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物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/h2>

閱讀：3597      發(fā)布時(shí)間：2020-3-16

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細(xì)胞膜作為一個(gè)屏障,，使細(xì)胞內(nèi)液成分不*相同于細(xì)胞外液，并保持相對(duì)穩(wěn)定。但是,，細(xì)胞在進(jìn)行新陳代謝的過(guò)程中,，需要不斷選擇性地?cái)z入和排出多種多樣的物質(zhì)，這些物質(zhì)的交換是通過(guò)細(xì)胞膜有選擇性地進(jìn)行的,。物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜的運(yùn)輸途徑大體是：脂溶性的小分子物質(zhì),，可通過(guò)物理擴(kuò)散透過(guò)細(xì)胞膜；水溶性的小分子物質(zhì)或離子,，需要借助相關(guān)蛋白質(zhì)的介導(dǎo)才能完成跨膜運(yùn)輸,；大分子物質(zhì)或顆粒性物質(zhì)，則通過(guò)細(xì)胞膜的整裝轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)出細(xì)胞,。

現(xiàn)將幾種常見(jiàn)的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式分述如下：
(一)被動(dòng)運(yùn)輸
在物質(zhì)跨膜運(yùn)輸過(guò)程中,，物質(zhì)分子順濃度梯度即從高濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛纫粋?cè)，稱為被動(dòng)運(yùn)輸,。被動(dòng)運(yùn)輸時(shí),，物質(zhì)運(yùn)輸所需的能量來(lái)自高濃度所含的勢(shì)能。被動(dòng)運(yùn)輸包括簡(jiǎn)單擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散兩種,。
1.簡(jiǎn)單擴(kuò)散
細(xì)胞膜允許一些疏水分子和小而不帶電的極性分子,，以簡(jiǎn)單擴(kuò)散方式通過(guò)細(xì)胞膜，溶質(zhì)分子從高濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛纫粋?cè)的物理過(guò)程,，稱為簡(jiǎn)單擴(kuò)散,。這種方式就像在無(wú)風(fēng)的日子，煙囪冒出來(lái)的煙會(huì)向四周擴(kuò)散一樣,。決定簡(jiǎn)單擴(kuò)散的主要因素是細(xì)胞內(nèi)外濃度梯度,，一般而言，氣體如O2,、CO2,、N2，以及小而不帶電的極性分子如尿素等,，能以簡(jiǎn)單擴(kuò)散方式從細(xì)胞膜高濃度一側(cè)擴(kuò)散到低濃度一側(cè),。
2.協(xié)助擴(kuò)散
離子和一些比較大的分子，不能自由地通過(guò)細(xì)胞膜,，需要通過(guò)鑲嵌在細(xì)胞膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)協(xié)助它們順濃度梯度進(jìn)行,。這叫做協(xié)助擴(kuò)散，如,，葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞就是這種方式,。
鑲嵌在細(xì)胞膜上的協(xié)助物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的特殊蛋白質(zhì)稱為載體蛋白。載體蛋白具有以下特點(diǎn)：
(1)專一性：載體蛋白具有與底物(溶質(zhì)分子)特異性結(jié)合的位點(diǎn),，對(duì)底物具有高度選擇性,，每種載體蛋白能與特定的溶質(zhì)分子結(jié)合,，所以每種載體蛋白通常只轉(zhuǎn)運(yùn)一種類型的分子。
(2)飽和性：由于細(xì)胞膜中載體蛋白的數(shù)量和轉(zhuǎn)運(yùn)速率有限,，當(dāng)被轉(zhuǎn)運(yùn)的底物濃度增加到一定程度時(shí),，載體蛋白都參與了底物的轉(zhuǎn)運(yùn)，這樣底物的跨膜運(yùn)輸速度便達(dá)到大值,，不再隨底物濃度的增加而增大,，這種現(xiàn)象稱為載體蛋白的飽和性。
(二)主動(dòng)運(yùn)輸
主動(dòng)運(yùn)輸是指細(xì)胞膜通過(guò)本身的某種耗能過(guò)程,，在特殊蛋白質(zhì)的幫助下將物質(zhì)逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程,。溶液中的分子由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運(yùn)輸,，就像舉起重物或推物體沿斜坡上移一樣,，必須由外部供給能量。在細(xì)胞膜的主動(dòng)運(yùn)輸中,，這種能量只能由細(xì)胞代謝供給,，這就是主動(dòng)的含義。
主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中,，保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要,，主動(dòng)選擇和吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì),。例如,，水生植物麗藻的細(xì)胞液中K+濃度比它們生活的池水高1065倍，但是它還能從池水中吸收K+,；再如,，人紅細(xì)胞中Na+的濃度只有血漿的1/6，它依舊能排出Na+,。

(三)胞吞,，胞吐
載體蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過(guò)細(xì)胞膜，但是,，對(duì)于一些大分子及一些顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸卻是無(wú)能為力的,，如蛋白質(zhì)、多核苷酸,、多糖等,。可是大部分細(xì)胞能夠攝入和排出特定的大分子與顆粒性物質(zhì),，這些大分子是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的呢?
當(dāng)細(xì)胞攝取大分子或顆粒性物質(zhì)時(shí),，首先顆粒性物質(zhì)附著在細(xì)胞膜表面，這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊,，包圍著大分子,，然后小囊從細(xì)胞膜上分離下來(lái)，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,，這種現(xiàn)象叫胞吞,。
細(xì)胞需要外排的大分子或顆粒性物質(zhì)，先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡,，然后囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處,，與細(xì)胞膜融合，將大分子排出細(xì)胞,，這種現(xiàn)象叫胞吐,。如豚鼠胰腺腺泡細(xì)胞核糖體合成分泌蛋白，通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工形成囊泡運(yùn)輸?shù)礁郀柣w,，高爾基體包裝形成囊泡,，然后囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合,，將分泌蛋白排出細(xì)胞,。