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如何理解易化扩散相比简单扩散转运速率大?

(2013-12-16 21:37:07)
标签:

易化扩散

简单扩散

教育

分类: 疑难问题的解决

如何理解易化扩散相比简单扩散转运速率大?

名校联盟卷)下列对图中物质出入细胞的两种方式的叙述正确的是( 

如何理解易化扩散相比简单扩散转运速率大?

 

A.易化扩散相比简单扩散转运速率大

B.两种方式的转运速率都与被转运的物质浓度呈正相关

CK+进出神经细胞都是易化扩散

D.两种方式都体现了生物膜的选择透性

答案 D

解析 分析题目所给曲线图可知:易化扩散相比简单扩散转运速率大,从图中的信息可以获知应该是一定范围内,所以A错;易化扩散是在一定范围内,转运速率都与被转运的物质浓度呈正相关,所以B错;K+进入神经细胞是主动转运,K+出神经细胞是易化扩散(通过通道蛋白),所以C错。

教学问题:浙科版P57,“易化扩散是一种扩散作用,但扩散的速率要大得多”,为什么易化扩散相比简单扩散转运速率大?(当然在一定的范围内,因为易化扩散有饱和性)

易化扩散其实有两种主要形式,一种是通过载体蛋白协助,另一种是通过通道蛋白,我在这里分析是第一种形式。

一、易化扩散及其特点

据资料,易化扩散又称促进扩散、协助扩散。是指非脂溶性物质或亲水性物质, 如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度, 不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。

易化扩散同简单扩散相比,具有以下一些特点:

1.速率快:易化扩散需要膜蛋白的帮助,并且比简单扩散的速率要快几个数量级。

2.饱和性:简单扩散的速率与溶质的浓度成正比,而膜蛋白帮助的易化扩散可以达到最大值,当溶质的跨膜浓度差达到一定程度时,易化扩散的速率不再提高。

3.特异性:在简单扩散中,结构上相似的分子以基本相同的速率通过膜,而在易化扩散中,运输蛋白具有高度的选择性。

4.竞争性抑制:与简单扩散不同,运输蛋白的促进扩散作用也会受到各种抑制。膜运输蛋白的运输作用也会受到类似于酶的竞争性抑制,以及蛋白质变性剂的抑制作用。

、易化扩散速率快的机理

据郝水编著的《细胞学教程》指出,有实验表明,K+不能通过磷脂双分子层的人工膜,但如在人工膜中加入少量缬氨霉素时,K+便可以通过。

缬氨霉素是一种由12个氨基酸组成的环形小肽,它是一种脂溶性的抗生素。能在膜的一侧结合K+,顺着电化学梯度通过脂双层,在膜的另一侧释放K+,且能往返进行。缬氨霉素可使K+的扩散速率提高100000倍,但是它不能有效地提高Na+的扩散速率。

如何理解易化扩散相比简单扩散转运速率大?

缬氨霉素结构式

据推测机理,第一步是识别离子,膜里的缬氨霉素分子某些部分,当钾离子接近膜表面时“识别”它,并与之结合。这种结合的方式应该是能使离子电荷和膜的非极性区隔开。第二步是含有缬氨霉素和钾离子的络合物通过膜扩散。第三步是达到膜的对面时从K+络合物上解离放出

    也就是说,其作用机理就像虹吸管可以使玻璃杯中的水跨越杯壁屏障,向低处流动一样,所以速率明显要快。

    我经常用以下的例来说明:现在我们有50个人,用一只船作一次性载体渡过一条较宽的河和每个人独自游泳过去,哪种方式快?如果人有10000多,只有一条船,那又是哪种方式快呢?

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