物质穿越质膜的移动
质膜控制物质进出细胞。本章讲解其流动镶嵌结构，以及物质穿越它的三种方式，扩散、渗透与主动运输，及其在生物体与日常生活中的应用。
把定义与移动方向写得精准，正是多数分数的来源。
质膜本身不只是被动的屏障。除磷脂双分子层外，嵌入其中及附着于表面的蛋白质分别充当通道、载体与受体，而外表面的糖蛋白与糖脂让细胞能识别激素、抗原与邻近细胞。
正是这种选择性结构，使质膜被称为部分透过性膜，氧气与二氧化碳等小分子非极性物质可直接穿过脂双层，而葡萄糖与离子等较大或带电的粒子则必须经由特定的蛋白质通道或载体通过。
粒子穿越质膜的速率并非固定不变。浓度梯度越陡、表面积越大、粒子越小、温度越高，速率就越快，因为分子运动更快、与膜碰撞更频繁。
SPM 题目常要求考生解释改变其中一个因素如何影响速率，因此应把每个因素连同它加快或减慢扩散、渗透或主动运输的原因一并记牢，而不只是背诵清单。
本章主要通过试卷二围绕已标注图、一组实验结果或简短情境设计的结构题，以及试卷一考查定义与因素的题目来评估。理想答案会同时写出正确术语、移动方向与原因，因为阅卷员是按每个相关联的要点给分，而不是只凭术语给分。
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本章的内容标准
- 3.1 细胞膜的结构
- 3.2 物质经细胞膜移动的概念
- 3.3 生物体内物质经细胞膜的移动
- 3.4 Movement of Substances Across a Plasma Membrane and its Application in Daily Life
关键概念
- 流动镶嵌模型
- 磷脂双分子层中散布着蛋白质；它是部分（选择性）透过性的。
- 扩散
- 粒子从高浓度到低浓度的净移动，顺浓度梯度，不需能量。
- 渗透
- 水分子经部分透过膜，从较稀（浓度较低）向较浓溶液的净移动。
- 主动运输
- 物质逆浓度梯度移动，利用呼吸作用提供的能量与载体蛋白。
- 对细胞的影响
- 在低渗溶液中动物细胞破裂（溶血）、植物细胞变膨胀；在高渗溶液中动物细胞皱缩（皱缩）、植物细胞发生质壁分离。
- 应用
- 渗透与扩散解释了萎蔫、用盐腌制保存食物，以及根部通过主动运输吸收矿物质。
- 膜运输蛋白
- 通道蛋白形成充满水的固定孔道，让特定离子或小的极性分子直接扩散穿过质膜。载体蛋白则先与粒子结合，改变形状后再将其释放到膜的另一侧；载体蛋白既可在协助扩散中被动运作，也可利用ATP在主动运输中逆浓度梯度泵送物质。
- 影响移动速率的因素
- 扩散、渗透与主动运输的速率会随浓度梯度更陡、表面积更大、粒子更小及温度更高而提高，因为粒子获得更多动能、与膜碰撞更频繁；主动运输另受可用ATP与载体蛋白数量的限制。
- 水势
- 水势衡量水分子从某溶液中移出的倾向；纯水的水势最高，溶入溶质总会降低水势。水通过渗透从水势较高处移向水势较低处，这与说水从较稀溶液移向较浓溶液是同一回事。
- 渗透与日常科技
- 当肾功能衰竭时，肾透析机利用扩散作用经部分透过膜清除病人血液中的尿素与多余离子。静脉输液必须与血浆等渗；浓度不当的输液会经渗透使红细胞膨胀破裂或皱缩。
- 生物体内物质的移动
- 三种机制在真实生物体中同时运作：肺泡与根毛处的气体交换靠扩散；水进入根毛细胞、红细胞调节体积靠渗透；而肾小管重吸收葡萄糖与根部吸收矿物离子则依赖主动运输。
- 与渗透调节的联系
- 本章的原理是渗透调节过程的基础，该过程会在别处更详细讨论：淡水生物不断经渗透获得水分，必须将其排出；而生活在较咸环境中的海洋生物则往往失水，必须加以保留，因此在预测渗透方向时周围环境始终很重要。
本章如何考查
SPM 生物通过三张试卷评估。试卷一有40道客观题（40分），时长1小时15分钟；试卷二为100分，分 A、B、C 部分，时长2小时30分钟；试卷三是考查科学过程技能的实作卷。本章内容可能出现在其中任何一张，因此课程为试卷一训练记忆、为试卷二训练结构化作答。
常见考法
- 精确定义渗透，并预测细胞得水还是失水。
- 解释玻璃纸透析管或马铃薯条实验的结果。
- 以表格比较扩散、渗透与主动运输。
- 用水势或浓度的说法解释，把细胞放入指定溶液后水为何进入或流出细胞，并同时写出方向与原因以取得满分。
- 解读显示表面积、温度或浓度如何影响扩散、渗透或主动运输速率的图表或数据表，并指出被改变的变量。
- 正确把主动运输应用于矿物离子或葡萄糖逆浓度梯度的吸收，将其与呼吸作用提供的能量及载体蛋白（而非通道蛋白）联系起来。
- 认清渗透是扩散的一种特殊情况，只适用于水分子经部分透过膜的移动，而不是把两个术语当作可以互换。
常见错误
学生常写: 说渗透是水从高浓度到低浓度的移动。
能得分的写法: 渗透使水从较稀（较低浓度）向较浓溶液移动，即顺水势梯度。
学生常写: 忘记主动运输需要能量。
能得分的写法: 主动运输使物质逆梯度移动，需要来自呼吸作用的能量（ATP）与载体蛋白。
学生常写: 对动物细胞使用‘膨胀’与‘质壁分离’。
能得分的写法: 膨胀与质壁分离描述植物细胞；动物细胞发生溶血（破裂）或皱缩。
学生常写: 写扩散需要膜。
能得分的写法: 扩散在任何介质中都会发生；与渗透不同，它不需要部分透过膜。
学生常写: 以为处于等渗溶液中的细胞已完全停止交换水分。
能得分的写法: 在等渗溶液中，水仍会双向穿过质膜；只是净移动为零，因为水进入与流出的速率相等，所以细胞大小保持不变。
学生常写: 因协助扩散使用蛋白质，就把它称为主动运输。
能得分的写法: 协助扩散虽使用通道或载体蛋白，但仍是顺浓度梯度移动粒子且不需能量，因此仍属被动过程，与主动运输不同。
学生常写: 认为较大的细胞或器官总是比较小的吸收物质更快。
能得分的写法: 吸收速率取决于表面积与体积之比，而非单看大小；根毛或绒毛等较小结构往往比值更高，相对吸收得更快。
学生常写: 写温度越高，任何膜过程的速率都会无限提高。
能得分的写法: 温度升高会使扩散与渗透加快，因为粒子获得动能，但主动运输依赖载体蛋白，而蛋白质在高温下会变性，因此温度过高反而会降低而非提高速率。
学生常写: 以为主动运输只发生在植物根部。
能得分的写法: 主动运输在人体与植物中多处发生，根毛细胞吸收矿物离子、肾小管重吸收葡萄糖、神经细胞运作钠钾泵，只要物质需要逆着自身浓度梯度移动，就会用到主动运输。
学习本章
本章的结构
常见问题
用简单的话说，什么是渗透？
主动运输与扩散有何不同？
土壤干燥或过咸时植物为何萎蔫？
什么是水势？它与渗透有何关系？
通道蛋白与载体蛋白有何不同？
为什么说渗透是扩散的一种特殊情况？
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