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主动运输是指通过细胞膜本身的某种耗能过程,将某种物质分子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。按照热力学基本定律,溶液中的分子由低浓度处向高浓度处移动,就像物体沿着斜坡上移,必须由外部供给能量。在细胞膜的主动运输中,这能量由细胞来供给。

主动运输是与被动运输相对而言的。自由扩散和协助扩散都属于被动运输,其特点是在这样的物质运输过程中,物质分子进行顺浓度梯度的移动,而与物质运输有关的膜或细胞并无能量消耗。但是,被动运输并不是与能量转换完全无关,而只不过是物质运输所需要的能量是来自高浓度溶液本身所包含的位能而已,就像位于斜坡高处的物体可以靠位能自动下滑而不需要另外供给能量一样。

吸胀作用是亲水胶体吸水膨胀的现象。原生质、细胞壁、淀粉粒和蛋白质等都呈凝胶状态,细胞壁里面还有大大小小的缝隙。水分子(液态的水或气态的水蒸气)会迅速地以扩散作用或毛细管作用等形式进入这些凝胶内部。由于这些凝胶是亲水的,而水分子是极性分子,水分子就通过氢键与亲水凝胶结合起来,使其膨胀。这种现象就叫做吸胀作用。原生质凝胶的吸胀作用的大小与该物质的亲水性的大小有关系,蛋白质、淀粉、纤维素三者的亲水性依次递减,所以含蛋白质较多的豆类种子的吸胀作用比含淀粉较多的种子要大。
一般说来,细胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸胀作用。例如,风干种子萌发时的吸水,分生组织的细胞生长时的吸水等等,都是靠吸胀作用。

具有液泡的细胞主要靠渗透作用吸水。渗透作用是水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。渗透作用的发生需要有两个条件：一是半透膜，一是半透膜两边有水势差。成熟的细胞含有大液泡，液泡中有一定浓度的细胞液，液泡外是原生质层，在讨论细胞吸水时，常把它当作一半透膜。这样一个细胞放在水或溶液中时，如果原生质层两边有水势差，就具备了进行渗透作用的条件。当外界溶液水势高于细胞液的水势时，细胞就通过渗透作用吸水。一般情况下，土壤溶液的水势是比较高的，因此根系可从土壤中吸水。但当外界溶液水势低于细胞液的水势时（如一次施用过量的化肥），细胞不仅不能从外界吸水，反会使细胞中的水分外流，从而造成对植物不利的影响。由于一株植物的全身细胞大都是成熟细胞，所以植物吸水，以渗透吸水为主。