滲透(osmosis)是水分子差異透性膜擴散現象。它由高水勢分子區域(即低濃度溶液)經滲透移動至低水勢分子區域(即高濃度溶液),直到活細胞內外的濃度平衡為止。溶劑通常是水,但滲透也可發生在其他液體、超臨界流體和氣體當中[1][2]。滲透與擴散一樣,都是被動的過程,不需要細胞提供能量。活細胞藉由滲透作用得到水分,但是也有可能因此喪失水分或得到過多的水分。

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紅血球細胞裏發生的滲透現象。

於不同溶液中的滲透

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有紅血球滲透作用的顯微照片,由於每個紅血球水勢都不相同,滲透作用發生時形狀和體積亦都不相同。
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置於不同環境時的植物細胞

高滲

例如,將細胞放入高濃度的果汁中(即高滲溶液),由於高濃度果汁的水勢低於細胞質,水分子淨滲透,從細胞內的細胞質淨移動至細胞外的高濃度果汁。若該細胞是動物細胞,則導致動物細胞萎縮,變得皺褶。若該細胞是植物細胞,則導致質壁分離[3],液泡縮小,細胞膜因而被扯離細胞壁,細胞處於軟縮狀態。

低滲

反之,將細胞放入蒸餾水中(即低滲溶液),由於細胞的水勢較蒸餾水低,水分子淨滲透,從細胞外淨移動至細胞內。若該細胞是動物細胞,則導致細胞膨脹,最終可能使細胞破裂。若該細胞是植物細胞,因為有堅硬的細胞壁保護,當細胞膨脹至一定程度時,就會阻止水繼續進入細胞,故而植物細胞只會膨脹,不會爆裂。

等滲

當細胞置於等滲溶液時,等滲溶液的水勢與細胞質相同,水分子以相同速率進出細胞,沒有淨移動,因此細胞的體積維持不變。

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(微血管微循環(capillary microcirculation))微血管(capillary)及組織液(interstitial fluid)之間的"膠體滲透壓"(colloid osmotic pressure/紅色向左箭頭"拉進")及流體靜力壓(靜液壓)(hydrostatic pressure/微血管濾過壓/綠色向右箭頭"拉出")之互逆流向圖.(血液(深紅色由上到下箭頭)從上流到下面的靜脈末端(venous end))

水分由組織液流回微血管,以及水分由組織液流至淋巴微細管均是滲透作用的例子。

乾旱是影響植物生長的常見因素,會導致植物水分匱乏及細胞喪失水份,從而造成滲透脅迫。植物在長期的逆境環境中,往往會形成相應的響應機制。植物細胞為適應滲透脅迫的環境而通過在體內積累溶質,如可溶性糖及有機酸等,以增強滲透調節,從而降低植物細胞內的水勢。這樣可以維持植物體內的水分平衡,保證作物的正常生長[4]

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參考資料

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