大家好，我是董师魁。今天我的演讲主题是细胞物质的进出。

生命生存在这一世间，为了保证基本的生存发展，获取能量以及进行物质交换是生命必备的一环。食物在进入个体后，能够提供为生命活动服务的能量，同时成为构成我们身体的物质基础的一部分。生命也可能会自行产生物质，与环境互动。但是，这些物质唯有进入生命体最基本的单位—细胞中才可以发挥作用。那么，这些物质究竟是如何与细胞互动的？小小的细胞有什么样的结构和功能能够决定物质的进出，从而把控自己的命运？

尽管细胞及其微小，但麻雀虽小五脏俱全，在构成生命的四个要素的最后一个中，便提到了那个身在生命系统边境的男人～细胞膜。唯有他的存在，使得生命成为区别于其它存在者的真正个体。它缩小了构成细胞物质之间的距离，提升能量运转的速率，得以驱动生命。但是我们不能忘记它还有另外一个作用：控制物质的进出。

那么细胞膜有什么构成才可以有如此功能？生命从诞生之初起就离不开水。为了让城墙具备稳定性，所以构成基础必须是不溶于水的物质。正好，脂质就不溶于水。有了基本材料，结构是什么呢？经过科学家检测，细胞膜中所含有的脂质分子是表层的两倍！这是为什么？这是因为细胞内外都是充满水的环境，而纸质本身是没有极性的，油不溶于水。尽管这保证了稳定，但是细胞也需要用水啊。而构成细胞膜的特殊脂质～磷脂就包含头尾两个部分，分别具备亲水和疏水的性质。所以细胞膜有双分子层的结构，保证内外同时具备亲水的性质。除此之外，经观察，细胞膜表面分布着大量的糖蛋白和糖脂。他们的主要作用是识别外来物质。如果不清楚什么物质拥有进出的特权，那么生命并无法做出正确的判断，从更好的生存。

清楚了结构，我们就需要明白细胞模式如何实现物质运输的。

这点我们可以参考生活经验，例如，将盐撒在黄瓜果肉上会出现水，受过盐水浸泡的洋葱表皮细胞会出现质壁分离。从归纳中，可见两现象都具共同点，那就是都有水分子的迁移，且细胞存在于外界液体浓度大于自身细胞质浓度的环境中。而且，一个实验也可以证明此现象。将一个漏斗大口套上一层只能使水分子通过的半透膜，在灌上糖水，并置于清水中，就可以发现漏斗的液面在升高。而当我们将浓度大的一侧进行压缩，那么清水瓶中的水就会增多，这也是现今阶段海水淡化的基本原理。造成这种现象的宏观因素是因为浓度差，实际上是分子势能的体现。在我看来，这是一种让溶液整体趋于稳定均一的方式，两部分液体这是因为有交融才会产生这现象。当然了，运输效率会伴随浓度差的减小变低。

原理我们懂了，大家肯定会问，水分子是从什么地方通过的呢？这就是存在于磷脂分子之间的间隙。很多气体，比如氧气氮气二氧化碳和乙醇等都可以用这样的方式进出。但是磷脂双分子层之间的间隙很小，其渗透作用很慢，不能满足细胞对于物质的需求。通过观察，磷脂分子群落中镶嵌着很多蛋白质。这些蛋白质有着联通细胞内外的管道，可以在物质含量梯度的基础上，实现大量的物质转运。这便是为人所知的转运蛋白。转移蛋白可以使水、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等。但是，这么一个大口子，会不会有点像一所别墅没有关门一样，不太安全？没错，细胞与我们有同样的担忧，但是他们凭藉自身的创造力将蛋白质进行了分类。我们前面所说的叫通道蛋白，同时也存在一种蛋白，专门为有特定任务、使命的物质作为通道。这便是载体蛋白。在他们身上发生的运输，有另一个响亮的名字：主动运输。

所以接下来就来到了第二部分。在人体中，顺含量梯度差运输的方式还不能满足细胞，对于物质运输的需求。例如身体中甲状腺腺细胞，需要通过不断吸收碘元素满足生理需求，红细胞逆含量梯度差吸收钾离子，小肠管道中的细胞也需要在内部养分浓度高的情况下吸收新的养分。如果完全凭借顺浓度梯度差运输，细胞无法做出自我选择。所以，载体蛋白的存在就是为了让自己占据主动性，实现逆含量梯度差的跨膜运输。但在这种情况下，细胞便失去了物质含量梯度差的分子势能动力，所以蛋白质需要消耗能量，也就是ATP，来完成这一使命。

而通过这些现象，我们大概可以了解载体蛋白的运载对象的都是指定的物质。通过电子显微镜的观察和实验探究，可以发现这些载体蛋白有很强的专一性。比如钾-钠离子泵，可以通过磷酸化的方式改变自身结构，形成一个拼图类的卡扣，让水合离子“卡”在其中，再运入细胞内/外。而且，这些离子泵不会在一次运输中产生其他行为反应，而是像工厂中的流水线一样一轮接着一轮。所以，载体蛋白有饱和性，这也是限制主动运输效率的因素之一。

载体蛋白的出现让生命体主动性加成明显。有一类植物，可以通过调节自身内外物质含量的方式保存供给生命活动的最合理限度的水分。如果是盐碱地环境，我会多吸收一些离子，防止失水。如果是清水环境，我会释放出一些离子，防止因为过度吸水而造成细胞破裂。这简直是一场大创造！

由此我们可以得出总结论：物质进出细胞的方式主要分为两种，一种是被动运输，一种是主动运输。在被动运输中，又分为协助扩散和自由扩散。两者的动力来源都是细胞内外溶液浓度差（顺）造成的分子势能。协助扩散需要转运蛋白的帮助，而自由扩散，只需要细胞膜上磷脂分子的间隙。两者的扩散作用都不需要能量。而主动运输则建立在依靠蛋白质的基础上，并且完全是载体蛋白，同时需要能量的消耗。

那么细胞膜的物质运输就此结束了吗？没有。其实，有一些大分子有机物既没办法通过细胞膜缝隙也没有办法通过转运蛋白进入细胞，但却有不可比拟的重要性。那么他们该怎么进入？早在初中，我们了解过一种真核生物，名为变形虫。他们能够改变自己细胞膜的形态结构，将食物用自己的细胞膜包围，并在内部消化。代谢完之后的废物，也会通过小型囊泡被变形虫释放到细胞外部，囊泡又会与细胞膜归为一体！这多么神奇呀！想必大家应该猜到了，这就是细胞膜的胞吞和胞吐。前者是在外层蛋白质识别物质之后，利用自己的细胞膜将外物包裹形成囊泡，进入细胞内部进行处理。而后者则是用囊泡将代谢大分子废物排出细胞外，并且不需要耗费任何能量。结构形态的改变，居然也可以实现物质的进出，看来没有什么能够难倒生命。能够有这样的作用也归咎于细胞具备流动镶嵌模型，提供了如此灵活性和可能性。

以上就是细胞控制物质进出的奥秘和诀窍。我们从中可以看到生命的创造性无与伦比。为了获得自主性，演化出多项功能。或许，我们也应该像他们一样，在现实生活中，不断寻求生命的价值和意义，找到自己的主动性，并活出来，成为“化身”。

最后，我想借此提一个现象。在生产力业大大发展和物质及其丰富的今天，人们的担忧从先前的吃不饱变成了害怕吃得多，现在的富贵病甚至比匮乏病来得更多，更危险。其根本原因还是在于当今社会丰富的饮食资料，与生命系统的底层微型逻辑不符。在生命的演化发展当中，没有取之不尽的食物，所以身体会尽可能的吸收、利用摄入的营养。肾小管的重吸收作用就是最好的例子。所以，生命仍旧会不顾一切的吸收营养，从而形成营养过剩，并造成器官的负荷运行。所以在今天，我们排斥暴饮暴食，倡导适可而止，与合理的调节饮食结构，都是具备意义的。这于每个人而言都很重要。只有实现精神自我和物质自我的良性互动，才能让个人得以良性发展，不管是从生理层面还是精神层面。这也是每一个人，应然的使命。