備課素材：滲透、滲透作用和滲透壓 高一上學(xué)期生物人教版必修1

滲透、滲透作用和滲透壓2019版高中生物學(xué)必修一介紹了滲透現(xiàn)象與滲透作用：試題中也經(jīng)常會出現(xiàn)滲透有關(guān)的試題，教材中也有類似的試題，在教學(xué)中也是應(yīng)該引起重視的知識點，滲透作用有關(guān)的試題，得分率不高。因為涉及滲透壓和靜水壓的問題，屬于物理流體力學(xué)范疇，學(xué)生理解起來有一定的難度。

那么，什么是滲透？什么是滲透作用？滲透和滲透作用有什么關(guān)系？

對滲透作用的理解存在兩種不同的觀點：一種是只要在半透膜兩側(cè)存在濃度差就會出現(xiàn)滲透作用；另一種是只要有水進出半透膜，就存在滲透作用。對滲透作用的理解哪種是正確的？且看考試真題（有老師認(rèn)為此題有錯誤）。將家兔紅細胞置于不同濃度的溶液中，水分子的跨膜運輸示意圖如下（箭頭方向表示水分子的進出，箭頭粗細表示水分子出入的多少）。下列敘述正確的是（

）

甲

乙

丙A．一段時間后，甲細胞會發(fā)生質(zhì)壁分離B．能發(fā)生滲透作用的是甲細胞和丙細胞C．光學(xué)顯微鏡下可觀察到乙細胞有水分子的進出D．若將甲、乙和丙細胞同時分別置于蒸餾水中，甲細胞先破裂解析：動物細胞沒有細胞壁，不會發(fā)生質(zhì)壁分離，光學(xué)顯微鏡下觀察不到乙細胞有水分子的進出，若將甲、乙和丙細胞同時分別置于蒸餾水中，應(yīng)該同時破裂。發(fā)生滲透作用的條件之一要有濃度差，所以是甲細胞和丙細胞發(fā)生滲透作用。故選B。從以下資料的分析來看，支持第一種觀點，也就是試題沒有問題。滲透作用（osmosis）是水分依水勢梯度而移動。也即是水流通過膜的方向和速度不只是決定于水的濃度梯度或壓力梯度，而是決定于這兩種驅(qū)動力的和。滲透是指溶劑分子通過半透膜而移動的現(xiàn)象。

潘瑞熾主編《植物生物學(xué)》（第七版

P10-13）：在一個滲透系統(tǒng)中，水的移動方向決定于半透膜兩邊溶液的水勢高低。水勢高的溶液中的水，流向水勢低的溶液。水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象，稱為滲透作用?！吨袑W(xué)生物教學(xué)》互動稿（2010年12期P61-62）：膜兩側(cè)有濃度差時的滲透為滲透作用。

滲透系統(tǒng)，滲透裝置，滲透作用，滲透都與半透膜和濃度差相關(guān)，在系統(tǒng)或裝置中發(fā)生作用，可能看到宏觀的現(xiàn)象。水分子的運動是絕對的，半透膜兩側(cè)的水分子對等運動時，達到平衡狀態(tài)，不稱為滲透作用為好。綜合專業(yè)資料：（1）滲透作用必須具備的的兩個條件：①半透膜；②半透膜兩側(cè)有濃度差。（2）表現(xiàn)出水分子的移動方向：濃度低→濃度高（順著水分子的相對含量的梯度）。原理：①滲透壓π=cRT，其中c為溶液中溶質(zhì)的濃度，R是氣體常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度。由公式可以看出，滲透壓只與單位體積中溶質(zhì)的分子或離子個數(shù)有關(guān)，而與其大小無關(guān)，比如0.3mol/L的葡萄糖溶液與0.3mol/L蔗糖溶液的滲透壓是相同的，而0.3mol/L的氯化鈉溶液的滲透壓約是0.3mol/L的葡萄糖溶液的滲透壓的兩倍。②濃度濃度高的溶液滲透壓大，濃度低的溶液滲透壓小，水分子由滲透壓低的地方往滲透壓高的方向移動。③水勢水勢是推動水分移動的強度因素?？赏ㄋ椎乩斫鉃樗苿拥内厔荨Ｋ偸怯筛咚畡萏幾园l(fā)流向低水勢處，直到兩處水勢相等為止。任何含水體系的水勢，要受到能改變水自由能的諸因素（如溶質(zhì)、壓力等）的影響，使體系的水勢有所增減。例如，溶于水的溶質(zhì)能降低體系的自由能，使水勢降低。純水的水勢被規(guī)定：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（在一個大氣壓下，與體系同溫度時）為零。這里說的純水是指不以任何方式（物理或化學(xué)）與其他物質(zhì)結(jié)合的純的自由水。它無牽無掛"所含自由能最高，所以純水的水勢最高。當(dāng)純水中溶有任何物質(zhì)時，由于溶質(zhì)（分子或離子）與水分子相互作用，消耗了部分自由能，所以任何溶液的水勢比純水低。溶液的溶質(zhì)越多，溶液的水勢越低。滲透作用原理示意圖在做題時，經(jīng)常會碰到滲透壓這個名詞，很多學(xué)生不知道它的真正意思，其實這應(yīng)該是一個物理概念。由于我們教學(xué)中涉及到的都是溶液，所以我們說的滲透壓是溶液滲透壓，我在教學(xué)中經(jīng)常讓學(xué)生用濃度來理解，其實，還是有必要讓學(xué)生知道這個概念的真正含義。溶液滲透壓：在半透膜將純液體與含有溶質(zhì)的液體分開情況下，純液體的化學(xué)勢高于含有溶質(zhì)的溶液的化學(xué)勢，而物質(zhì)移動規(guī)律是從化學(xué)勢高移動到化學(xué)勢低的，因此溶劑分子經(jīng)半透膜移向另外一邊的溶液。如果在溶液的上方施加一個壓力，其大小恰好使兩邊液體保持平衡，這個壓力產(chǎn)生的壓強數(shù)值就是該溶液在該濃度下的滲透壓（osmoticpressure）。簡單地說，是指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力。定性理解滲透壓就是溶液濃度越大，滲透壓越大。溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目：溶質(zhì)微粒越多，即溶液濃度越高，對水的吸引力越大，溶液滲透壓越高；反過來，溶質(zhì)微粒越少，即與無機鹽、蛋白質(zhì)的含量有關(guān)。細胞外液滲透壓：在組成細胞外液的各種無機鹽離子中，含量上占有明顯優(yōu)勢的是Na+和Cl-，細胞外液滲透壓的90%以上來源于Na+和Cl-。血漿滲透壓：血漿滲透壓有兩部分構(gòu)成：一部分是血漿中的無機鹽、葡萄糖、尿素等小分子晶體物質(zhì)形成的血漿晶體滲透壓；另一部分是血漿蛋白等大分子物質(zhì)所形成的血漿膠體滲透壓。由于血漿中小分子晶體物質(zhì)非常多，因此血漿滲透壓主要是晶體滲透壓。在37℃時，人的血漿滲透壓約為770kPa，相當(dāng)于細胞內(nèi)液的滲透壓。例1、下圖中，A、B、C為半透膜制成等體積的透析袋，分別裝有等體積的甲、乙、丙溶液。已知溶液濃度高低依次為甲＞乙＞丙。一段時間后小玻璃管中的液面不再變化，此時，A、B、C透

析袋中的溶液濃度高低依次是（

）A．A＞B＞C

B．A＝B＝C

C．A＜B＜C

D．無法判斷解析：由于濃度甲＞乙＞丙，外面是清水，滲透吸水，A、B、C內(nèi)的液面上升，液面差△A＞△B＞△C，靜水壓△A＞△B＞△C（方向向下），一段時間后，液面不再改變時，靜水壓＝滲透壓，滲透壓A＞B＞C（方向向上），所以濃度差由高到低，A正確。故選A。例2、下圖中E、F、G為3個用半透膜制成的透析袋，E中裝有溶液甲，F(xiàn)和G中裝有溶液乙。E、F、G三個透析袋的上端分別與口徑相同的小玻璃管e、f、g連接。E和F體積相同，G體積較大，三者置于盛有溶液丙的大容器內(nèi)。起初3個小玻璃管內(nèi)的液面高度相同。已知3種溶液的濃度高低順序為溶液甲＜溶液乙＜溶液丙。請回答：1小時后，右圖中能顯示f管和g管內(nèi)液面變化的是哪組曲線？（

）解析：根據(jù)題意，三種溶液的濃度高低順序為溶液丙＞溶液乙＞溶液甲。那么溶液水勢高低順序為溶液甲＞溶液乙＞溶液丙。對于E、F、G三個小袋來說，半透膜外側(cè)溶液濃度都大于半透膜內(nèi)側(cè)溶液濃度，三個小袋都會通過滲透作用向外散失水分，因此，e、f、g三支小玻璃管內(nèi)的液面都會下降。