Question

为什么在KNO3溶液中发生的质壁分离及复原过程不消耗ATP？

高中生物

Answer 1

本人所读的专业不是生物学，所以如果回答不准确的话，欢迎批评指正。

我觉得解决这个问题的关键在于理解细胞的两种运输方式：主动运输和被动运输；
主动运输的定义是：主动运输是指物质沿着逆化学浓度梯度差(即物质从低浓度区移向高浓度区) 的运输方式，主动运输不但要借助于镇嵌在细胞膜上的一种特异性的传递蛋白质分子作为载体即每种物质都由专门的载体进行运输)，而且还必须消耗细胞代谢所产生的能量来完成。因而，这是一种需要消耗能量（ATP）的运输方式。
而被动运输的定义是：被动运输是指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。转运的动力来自膜内外的浓度梯度，不需要消耗细胞的能量。
在自然学科上有很多“想要保持环境处于均匀状态”的例子，热传递、气体分子扩散都差不多有这种意思。同样，对于植物细胞质壁分离而言，它的本质是：由于细胞外液的离子浓度远高于细胞内液，导致细胞内外渗透压不平衡，在温度一定时，稀溶液的渗透压力与溶液的浓度成正比，即细胞外液（KNO3）渗透压更大，从而导致水自发的从细胞液泡“跑”到细胞外部，尝试去保持细胞内外渗透压这个环境处于均匀平衡的状态。这是一种被动运输，不需要消耗能量。
同理，质壁分离复原时，细胞外液浓度低于细胞内液泡溶液的浓度，所以水就自发地“跑”回到细胞内部，也是被动运输，不需要消耗ATP。