生物体内物质经细胞膜的移动

生物体内的扩散作用

• 肺泡中的气体交换：氧气从肺泡内的空气扩散进入血液，二氧化碳从血液扩散进入肺泡，经过薄而湿润、且富含毛细血管的表面。
• 叶片中的气体交换：二氧化碳经气孔扩散进入叶片供光合作用之用，氧气则扩散排出，经海绵组织的气室移动。
• 绒毛中消化食物的吸收：葡萄糖和氨基酸等已消化的小分子顺着浓度梯度从肠道扩散进入绒毛的血管。

生物体内的渗透作用

根毛细胞通过渗透作用从土壤中吸收水分：根毛细胞内细胞液的水势低于土壤水分，因此水分顺着水势梯度移入细胞。保卫细胞也利用渗透作用，当水分进入保卫细胞时，细胞变得膨胀并弯曲，使气孔张开；当水分流失时，细胞变得松软，气孔关闭。

生物体内的主动运输

某些情况下物质需要逆浓度梯度移动，此时细胞改用主动运输。根毛细胞从土壤中吸收硝酸根离子和镁离子等矿物质离子，即使土壤中的浓度低于细胞内部也能吸收。

在肾单位中，葡萄糖等有用物质通过肾小管的主动运输从滤液重新吸收回血液，即使单靠扩散已不再有利于其回收。

如何考查

考题通常描述一个生物结构或情境（肺泡、叶片、绒毛、根毛细胞、肾单位），要求你辨认正在发生的运输过程，并用正确的术语加以解释，例如浓度梯度、水势或呼吸作用提供的能量。你也需要解释为什么某结构的特征，例如较大的表面积或较薄的细胞膜，能使运输过程更有效率。

三种过程在同一结构中共同运作：肾单位

肾脏中的肾单位展示了扩散、渗透与主动运输如何在同一结构中协同运作。在超滤过程中，葡萄糖、尿素、水与矿物质离子等小分子在压力作用下被推出血液，进入肾单位。

当滤液沿肾小管流动时，有用的葡萄糖通过主动运输逆浓度梯度被完全重新吸收回血液，大部分水分则跟随被重吸收的溶质通过渗透作用被重新吸收，而身体不再需要的尿素则留在滤液中随尿液排出。这种组合使肾脏既能回收有价值的物质，又能持续清除废物。

常见误解

考试风格例题

题目。已消化的食物分子在小肠内壁的绒毛处被吸收，绒毛表面呈褶皱状，覆盖着微绒毛，且靠近表面处布满密集的血液毛细血管网。

(a) 说出葡萄糖通常从肠道进入血液毛细血管所经的过程。(b) 说出绒毛的一项结构特征，说明它如何加快这一过程。

(c) 解释为何某些养分有时需要通过主动运输而非(a)中的过程被吸收。

参考答案。(a) 葡萄糖通常通过扩散，顺着浓度梯度从肠道进入血液。

(b) 微绒毛大大增加了绒毛的表面积，使更多葡萄糖分子能同时扩散通过，从而加快吸收速度。(c) 若某种养分在血液中的浓度高于肠道中的浓度，它便无法再顺梯度通过扩散进入，因此细胞必须消耗呼吸作用提供的能量，利用主动运输逆梯度继续吸收它。

练习题

变形虫等单细胞生物没有肺、鳃或其他专门的气体交换结构，却仍能高效地与周围环境交换氧气与二氧化碳。试说明为何在这种情况下不需要专门的结构。

考试提示

关键术语

• 扩散，粒子从较高浓度向较低浓度的净移动。
• 渗透，水经部分透过膜从较高水势向较低水势的净移动。
• 主动运输，物质逆浓度梯度移动，需要消耗能量。
• 肺泡，肺部进行气体扩散交换的气囊。
• 绒毛，小肠内吸收已消化食物的指状突起。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

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