物质运输方式辨析
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跨膜运输方式出入细胞方式 |
分类: 必修一 |
高中阶段生物教材中涉及到的物质运输方式有主动转运、被动转运、胞吞胞吐等等,各种运输方式是如何进行的,各自之间又有什么联系和不同?今天总结一下。
首先最教材和习题中最常见的物质运输方式是被动转运和主动转运。其中被动转运包括以水的扩散为代表的简单扩散和以人类红细胞吸收葡萄糖为代表的易化扩散。
被动转运和主动转运最根本的区别是物质转运过程当中是否需要细胞提供能量,或者说是否需要消耗ATP。被动转运不消耗ATP,而主动转运消耗ATP。因为不消耗ATP,所以被动转运时物质只能从高浓度一侧运向低浓度一侧,即顺浓度梯度运输,可以理解成消耗了物质的势能。
被动转运中的简单扩散是小分子从磷脂分子间穿过而不需要蛋白质协助的运输方式,完全依赖分子运动,所以运输速度和被运输物质的颗粒大小、两侧浓度差以及温度(影响分子运动速率)关系很大。
被动转运中的易化扩散和主动转运共同点是都需要蛋白质的帮助。其中易化扩散包括载体介导的物质运输和离子通道介导的物质运输,二者的区别是载体蛋白运输物质时会发生形变,每次形变会运输一定量的相应物质从一侧到另外一侧;而通道蛋白是两种状态“关闭”“打开”之间的改变,关闭状态物质不能通过,只要是处于打开状态,相应的物质就可以不断通过。
主动转运有点类似于异化扩散,区别是主动转运时载体蛋白的形变需要消耗ATP才能发生,这样保证了物质能够逆浓度梯度运输。
另外,高中教材中还提到了胞吞和胞吐两种物质运输方式。这两种主要是大分子和颗粒性物质出入细胞的方式,但是过程中物质并没有穿过膜,也就是不属于跨膜运输。过程的完成完全依赖膜的流动性,是依赖膜自身的融合完成物质跨膜运输的一种方式。当然,水分子除通过水通道出入细胞外,也可以经胞饮(一种胞吞)作用进入细胞。
各种物质运输方式可以用下图来表示:
其中Ⅰ代表物质跨膜运输方式,代表物质出入细胞的方式。那么作为二者的交集就是主动转运和被动转运;而Ⅰ中还应该包括物质通过导肽进入内质网、叶绿体、线粒体的运输;而Ⅲ中还应该包括物胞吞和胞吐等方式。
注:一般蛋白质介导的物质转运都具有专一性,包括主动转运、易化扩散和通道蛋白介导的异化扩散。
另外,胞吞胞吐往往也有一个受体蛋白的识别过程。

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