細胞與生命分子 / 子課題
跨膜運輸
Transmembrane Transport
擴散、滲透、主動運輸及胞飲/胞吐機制；質壁分離與溶血的應用
核心考點 (Knowledge Groups)
1. 比較擴散、滲透及主動運輸
考評提示：擴散/滲透/主動運輸的比較表
- 邏輯 擴散：分子沿濃度梯度由高濃度區域移至低濃度區域，屬被動過程，不消耗能量；擴散速率受濃度梯度、溫度及膜通透性影響
- trap 滲透不同於一般擴散：滲透特指水分子透過半透膜由水勢較高的區域移至水勢較低的區域；考生常誤用「濃度梯度」代替「水勢梯度」
- 考評重點 主動運輸：物質逆濃度梯度移動；需消耗 ATP 及透過載體蛋白進行；例：腎小管對葡萄糖的重吸收、小腸絨毛對葡萄糖與胺基酸的吸收
2. 運用滲透原理解釋質壁分離及溶血現象
考評提示：植物vs動物細胞在不同滲透壓下的反應
- 考評重點 質壁分離：植物細胞置於水勢較低的溶液中，水分由細胞液經滲透移出，原生質體縮小並與細胞壁分離；溶血：紅血球置於水勢較高的溶液中，水分經滲透進入細胞使其脹破
常見題型 · scoring points
比較擴散、滲透和主動運輸
- 擴散：物質順濃度梯度移動（高→低），不需能量。
- 滲透：水分子透過半透膜由高水勢向低水勢移動，不需能量。
- 主動運輸：物質逆濃度梯度移動（低→高），需要載體蛋白及能量 (ATP)。
解釋質壁分離與溶血現象
- 質壁分離：植物細胞在高滲溶液中失水，細胞膜與細胞壁分離。
- 溶血：紅血球在低滲溶液（如純水）中吸水脹破。
- 原因：動物細胞無細胞壁支持，無法抵抗過大的膨壓。
解釋促進擴散與簡單擴散的區別
- 簡單擴散：小分子或脂溶性分子直接穿越磷脂雙分子層。
- 促進擴散：需要通道蛋白或載體蛋白協助，用於較大或帶電離子。
- 共同點：兩者均順濃度梯度移動，不消耗能量 (ATP)。
描述胞吞作用與胞吐作用
- 胞吞作用：細胞膜凹陷包圍物質形成囊泡進入細胞（如白血球吞噬細菌）。
- 胞吐作用：囊泡與細胞膜融合，將物質排出細胞（如激素分泌）。
- 特點：兩者皆涉及細胞膜的形變，需要消耗能量。
列出影響擴散速率的因素
- 濃度梯度：梯度越大，速率越快。
- 表面積：表面積越大，交換速率越快。
- 擴散距離：距離越短，速率越快。
- 溫度：溫度越高，分子動能增加，速率越快。
描述植物細胞在不同水勢溶液中的狀態
- 高水勢溶液（低滲）：細胞吸水變得膨脹（Turgid），膨壓提供支持。
- 等水勢溶液（等滲）：細胞水分進出平衡，處於鬆弛（Flaccid）狀態。
- 低水勢溶液（高滲）：細胞失水，發生質壁分離（Plasmolysed）。
描述滲透作用及其對動植物細胞的影響
- 定義：滲透是水分子經由選擇性透膜，從水勢較高區域移至水勢較低區域的淨移動。
- 動物細胞在低濃度（低水勢差異下為淨吸水）：紅血球吸水可能脹破（溶血）；高濃度溶液中則脫水皺縮。
- 植物細胞在低濃度溶液中：水流入液泡使細胞膨脹形成膨壓，但細胞壁限制其破裂。
- 植物細胞在高濃度溶液中：水流出，細胞膜從細胞壁分離（質壁分離，plasmolysis）。
比較被動運輸與主動運輸的特點
- 被動運輸（擴散、滲透、促進擴散）：沿濃度梯度進行（由高至低）；不需消耗 ATP；速率視濃度差而定。
- 主動運輸：逆濃度梯度進行（由低至高）；需消耗 ATP；需特定載體蛋白。
- 例子：小腸絨毛吸收葡萄糖至已飽和的血液中；植物根毛吸收土壤中少量的礦物離子。
- 停止條件：主動運輸在缺氧或代謝抑制下停止（因 ATP 供應中斷），而單純擴散不受影響。
說明紅血球在純水中的變化
- 紅血球水勢低於純水。
- 水分子透過滲透作用進入細胞。
- 細胞由於缺乏細胞壁，無法承受壓力最終脹破（溶血）。
舉出主動運輸在生物體內的實例
- 植物根毛細胞吸收土壤中的礦物鹽。
- 小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖及氨基酸。
- 神經細胞維持鈉鉀離子濃度梯度。
細胞與生命分子 其他子課題
關於本文：由 DSE 神器團隊整理，資料以香港考試及評核局（HKEAA）最新公佈為準，含歷屆考評建議引用。最後更新：2026 年 4 月。想隨時隨地溫習？下載 DSE 生物神器 App。
