半透膜与选择透过性膜

半透膜与选择透过性膜

杨新而

高中生物课本“绿色植物水分代谢”这一节中，讲到渗透作用是水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。典型的渗透装置必须具备两个条件：一是具有半透膜；二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。而本节内容讲的是绿色植物细胞主要通过渗透作用从外界吸收水分，当水分进入细胞时，人必须通过细胞壁和原生质层，细胞壁是全透性的，原生质层由于细胞膜和液泡膜是选择透过性膜，因此可以看作一层选择透过性膜。这里，学生往往造成概念错误，把选择透过性膜当作半透膜。事实上，两者之间是有区别的。

渗透作用原先是一种物理和化学现象。中国中学教学百科全书中对半透膜有具体解释。化学中的半透膜是指：只允许某种混和物中的一些物质透过，而不容许另外一些物质透过的薄膜。如膀胱膜、动植物细胞的细胞膜；物理中的半透膜是指：只允许某种混和物(溶液、混和气体)中的一些物质透过，而不允许另一些物质透过的薄膜。例如动物的膀胱、动植物细胞膜；生物上的半透膜是指：只让溶剂分子透过而不让溶质分子透过的薄膜。如膀胱膜等。从上述概念中可以看出，半透膜是指只允许某些分子(或离子)透过而不让别的分子(或离子)透过的膜。植物生理学中通过杜南氏平衡不消耗能量使某种离子在细胞内累积的现象是用半透膜理论来解释的。由于植物细胞的质膜是一个半透膜，细胞内含有一些大分子带电化合物(如蛋白质)，这些蛋白质带负电而又不能向细胞外扩散，但它可与一些阳离子形成盐(如K+)，当这种细胞放于KCl溶液中，如果细胞内没有Cl-，则Cl-进入细胞内，同时K+也跟着进入细胞内以保持细胞内外一定的电位差，最后达平衡时细胞内的K+远远高于细胞外。细胞膜选择透性是由于膜上具有一些吸收与运输物质的载体。一般认为这种载体是蛋白质大分子，它有专门运送物质的功能，象酶一样，故称运输酶或称透过酶。因不同植物细胞膜含有不同类型透过酶，同一细胞膜上对不同物质的透过酶性质不同，数量也不同，甚至对同一种盐类的阳离子与阴离子的透过酶也不同，因而表现了细胞膜的高度选择性。细胞通过选择透性膜吸收物质时需要消耗能量，故称为主动吸收。细胞死亡时膜便失去选择透性，成为全透性。由此可见半透性膜与选择透性膜是两个明显不同的概念。