上一期裡我們講到了水分子進出細胞的機制。像水分子這樣，物質以擴散的方式進出細胞，不需要消耗細胞内化學反應所釋放的能量，這種物質運輸方式稱為被動運輸。被動運輸又分為自由擴散和協助擴散兩類。

自由擴散，可以聯想上一期裡我們所舉的例子的前一種。行自由擴散的粒子，細胞膜不會阻礙它們的運動。就像氧氣和二氧化碳一樣，細胞呼吸消耗氧氣，使得細胞外氧氣濃度高、二氧化碳濃度低，氧氣便擴散進入細胞、二氧化碳擴散排出細胞。脂溶性的小分子，如甘油、丙酮、苯等，都适合通過這種方式進出細胞。

自由擴散的物質隻能從高濃度向低濃度方向運輸

帶電荷的離子、水溶性小分子如葡萄糖、氨基酸等，不能自由通過細胞膜。但由于它們體積較小，所以可以像水分子那樣，通過鑲嵌在膜上的一些特殊蛋白質進出細胞。這些蛋白質，有的為小分子開了一條通道、有的通過空間結構的變化将小分子運送過膜。這類蛋白質稱為轉運蛋白，而這種通過轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式，稱作協助擴散。

通道

通過形變将粒子送過生物膜

這兩種方式下，物質的運輸都不需要消耗細胞内化學反應産生的能量，粒子都隻能從濃度高的一側轉移到濃度低的一側。驅動這種運動的動力稱為濃度梯度。濃度差越大，動力也就越大，物質轉運的速率也就越大。對于協助擴散，這種轉運方式和轉運蛋白有關，所以以這種方式運輸的物質，其運輸速率也與轉運蛋白的數量有關。

以上兩種運輸方法都不消耗能量，但不能起到富集某一粒子的作用。有沒有一種方式，可以在細胞内粒子濃度更大時，使細胞繼續吸收這種粒子呢？

有，但是，要交錢交能量

細胞内能量的通貨，最近幾期中就會講到

有一類載體蛋白，它可以與某種或某一類粒子結合。結合後，在某些化學反應釋放出的能量的作用下，這類載體蛋白的空間構象可以發生改變，使這種粒子得以跨膜運輸。可能看起來和協助擴散中的一種情況很像，但是，協助擴散的動力是濃度梯度，而這種運輸方式的動力是由細胞内的化學反應提供的。這種運輸方式可以逆濃度梯度進行粒子的運輸，被稱作主動運輸。

主動運輸，意味着細胞能夠擁有對某些物質的選擇的權力：有需要的物質，無須受環境中該物質濃度的制約，細胞可以消耗能量來富集它；不需要的物質，細胞可以消耗能量，盡快把它送出細胞。

轉運蛋白可以幫助小型的粒子穿過細胞膜，但是，面對體型較大的分子，轉運蛋白就不起作用了：運輸可能比它還大的其他蛋白質、多糖等生物大分子，轉運蛋白實在有些無能為力。那麼，大分子、甚至更大的物體，是如何進出細胞的呢？

很簡單，吞進去或是吐出來。

胞吞與胞吐

還記得溶酶體嗎？細胞膜内陷包裹住要吞噬的物體，形成一個膜泡進入細胞内部。來自高爾基體的帶有水解酶的囊泡與之結合，形成溶酶體，消化其中的物質。其中的物質被水解後，有用的小分子穿過溶酶體膜來到細胞質内，剩餘的殘渣随着囊泡于細胞膜的重新融合被吐到細胞外。分泌蛋白的運輸也是同樣的原理：在囊泡中被加工分類好的蛋白質，随着囊泡與細胞膜融合被分泌到細胞外。形成膜泡吞入物質，膜泡與細胞膜融合排出物質，這兩種方式都有形象的名稱，分别是胞吞和胞吐。這種兩種運輸方式，同樣需要膜上蛋白質的參與。蛋白質負責了膜形态的改變、物質的識别等功能。這些功能的實現，也要消耗能量。

總結一下：物質的跨膜運輸有被動運輸、主動運輸、胞吞胞吐幾種方式，其中被動運輸不消耗細胞内化學反應釋放的能量，而主動運輸、胞吞和胞吐需要。除了被動運輸中的自由擴散外，其他的運輸方式都需要蛋白質的參與。因此，蛋白質的種類與數量影響着細胞膜對不同粒子的通透性，可以說，細胞膜就是因為有了這些轉運蛋白的存在，才具有了選擇透過性。

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