物質跨膜運輸

物質跨膜運輸

是指一些脂溶性的物質由膜的高濃度一側向低濃度一側移動的過程。影響單純擴散的主要因素有二:①膜兩側的溶質分子濃度梯度。濃度梯度大,物質順濃度梯度擴散就多;濃度梯度消失,擴散就停止。②膜對該物質的通透性。由于細胞膜的結構是脂質雙分子層,所以膜對脂溶性高的物質如氧和二氧化碳通透性大,擴散容易;對脂溶性低和非脂溶性物通透性小,擴散就難。

  • 中文名稱
    物質跨膜運輸
  • 相關學科
    生物學
  • 性    質
    物質運輸方式
  • 相關物質
    脂溶性物質

自由擴散

是指一些脂溶性的物質由膜的高濃度一側向低濃度一側移動的過程。影響單純擴散的主要因素有二:①膜兩側的溶質分子濃度梯度。濃度梯度大,物質順濃度梯度擴散就多;濃度梯度消失,擴散就停止。②膜對該物質的通透性。由于細胞膜的結構是脂質雙分子層,所以膜對脂溶性高的物質如氧和二氧化碳通透性大,擴散容易;對脂溶性低和非脂溶性物通透性小,擴散就難。

易化擴散

是指一些非脂溶性的物質或水溶性強的物質,依靠細胞膜上鑲嵌在脂質雙分子層中特殊蛋白質的“幫助”,順電—化學梯度擴散的過程。即將本來不能或極難進行的跨膜擴散變得容易進行,所以叫做易化擴散。參與易化擴散的鑲嵌蛋白質有兩種類型:一種是載體蛋白質,另一種是通道蛋白質。因而易化擴散可分為兩種:

物質跨膜運輸物質跨膜運輸

①以載體為中介的易化擴散:載體的作用是在細胞膜的一側與某物質相結合,再通過本身的變構作用將其運往膜的另一側。以此種方式轉運的物質是一些小分子的有機物。載體轉運有三個主要特點:一個是高度特異性,一種載體隻能轉運一種物質,如葡萄糖載體隻能轉運葡萄糖。另一個是飽和性,即在單位時間內的物質轉運量不能超過某一數值。第三,競爭抑製性,即結構近似的物質可爭奪佔有同一種載體、載體優先轉運濃度較高的物質。

②以通道為中介的易化擴散:通道的作用是在一定條件下通過蛋白質本身的變構作用而在其內部形成一個水相孔洞或溝道,使被轉運的物質得以通過。以此種方式轉運的物質是一些簡單的離子。

通道的開放和關閉,由化學因素控製的通道,稱為化學依賴性通道;由電位因素控製的通道,稱電位依賴性通道。化學依賴性通道是在與某一化學物質結合時開放,在與該化學物質脫離時關閉。電位依賴性通道是在細胞膜兩側的電位差變化到某一數值時開放。

協助運輸▲被選擇吸收的物質從高濃度一側通過細胞膜到達低濃度一側,但需要細胞膜上的一種物質——載體蛋白協助才能完成擴散過程,稱為協助運輸。協助運輸是一種被動運輸,不需要細胞提供代謝能量,因為物質是順著濃度梯度運輸的,例如葡萄糖進入紅細胞。

在單純擴散和易化擴散的過程中,物質都是順著電—化學梯度而移動,不消耗細胞的能量,故這兩種轉運方式屬于被動轉運。

主動轉運

是指物質依靠膜上“泵蛋白”的作用,由膜的低濃度一側向高濃度一側轉運的過程。這是一種耗能過程,所以稱為主動轉運。

主動轉運是靠細胞上的一種特殊的鑲嵌蛋白質實現的,這種特殊的鑲嵌蛋白質,稱為泵蛋白質,簡稱泵。細胞膜上的泵蛋白質具有特異性,按其所轉運的物質種類可分為鈉泵、鉀泵、鈣泵等等。

在不同組織的細胞膜上,各種離子泵的化學結構雖有差異,但其轉運離子的特點基本相同,都是耗氧、耗能量的(能量由ATP提供)。這是主動轉運與單純擴散、易化擴散的重要不同點。

入胞和出胞

一些大分子或物質團塊的轉運,是通過入胞作用和出胞作用來實現的。

①入胞(胞吞):入胞是指物質通過細胞膜的運動,從細胞外進入細胞內的過程。如果進入的是固體物質,稱為吞噬;如果是液態物質,稱為吞飲。

入胞過程進行時,首先是細胞膜通過細胞膜表面存在的特殊受體辨別要吞入的物質。接著是膜和該物質接觸,引起膜的形態和機能的變化。接觸處的膜內陷。其周圍的膜形成了突出的偽足並包圍該物質,然後,偽足相互接觸並發生膜的融合和斷裂,于是異物和包圍它的一部分細胞膜一起內陷而進入細胞內。在胞質內,吞噬物與溶酶體接觸融合成一體,溶酶體內的水解酶即可將進入的物質進行消化。

②出胞(胞吐): 出胞是指物質通過細胞膜的運動,從細胞內排出到細胞外的過程。它是細胞把代謝產物或腺細胞的分泌物排到細胞外的方式。以腺細胞分泌酶原的過程為例,當出胞作用進行時,腺細胞內的酶原顆粒逐漸向細胞的頂端靠近。最後酶原顆粒外包裹的膜和細胞膜接觸並融合,在融合處形成小孔,致使酶原顆粒內容物放出細胞外。入胞和出胞作用也都是耗能的主動轉運過程。

相關搜尋

其它詞條