生活与科学:奇妙的渗透作用(组图)

发布 : 2025-3-03  来源 : 明报新闻网


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(图一)






黄泽蕾博士


【明报专讯】想像一下,鸡蛋在你眼前变大又变小,然而这不是魔法,是生物学中的神奇现象——渗透作用!渗透作用是生物学的基本理论,日常生活不少现象都与此有关,例如植物汲取水分、脱水水果等。

香港青年科学院院士、香港大学李嘉诚医学院助理院长及病理学系副教授黄泽蕾博士以「鸡蛋实验」揭示渗透作用的奥秘。

■实验材料

˙两只生鸡蛋

˙醋

˙糖浆/浓缩糖水溶液

˙清水杯

˙两个透明容器

■实验步骤

1.将两只生鸡蛋放入容器,倒入醋,盖过鸡蛋

2.待48小时,其间蛋壳会逐渐溶解,最终留下一层薄膜

3.从醋中取出鸡蛋,并用清水轻辗x??洗

4.准备两个容器,其中一个容器倒入糖浆或浓缩糖水溶液,另一个容器倒入清水

5.将两只鸡蛋分别放入两个容器内,完全浸没在液体中。放置数小时或过夜

6.糖浆中的鸡蛋逐渐缩细(图一下),清水的鸡蛋则会膨账(图一上),这就是神奇的渗透作用

■解说鸡蛋糖水渗透作用实验

渗透作用(Osmosis)是一种生物过程,由「浓度梯度」(即两侧溶液间的浓度差别)所带动。简单而言,渗透作用是指溶剂(solvent)通过薄膜,从水分子较多,即溶质(solute)较少的地方移动到水分子较少(即溶质较多)的地方的过程,以维持细胞内外溶质的浓度平衡。

实验中,当我们把鸡蛋放入糖浆或糖水溶液,鸡蛋开始收缩,体积变小!因为溶液中的溶质浓度高于鸡蛋内的浓度,令水分通过渗透作用从鸡蛋内部流出,令鸡蛋变小;另一边厢,清水中的鸡蛋膨胀变大,由于水的溶质浓度低过鸡蛋内的浓度,令外部的水通过渗透作用进入鸡蛋内部。

黄博士解释,渗透作用在生物界的应用非常广泛,例如植物根部从土壤中汲取水分和养分,根细胞内的溶质浓度高于土壤中水分,形成「浓度梯度」,土壤中的水渗透到植物内部,这个过程有助植物维持饱满,支撑植物内部结构及运输营养。

还有脱水水果,把水果放入溶质浓度较高的溶液,例如糖或盐的溶液,水分就会从水果细胞中流走,产生脱水效果,这有助抑制微生物生长,延长水果的保质期。

身体中,渗透作用扮演?重要的角色,尤其是红血球和血浆之间的溶质平衡。当红血球内的溶质浓度高于或低于血浆时,水分会通过渗透作用离开或进入红血球,以维持平衡。这种规律的水运动可以确保红血球保持其特有的双凹形状,有助保持血液在血管的畅顺流动及有效输送氧气。

渗透作用这个生物学中的奇妙现象,令科学实验引人入??o?J??还可以在日常生活中体现。通过了解这个基本理论,有助同学打开探索生物学的大门,发现更多自然界的奥秘。

文、图:香港青年科学院

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[常识学堂 第329期]