跨膜物质转运1
细胞跨膜物质转运方式及特点
细胞跨膜物质转运方式及特点细胞跨膜物质转运是细胞内外物质交换的重要过程,通过细胞膜上的特定通道和运输蛋白实现。
下面我们来详细了解一下细胞跨膜物质转运的方式及其特点。
一、主动转运:主动转运是指细胞通过耗费能量的方式,将物质从浓度低的一侧转移到浓度高的一侧。
这种转运方式主要通过离子泵来实现,离子泵是一种转运蛋白,能够将离子以及其他小分子物质逆浓度梯度转运。
主动转运可以维持细胞内外物质的浓度差异,并参与细胞内外环境的稳定调节。
二、被动扩散:被动扩散是一种无需能量消耗的转运方式,主要适用于小分子物质,如氧气、二氧化碳等。
被动扩散是依靠分子之间的热运动,遵循浓度梯度的自发运动。
该方式的特点是速度较快,但对于较大的分子或极性分子来说,穿过细胞膜的能力较弱。
三、载体介导转运:此类转运是通过细胞膜上的载体蛋白来实现的,可以分为载体蛋白与物质结合后经膜内外构象变化实现转运的“倾斜模型”和物质在细胞膜两侧交替与载体蛋白结合并经膜内外构象变化实现转运的“摆动模型”。
载体介导转运具有高度的选择性,对特定物质具有亲和性,能够实现对细胞内外环境中物质的高效转运。
四、囊泡运输:细胞通过囊泡运输来实现对大分子物质的转运,例如蛋白质和碳水化合物等。
这种转运方式可以分为内吞作用和分泌作用。
内吞作用指细胞通过将物质包裹成囊泡,然后通过吞噬作用将囊泡带入细胞内部。
分泌作用则是细胞通过合成囊泡,将物质包裹在囊泡内,然后通过融合细胞膜将囊泡释放到细胞外部。
综上所述,细胞跨膜物质转运有多种方式,每种方式都有其独特的特点。
了解和掌握这些转运方式对于理解细胞内外物质交换的机制以及疾病的发生和治疗具有重要指导意义。
未来的研究还需要继续探索新的转运机制,以促进我们对细胞生物学的深入了解。
简述物质跨膜转运的方式及其特点
简述物质跨膜转运的方式及其特点跨膜转运是指物质在生物膜上的跨越过程,是细胞内外物质交换的重要方式。
生物体内的物质跨膜转运主要包括主动转运、被动转运和细胞内外物质交换等几种方式。
这些转运方式各具特点,下面将分别进行介绍。
一、主动转运主动转运是指细胞通过跨膜蛋白质的活性转运,耗费能量将物质从浓度低的一侧转移到浓度高的一侧。
最常见的主动转运蛋白是ATP 酶,在细胞膜上能够将物质与ATP结合,并通过ATP的水解释放的化学能将物质跨膜转运。
主动转运的特点是能够逆转物质的浓度梯度,使得物质从低浓度区域转移到高浓度区域,从而维持细胞内外的浓度差异,维持细胞内环境的稳定。
二、被动转运被动转运是指细胞通过跨膜蛋白质的通道或载体蛋白,在浓度梯度的作用下,使物质自由地从高浓度区域转移到低浓度区域,不需要耗费额外的能量。
被动转运可以分为通道转运和载体转运两种方式。
通道转运是指跨膜蛋白形成通道,使得物质可以通过通道自由扩散,如离子通道蛋白;而载体转运是指跨膜蛋白在物质结合后发生构象变化,使物质经过载体蛋白的转运。
被动转运的特点是依赖于浓度梯度,不需要额外能量的消耗,但无法逆转物质的浓度梯度。
三、细胞内外物质交换细胞内外物质交换是指细胞与外界环境之间的物质交换过程,包括分子在细胞膜上的吸附、扩散、渗透等方式。
细胞膜是一个半透明膜,能够选择性地允许某些物质通过,而阻止其他物质的通过,从而实现对物质的筛选和交换。
细胞内外物质交换的特点是依赖于物质的特性和细胞膜的性质,通过不同的方式实现物质的进出。
总的来说,物质跨膜转运是细胞内外物质交换的重要方式,主要包括主动转运、被动转运和细胞内外物质交换几种方式。
不同的转运方式具有各自独特的特点,能够满足细胞对物质的需求,维持细胞内外环境的稳定。
通过这些转运方式,细胞能够有效地实现物质的吸收、排泄和运输,保证细胞正常生理功能的进行。
在细胞内外物质交换的过程中,各种转运方式相互配合,共同维持细胞内外的物质平衡,保证细胞的正常运作。
物质跨膜转运的方式及特点
物质跨膜转运的方式及特点物质跨膜转运是生物体内细胞膜对物质进行转运的重要过程。
细胞膜是由脂质双分子层构成的,其内部是疏水性的,而外部是亲水性的。
这种结构决定了细胞膜对水溶性物质的选择性通透性,即只允许特定的物质通过。
物质跨膜转运的方式有主动转运和被动转运两种。
一、主动转运主动转运是指物质在细胞膜上的转运过程中需要耗费能量的方式。
主动转运可以分为原位转运和辅助转运两种。
1. 原位转运原位转运是指物质在转运过程中通过跨膜蛋白直接与能源(一般为ATP)相互作用,将物质从低浓度的一侧转运到高浓度的一侧。
这一过程需要ATP的能量供应,因此也被称为主动转运。
原位转运可以分为单向转运和反向转运两种。
单向转运是指物质从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧,从而使物质浓度梯度增大;反向转运是指物质从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,从而使物质浓度梯度减小。
原位转运的特点是可以克服浓度梯度,使物质在细胞膜上形成浓度梯度,从而维持细胞内外的浓度差异,实现物质的积累和排泄。
2. 辅助转运辅助转运是指物质在转运过程中通过跨膜蛋白与能源间接相互作用,将物质从低浓度的一侧转运到高浓度的一侧。
与原位转运不同的是,辅助转运过程中不需要ATP的能量供应,而是利用与其他物质的浓度梯度相结合来驱动转运。
辅助转运的特点是能够利用浓度梯度来实现物质的转运,从而节约能量的消耗。
二、被动转运被动转运是指物质在细胞膜上的转运过程中不需要耗费能量的方式。
被动转运可以分为扩散和渗透两种。
1. 扩散扩散是指物质在浓度梯度的作用下,自由地通过细胞膜从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散。
扩散过程不需要耗费能量,是一种被动转运方式。
扩散的特点是物质的转运是自发的、无需外部能量的,且遵循浓度梯度的规律。
2. 渗透渗透是指溶质通过渗透压的作用,从浓度低的一侧向浓度高的一侧转运。
渗透过程中,溶质的转运是被动的,不需要耗费能量。
渗透的特点是溶质的转运是被动的,遵循渗透压的规律。
四种细胞跨膜物质转运方式的异同
细胞膜作为细胞的边界,起着对外界的选择性透过,以及对内外物质的转运和传递的作用。
细胞膜跨膜物质的转运方式主要包括主动运输、被动扩散、泡载运输和媒介运输。
本文将对这四种跨膜物质转运方式的异同进行系统的阐述和比较。
一、主动运输1. 主动运输介绍主动运输是指通过细胞膜上的载体蛋白,利用细胞内能量(ATP)来将物质从浓度较低的一侧转运到浓度较高的一侧的跨膜转运方式。
该过程需要耗费能量,因此也称之为能量耗费转运。
2. 主动运输的异同点主动运输与其他跨膜转运方式相比,最大的异同点在于运输的方向,它是从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧。
而被动扩散、泡载运输和媒介运输则都是遵循浓度梯度进行物质转运的。
主动运输还需要依赖于载体蛋白参与,而其他三种方式不需要。
二、被动扩散1. 被动扩散介绍被动扩散是指通过细胞膜上的通道蛋白,利用物质自身的浓度梯度来实现跨膜转运的方式。
该过程不需要额外能量的参与,因此也称为passively mediated transport。
2. 被动扩散的异同点被动扩散与主动运输的最大不同在于其不需要额外的能量参与。
被动扩散是利用物质自身浓度梯度进行的转运,而主动运输则是逆向浓度梯度的转运。
三、泡载运输1. 泡载运输介绍泡载运输是一种通过细胞内外囊泡的形式进行物质转运的方式。
该方式包括内吞作用和胞吞作用两种。
2. 泡载运输的异同点泡载运输与被动扩散和主动运输最大的不同在于其转运的方式。
泡载运输是依靠形成囊泡然后在囊泡融合或分解的方式进行物质的转运,而其他两种方式则是通过膜上的通道蛋白或载体蛋白完成的。
四、媒介运输1. 媒介运输介绍媒介运输是指通过细胞膜上的载体蛋白,运用一个物质与另一个物质或离子的结合来实现物质跨膜的转运。
该过程中,载体蛋白会在物质被转运后重新释放或者重新结合。
2. 媒介运输的异同点媒介运输与主动运输在运输的方向上是相似的,都可以逆浓度梯度进行物质转运。
而与被动扩散和泡载运输不同的是,媒介运输需要依赖载体蛋白来帮助实现物质转运。
归纳总结跨膜物质转运方式
归纳总结跨膜物质转运方式跨膜物质转运是细胞内外物质交换的重要过程,细胞通过不同的方式将物质从细胞外输送到细胞内,或将物质从细胞内排出到细胞外。
本文将归纳总结跨膜物质转运的方式,并对其特点进行概述。
一、被动扩散被动扩散是一种自发的物质转运方式,无需能量输入。
它依靠物质的浓度梯度进行推动,即从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散。
被动扩散的速率受到温度、浓度梯度、分子尺寸和膜通透性等因素的影响。
该方式常见的例子包括氧气和二氧化碳的跨膜转运。
二、主动运输主动运输是一种需要能量输入的物质转运方式,可逆转运。
细胞通过特定的膜蛋白通道将物质从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧,与被动扩散相反。
这一过程需要利用细胞内的能量,常见的能量形式包括ATP和电化学梯度。
主动运输可以分为原位运输和团队运输两种类型。
1. 原位运输原位运输是指通过特定的跨膜蛋白直接将物质从细胞内转运到细胞外,或从细胞外转运到细胞内。
例如,钙离子通过钙离子泵从细胞质转运到细胞外,或通过钙离子通道从细胞外进入细胞质。
2. 组运输组运输是指通过跨膜蛋白将物质从细胞内转运到细胞外,或从细胞外转运到细胞内的过程中,与另一种物质共同转运。
这种方式常见于某些离子和分子对的转运,如钠-钾泵和葡萄糖-钠共转运体。
三、细胞内液泡运输细胞内液泡运输是细胞内物质转运的一种方式,通过液泡的形成、融合和运输,实现物质在细胞内的转移。
细胞内液泡运输分为内吞作用和分泌作用两种。
1. 内吞作用细胞通过囊泡与细胞膜融合,将细胞外的物质包裹进液泡内形成内吞泡。
这种方式常见于细胞摄取外源性物质,如细胞吞噬细菌的过程。
2. 分泌作用分泌作用是细胞内物质释放到细胞外的过程,细胞内的物质通过液泡与细胞膜融合,并将物质释放至细胞外。
分泌作用发生在多种细胞类型中,如胰岛细胞释放胰岛素。
四、背袋运输背袋运输是一种细胞自体膜形成的过程,细胞膜通过背外凹形成小囊泡,在转运物质的同时形成背内凹。
这种方式常见于蛋白质内吞作用和排泄作用。
细胞的跨膜物质转运方式及其各自转运的物质
细胞的跨膜物质转运方式及其各自转运的物质细胞是构成人体最基本的结构和功能单位。
细胞的基本功能主要有物质跨膜转运、型号转导、生物电现象、收缩功能等。
其中,物质跨膜转运是常考的内容。
今天甘肃卫生人才网带我们具体来学习细胞膜的物质转运方式。
当前公认的细胞膜结构学说为液态镶嵌模型。
细胞膜的基架是液态的脂质双分子层。
按照物质进出细胞膜的方式,将物质的转运分为单纯扩散、易化扩散、主动转运、出胞和入胞四种类型。
下面我们针对细胞膜的物质转运方式进行详解:(1)单纯扩散单纯扩散是脂溶性物质通过脂质双分子层由高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
不需要外力帮助,不消耗能量,为被动转运。
如:O2、CO2、尿素、乙醇等。
(2)易化扩散易化扩散是不溶于脂质或脂溶性很小的物质,在特殊蛋白质的协助下,由高浓度的一侧通过细胞膜向低浓度的一侧转运的过程。
分为经通道的易化扩散和经载体的易化扩散。
经载体的易化扩散的特点:高度选择性、饱和现象、竞争抑制。
代表物质:葡萄糖、氨基酸。
经通道的易化扩散的特点:选择性、门控特性、高效性。
代表物质:Na+、K+等。
(3)主动转运主动转运是指细胞通过本身的某种耗能过程,将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧向高浓度一侧的转运过程。
分为原发性主动转运和继发性主动转运。
原发性主动转运:利用离子泵的作用完成,最常见的离子泵为钠-钾泵和钙泵。
钠泵:每分解一个ATP能将3个Na+移出膜外,同时将2个K+移入膜内。
钠泵的意义:建立Na+、K+在细胞内外的浓度势能。
继发性主动转运:为逆浓度差跨膜转运,耗能,需要载体蛋白。
代表物质:葡萄糖、氨基酸在肾小管上皮重吸收或肠上皮细胞;甲状腺上皮细胞的碘聚过程。
(4)出胞和入胞出胞:如神经细胞释放递质,内分泌腺细胞将合成的激素分泌到血液。
入胞:如免疫细胞吞噬异物。
物质跨膜转运的方式
物质跨膜转运的方式
物质跨膜转运的方式可以分为两类:被动转运和主动转运。
被动转运是指物质通过膜孔或膜通道简单地跨越细胞膜,与细胞膜本身没有直接的能量关系。
主动转运则是指物质跨越细胞膜时需要耗费细胞本身的能量,常见的主要有扩散、渗透、载体介导转运和ATP酶驱动的转运。
1.扩散:扩散是指物质由高浓度区域向低浓度区域的自发传播。
扩散的速度受到物质分子的大小、电荷、溶解度、浓度梯度等因素的影响。
2.渗透:渗透是指水分子由高浓度水溶液向低浓度水溶液通过半透膜自发流动的现象。
渗透的方向取决于两侧溶液的浓度差和半透膜的性质。
3.载体介导转运:载体是一种可以结合某些物质,将其运输到细胞内或细胞外的蛋白质。
载体蛋白通常具有特异性,只能结合特定的物质。
载体介导转运需要使用化学能或电能等形式的能量。
4.ATP酶驱动的转运:ATP酶驱动的转运是指通过将ATP分解为ADP和磷酸盐的过程中产生的化学能,来驱动物质转运的过程。
这种方式通常被用于跨越细胞膜的大分子物质的转运,如蛋白质和多糖等。
跨膜物质转运的方式无饱和现象
跨膜物质转运的方式无饱和现象跨膜物质转运是细胞内外物质交换的重要方式,通过细胞膜上的通道蛋白或载体蛋白,帮助物质跨越细胞膜,以维持细胞内外环境的稳定。
在这个过程中,存在两种类型的转运方式,一种是无饱和现象的跨膜物质转运,另一种是有饱和现象的跨膜物质转运。
本文将重点讨论无饱和现象的跨膜物质转运,探讨其特点和意义。
无饱和现象的跨膜物质转运是指在一定条件下,跨膜通道或载体蛋白能够保持对物质转运速率的稳定,不会因物质浓度的增加而出现饱和现象。
这种转运方式具有几个显著的特点。
首先,无饱和现象的跨膜物质转运速率与物质浓度成正比,即物质浓度越高,转运速率也越快,但不会达到饱和状态。
其次,这种转运方式对物质的选择性较弱,通道或载体蛋白对多种物质具有一定的通透性,不像有饱和现象的转运方式那样对特定物质具有高度选择性。
最后,无饱和现象的跨膜物质转运通常是passively driven 的,即不需要消耗能量,是一种 passively transport 的过程。
无饱和现象的跨膜物质转运在生物体内具有重要的生理意义。
首先,这种转运方式能够满足细胞对物质的快速需求,保持细胞内外环境的稳定。
其次,无饱和现象的转运方式可以帮助细胞快速排除代谢废物或吸收必需营养物质,促进细胞正常代谢和生长。
此外,这种转运方式还可以在细胞内外环境发生变化时,快速调节物质的浓度,保持细胞功能的正常运作。
在生物体内,无饱和现象的跨膜物质转运涉及到多种通道蛋白和载体蛋白的参与。
通道蛋白通常是一种跨膜蛋白,具有特定的空间结构,形成细胞膜上的通道,通过通道蛋白,物质可以通过扩散的方式快速跨越细胞膜。
而载体蛋白则是一种能够与特定物质结合并转运的蛋白,通过载体蛋白,物质可以实现更为选择性的跨膜转运。
这些通道蛋白和载体蛋白的协同作用,确保了无饱和现象的跨膜物质转运可以高效、快速地进行。
总的来说,无饱和现象的跨膜物质转运是细胞内外物质交换的重要方式之一,具有转运速率与物质浓度成正比、对物质选择性较弱、passively driven 等特点。
细胞跨膜物质转运方式
细胞跨膜物质转运方式
胞膜的跨膜物质转运形式有五种:
(一)单纯扩散:如O2、CO2、NH3等脂溶性物质的跨膜转运;
(二)易化扩散:又分为两种类型:
1.以载体为中介的易化扩散,如葡萄糖由血液进入红细胞;
2.以通道为中介的易化扩散,如K+、Na+、Ca2+顺顺度梯度跨膜转运;
(三)主动运转(原发性)如K+、Na+、Ca2+逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运;(四)继发性主动转运如小肠粘膜和肾小管上皮细胞吸收和重吸收葡萄糖时跨管腔膜的主动转运:
(五)出胞与入胞式物质转运如白细胞吞噬细胞、异物的过程为入胞作用;腺细胞的分泌,神经递质的释放则为出胞作用。
试述物质跨膜转运的方式及特点
试述物质跨膜转运的方式及特点
物质跨膜转运指的是细胞膜上物质从一侧经过细胞膜到达另一侧的一种过程。
常见的物质跨膜转运方式包括扩散、载体介导转运和通道介导转运。
扩散是一种无需能量输入,由物质分子自发地从高浓度区域到低浓度区域运动的过程,其中包括简单扩散、离子通道介导的扩散和载体介导的扩散等。
扩散速率取决于分子浓度梯度的大小、分子大小和膜通透性等因素。
载体介导转运需要借助细胞膜上的载体蛋白,将物质从高浓度区域转运到低浓度区域。
载体蛋白通常具备选择性,只能运输特定种类或大小的分子。
这种方式对于一些需要被控制的物质转运非常有益,但也需要耗费能量。
通道介导转运是一种载体介导转运方式,它是通过细胞膜上的通道蛋白形成的通道来运输分子。
通道蛋白可以被分类为离子通道和水通道等,离子通道负责运输离子分子,而水通道则负责水分子的跨膜转运。
通道的特点是高效、快速、选择性强,但也容易被其他分子阻塞。
总体来说,物质跨膜转运的方式和特点因物质种类和分子大小不同而异。
在生物学中,这些转运方式是维持生命运作所必需的。
细胞膜跨膜物质转运的方式
细胞膜跨膜物质转运的方式:(一)单纯扩散:如O2、CO2、NH3等脂溶性物质的跨膜转运;(二)易化扩散:又分为两种类型:1.以载体为中介的易化扩散,如葡萄糖由血液进入红细胞;2.以通道为中介的易化扩散,如K+、Na+、Ca2+顺顺度梯度跨膜转运;(三)主动运转(原发性)如K+、Na+、Ca2+逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运;(四)继发性主动转运如小肠粘膜和肾小管上皮细胞吸收和重吸收葡萄糖时跨管腔膜的主动转运:(五)出胞与入胞式物质转运如白细胞吞噬细胞、异物的过程为入胞作用;腺细胞的分泌,神经递质的释放则为出胞作用。
试述细胞膜的跨膜物质转运方式及特点
细胞膜的跨膜物质转运方式及特点细胞膜的跨膜物质转运方式:被动运输(1)自由扩散(简单扩散)定义:物质通过简单扩散作用(simple transport)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;自由扩散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,尿素,胆固醇,脂溶性维生素,气体小分子等(2)协助扩散也称促进扩散、易化扩散(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,浓度不再增加,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.④不需要提供能量.举例:红细胞摄取葡萄糖编辑本段主动运输其概念是: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.植物对水分的吸收和对无机盐的吸收是两个相对独立的过程;同种植物对不同种类无机盐的吸收具有选择性;不同植物对同一种无机盐的吸收具有选择性;不同微生物对无机盐的吸收具有选择性;物质的跨膜运输既有顺浓度的又有逆浓度的;从而认识细胞膜和其他生物膜都具有选择透过性,即水分子可以自由通过,有些离子和小分子也可以通过,一些离子、小分子和任何大分子则不能通过.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,核苷酸,带电荷离子等.编辑本段胞吐胞吞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,转运过程中不需要载体蛋白的协助,但是需要消耗细胞代谢能(A TP).根据转运方向可以分为胞吞和胞吐两种方式.编辑本段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).举例:白细胞吞噬入侵的细菌等编辑本段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。
第五章-物质的跨膜运输1
P105
第一节 膜转运蛋白与物质的跨膜运输
(二)水孔蛋白:水分子的跨膜通道
传统上认为水主要通过简单扩散运输
令人困惑的现象:
•红细胞移入低渗溶液后,很快吸水膨胀而溶血;
•而水生动物的卵母细胞在低渗溶液不膨胀。
提出了水通道的可能性。
P106
第一节 膜转运蛋白与物质的跨膜运输
水通道蛋白的发现
1988年Agre在分离纯化红细胞膜上的Rh血型抗原 时,发现了一个28 KD 的疏水性跨膜蛋白,称为 CHIP28 (Channel-Forming integral membrane protein)。
P111
第二节 离子泵和协同转运
(三)H+ 泵(H+ -ATPase)
存在于植物、真菌和酵母的细胞质膜上; 植物细胞膜上的H+泵; 动物胃表皮细胞的H+-K+泵(分泌胃酸)
P112
第二节 离子泵和协同转运
二、V-型质子泵和F-型质子泵 V-type Proton Pump:������ 位于小泡(vacuole)的膜上 由许多亚基构成。 水解ATP产生能量,但不发生自身 磷酸化 从细胞质中逆H+电化学梯度泵出H+进入细胞器
1991年Agre发现CHIP28的mRNA能引起非洲爪蟾 卵母细胞吸水破裂,已知这种吸水膨胀现象会被Hg2+ 抑制。 目前在人类细胞中已发现至少11种此类蛋白,被命 名为水通道蛋白(Aquaporin,AQP)。
第一节 膜转运蛋白与物质的跨膜运输
水通道蛋白 AQP1是人 的红细胞膜的一种主 要蛋白。它能够让水 自由通过,但是不允 许离子或是其他的小 分子通过。 AQP1是由四个相同的亚基 构成,每个亚基的相对分子 质量为28kDa,每个亚基有 六个跨膜结构域,在跨膜结 构域2与3、5与6之间有一个 P106 环状结构,是水通过的通道。
简述物质跨膜转运的方式及其特点
简述物质跨膜转运的方式及其特点物质跨膜转运是指物质在细胞膜上进行跨膜运输的过程。
细胞膜是细胞的边界,起到了筛选物质进出细胞的作用。
细胞膜是由磷脂双层组成的,磷脂分子具有亲水性和疏水性的特点,因此细胞膜上的物质转运需要借助不同的机制。
根据物质的性质和跨膜转运的方式,物质跨膜转运可以分为主动转运、被动转运和细胞外液相转运三种方式。
1.主动转运:主动转运是指物质在跨膜转运过程中需要消耗能量的方式。
这种转运方式可以分为原位转运和囊泡转运两种方式。
(1)原位转运:原位转运是指物质通过跨膜蛋白直接进出细胞膜。
跨膜蛋白可以分为通道蛋白和载体蛋白两类。
通道蛋白是具有孔道结构的蛋白质,通过这些孔道,物质可以通过扩散的方式进出细胞膜。
通道蛋白根据其选择性,可以分为离子通道和水通道。
离子通道可以选择性地允许特定离子通过,而水通道则可以让水分子快速通过。
载体蛋白则是通过结合物质,将物质从一侧转运到另一侧。
载体蛋白可以分为主动载体和辅助载体两类。
主动载体能够利用细胞内的能量(ATP)将物质从低浓度一侧转运到高浓度一侧,这个过程被称为“逆浓度梯度转运”。
辅助载体则是通过与主动载体结合,协助物质的转运。
(2)囊泡转运:囊泡转运是指物质通过囊泡在细胞膜上进行跨膜转运。
这种转运方式通常与内质网、高尔基体和溶酶体等细胞器有关。
物质在细胞内被包裹在囊泡内,然后囊泡与细胞膜融合,释放出物质。
囊泡转运通常发生在细胞分泌、内吞、外泌等过程中。
例如,细胞内合成的蛋白质经过高尔基体和溶酶体的转运,最后通过囊泡与细胞膜融合,释放到细胞外。
2.被动转运:被动转运是指物质在跨膜转运过程中不需要消耗能量的方式。
这种转运方式主要包括扩散和渗透两种方式。
(1)扩散:扩散是指物质在浓度梯度的驱动下,从高浓度区域向低浓度区域自发地运动的过程。
扩散可以分为简单扩散和载体介导的扩散。
简单扩散是指物质通过细胞膜磷脂双层间的空隙直接跨膜,这种扩散方式主要适用于小分子、非极性分子和一些极性分子。
简述物质跨膜转运的方式及其特点
简述物质跨膜转运的方式及其特点
物质跨膜转运是生物体内物质运输的重要方式之一,主要包括主动转运和被动转运两种方式。
下面将对两种方式进行详细介绍。
1. 被动转运
被动转运是指物质沿着浓度梯度自发地从高浓度区向低浓度区移动的过程。
被动转运的方式主要有扩散、渗透和离子通道三种。
(1)扩散:指物质沿浓度梯度自发地从高浓度区向低浓度区移动的过程。
扩散的速率取决于浓度梯度的大小和物质分子的大小、形状等因素。
(2)渗透:指水分子沿浓度梯度自发地从高浓度区向低浓度区移动的过程。
渗透的速率取决于水分子的浓度梯度和渗透压的大小。
(3)离子通道:指细胞膜上的一种特殊蛋白质通道,可以让特定的离子沿着浓度梯度自发地跨越细胞膜。
离子通道的特点是具有高度的选择性,只能让特定的离子通过。
2. 主动转运
主动转运是指物质沿着浓度梯度相反的方向移动的过程。
主动转运需要耗费能量,通常是利用ATP的能量。
主动转运的方式主要有原位转运和背景转运两种。
(1)原位转运:指物质在跨膜过程中需要与载体蛋白结合,通过改变载体蛋白的构象来完成跨膜转运。
原位转运的特点是具有高度的选择性,只能让特定的物质通过。
(2)背景转运:指物质在跨膜过程中需要与离子交换蛋白或共转运蛋白结合,通过利用离子浓度梯度来完成跨膜转运。
背景转运的特点是具有一定的选择性,但比原位转运的选择性要低。
总之,物质跨膜转运的方式多种多样,每种方式都有其独特的特点和适用范围。
在生物体内,各种跨膜转运方式相互配合,共同完成物质的运输和代谢。
物质跨膜转运的方式和原理
物质跨膜转运的方式和原理物质跨膜转运是细胞内外物质交换的一种重要方式。
细胞内外物质的转运是由于细胞内外的物质浓度和电化学状态的不同而产生的。
在生物体内,物质的跨膜转运主要有主动转运和被动转运两种方式。
主动转运是指细胞通过消耗能量从低浓度区向高浓度区进行转运,而被动转运则是从高浓度区向低浓度区进行转运。
1. 被动转运被动转运是物质沿浓度梯度进行自由扩散,不需能量消耗。
被动转运的方式有简单扩散和载体介导扩散两种。
1.1 简单扩散简单扩散是指物质通过细胞膜间隙的随机运动从高浓度区向低浓度区转运,这种运动方式不依赖于任何蛋白质或其他载体。
简单扩散运动的速率与浓度梯度成正比,与粒子大小和电荷无关。
简单扩散的方向性很弱,仅受到浓度梯度的影响。
1.2 载体介导扩散载体介导扩散是指物质通过过膜载体介导进行扩散,与简单扩散相比,载体介导扩散速率更快,且能够专一地运输某些物质。
载体分为通道类和转运类两种。
通道类载体是孔道蛋白,形成可通透的通道,通过膜上的孔道转移物质;转运类载体则是有特异性的转运蛋白质,将物质从一侧转移到另一侧,通常与体内某种催化系统配合工作。
载体介导扩散不受物质大小和电荷限制,但是受载体数量和饱和度限制。
主动转运是指借助细胞消耗的能量将物质从低浓度区向高浓度区进行转运。
主动转运需要细胞消耗能量,以ATP或能丰富的代谢产物,如NADH、FADH2为能源。
主动转运分为直接主动转运和间接主动转运两种。
基本原理是通过外耗能体(如ATP酶)经过ATP酶活化,产生更高级别的化学物质,从而驱动物质转运。
直接主动转运可进一步分为原位和远程两种。
原位主动转运是指ATP酶靠近物质而直接转移物质;远程主动转运是指ATP酶通过改变载体的活性或构象夹持物质,最终将物质从一侧转移到另一侧。
直接主动转运对于转运泵本身的子单位拓扑、结构、协同、调控等等因素的要求都很高,特别是对于能量捕获、储存和释放来说的复杂调控十分重要。
2.2 间接主动转运基本原理是利用物质浓度梯度,离子浓度梯度驱动转运邻近的离子或分子。
简述细胞膜跨膜物质转运的几种方式
简述细胞膜跨膜物质转运的几种方式细胞膜是细胞内外环境的分界线,起到筛选物质进出细胞的作用。
而细胞膜跨膜物质转运是指物质从细胞外跨过细胞膜进入细胞内,或从细胞内跨过细胞膜排出细胞外的过程。
细胞膜跨膜物质转运的方式多种多样,下面将简要介绍几种常见的方式。
一、被动扩散被动扩散是指物质沿着浓度梯度自发地从高浓度区向低浓度区传播的过程,不需要能量的消耗。
这种跨膜物质转运的方式适用于小分子、非极性分子和小的极性分子。
细胞膜中的疏水层可以阻止水溶性物质的通过,但脂溶性物质可以通过细胞膜的疏水层。
二、主动运输主动运输是指物质跨膜过程中需消耗能量的转运方式。
主动运输可以进一步分为主动转运和背袋转运两种方式。
1.主动转运主动转运是指物质在跨膜过程中,逆浓度梯度或电化学梯度的方向传输,需要耗费能量。
主动转运可以进一步分为原位转运和组合转运。
(1)原位转运:原位转运是指由细胞膜上的转运蛋白直接参与物质的跨膜转运。
其中,Na+/K+泵是一种典型的原位转运蛋白,它通过耗费ATP的能量,将细胞内的钠离子排出,同时将细胞外的钾离子吸入。
(2)组合转运:组合转运是指细胞膜上的转运蛋白通过与其他物质结合形成复合物,从而实现物质的跨膜转运。
例如,葡萄糖和氨基酸的跨膜转运就是通过与膜上的转运蛋白结合,被转运蛋白帮助跨膜进入或离开细胞。
2.背袋转运背袋转运是指物质在跨膜过程中,沿着浓度梯度或电化学梯度的方向传输,但与主动转运不同的是,背袋转运不消耗能量。
背袋转运通常由载体蛋白介导,载体蛋白可将物质从细胞外结合到蛋白上,然后通过构象改变使物质跨膜进入细胞内或离开细胞。
背袋转运可以进一步分为简单扩散和依赖载体蛋白的转运。
(1)简单扩散:简单扩散是背袋转运的一种形式,它是指物质在细胞膜上不需要载体蛋白的辅助下,沿着浓度梯度自由扩散的过程。
小分子、非极性分子以及一些小的极性分子可以通过简单扩散跨膜进出细胞。
(2)依赖载体蛋白的转运:这种转运方式需要细胞膜上的载体蛋白作为媒介。
物质跨膜转运的方式和各自的特点
物质跨膜转运的方式和各自的特点
物质跨膜转运是细胞内外物质交换的重要过程,它通过细胞膜上的蛋白通道或者载体蛋白来实现。
在细胞膜上,物质跨膜转运有两种主要的方式:主动转运和被动转运。
主动转运是细胞逆浓度梯度主动将物质由低浓度向高浓度方向转移的过程。
这一过程通常依赖于细胞内储存的能量,如腺苷三磷酸(ATP)的水解。
主动转运可分为原位转运和继承转运两种方式。
原位转运是指物质跨膜转运过程中外源能量直接参与,通过脱氧核苷酸的磷酸化和解磷酸高能键的方式实现。
继承转运则是指细胞内已存的能量矩阵通过转移向外源转运物质。
被动转运是细胞膜上物质自由通过膜的水平扩散来实现的过程。
被动转运的速率取决于物质浓度差和物质在膜上的可溶性。
受到物质性质的限制,被动转运方式主要包括简单扩散、浓度梯度扩散和电化学激励扩散等几种。
简单扩散是指没有利用细胞内储存的能量,而是通过物质自身的动力学原理,由高浓度区向低浓度区进行跨膜转运。
浓度梯度扩散则是指物质由高浓度区域向低浓度区域通过逐渐降低的浓度梯度进行转运。
而电化学激励扩散则是指离子根据膜电位和化学浓度梯度进行跨膜转运。
总体而言,物质跨膜转运是细胞内外物质交换的重要方式。
通过主动转运和被动转运两种方式,细胞能够灵活地调节物质的进出,维持细胞内外环境的平衡。
这些转运方式各自具有独特的特点和机制,对细胞的正常功能和生存至关重要。
物质跨膜转运的方式及特点
物质跨膜转运的方式及特点物质跨膜转运是细胞内外物质交换的重要过程,它通过细胞膜上的转运蛋白介导,使物质能够在细胞膜上通过,从而实现细胞内外的物质运输。
物质跨膜转运的方式多种多样,包括主动转运、被动转运、嵌膜蛋白通道等。
下面将详细介绍这些转运方式的特点和原理。
1. 主动转运:主动转运是指物质在跨膜过程中消耗能量,逆向运输物质,从低浓度区域向高浓度区域移动。
这种转运方式主要依赖于转运蛋白的ATP酶活性,通过耗能的方式将物质从低浓度区域转运至高浓度区域。
主动转运可以分为原位转运和组合转运两种形式。
原位转运是指转运蛋白通过直接转运物质,将其从低浓度区域转运至高浓度区域。
这种转运方式常见的例子是钠-钾泵,它能够将细胞内的钠离子排出细胞外,同时将细胞外的钾离子转运进细胞内,以维持细胞内外的离子浓度差。
组合转运是指转运蛋白将两种或多种物质同时转运,通过共同运输蛋白将它们从低浓度区域转运至高浓度区域。
这种转运方式常见的例子是葡萄糖-钠共转运体,它能够将葡萄糖和钠离子同时转运进细胞内,以维持细胞内葡萄糖的浓度。
2. 被动转运:被动转运是指物质在跨膜过程中不消耗能量,顺向运输物质,从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种转运方式主要依赖于物质的浓度梯度,通过扩散的方式将物质从高浓度区域转运至低浓度区域。
被动转运可以分为简单扩散和载体介导扩散两种形式。
简单扩散是指物质通过细胞膜的疏水区域直接扩散,从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种转运方式适用于小分子物质,如氧气、二氧化碳等,它们可以通过细胞膜的疏水区域自由扩散进出细胞。
载体介导扩散是指物质通过转运蛋白在细胞膜上扩散,从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种转运方式适用于大分子物质或带电物质,如葡萄糖、氨基酸等,它们需要依赖转运蛋白才能通过细胞膜。
3. 嵌膜蛋白通道:嵌膜蛋白通道是一种特殊的转运方式,它通过形成通道或孔道,使物质能够直接穿过细胞膜。
嵌膜蛋白通道可以分为离子通道和水通道两种类型。
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第二章细胞的基本功能
第一节细胞膜的物质转运功能
细胞膜(cell membrane,也称质膜、生物膜、单位膜)
电镜下三层:内外侧致密带、中间透明带各 2.5nm,总厚
7.0-7.5nm
一、细胞膜的结构和化学组成
液态镶嵌模型(1972年S i n g e r和N i c h o l s o n提出)
膜以液态的脂质双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同分子结构和生理功能的蛋白质。
记下:脂质双层二维流体蛋白镶嵌糖链裸露
(一)脂质双分子层
1.构成:由双嗜性脂质分子两两相对排列成双分子层
脂质以磷脂类为主(总量的70%以上)、胆固醇(一般低于30%)和少量糖脂。
2.特点:液态(同层横向移动的流动性)
稳定性(可自动形成和维持,能承受较大张力。
)
3.功能:屏障作用和传递信息
(二)蛋白质(55%)
结构:α螺旋或球形
存在形式:表面蛋白、整合蛋白
表面蛋白(Peripheral proteins)占20%—30%,以静电引力或离子键与整合蛋白结合,附着于膜表面,主要在内表面。
整合蛋白(Integral proteins)占70%—80%,肽链一次或几次穿膜为特征。
蛋白质功能:①转运物质②传递信息③能量转化④免疫标志(三)糖类(2%-10%)
形式:糖蛋白或糖脂表示免疫信息或传递信息
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
(一)被动转运(passive transport)
定义:物质经扩散作用,顺电化学梯度不消耗能量所进行的跨
膜转运。
扩散特点:扩散量与浓度差、温度和膜的通透性呈正相关。
1.单纯扩散(simple diffusion)
①定义:一些高脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
②转运的物质:O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素等少数几种。
2.易化扩散(facilitated diffusion)
(1)定义: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需在特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
(2)分类:①由通道介导的易化扩散②由载体介导的易化扩散
由通道介导的易化扩散
定义:离子物质借助于膜上的蛋白质离子通道所进行的扩散。
通道是一类贯穿脂质双层、中央带有亲水性孔道的膜蛋白
由通道介导的易化扩散
离子通道特点:a.相对特异性(离子选择性 )b.具有“闸门”启闭的特性(门控过程)
通道介导的易化扩散
门控离子通道分为三类:
1.电压门控通道:在膜去极化到一定电位时开放,如神经元上的N a+通道。
2.化学门控通道:受膜环境中某些化学物质的影响而开放,这类化学物质(配基)主要来自细胞外液,如激素、递质等。
3.机械门控通道:当膜的局部受牵拉变形时被激活,如触觉的神经末梢、听觉的毛细胞等都存在这类通道。
②由载体介导的易化扩散
定义:物质主要是依赖于载体蛋白分子内部的变构作用所进行的被动跨膜转运
转运物:葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等非脂溶性小分子亲水物质。
转运速率取决于浓度差、载体数量及位点等
特点:a.高度特异性 b. 饱和现象 c. 竞争性抑制(二)主动转运(active transport)
• 定义:细胞通过本身的某种耗能过程,将某些物质逆电化学梯度进行的跨膜转运。
转运时需要载体
分类: 1.原发性主动转运(简称:泵转运)
2.继发性主动转运(简称:协同转运)
3.入胞和出胞式转运
1.原发性主动转运(简称:泵转运)
定义:离子泵利用分解ATP产生的能量将离子逆浓度梯度和(或)电位梯度进行跨膜转运的过程。
如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等
N a+-K+泵又称N a+-K+依赖式A T P酶简称钠泵或生电钠泵转运导致:
(1)膜两侧离子分布不均衡(膜内高K+;膜外高N a+)以神经细胞为例:膜内K+比膜外高39倍,膜外N a+比膜内高12倍。
钠泵消耗能量占代谢产能的20%-30%,甚至更高。
(2)膜两侧电荷分布不均衡
(细胞外正离子净增而电位升高-生电钠泵)(比例N a+:K+ 3:2)
N a+-K+泵生理意义:
(1)膜内高K+,是许多代谢的必需条件。
(2)膜外高N a+,减少水进入细胞,维持细胞正常体积和渗透压。
(3)建立势能贮备。
2.继发性主动转运
定义:由钠泵活动所建立起来的势能贮备,成为某些物质主动转运的能量来源,不直接利用分解ATP释放的能量而进行的主动转
运。
分类:①同向转运②逆向转运
3.入胞和出胞式转运
定义:一些大分子物质或团块通过胞膜结构和功能变化进出细胞, 亦可属于主动转运过程。
分类:入胞(胞纳)、出胞(胞吐)
① 入胞:指细胞外大分子物质进入细胞的过程
吞噬:固体物。
(单核、巨噬、中性粒C)
吞饮:液体。
(液相和受体介导入胞)
吞饮:
1、液相入胞---指细胞外液及其所含的溶质连续不断地进入胞内,是细胞本身固有的活动,进入细胞的溶质量和溶质的浓度成正比。
2、受体介导入胞---指通过被转运物与膜受体的特异结合,选
择性地促进其进入细胞的一种入胞方式。
受体介导入胞是一种非常有效转运方式,许多大分子物质(运铁蛋白、维生素B12转运蛋白、多种生长因子、胰岛素和低密度脂蛋白)都是这种方式。
②出胞(e x o c y t o s i s):指大分子物质由细胞排出的过程。
如:神经末梢分泌递质,内分泌腺分泌激素。