关于渗透作用的理解

试题研究：刚刚考过的浙江选考试题第14题，教师之间存在不同的观点，有些老师认为这个试题是错误的，那么，这个试题到底有没有问题？需要对渗透作用的概念厘清。

老师们对渗透作用的理解存在两种不同的观点：一种是只要在半透膜两侧存在浓度差就会出现渗透作用；另一种是只要有水进出半透膜，就存在渗透作用。对渗透作用的理解哪种是正确的？有些老师认为渗透作用和渗透现象是不一样的。

试题：将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下（箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子出入的多少）。下列叙述正确的是

甲

乙

丙

A．一段时间后，甲细胞会发生质壁分离

B．能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞

C．光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出

D．若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中，甲细胞先破裂

答案：B

解析：动物细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离，光学显微镜下观察不到乙细胞有水分子的进出，若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中，应该同时破裂。发生渗透作用的条件之一要有浓度差，所以是甲细胞和丙细胞发生渗透作用。

从以下资料的分析来看，支持第一种观点，也就是试题没有问题。

渗透作用（osmosis）是水分依水势梯度而移动。也即是水流通过膜的方向和速度不只是决定于水的浓度梯度或压力梯度，而是决定于这两种驱动力的和。渗透是指溶剂分子通过半透膜而移动的现象。

一、浙科版的教材有这样的表述（必修1P53）

二、潘瑞炽主编《植物生物学》（第七版 P10-13）

在一个渗透系统中，水的移动方向决定于半透膜两边溶液的水势高低。水势高的溶液中的水，流向水势低的溶液。

水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象，称为渗透作用。

三、《中学生物教学》互动稿（2010年12期P61-62）

倾向于第一种理解。膜两侧有浓度差时的渗透为渗透作用。 渗透系统，渗透装置，渗透作用，渗透都与半透膜和浓度差相关，在系统或装置中发生作用，可能看到宏观的现象。水分子的运动是绝对的，半透膜两侧的水分子对等运动时，达到平衡状态，不称为渗透作用为好。

四、综合专业资料

1．渗透作用必须具备的的两个条件：①半透膜；②半透膜两侧有浓度差。

2．表现出水分子的移动方向：浓度低→浓度高（顺着水分子的相对含量的梯度）

3．原理：

（1）渗透压

π=cRT，其

中c为溶液中溶质的浓度，R是气体常数，T为热力学温度。由公式可以看出，渗透压只与单位体积中溶质的分子或离子个数有关，而与其大小无关，比如0.3mol/L的葡萄糖溶液与0.3mol/L蔗糖溶液的渗透压是相同的，而0.3mol/L的氯化钠溶液的渗透压约是0.3mol/L的葡萄糖溶液的渗透压的两倍。

（2）浓度

浓度高的溶液渗透压大，浓度低的溶液渗透压小，水分子由渗透压低的地方往渗透压高的方向移动。

（3）水势

水势是推动水分移动的强度因素。可通俗地理解为水移动的趋势。水总是由高水势处自发流向低水势处，直到两处水势相等为止。任何含水体系的水势，要受到能改变水自由能的诸因素（如溶质、压力等）的影响，使体系的水势有所增减。例如溶于水的溶质能降低体系的自由能，使水势降低。纯水的水势被规定：在标准状况下（在一个大气压下，与体系同温度时）为零。这里说的纯水是指不以任何方式（物理或化学）与其他物质结合的纯的自由水。它无牵无挂"所含自由能最高，所以纯水的水势最高。当纯水中溶有任何物质时，由于溶质（分子或离子）与水分子相互作用，消耗了部分自由能，所以任何溶液的水势比纯水低。溶液的溶质越多，溶液的水势越低。