什么是扩散(diffusion)？

扩散是分子为了占据可用空间而扩散的趋势。液体中的气体和分子有从高浓度环境扩散到低浓度环境的趋势。被动运输是物质在膜上的扩散。这是一个自发的过程，细胞能量不会消耗。分子将从物质浓度较高的地方移动到浓度较低的地方。不同物质的扩散速率受膜渗透性的影响。例如，水在细胞膜上自由扩散，但其他分子不能。必须通过一个叫做促进扩散的过程帮助它们穿过细胞膜。

关键收获：扩散

• 扩散是分子从高浓度区域到低浓度区域的被动运动。
• 被动扩散是分子在膜（如细胞膜）上的运动。运动不需要能量。
• 在促进扩散中，分子在载体蛋白的帮助下通过膜运输。
• 渗透是一种被动扩散，水通过半透膜从低溶质浓度区域扩散到高溶质浓度区域。
• 呼吸和光合作用是自然发生的扩散过程的例子。
• 葡萄糖进入细胞是促进扩散的一个例子。
• 植物根系的吸水是渗透作用的一个例子。

什么是渗透作用(osmosis)？

渗透作用是被动运输的一种特殊情况。水在半透膜上扩散，半透膜允许一些分子通过，但不允许其他分子通过。

在渗透作用中，水流方向由溶质浓度决定。水从低渗（低溶质浓度）溶液扩散到高渗（高溶质浓度）溶液。在上述示例中，水从半透膜左侧（糖浓度较低）移动到膜右侧（糖分子浓度较高）。如果膜两侧的分子浓度相同，水将在膜两侧均匀流动（等石）。

扩散的例子

许多自然发生的过程依赖于分子的扩散。呼吸包括气体（氧气和二氧化碳）在血液中的扩散。在肺部，二氧化碳从血液扩散到肺泡处的空气中。然后红血球结合从空气中扩散到血液中的氧气。血液中的氧气和其他营养物质被输送到组织中，在那里气体和营养物质被交换。二氧化碳和废物从组织细胞扩散到血液中，而血液中的氧气、葡萄糖和其他营养物质扩散到身体组织中。这种扩散过程发生在毛细管床上。

扩散也发生在植物细胞中。植物叶片的光合作用过程取决于气体的扩散。在光合作用中，来自阳光、水和二氧化碳的能量被用来产生葡萄糖、氧气和水。二氧化碳从空气中通过植物叶片上称为气孔的小孔扩散。光合作用产生的氧气通过气孔从植物扩散到大气中。

在易化扩散中，葡萄糖等大分子不能自由扩散到细胞膜上。这些分子必须在转运蛋白的帮助下沿浓度梯度向下移动。嵌入细胞膜中的蛋白质通道有通向细胞外部的开口，允许某些分子进入细胞内部。只有具有特定特征的分子，例如具有特定大小和形状的分子才允许从细胞外部进入细胞内空间。由于这个过程不需要能量，促进扩散被认为是被动传输。

渗透示例

体内渗透的例子包括肾单位小管对水的再吸收和组织毛细血管对液体的再吸收。在植物中，渗透作用表现为植物根系对水分的吸收。渗透作用对植物的稳定性很重要。萎蔫的植物是植物液泡缺水的结果。液泡通过吸收水分和对植物细胞壁施加压力来帮助保持植物结构的刚性。水通过渗透作用穿过植物细胞膜，有助于植物恢复直立状态。