细胞膜通透性和分子输送的生物学机制

细胞膜通透性和分子輸送的生物学机制
细胞是生命的基本单位。

每个细胞都由许多各式各样的分子构成。

细胞膜是细胞的外壳，是控制细胞内外环境的关键。

细胞膜通透性是指细胞膜对物质透过的能力，是细胞膜的一个最基本的特征。

分子输送是细胞膜最基本的功能之一，它是指细胞内外分子在细胞膜上透过的过程。

本文将重点介绍细胞膜通透性和分子输送的生物学机制。

一、细胞膜结构
先行了解细胞膜的结构能够更好地了解它的通透性和分子输送机制。

细胞膜由磷脂双层、蛋白质和碳水化合物组成。

磷脂双层是由两个层的磷脂分子组成的，每个磷脂分子由亲水性的磷酸基和亲脂性的脂肪酸基组成。

磷脂分子在水中形成了双层，磷酸基向外，脂肪酸基向内，形成一个亲水性的头部和一个亲脂性的尾部，形成了磷脂双层。

蛋白质和碳水化合物则分别嵌入磷脂双层中。

二、细胞膜通透性的生物学机制
细胞膜通透性可根据物质类型分为主动运输和被动运输两种。

1、主动运输
主动运输是指物质通过能源输入进入或离开细胞。

常见的主动运输是真核生物中的ATP驱动的离子泵，如Na+ /K+ 泵和H+ /K+ 泵，在细胞膜上通过耗费ATP 的方式将离子从高浓度区域推向低浓度区域。

2、被动运输
被动运输，又称扩散运输，是指物质随着浓度梯度自发地由高浓度区域向低浓度区域运动，它不需要能量。

被动运输分为简单扩散、载体介导的扩散和离子通道介导的扩散。

（1）简单扩散
简单扩散是指一些疏水的非极性化合物通过细胞膜的非极性区域自发的进入或离开细胞。

疏水性较强物质往往更容易通过细胞膜。

（2）载体介导的扩散
载体介导的扩散是指许多大分子、疏水分子无法直接穿过细胞膜，需要一些特殊的介体帮助它们穿过细胞膜。

这些介质是接受物质的分子，通常被细胞膜上的蛋白质所驱动。

载体介导的扩散是运输载体与被转运物质结合，在过程中没有做功。

相比拟简单扩散，载体介导的扩散更加具备选择性。

（3）离子通道介导的扩散
离子通道介导的扩散是指小离子（如钾、钙、氯、钠等）通过离子通道自发地从高浓度区域进入低浓度区域。

离子通道是由高度专一的蛋白质组成的。

离子通道对离子具有高度的选择性。

离子通道的开放和关闭由生物体内离子浓度和电场强度控制。

三、分子输送的生物学机制
分子输送是指分子在细胞膜上通过的过程。

它的主要机制是运输蛋白介导的穿越。

细胞膜上具备运输功能的蛋白质包括通道，载体和泵。

通道可以使物质自发地进出细胞，载体和泵则是通过某种方式将物质从一个浓度梯度传输到另一个浓度梯度。

分子的传输需要运输蛋白的参与，运输蛋白又分为乘客蛋白和载体蛋白。

乘客蛋白扮演被输送物质的角色，载体蛋白扮演运输物质的角色。

乘客蛋白在细胞膜上浸润，通过推动和拉动的方式，将分子从一个位置转移到另一个位置。

载体蛋白则是在细胞膜上穿越，它通过门的方式来运输物质。

此外，
通过点状的磷脂紧密结合在一起的部分，细胞膜上也可以通过一个无法穿透的分子的屏障，成为加速和阻碍传输的“以后中立区”。

总结
细胞膜通透性和分子输送是生命体循环中的重要环节。

细胞膜的通透性包括主动运输和被动运输两种，而被动运输又包括简单扩散、载体介导的扩散和离子通道介导的扩散。

分子输送则是指分子在细胞膜上的穿越，具备运动功能的蛋白质为其发挥了重要作用。

这种运输蛋白又被分为乘客蛋白和载体蛋白，其共同作用形成了分子输送的生物学机制。

我们的生命体越来越依赖于细胞内外的分子传递，了解细胞膜通透性和分子输送的生物学机制变得尤其重要。