简述物质跨膜转运的类型及其形式特点。

Question

如题所述

Answer 1

跨膜转运类型

一、单纯扩散

1.概念：单纯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。单纯扩散的多少取决于膜两侧该脂溶性物质的浓度差及其通过细胞膜的难易程度。浓度差决定着物质能否扩散、扩散方向及扩散速率。

2.转运对象：CO2、O2、N2、乙醇、尿素等。

3.特点：简单的物理扩散，不需要细胞提供能量，其能量来源于浓度差形成的势能，是一个被动过程。

二、易化扩散

易化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的过程。它包括两种方式，即经载体中介的易化扩散和经通道中介的易化扩散。

（一）经载体中介的易化扩散

1.概念：许多重要的营养物质，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等在膜上载体蛋白的介导下，由高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜转运。

2.特征：①结构特异性高；②饱和现象；③竞争性抑制；④顺浓度梯度。

（二）经通道中介的易化扩散

1.概念：溶液中带电离子，借助于离子通道蛋白的介导，顺浓度梯度或电位差的跨膜转运过程。通道是一类贯穿脂质双分子层，中央带有水性孔道的跨膜蛋白。以通道中介的易

化扩散引起的跨膜转运是细胞生物电现象发生的基础。

2.转运对象：带电离子，如Na+、K+、Ca2+、Cl-等

3.特征：①结构特异性不如载体严格；②无饱和现象；③通道具有静息、激活和失活

等不同功能状态；④具有离子选择性和门控特性。

三、主动转运

主动转运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。可分为原发性主动转运和继发性主动转运两类。

（一）原发性主动转运

1.概念：细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。

2.转运对象：通常是带电离子。

3.特点：①直接利用细胞代谢产生的ATP；②介导转运的膜蛋白称为离子泵（ATP酶），如钠泵、钙泵、氢泵等。

钠-钾泵是在细胞膜上普遍存在的离子泵，简称钠泵。钠泵具有ATP酶的活性，又称为Na+-K+依赖性ATP酶。钠泵的活动对维持细胞正常的结构及功能具有重要的意义：①钠泵活动造成的膜内外Na+和K+浓度差是细胞生物电活动产生的前提，其生电性活动一定程度上可影响静息电位的数值；②钠泵活动能维持细胞的正常形态、胞质渗透压、体积、pH、Ca2+浓度的相对稳定；③钠泵活动造成的细胞内高K+，是细胞内许多代谢反应所必需的条件；④钠泵活动所造成的膜内外Na+浓度势能差（势能储备）是其他物质继发性主动转运的动力。

（二）继发性主动转运

1.概念：多种物质在进行逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运时，所需的能量不直接来自ATP的分解，而是依靠Na+在膜两侧浓度差，即依靠存储在离子浓度梯度中的能量完成转运，这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运。

2.转运对象：①葡萄糖和氨基酸在小肠粘膜上皮及肾小管上皮细胞的重吸收；②神经递质在突触间隙被神经末梢重吸收；③甲状腺上皮细胞的聚碘；④肾小管上皮细胞的Na+-H+交换、Na+ ——Ca2+交换等。

3.特点：①间接利用细胞代谢产生的ATP能量；②介导转运的膜蛋白为转运体。如果被转运的离子或分子都向同一方向运动，称为同向转运，相应的转运体称为同向转运体；如果被转运的离子或分子彼此向相反方向运动，则称为反向转运或交换，相应的转运体称为反向转运体或交换体。

四、出胞和胞吞

1.概念：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。

2.转运对象：大分子物质或物质团块。

3.特点：均属于耗能的主动转运过程

Answer 2

一、单纯扩散：物理扩散，非生物学转运机制：脂溶性高的物质，如O2、N2、CO2、乙醇、尿素，而分子较大的极性物质，如葡萄糖（分子量180）很难依靠此方式转运，另外，各种带电离子都是高度不通透的，不能以此方式转运。水虽然是极性分子，但它的极性极小，又不带电荷，膜对水是高度通透的。

附注：但水还有另一种通透方式，即通过水通道（水孔蛋白）来转运。

二、膜蛋白介导的跨膜转运

1、经载体的易化扩散：葡萄糖、氨基酸等用此方式转运，需要载体蛋白或载体（载体是一些贯穿脂质双层的整合蛋白，其转运细节尚不很清楚）。该跨膜转运特征：①转运方向顺浓度差，转运速度高于物理转运；②载体结合点数量有限，转运能出现饱和；③载体结合点与溶质的结合具有化学结构上的特异性；④化学结构相似的溶质之间有竞争性抑制。

2、经通道的易化扩散：钠、钾、钙、氯等带电离子用此方式转运，需要离子通道（一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白）。离子通道包括：电压门控通道、化学门控通道、机械门控通道等。离子选择性和门控特性是离子通道的两个重要特性。

1）电压门控通道：由膜两侧电位差控制开闭的通道称为电压门控通道。电压门控Na+通道、Ca++通道、K+通道都具有相似的结构、结构-功能关系模式，属于同一基因家族。通道由3个亚单位组成（α、β1、β2）。

2）化学门控通道：由化学物质控制开闭的通道称为化学门控通道。又称为配体门控通道。这种通道本身可称为受体。N2型乙酰胆碱受体阳离子通道是典型的化学门控通道，由2个α、β、γ、δ这样5个亚单位所组成。

3）水通道：目前已经鉴定出10种水通道，AQP0-AQP9。其中AQP1最早发现，它是四聚体蛋白，每个亚单位都有一个独立的通道。

3、主动转运（又称为原发性主动转运）：介导主动转运的膜蛋白称为离子泵。由于离子泵具有水解ATP酶的能力，又称为ATP酶。

1）钠-钾泵：简称钠泵。2个亚单位，每分解1分子ATP，可排出3个钠离子和转入2个钾离子，其转运过程有两种分子构象，即E1和E2。机制是通过磷酸化(E1)和去磷酸化(E2)反应引起酶蛋白构象间的相互转换来完成的。阻断剂：哇巴因(ouabain)。

2）钙泵：又称Ca2+-ATP酶，每分解1分子ATP可将1个Ca2+由胞浆转运至胞外，转运机制与钠泵相似。

4、继发性主动转运：所需要的能量来自钠离子在膜两侧的浓度势能差，后者是钠泵利用分解ATP释放的能量所建立的，这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运。葡萄糖和氨基酸在小肠粘膜上皮的吸收，葡萄糖和氨基酸在肾小管上皮的重吸收，甲状腺上皮细胞的聚碘，Na+-Ca2+交换，Na+-K+-2Cl-同向转运，都属于继发性主动转运。其中，溶质与Na+向同一方向的转运，称为同向转运(symport)；溶质与Na+向相反方向的转运，称为逆向转运(antiport)或交换(exchange)。

1）Na+-葡萄糖同向转运体:氨基酸吸收机制与之相同。

2）Na+-Ca2+交换体:

三、出胞和入胞

蛋白质，多聚核苷酸等需要通过出胞和入胞方式进行跨膜转运。

Answer 3

物质跨膜运输包括主动运输和被动运输。 被动运输包括自由扩散和协助运输。
自由扩散：由高浓度向低浓度扩散。例子：水. 二氧化碳. 苯.氧气.甘油.乙醇等出入细胞。（不需要载体，不耗能）
协助扩散典型例子：红细胞吸收葡萄糖。（需要载体，无需耗能）
被动运输的最大特点是不需要耗能。
主动运输：物质由低浓度向高浓度的地方运动，要载体，要耗能。 例子：小肠吸收葡萄糖 氨基酸 无机盐等。

Answer 4

分主动和被动两种，
被动又分为协助运输和自由扩散，
协助运输又分同向、反向和单向
1主动：耗能，逆浓度运输，要借助载体蛋白
2被动：顺浓度梯度
1）自由扩散：直接穿过双分子层
2）协助运输：借助载体蛋白或通道蛋白
（1）同向：一个借助另一个进入细胞
（2）反向：一个进一个出
（3）单向：借助通道蛋白进入

Answer 5

主动运输，被动运输，内吞外排作用，自由扩散