物质经细胞膜移动的概念

被动过程：扩散与渗透

内容标准3.2要求你比较物质穿过细胞膜的机制。扩散是指粒子（如气体分子或溶质）从浓度较高的区域净移动到浓度较低的区域，顺着浓度梯度移动，直到浓度相等为止。

渗透是扩散的一种特殊情况，仅涉及水分子经部分透过膜移动，从水势较高的区域移向水势较低的区域。两者都是被动过程，都不需要细胞消耗能量。

主动运输

主动运输是物质经细胞膜从浓度较低的区域移向浓度较高的区域，逆浓度梯度移动。由于这种移动方向与扩散的自然方向相反，它需要呼吸作用产生的ATP提供能量，以及膜上特定的载体蛋白。

三种过程的比较

影响速率的因素与整体运输

扩散速率受浓度梯度（梯度越陡扩散越快）、表面积（面积越大扩散越快）、温度（温度越高粒子移动越快）以及粒子须移动的距离所影响。极大的粒子，例如完整的食物颗粒或细菌，则改由整体运输穿过细胞膜：内吞作用把物质带入细胞（固体颗粒经吞噬作用，液滴经胞饮作用），胞吐作用则把物质排出细胞，两者都是通过细胞膜围绕物质折叠而完成。

如何考查

常见题目要求你把所描述的移动归类为扩散、渗透或主动运输，解释为什么某个过程需要能量而另一个不需要，或预测温度、表面积或浓度梯度的变化如何影响扩散速率。你也可能被要求区分内吞作用与胞吐作用。

关键术语

• 扩散，粒子从高浓度向低浓度的净移动，不需要能量。
• 渗透，水经部分透过膜的净移动，从高水势移向低水势。
• 主动运输，利用载体蛋白与 ATP 提供的能量，使物质逆浓度梯度移动。
• 低渗溶液，比细胞更稀的溶液，因此水移入细胞。
• 高渗溶液，比细胞更浓的溶液，因此水移出细胞。

考试风格例题

题目。根毛细胞从土壤中同时吸收水与矿物离子。

土壤溶液比细胞的细胞质更稀，但细胞内矿物离子的浓度却高于土壤。(a) 说出水进入根毛细胞所经的过程，并以水势说明移动的方向。

(b) 说出矿物离子被吸收所经的过程，并解释它为何需要能量。(c) 说出 (b) 所需能量的来源。

(d) 解释为何当根缺氧时矿物离子的吸收会减慢。

参考答案。(a) 水通过渗透进入，从土壤溶液（水势较高）经部分透过膜移入细胞质（水势较低）。

(b) 矿物离子通过主动运输被吸收；它们逆浓度梯度移动（从低浓度到高浓度），这不会自然发生，因此需要能量与载体蛋白。(c) 能量来自呼吸作用产生的ATP。

(d) 没有氧气时，有氧呼吸减慢，产生的ATP 减少；能量减少后，矿物离子主动运输的速率下降。

练习题

对于每一种移动，说明它是扩散、渗透还是主动运输。(a) 氧气从肺泡中的空气进入血液。

(b) 水从稀薄的尿液经肾重新回到血液。(c) 当肾小管中的葡萄糖已少于血液时，葡萄糖从肾小管被重新吸收回血液。

考试提示

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

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