第二节 植物细胞对矿质元素的吸收
细胞要从环境中吸收养分，借示踪原子法研究得知，不仅无机物质的离子能透过细胞质到液泡，而且分子量较大的有机物（如氨基酸、蔗糖、某些抗生素、维生素）也能通过细胞质。
一、生物膜
1、膜的特性和化学成分
特性：选择透过性
成分：蛋白质和脂质
2、膜的结构
膜一般是由磷脂双分子子层(phospholipid bilayer)和镶嵌的蛋白质组成，磷脂分子的亲水性头部位于膜的表面，疏水性尾部在膜的内部。膜上的蛋白质有些是与膜的外表面相连，称为外在蛋白(extrinsic protein)；有些是镶嵌在磷脂之间，甚至穿透膜的内外表面，称为内在蛋白(intrinsic protein)由于蛋白质在膜上的分布不均匀，膜的结构不对称，部分蛋白质与多糖相连。膜脂和膜蛋白是可以运动的。
二、细胞吸收溶质的方式和机理 (运输蛋白)
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（二）载体运输
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离子通道(ion channel transport)理论认为，细胞膜上有内在蛋白构成的圆形孔道，横跨膜的两侧，离子通道可由化学方式及电化学方式激活，控制离子顺着浓度梯度(concentration gradient)和膜电位差(membrane potential gradient),即电化学梯度(electrochemical potential gradient)，被动地和单方向地跨质膜运输。
载体运输(carrier transport)学说认为，质膜上的载体蛋白属于内在蛋白，它有选择地与质膜一侧的分子或离子结合，形成载体－物质复合物，通过载体蛋白构象的变化，透过质膜，把分子或离子释放到质膜的另一侧。
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离子泵运输（ion pump transport）理论认为，质膜上存在着ATP酶，它催化ATP水解释放能量，驱动离子的转运。植物细胞质膜上的离子泵(ion
pump)主要有质子泵和钙泵。质子泵学说认为，植物细胞对离子的吸收和运输是由膜上的生电质子泵(electrgenic proton pump)，亦称H
-ATP酶推动的。ATP驱动质膜上的H-ATP酶将细胞内侧的H向细胞外侧泵出，细胞外侧的H浓度增加，结果使质膜两侧产生了质子浓度梯度(proton
concentration gradient)和膜电位梯度(potential gradient)，两者合称为电化学梯度(electrochemical
potential gradient)。细胞外的阳离子就利用这种跨膜的电化学梯度经过膜上的通道蛋白(channel protein)进入细胞内；同时，由于质膜外侧的H要顺着浓度梯度扩散到质膜内侧，所以质膜外侧的阴离子就与H一道经过膜上的载体蛋白同向运输(symport)到细胞内。
物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的摄取物质及液体的过程，称为胞饮作用(pinocytosis)。胞饮作用是植物细胞吸收水分、矿质元素和其他物质的方式之一。胞饮作用是非选择性吸收，它在吸收水分的同时，把水分中的物质一起吸收进来，如各种盐类和大分子物质甚至病毒。
胞饮作用过程是这样的：当物质吸附在质膜时，质膜内陷，液体和物质便进入，然后质膜内折，逐渐包围着液体和物质，形成小囊泡，并向细胞内部移动。囊泡把物质转移给细胞的方式有两种：1）囊泡在移动过程中，其本身在细胞内溶解消失，把物质留在细胞质内；2）囊泡一直向内移动，到液泡膜后将物质交给液泡。