以装置X 会出现液面差②洋葱鳞片叶表皮细胞为成熟植物细胞，能够发生质壁分离和复原现象。用洋葱鳞片叶和蒸馏水制作临时装片，先观察洋葱表皮细胞的初始状态，以便与之后的实验进行对照③蔗糖分子不能透过原生质层，Ah S 1溶液 S 1溶液

半透膜

蔗糖溶液中的细胞质壁分离后不会自动复原，KNO3解离的K+和NO3-通过主动运输被细胞吸收，导致细胞液和外界溶液的浓度差被消除，从而发生质壁分离自动复原的现象。

【答案】（1）S1>S2（2）原生质层原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能（3）①X ②标号蒸馏水③质壁分离（4）KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原