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了解细胞膜的被动运输之前，让我们先来看一下扩散作用。

扩散作用是指，在溶液中，溶质会由浓度高的地方往浓度低的地方移动（设为由A区往B区移动），最后达成一个动态平衡；意即由A区往B区移动的溶质与B区往A区的溶质分子数相等，淨移动为零的状态。

由于细胞膜对于物质的进出有选择性；因此，大分子物质（比如双糖）无法自由进出细胞膜。让我们模拟一下细胞膜的状况：一根U型管，底部中央由半渗透膜（只容许水分子通过）隔开，U型管的两边分别倒入浓度不等的蔗糖溶液，设左边为1M，右边为0.5M。由于两边的浓度不相等，蔗糖分子无法通过半渗透膜，唯一能够通过半渗透膜的只有水分子；因此，在半渗透膜的两边就会形成水势压（Osmosis），右边浓度较低处，水分子数目较多，会往左边浓度较高处移动，直到两边的浓度相等；水分子的淨移动才会达到零。

对于一个细胞来说，情况也是类似的。以动物细胞为例，一个动物细胞若被放在等张溶液（Isotonic solution）中，细胞膜内外进出的水分子数目相等，细胞可以维持他的形态。但是动物细胞若被放在低张溶液（Hypotonic solution）中，溶液中的水分子将会持续进入细胞内直到细胞膜两边的溶液浓度相等；通常这种情况下所造成的结果是，动物细胞因为大量水分子的进入而膨胀，甚至破裂，因此低张溶液对动物细胞是不利的。若动物细胞被置放在高张溶液（Hypertonic solution）中，由于细胞膜外侧的溶质浓度较细胞内为高，细胞会流失水分，细胞因此会萎缩变形；这种情况对于细胞也是不利的。

不同于动物细胞。植物细胞具有细胞壁。因此若将植物细胞放在低张溶液之中，虽然外界的水分会进入细胞造成细胞膨胀，但是当细胞膜紧贴细胞壁时，细胞壁的坚韧提供了反作用力使细胞不会再继续膨胀，对于草本植物来说，饱满的细胞能够支持植物茎的挺直和叶的伸展。植物细胞若被置放在高张溶液中，细胞会流失水分，这时候就会观察到植物细胞萎缩，细胞膜与细胞分离，这个现象叫做原生质分离（Plasmolysis）。缺乏木质部的草本植物，碰到这种情况叶子会萎缩，茎也无法挺直。

细胞壁的原生生物在水中，经常就会遇上低张溶液所造成的问题。由于周遭的水溶液浓度远比细胞内低，水分会不断进入细胞中；若不解决这个问题，细胞就有涨破的危险。为了解决这个问题，原生生物体内有伸缩泡（Contractile vacuole）。以草履虫（Paramecium）为例，草履虫细胞内的伸缩泡将多馀的水分储存在其中，等到伸缩泡膨胀到极限，便将多馀的水分排出体外。藉由伸缩泡，草履虫得以维持细胞内水分的衡定。