３２生物学通报２００５年第４０卷第１２期
渗透作用概念分析
游隆信
１
（浙江省松阳县第一中学
浙江松阳
３２３４００
）
概念的内涵
高中生物学教材中对渗透作用的定义是［１］：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度
・・・・・・・
溶液的扩散，叫做渗透作用（着重号为概念的精髓）。渗
・・
透作用的产生必须具备两个基本条件：①具有半透膜；②半透膜两侧溶液具有浓度差。对上述概念和条件应注意如下两个问题：一是在前用“扩散”“低浓度溶液向高浓度溶液”加以修饰，学生常常会把溶液浓度作为判断是否发生渗透作用的标准，即如果两种溶液之间没有浓度差就不会发生渗透作用，事实上浓度相同而溶质不同的
・・・・・・・・・・
两种溶液也能发生渗透作用；二是教材只在植物的水分・・・・・・・・・・・・
代谢中叙述了渗透作用，学生往往认为只有成熟的植物细胞才能发生渗透作用，其实包括动物细胞、植物细胞、细菌细胞等在内的活体生物细胞都具有渗透作用。因为渗透作用就是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散［２］，如水分子从其高浓度（水分子的浓度）一侧穿过膜进入低浓度一侧，也就是判断渗透作用发生的基本条件之一的本质上应该是指水分子（或其他溶剂分“浓度差”
・・・・・・
子）的“浓度差”，而不应该是溶液的浓度差。・・・・
２试题类型及分析
判断两种溶液之间是否发生渗透作用，应从渗透作用概念的本质入手，即在有半透膜的前提下，若存在溶剂分子（包括水分子）的浓度差，即可发生渗透作用。
２．１类型１：半透膜两侧溶液的浓度不同此时只需依据溶液浓度的高低即可直接判断渗透作用的方向。
例１，在Ｕ形管中部ｃ处装有半透膜（图１），在ａ侧加入细胞色素Ｃ（分子量为１．３×１０７的蛋白质）水溶液（红色），ｂ侧加入清水，并使ａ、ｂ两侧液面高度一致。经一段时间后，结果将是（）。
Ａ．ａ、ｂ液面一致，ｂ侧无色
Ｂ．ａ、ｂ液面一致，ｂ侧红色Ｃ．ａ液面低于ｂ，ｂ侧红色Ｄ．ａ液面高于ｂ，ｂ侧无色
解析：由于细胞色素Ｃ无法通过半透膜，单位体积ａ侧溶液水分子小于ｂ侧，因此，ｂ侧水分子进入ａ侧多于ａ侧水分子进入ｂ侧，ａ侧液面高于ｂ，ｂ仍为无色。答案：Ｄ。
例２，如图２所示，Ｕ形管中装有等量但不同浓度
浅表的蔗糖溶液，底部被半透膜Ｘ隔开，颜色的深、
示浓度的高、低。则当Ｕ形管内达到平衡时的状态为（）。
解析：同种溶质溶液，浓度高的单位体积水分子少，浓度低的单位体积水分子多，故总体上水分子的运动方向为左→右。但Ｕ形管左、右的蔗糖溶液浓度不可能相等，因为右侧水柱上升时会对半透膜产生静水压，会抵抗水分子从左侧透入，当左、右水分子对半透膜的压力相等时，渗透作用即平衡，此时右侧蔗糖溶液浓度大于左侧蔗糖液浓度。答案：Ｂ。
２．２类型２：半透膜两侧溶液的浓度相同这里的浓度相同是指溶质不同的情况，此时，需要由百分比浓度推导摩尔浓度，再判断渗透作用的方向。
例３，如图３在Ｕ形管中部ｃ处装有半透膜，ａ侧和ｂ侧分别放入相同体积的１０％的葡萄糖溶液和蔗糖溶液（葡萄糖和蔗糖均不能透过半透膜）。一段时间后，结果将（）。
Ａ．水分子从ａ侧移向ｂ侧的速度大于ｂ侧移向ａ侧的速度，ａ侧液面高于ｂ侧
Ｂ．水分子从ａ侧移向ｂ侧的速度小于ｂ侧移向ａ侧的速度，ａ侧液面高于ｂ侧
Ｃ．水分子从ａ侧移向ｂ侧的速度等于ｂ侧移向ａ侧的速度，ａ侧液面和ｂ侧等高
Ｄ．水分子既不从ａ侧移向ｂ侧，也不从ｂ侧移向ａ侧，ａ侧液面和ｂ侧等高
解析：由于质量分数相同，同体积的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，葡萄糖的摩尔数大于蔗糖的摩尔数，即葡萄糖溶液的摩尔浓度大于蔗糖溶液的摩尔浓度，因此，单位体积中葡萄糖溶液中的水分子少于蔗糖溶液中的水分子，水分子总的运动方向为ｂ→ａ，葡萄糖溶液量增加。答案：Ｂ。
例４，如图４在Ｕ形管中部ｃ处装有半透膜，甲侧和乙侧分别放入相同体积的１０％的葡萄糖溶液和蔗糖溶液（长时间放置时水分子和葡萄糖能透过半透膜，蔗糖分子不能透过半透膜）。一段时间后，结果将（）。
Ａ．甲高于乙Ｂ．乙高于甲
Ｃ．先甲高于乙，后乙高于甲Ｄ．先甲低于乙，后乙高于甲
解析：初始时水分子运动方向为乙→甲，甲液面高于乙（解释见例２）。接着，由于蔗糖分子不能透过半透膜，而葡萄糖分子能透过半透膜，因此，葡萄糖分子从甲→乙，使乙中溶液浓度大于甲，水分子又从甲→乙，乙液面高于甲。答案：Ｃ。
参考文献
１
陈阅增．普通生物学．北京：高等教育出版社．１９９７：５１．
（ＢＺ）
３２生物学通报２００５年第４０卷第１２期
渗透作用概念分析
游隆信
１
（浙江省松阳县第一中学
浙江松阳
３２３４００
）
概念的内涵
高中生物学教材中对渗透作用的定义是［１］：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度
・・・・・・・
溶液的扩散，叫做渗透作用（着重号为概念的精髓）。渗
・・
透作用的产生必须具备两个基本条件：①具有半透膜；②半透膜两侧溶液具有浓度差。对上述概念和条件应注意如下两个问题：一是在前用“扩散”“低浓度溶液向高浓度溶液”加以修饰，学生常常会把溶液浓度作为判断是否发生渗透作用的标准，即如果两种溶液之间没有浓度差就不会发生渗透作用，事实上浓度相同而溶质不同的
・・・・・・・・・・
两种溶液也能发生渗透作用；二是教材只在植物的水分・・・・・・・・・・・・
代谢中叙述了渗透作用，学生往往认为只有成熟的植物细胞才能发生渗透作用，其实包括动物细胞、植物细胞、细菌细胞等在内的活体生物细胞都具有渗透作用。因为渗透作用就是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散［２］，如水分子从其高浓度（水分子的浓度）一侧穿过膜进入低浓度一侧，也就是判断渗透作用发生的基本条件之一的本质上应该是指水分子（或其他溶剂分“浓度差”
・・・・・・
子）的“浓度差”，而不应该是溶液的浓度差。・・・・
２试题类型及分析
判断两种溶液之间是否发生渗透作用，应从渗透作用概念的本质入手，即在有半透膜的前提下，若存在溶剂分子（包括水分子）的浓度差，即可发生渗透作用。
２．１类型１：半透膜两侧溶液的浓度不同此时只需依据溶液浓度的高低即可直接判断渗透作用的方向。
例１，在Ｕ形管中部ｃ处装有半透膜（图１），在ａ侧加入细胞色素Ｃ（分子量为１．３×１０７的蛋白质）水溶液（红色），ｂ侧加入清水，并使ａ、ｂ两侧液面高度一致。经一段时间后，结果将是（）。
Ａ．ａ、ｂ液面一致，ｂ侧无色
Ｂ．ａ、ｂ液面一致，ｂ侧红色Ｃ．ａ液面低于ｂ，ｂ侧红色Ｄ．ａ液面高于ｂ，ｂ侧无色
解析：由于细胞色素Ｃ无法通过半透膜，单位体积ａ侧溶液水分子小于ｂ侧，因此，ｂ侧水分子进入ａ侧多于ａ侧水分子进入ｂ侧，ａ侧液面高于ｂ，ｂ仍为无色。答案：Ｄ。
例２，如图２所示，Ｕ形管中装有等量但不同浓度
浅表的蔗糖溶液，底部被半透膜Ｘ隔开，颜色的深、
示浓度的高、低。则当Ｕ形管内达到平衡时的状态为（）。
解析：同种溶质溶液，浓度高的单位体积水分子少，浓度低的单位体积水分子多，故总体上水分子的运动方向为左→右。但Ｕ形管左、右的蔗糖溶液浓度不可能相等，因为右侧水柱上升时会对半透膜产生静水压，会抵抗水分子从左侧透入，当左、右水分子对半透膜的压力相等时，渗透作用即平衡，此时右侧蔗糖溶液浓度大于左侧蔗糖液浓度。答案：Ｂ。
２．２类型２：半透膜两侧溶液的浓度相同这里的浓度相同是指溶质不同的情况，此时，需要由百分比浓度推导摩尔浓度，再判断渗透作用的方向。
例３，如图３在Ｕ形管中部ｃ处装有半透膜，ａ侧和ｂ侧分别放入相同体积的１０％的葡萄糖溶液和蔗糖溶液（葡萄糖和蔗糖均不能透过半透膜）。一段时间后，结果将（）。
Ａ．水分子从ａ侧移向ｂ侧的速度大于ｂ侧移向ａ侧的速度，ａ侧液面高于ｂ侧
Ｂ．水分子从ａ侧移向ｂ侧的速度小于ｂ侧移向ａ侧的速度，ａ侧液面高于ｂ侧
Ｃ．水分子从ａ侧移向ｂ侧的速度等于ｂ侧移向ａ侧的速度，ａ侧液面和ｂ侧等高
Ｄ．水分子既不从ａ侧移向ｂ侧，也不从ｂ侧移向ａ侧，ａ侧液面和ｂ侧等高
解析：由于质量分数相同，同体积的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，葡萄糖的摩尔数大于蔗糖的摩尔数，即葡萄糖溶液的摩尔浓度大于蔗糖溶液的摩尔浓度，因此，单位体积中葡萄糖溶液中的水分子少于蔗糖溶液中的水分子，水分子总的运动方向为ｂ→ａ，葡萄糖溶液量增加。答案：Ｂ。
例４，如图４在Ｕ形管中部ｃ处装有半透膜，甲侧和乙侧分别放入相同体积的１０％的葡萄糖溶液和蔗糖溶液（长时间放置时水分子和葡萄糖能透过半透膜，蔗糖分子不能透过半透膜）。一段时间后，结果将（）。
Ａ．甲高于乙Ｂ．乙高于甲
Ｃ．先甲高于乙，后乙高于甲Ｄ．先甲低于乙，后乙高于甲
解析：初始时水分子运动方向为乙→甲，甲液面高于乙（解释见例２）。接着，由于蔗糖分子不能透过半透膜，而葡萄糖分子能透过半透膜，因此，葡萄糖分子从甲→乙，使乙中溶液浓度大于甲，水分子又从甲→乙，乙液面高于甲。答案：Ｃ。
参考文献
１
陈阅增．普通生物学．北京：高等教育出版社．１９９７：５１．
（ＢＺ）