细胞吸水方式及质壁分离的解读

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（合肥一中 230061）

【摘要】高中教学中提到细胞有两种吸水方式，一种是渗透吸水，如动物细胞和成熟的具有大液泡的植物细胞；另一种是吸涨吸水，如不具有液泡的植物细胞吸水方式。植物细胞没有大液泡，就不能渗透吸水，动物没有大液泡，就能渗透吸水。很多教师和学生在教学过程中有极大的疑惑。另外，在教学过程中，许多老师和学生对细胞"质壁分离"也存在较大的误区，认为只有成熟的植物细胞才能发生"质壁分离"现象，未成熟的植物细胞和原核生物细胞等不能发生"质壁分离"现象。本文对细胞吸水和"质壁分离"做了必要的解释。

【关键词】渗透吸水；吸胀吸水；质壁分离

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089（2012）06-0281-01

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1动物细胞或原核生物细胞的吸水方式

动物细胞或原核生物细胞吸水方式主要是渗透吸水。所谓渗透吸水既是水分子通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的吸水方式。动物细胞或原核生物细胞的原生质是一种含水量超过80%的胶质溶液。将动物细胞或原核生物细胞放入不同浓度的外界水容易中，水分就会通过相当于半透膜的细胞膜，从低浓度一侧扩撒进入高浓度一侧。动物细胞或原核生物细胞主要就是靠这种渗透作用方式吸水维持生命活动的。

2植物细胞的吸水方式

植物细胞的吸水有两种方式，一是渗透吸水，二是吸胀吸水。

成熟植物细胞的吸水方式主要是渗透吸水。成熟植物细胞的液泡的体积占到了整个细胞体积的90%，构成了细胞内液体成分的主体，其内具有一定浓度的水溶液，称为细胞液。细胞膜、液泡膜和细胞质构成的原生质层已被挤压成为一薄层，相当于半透膜。成熟植物细胞主要靠液泡的渗透压吸水，如放入水中的植物叶片表现坚挺，放入水中的胡萝卜条长度变长等，这是由于植物细胞吸水，并且此时细胞所吸水份主要进入液泡。同样，成熟植物细胞的失水，如干旱或夏季中午时，植物萎蔫，叶片失水下垂，主要失去的是细胞液里面的水。因此成熟的植物细胞主要靠渗透吸水或失水。当然并不是说此时的吸水方式唯一就是渗透作用，细胞质内的胶质物质也可以靠吸涨吸水。

吸胀吸水是指依靠亲水性物质如淀粉、蛋白质和胶质等具有结合水的能力而吸水的一种方式，如滤纸具有的强吸水能力。对于未成熟细胞或干种子内，细胞放入低渗水溶液中吸水，吸水动力主要是细胞内淀粉和蛋白质等亲水性物质强吸水的能力，而不是靠细胞内外水溶液的浓度差。因此未成熟细胞或干种子细胞的主要是渗透吸水，当然也不能说吸胀吸水是细胞的唯一吸水方式，在细胞吸水过程中，渗透作用也逐渐加强。

值得一提的是，成熟的植物细胞，水分子通过原生质层进出细胞液，原生质层是相当于半透膜，构成原生质层一部分的细胞膜和液泡膜具有选择透过性的功能；在非成熟的植物细胞和种子细胞中，水分子通过细胞膜进出细胞，细胞膜相当于半透膜，也体现了细胞膜具有选择透过性的功能。

3质壁分离解读

所谓的"质壁分离"既是指细胞壁和细胞质相分离的现象。在高中课本中，利用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，在一定浓度的蔗糖溶液中，观察植物细胞的"质壁分离"和复原，从而达到学习细胞吸水和失水的方式以及物质跨膜运输的目的。这是一个非常科学的实验。但是由于教材没有对该实验作进一步的知识提升，导致相当多的师生在对"质壁分离"知识点的理解上存在一定的误区，认为只有成熟的具有大液泡的植物细胞才能发生"质壁分离"现象。

几乎所有的高中生物知识解读和复习资料中，提到动物细胞、原核生物细胞和未成熟的植物细胞不具有大液泡，因此无"质壁分离"现象。这是高中师生普遍存在的理解误区。"质壁分离"中的"壁"指的是细胞壁。成熟植物细胞由于细胞壁的伸缩性比原生质层（体）的伸缩性小得多，所以随着细胞失水过多而出现"质壁分离"现象。动物细胞无细胞壁结构，因此不会发生"质壁分离"现象。这些都是无可争议的。但未成熟的植物细胞也能在一定浓度的水溶液中发生吸水或失水现象，其原生质体体积就可以随着细胞的吸水或失水而增大或减小。对于未成熟的植物细胞，它们虽然无液泡结构，但其原生质体具有吸水或失水现象，又因有细胞壁，故将其置于高渗溶液中也会发生"质壁分离"现象。但相对于未成熟的植物细胞，成熟的植物细胞体积较大，失水能力较强，置于适当低的高渗溶液中就可发生"质壁分离"现象，"质壁分离"现象较为明显而已。

与未成熟植物细胞类似，原核生物细胞（除无细胞壁的支原体等外）、真菌和蓝藻等细胞都可发生"质壁分离"现象[1]。但具有区别的是，在成熟的植物细胞失水发生"质壁分离"试验中，细胞的原生质层相当于半透膜；而在未成熟的植物细胞等"质壁分离"过程中，其细胞膜相当于半透膜。

参考文献

[1] 沈萍，微生物学，2004，P：38