词条 | 物质跨膜运输的方式 |
释义 | 一、被动运输(1)自由扩散 定义:物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散. 其特点是:①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量; ③没有膜蛋白的协助。 某种物质对膜的通透性(P)可以根据它在油和水中的分配系数(K)及其扩散系数(D)来计算: P=KD/t,t为膜的厚度。 脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;非极性分子比极性容易透过,小分子比大分子容易透过。具有极性的水分子容易透过是因水分子小,可通过由膜脂运动而产生的间隙。 非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层,不带电荷的极性小分子,如水、尿素、甘油等也可以透过人工脂双层,尽管速度较慢,分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过,而膜对带电荷的物质如:H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的 事实上细胞的物质转运过程中,透过脂双层的简单扩散现象很少,绝大多数情况下,物质是通过载体或者通道来转运的。离子、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋白的协助,按浓度梯度扩散进入质膜的,有的则是通过主动运输的方式进行转运。 举例:氧气,二氧化碳,水,甘油,乙醇,苯,脂肪酸,脂溶性维生素等 (2)协助扩散 也称促进扩散(faciliatied diffusion),其运输特点是: ①比自由扩散转运速率高; ②存在最大转运速率; 在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度,浓度再增加,运输也不再增加。因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和; ③有特异性,即与特定溶质结合。这类特殊的载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型。 举例:红细胞吸收葡萄糖 二、主动运输其概念是:主动运输涉及物质输入和输出细胞和细胞器,并且能够逆浓度梯度或电化学梯度。 主动运输是指物质逆浓度梯度,在载体的协助下,在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。 Na+、K+和Ca2+等离子,都不能自由地通过磷脂双分子层,它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧, 需 要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输 其特点是: ①逆浓度梯度(逆化学梯度)运输; ②需要能量(由ATP直接供能)或与释放能量的过程偶联(协同运输),并对代谢毒性敏感; ③都有载体蛋白,依赖于膜运输蛋白; ④具有选择性和特异性。 举例:小肠吸收K+、Na+、Ca2+等离子,葡萄糖,氨基酸,无机盐等。 三、胞吞与胞吐细胞内外生物大分子及颗粒物质(如蛋白质、核糖、多糖、细菌、及细胞碎片等)的转运使通过膜泡形成、位移、融合等一系列过程完成的,故称为膜泡运输,转运过程需要消耗细胞代谢能(ATP)。根据转运方向可以分为胞吞和胞吐两种方式。 胞吞作用胞吞作用称为入胞作用,是通过细胞膜内陷,将细胞外的大分子或是颗粒物质包裹成膜泡运进细胞的过程。根据入胞物质的大小及入胞机制的不同,胞吞作用分为胞饮作用、吞噬作用和受体介导的胞吞作用三种方式。 1.胞饮作用:细胞摄取液体或是微小颗粒物质的过程。液体或直径小于150nm的颗粒吸附在细胞表面,该部位膜下微丝收缩,质膜逐渐内陷,将液体或是颗粒物质包裹成胞饮体或是胞饮泡。之后与初级溶酶体融合,内容物被溶酶体酶降解成小分子物质被细胞利用。广泛存在与人的白细胞、肝细胞、小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞和巨噬细胞等。 2.吞噬作用:细胞摄取细菌、衰老死亡的细胞、细胞碎片、粉尘颗粒及大分子复合物的过程称为吞噬作用。被吞噬的物质与质膜表面接触,随之接触部位的质膜想内凹陷或形成伪足,将颗粒包裹逐渐形成吞噬体或吞噬泡,之后与初级溶酶体结合,溶酶体酶将其降解。 3.受体介导的胞吞:开始是大分子与细胞的质膜上的受体蛋白结合,然后膜凹陷,形成一个含有要输入的大分子的脂囊泡,也称为内吞囊泡,出现在细胞内。出现在胞内的囊泡与胞内体融合,然后再与溶酶体融合,胞吞的物质被降解。胞吞和胞吐都涉及到一种特殊的脂囊泡的形成。蛋白质和某些其它的大的物质被质膜吞入并带入细胞内(以脂囊泡形式)。 胞吐作用细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排除细胞。 胞吐除了转运方向相反外,其过程类似于胞吞。在胞吐中,确定要从细胞分泌出的蛋白质被包裹在囊泡内,然后与质膜融合,最后将囊泡内的包容物释放到细胞外介质中。降解酶的酶原就是通过这种方式从胰腺细胞转运出去的。 举例: 白细胞吞噬入侵的细菌等 |
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