细胞是如何获得氧气的(我们的细胞是如何吸收水分的)

细胞是如何获得氧气的(我们的细胞是如何吸收水分的)(1)

细胞的含水量很高,大约85%—90%,极端的情况像海洋里的水母,含水量竟然高达97%, 想象一下仅有3%的干物质就可以构成生命,是不是太神奇了!我们又一次深刻理解了没有水就没有生命这句话的深刻含义。

那我们的细胞是如何吸收水分的呢?

首先我们想一想水往低处流是什么原理呢?

其实很简单,水是流体,可以任意改变形状,同时水受重力(地心引力)作用,所以高处的水自然流向低处,直到水面相平为止,所以静水的水面一定是平的,这就是所谓的“水平”。

细胞吸水的原理与此相关,看下面的实验:

细胞是如何获得氧气的(我们的细胞是如何吸收水分的)(2)

(a)漏斗口扎的是允许水分子自由通过,而较大的蔗糖分子不能通过的半透膜,漏斗内是一定浓度的蔗糖溶液,烧杯内是清水。

(b)一段时间后,漏斗内液面上升了h并静止

(c)我们通过外加压力使液面不上升,也就是保持与初始时(a)内外液面相平的状态。

分析:(b)的结果表明烧杯中水通过半透膜进入漏斗的蔗糖溶液中,而不是相反,该过程被称为渗透作用,据此还可以得到 : 渗透作用发生需要半透膜和浓度差两个条件,水分的渗透方向是由低浓度溶液(水分子浓度高)到高浓度溶液((水分子浓度低),我们把(c)作用在液面上的压强称为该蔗糖溶液的渗透压。很显然一个溶液的渗透压大小与其浓度(溶质微粒数量)是正相关的。

结论:细胞膜相当于实验中的半透膜,水分可以通过渗透作用进出细胞,直至内外渗透压平衡为止。

细胞是如何获得氧气的(我们的细胞是如何吸收水分的)(3)

当红细胞置于低渗溶液(渗透压比自身细胞内液低)时,水分渗入细胞,细胞会膨胀甚至胀破(a); 当红细胞置于等渗溶液(生理盐水或1%的葡萄糖溶液)中,红细胞水分进出平衡,体积不变(b); 红细胞置于高渗溶液时(渗透压比自身高),细胞失水,体积皱缩(c)。

很显然,生活细胞体积超过限度的收缩或膨胀,都会造成细胞内部结构的破坏,严重影响细胞功能。

渗透压和渗透作用在我们生活中随处可见,现举几例

1.海鱼无法在淡水中饲养,反之亦然。

2.人无法通过饮海水来解渴。

3.施肥过多会导致植物烧苗。

4.点滴时配药时为什么不可以随意改变盐水或糖水浓度。

5.高浓度的盐水或糖水为什么可以保鲜。

6.糖尿病人用透析膜实质就是半透膜。

7.加压反渗透可以实现海水净化,得到淡水。

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