2023-03-17 19:35·
生物學記錄撰文|生物學記錄
下面的文字摘自某高血壓治療藥物說明書：“本品為二氫吡啶類鈣通道阻帶劑，抑制血管平滑肌和心肌細胞的跨膜蓋離子內流，但你血管作用為主。本品引起冠狀動脈、腎小動脈等全身血管的擴張，產生降壓作用?！?div style="height:15px;">
許多藥物都是針對細胞膜上物質運輸?shù)耐ǖ姥邪l(fā)的，你知道這是為什么嗎？
細胞是一個開放的系統(tǒng)，系統(tǒng)的邊界—細胞膜不僅是將細胞內外隔開的屏障，也是控制物質進出細胞的門戶。
細胞膜是怎樣控制物質輸入和輸出的呢？不同的物質跨膜運輸?shù)姆绞揭粯訂?？這與細胞膜的結構有什么關系呢？
掌控著道道閘門，驅動著各式舟車。輸入輸出中忙碌，被動主動間選擇，生物大分子鑄就，神奇的生命之膜。
被動運輸
問題探討
在一個長頸漏斗的漏斗口外，密封上一層玻璃紙，往漏斗內注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內外的液面高度相等。過一段時間后，會出現(xiàn)如右圖所示現(xiàn)象
半滲透膜
玻璃紙，又叫賽璐玢，是一種半透膜，水分子可以自由通過它，而蔗糖分子不能。
討論
漏斗管內的液面為什么會升高？如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？為什么？
如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？
如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？
細胞生活在一個液體的環(huán)境中，細胞與環(huán)境的物質交換必須經過細胞膜。我們知道，細胞內外的物質含量有很大差別，這與細胞膜的功能有什么關系呢？不同物質的跨膜運輸有什么不同的特點呢？
水是活細胞中含量最多的物質，讓我們先來分析水是怎樣進出細胞的，
水進出細胞的原理
經一滴紅墨水滴入一杯清水中，清水很快就變成了紅色，這是溶質分子在水中擴散的結果，問題探討中，所展示的路途，管內的液面之所以會上升，是燒杯中的溶劑—水分子通過半透膜向漏斗內擴散的結果。水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散，稱為滲透作用。如果半透膜兩側存在濃度差，滲透的方向就是水分子從水的相對含量高的一側向相對含量低的一側滲透。
水分子通過細胞膜進出細胞也是同樣的原理嗎？細胞膜是否相當于一層半透膜呢？
將哺乳動物的紅細胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時間后，紅細胞將會發(fā)生以下的變化。
水浸出其他動物細胞的原理與進出紅細胞的原理是一樣的，都是通過滲透作用。
水又是怎樣進入植物細胞的呢？
我們知道，植物細胞的結構與動物細胞有明顯的區(qū)別。植物細胞的細胞膜外面有一層細胞壁。研究表明，對于水分子來說，細胞壁是全透性的，即水分子可以自由的通過細胞壁，細胞壁的作用主要是保護和支持細胞，伸縮性比較小。成熟的植物細胞由于中央液泡占據(jù)了細胞的大部分空間，漿細胞質結成一層薄膜，所以細胞內的液體環(huán)境主要指的是液泡里面的細胞液。細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質稱為原生質層。后文所說的水進出細胞，主要是指水經過原生質層進出液泡。
通過對“探究植物細胞的吸水和失水”這一實驗中，可以得出植物細胞的原生質層相當于一層半透膜，植物細胞也是通過滲透作用，吸水和失水的。當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，細胞液中的水就透過原生質層進入外界溶液中，使細胞壁和原生質層都出現(xiàn)一定的收縮；當細胞不斷是水時，由于原生質層比細胞壁的伸縮性大，原生質層就會與細胞壁逐漸分離開，也就是質壁分離。當外界水又進入時，植物細胞就會復原。
像水分子這樣，物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種物質跨膜運輸?shù)倪^程叫做被動運輸（passive transport）。被動運輸又分為自由擴散和協(xié)助擴散兩類。
