【细胞通过哪些方式进行跨膜物质转运的?有何异同?】
细胞跨膜物质转运有四种方式:从能量消耗角度可分为主动转运和被动转运。
自由扩散:是指脂溶性的小分子物质顺浓度差通过细胞膜的扩散过程。(被动)
转运对象:CO2、O2、N2、乙醇、尿素等。
特点:①
高浓度→低浓度
②
不耗能
协助扩散:是指一些非脂溶性或脂溶性较小的小分子物质,在膜上载体蛋白和通道蛋白的帮助下,顺电-化学梯度,从高浓度一侧向低浓度一侧扩散。(被动)
特点:①
高浓度→低浓度
②
不需耗能
③
具有选择性
④
通透性可改变
主动转运(或主动运输):是细胞通过耗能的过程将物质逆浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运过程。
特点:①
高浓度→低浓度,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。
膜泡运输(出胞和入胞):出胞指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。胞吞指大分子物质或物质团块(如细菌、病毒、异物、脂类物质等)进入细胞的过程。
特点:①定向转运
②需要能量
③依赖各种蛋白和偶联机制
④可运输大分子物质
【跨膜物质转运的方式有哪些?各有什么特点?】
协助扩散
是指一些非脂溶性的物质或水溶性强的物质,依靠细胞膜上镶嵌在脂质双分子层中特殊蛋白质的“帮助”,顺电—化学梯度扩散的过程。即将本来不能或极难进行的跨膜扩散变得容易进行,所以叫做易化扩散。参与易化扩散的镶嵌蛋白质有两种类型:一种是载体蛋白质,另一种是通道蛋白质。因而易化扩散可分为两种
①以载体为中介的易化扩散:载体的作用是在细胞膜的一侧与某物质相结合,再通过本身的变构作用将其运往膜的另一侧。以此种方式转运的物质是一些小分子的有机物。载体转运有三个主要特点:一个是高度特异性,一种载体只能转运一种物质,如葡萄糖载体只能转运葡萄糖。另一个是饱和性,即在单位时间内的物质转运量不能超过某一数值。第三,竞争抑制性,即结构近似的物质可争夺占有同一种载体、载体优先转运浓度较高的物质。
②以通道为中介的易化扩散:通道的作用是在一定条件下通过蛋白质本身的变构作用而在其内部形成一个水相孔洞或沟道,使被转运的物质得以通过。以此种方式转运的物质是一些简单的离子。
主动运输
是指物质依靠膜上“泵蛋白”的作用,由膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的过程。这是一种耗能过程,所以称为主动转运。
主动运输是靠细胞上的一种特殊的镶嵌蛋白质实现的,这种特殊的镶嵌蛋白质,称为泵蛋白质,简称泵。细胞膜上的泵蛋白质具有特异性,按其所转运的物质种类可分为钠泵、钾泵、钙泵等等。
在不同组织的细胞膜上,各种离子泵的化学结构虽有差异,但其转运离子的特点基本相同,都是耗氧、耗能量的(能量由ATP提供)。这是主动转运与被动运输、易化扩散的重要不同点。
入胞和出胞
一些大分子或物质团块的转运,是通过入胞作用和出胞作用来实现的。
①入胞(胞吞):入胞是指物质通过细胞膜的运动,从细胞外进入细胞内的过程。如果进入的是固体物质,称为吞噬;如果是液态物质,称为吞饮。
入胞过程进行时,首先是细胞膜通过细胞膜表面存在的特殊受体辨别要吞入的物质。接着是膜和该物质接触,引起膜的形态和机能的变化。接触处的膜内陷。其周围的膜形成了突出的伪足并包围该物质,然后,伪足相互接触并发生膜的融合和断裂,于是异物和包围它的一部分细胞膜一起内陷而进入细胞内。在胞质内,吞噬物与溶酶体接触融合成一体,溶酶体内的水解酶即可将进入的物质进行消化。
②出胞(胞吐):出胞是指物质通过细胞膜的运动,从细胞内排出到细胞外的过程。它是细胞把代谢产物或腺细胞的分泌物排到细胞外的方式。以腺细胞分泌酶原的过程为例,当出胞作用进行时,腺细胞内的酶原颗粒逐渐向细胞的顶端靠近。最后酶原颗粒外包裹的膜和细胞膜接触并融合,在融合处形成小孔,致使酶原颗粒内容物放出细胞外。入胞和出胞作用也都是耗能的主动转运过程。
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