渗透

渗透指水通过半透膜从高浓度区域向低浓度区域移动,趋向于使水的浓度相等。渗透是被动运输,意味着它不需要施加能量。导致渗透压的原因是膜两边的溶质浓度不同。

当渗透作用发生时,水从具有较低渗透压的膜的一侧移动到具有较高渗透压的膜的一侧。渗透作用的一个重要例子是液体溶剂分子穿过细胞膜进入溶质浓度较高的细胞。渗透作用是细胞生物化学的一个基本部分,但也有机械应用和用途。

半透膜上的渗透过程。蓝点代表驱动渗透梯度的粒子Zoom
半透膜上的渗透过程。蓝点代表驱动渗透梯度的粒子

这是一个关于渗透过程的三维计算机模拟的镜头。蓝色的网眼对大球是不透水的,但小球可以通过。所有的球都在跳动Zoom
这是一个关于渗透过程的三维计算机模拟的镜头。蓝色的网眼对大球是不透水的,但小球可以通过。所有的球都在跳动

低张性、等张性和高张性

每单位溶剂中的溶质可多可少。浓度较低的称为低张性。当两种溶液的浓度相等时,它们是等渗的。浓度较高的溶液为高张性溶液。当低张性溶液在细胞外,而高张性溶液在细胞内时,细胞会变得肿胀和扭曲。

不同溶液对血细胞的影响Zoom
不同溶液对血细胞的影响

不同环境下的植物细胞Zoom
不同环境下的植物细胞

细胞膜

细胞的质膜是半渗透性的,这意味着它允许某些分子进入或流出,它让小分子通过,但阻止大分子通过。膜也有端口或网关,让某些大分子通过。这就是主动运输,它使用能量,具有选择性。它是动物细胞的最外层覆盖物。它是由蛋白质和脂质组成的。例如:氧气和二氧化碳等气体的交换。

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  • 反向渗透

问题和答案

问:什么是渗透作用?
答:渗透作用是指溶剂(液体)分子通过膜,在没有外力的情况下,从一种溶液向另一种溶液移动。溶剂会向溶质浓度较高、溶剂浓度较低的一侧移动。

问:渗透作用是如何进行的?
答:渗透作用的工作原理是,膜具有选择性渗透性,允许溶剂通过,但不允许溶质通过。溶剂分子随机移动,因此两边的浓度变得更加相等。可以施加渗透压,使溶剂在膜上没有净移动。

问:哪些因素影响生物膜的渗透性?
答:生物膜的渗透性取决于溶解度、电荷或化学成分以及溶质的大小。

问:水分子是如何通过生物膜的?
答:水分子通过扩散穿过磷脂双分子层而穿过生物膜。

问:渗透作用在生命系统中起什么作用?
答:在生命系统中,渗透作用为水进入和离开细胞提供了途径,它通过在细胞内部和环境之间建立平衡来帮助维持细胞内的urgor压力。

问:摩尔浓度是如何影响渗透压的?
答:渗透压取决于溶质的摩尔浓度;浓度越高,需要更大的外部压力,才不会出现溶剂跨膜的净移动。

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