為什麼細胞通過調節水量而非離子濃度來保持與外界的平衡？
看到高中浙科版生物必修1時我同桌發出的疑問，我覺得有理。質壁分離的本質就是調節細胞失水導致的，為什麼不能調節細胞內部某一相關成分的濃度而要調節水分子多少呢？求解答。
註：似乎最後一句的植物細胞引起了許多誤導,故修改為細胞
你完全說反了，細胞是通過調節離子濃度而不是調節水量來保持與外界的平衡。而細胞要保持與外界滲透壓平衡，本身就是為了防止細胞失水或者進水：
- 如其它幾個答主所提到的，水進出細胞膜完全是被動的物理過程，它導致的細胞皺縮或膨脹的影響都是很嚴重的（嚴重到皺縮或漲破致死）。它並不是什麼調節作用，反而恰恰是細胞所極力抗拒的。因此細胞要主動做出調節，克服水分大量流失大量湧入帶來的影響，恢復到正常的外形。
- 以我所比較瞭解的細菌細胞為例，細菌真正調節胞內滲透壓的方式是攝入/排出離子或其它有機小分子，主動改變細胞內的滲透壓來與環境重新達到平衡。比如大腸桿菌的ProP蛋白轉氫離子，還有別的如BetP, OpuA 等蛋白是轉運鈉離子，鉀離子等。此外，細菌還有一整套滲透壓感應機制來感應外界環境滲透壓變化，比如大腸桿菌的PhoQ/PhoP系統。
- 另外，堅硬的細胞壁能夠防止胞體過分膨脹，在很大程度上幫助了細菌適應低滲環境。
- 多細胞生物我瞭解的不多，查點資料以後有時間再更新。這裡提一點：多細胞生物內環境一般處於相當穩定的狀態，不太會遭受體內滲透壓的大幅波動。感謝 @高誠宜 補充，人體在高滲性脫水情況下，可以通過體細胞高滲下失水來快速補償細胞外液的水分。
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忍不了了更新一下：反對該問題下所有認為 「用水調節比離子更快」 的答案，還說自己是學生物的你們真的是認真的嗎。。高滲或低滲下，水進出越快細胞死得越快，細胞之所以要自身適應滲透壓就是為了防止失水或進水啊。
看你的問題：「調節細胞失水導致的，為什麼不能調節細胞內部某一相關成分的濃度而要調節水分子多少呢？」
我來給你剖析一下：第一個調節細胞是一種類型的細胞？還是細胞被調節？我看你的意思是細胞被調節。那麼這個地方你和他就理解錯了，細胞不是調節著失水、不是主動失水，而是被迫失水。因為高中階段認為水是自由擴散的。另外就像 @DZ Gong 的回答說的，細胞是可以通過調節離子濃度而不是調節水量來保持與外界的平衡，就像他說的「就是為了防止細胞失水或者進水」。
同時其他幾個回答都是不靠譜的，高中生物都沒學好。
因為調節細胞水含量能夠更快地響應外界滲透壓變化。
水不藉助其他蛋白就可以透過脂雙層，還有水通道蛋白的被動運輸幫助其從水勢高的地方流向水勢低的地方。
而離子的運輸需要離子通道或者轉運蛋白，離子通常以水合狀態存在，體積大運輸慢。
且植物細胞中的離子主要存在於液泡、內質網或者高爾基體腔，很少有遊離在細胞質的離子，調動這些離子不僅需要細胞膜轉運蛋白，還需要細胞器膜轉運蛋白參與，不僅慢還很耗費能量。
實驗發現，分子越小並且疏水性越強或非極性越強，越容易在脂質雙層上擴散。
小的非極性分子，例如O2和CO2，容易溶解在脂質雙層中，因此在它們之間快速擴散。 小的不帶電荷的極性分子，如水或尿素，也會在雙層中擴散，雖然要慢得多。
相比之下，脂質雙分子層對帶電分子（離子）基本上是不可滲透的，無論多小，這些分子的電荷和高水合度阻止它們進入磷脂雙分子層。
然而，細胞膜還必須允許各種極性分子的通過，如離子、糖、氨基酸、核苷酸、和許多細胞代謝物，這些代謝物通過合成的脂質雙層非常緩慢。
特殊細胞膜跨膜轉運蛋白將這些溶質通過細胞膜進行轉運。這些蛋白質以多種形式存在於各種生物膜中。每一種蛋白質通常只運輸一種特定的分子種類，有時也運送一種分子(如離子、糖或氨基酸)。
有兩類跨膜轉運蛋白：轉運蛋白和通道蛋白，兩者都形成穿過脂質雙層的蛋白質途徑。 儘管由轉運蛋白介導的跨膜運動可以是主動的或被動的，但通過通道蛋白質的溶質通常總是被動的。
首先這個問題是質壁分離，質壁分離一般是針對植物細胞來說的，那麼質壁分離會在什麼情況下產生呢，是指細胞處於高滲溶液之中的時候，細胞內的滲透壓低於細胞外面，這時候細胞內的水分會大量流失，細胞膜及其細胞質發生皺縮，而對於植物細胞來說，細胞壁是較穩定的維繫組織形態的結構部分，構成穩定，而且細胞壁是水分子可以隨意穿透的結構，所以此時發生質壁分離，而質壁分離對於細胞是有損害的，嚴重時會造成細胞死亡。可以看出細胞是處於逆性環境中才會發生這種現象的，水的流失對於細胞來說不是個主動過程，而是被動丟失，算不上是調節，調節是個主動可控的過程；同時水的丟失對細胞產生危害，所以質壁分離從結果上來看會讓細胞面臨高滲透壓時候被動地產生一個緩衝壓力的空間，但是並不能解決根本問題。結論就是質壁分離是細胞失水導致的，但是並不是細胞調節的，細胞應對質壁分離會進行主動的細胞調節來緩解，這就涉及到離子通道了，比較出名的有鈉-鉀泵。
細胞為了維持膜內外濃度差付出了多少努力啊。。。一不小心水喝多了就要推倒重來的話。。。
膜內外鉀離子鈉離子氯離子濃度差我記得基本上都是兩個數量級，鈣離子更不用說這麼重要的第二信使不可能一直高濃度在cytosol裡面跑來跑去，但是血漿中的鈣離子可是mM的數量級。
所以首先水不會改變膜內外電勢差，但是離子會。其次很多離子都會參與到酶或受體激活的過程中，所以離子濃度變化可以說都是目的性很強的。再次，水非常易於獲得並且很多代謝都會產生水，所以排水要安全很多。
質壁分離可不是細胞想這樣，是不得不這樣。物理規律告訴我們水分子會從低滲溶液向高滲溶液轉移，細胞膜對離子是不通透的，而水分子可以通過細胞膜，所以，將細胞放在髙滲溶液中，細胞就會顯示出脫水。
誰說沒有調節離子濃度……
細胞五花八門的離子通道瞭解一下
細胞水的進出多少由細胞內的濃度和細胞外的濃度差來調控。
離子在水中的時候周圍的水分子的密度會比其他地方的密度高一些（可以理解為一堆水把離子擠在中間）這樣會讓他們顯得很肥大，四處運動的速度會比水分子慢很多。細胞膜雖然能嵌幾個蛋白質來提供專門的通道進行調節，但是專門的走水的通道的效率不知道比走離子的通道高到哪裡去了
謝邀。但是據我所知，細胞一般是不會主動調節水量的，細胞膜對水是自由通透的，除了表皮和特殊器官，幾乎整個生物體對水都是不設防的。你說的質壁分離是物理原因造成的，不是生物體有意調節的。
不是不調節，只是通過調節離子濃度速度比不上調節水的速度而已，被動運輸速度還是賊快的，相比之下主動運輸就是個弟弟。細胞膜對於帶電離子的通透性賊差。
而且對於細胞內部來說，鹽濃度還是很重要的指標之一，如果優先選擇「喫鹽」調節內外濃度，反而可能會影響細胞自身的代謝。而水本身電中性，影響會小很多。
簡單一句話解釋就是
細胞與外界的水交換要比離子交換快得多
細胞與外界的離子交換通常需要轉運蛋白的協助，這種協助有的需要主動供能有的僅靠濃度梯度。但是水分子在進出細胞的時候首先可以從磷脂層直接滲透也就是自由擴散，同時可以藉助水通道蛋白進行快速的水交換。
水通道蛋白的發現獲得了2003諾貝爾化學獎
而在內外濃度的不均衡會產生滲透壓來產生令內外濃度差平衡的趨勢，此時水和離子的交換都在進行。但因為離子轉運速率的限制，從而導致了宏觀上觀察到的水分大量流失/吸收
另外補充一點，質壁分離是細胞水鹽調節失衡導致的，本質是細胞的一個類似於「病態」的狀態，不是細胞主動想去這麼做的，不然也就不會有質壁分離細胞的主動復原了。
離子這麼容易進出細胞嗎？鈉鉀泵要atp
水通道蛋白要個毛atp？
事實就是，細胞是利用離子的濃度差來調節水平衡，離子平衡，膜電位以及其它物質交換的，和你的問題相反哦~
所有的細胞膜都是半透膜，小分子物質如水，是可以自由通過的，而且是逆濃度差方向移動。
如，當外部鹽濃度高時，細胞會失水；當外部鹽濃度低時，細胞會吸水。
細胞吸收養分有很多種途徑——滲透，胞吞，胞飲（不知道這樣歸類適不適合……）
利用的就是細胞膜上的蛋白質（離子泵，受體等）和膜電位（Na+,K+)，來調節水量的。
最後，這麼愛學習生物，非常棒哦~繼續努力吧
離子濃度平衡是因，細胞含水量變化是果。你提出的問題屬於因果關係沒搞清楚。
具體內容打個鏈接吧，既然都上知乎提問了想必平常也愛看百科。
植物細胞水勢_百度百科
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