内容正文:
1.4 物质进出细胞的方式
【物质出入细胞的方式】
1. 物质出入细胞的方式
自由扩散
顺浓度梯度运输 一般为小分子物质 不需要载体蛋白和能量
①水的次要方式;
②气体O2 CO2;
③脂溶性物质(甘油,性激素,乙醇,苯等)
协助扩散
顺浓度梯度运输 需要转运蛋白协助,转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白 不需要消耗能量
①葡萄糖进入红细胞;
②神经细胞K+外流Na+内流(离子通道)
③水通过水通道蛋白
主动运输
逆浓度梯度运输 需要载体蛋白 需要消耗能量
小肠上皮细胞吸收葡萄糖
轮藻吸收K+ 甲状腺滤泡吸收I—离子,氨基酸、核苷酸
胞吞胞吐
一般运输大分子物质也可运输小分子物质 需要消耗能量
真核细胞通过胞吞和胞吐作用完成蛋白质、多糖等大分子与颗粒性物质(如微生物或细胞碎片等,课本中提到变形虫摄取水中的有机物颗粒)及部分小分子物质(如神经递质等)的跨膜运输。胞吞和胞吐过程涉及生物膜的断裂和融合,需要细胞代谢提供能量。
当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡进入细胞内部,这种现象叫作胞吞
区分渗透作用和自由扩散
(1)渗透作用是指水分子或其他溶剂分子从低浓度溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。自由扩散则是指物质通过简单的扩散作用进出细胞
(2)若把水进出细胞的方式看作渗透作用,则意味着我们把水当成了溶剂;若把水进出细胞的方式看作自由扩散,则意味着我们将水当成了溶质
(3)发生渗透作用的结构可以是有生命的,也可以是没有生命的,例如普通半透膜玻璃纸。发生自由扩散的主体是细胞是生命体
通道蛋白只容许与自身通道的直径、形状、大小、电荷相匹配的分子或离子通过,物质通过时不需要与通道蛋白结合。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过而且每次转运时都会发生自身构象的改变。
光驱动 光驱动主要发现于细菌细胞,光驱动蛋白(光驱动泵)可以利用光能逆浓度递度运输物质。如一些特殊细菌的细胞膜上存在菌紫红质,在光能的驱动下质子发生转移,此过程中形成H+膜内外电位差和浓度差,从而驱动被运输的物质主动运输进入细胞。
2.物质跨膜运输方式的影响因素
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中,浓度差越大,运输速率越大;协助扩散中,浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加,原因是受载体蛋白数量的限制。
(2)载体蛋白数量对跨膜运输的影响
载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下,载体蛋白数量越多,运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。
(3)氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时,无氧呼吸为离子的吸收提供能量。
②PQ段:随着氧气含量的增加,有氧呼吸产生的能量越多,主动运输的速率也越大。
③Q点以后:当氧气含量达到一定程度后,受载体蛋白数量以及其他的限制因素运输速率不再增加。
(4)温度
【补充】
1.物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的通道;小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的,不一定通过核孔。
2.Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞,但也可通过协助扩散(或离子通道)进出细胞,如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流。
3.区分电压门和化学门控通道
4.区分同向转运和逆向转运
5.质壁分离的自动复原
若所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等,质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大,细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
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