物质跨膜运输的方式及特点 物质跨膜运输方式和特点

跨膜物质转运的方式有哪些？各有什么特点？

协助扩散

物质跨膜运输的方式及特点 物质跨膜运输方式和特点

物质跨膜运输的方式及特点 物质跨膜运输方式和特点

是指一些非脂溶性的物质或水溶性强的物质，依靠细胞膜上镶嵌在脂质双分子层殊蛋白质的“帮助”，顺电—化学梯度扩散的过程。即将本来不能或极难进行的跨膜扩散变得容易进行，所以叫做易化扩散。参与易化扩散的镶嵌蛋白质有两种类型：一种是载体蛋白质，另一种是通道蛋白质。因而易化扩散可分为两种

①以载体为中介的易化扩散：载体的作用是在细胞膜的一侧与某物质相结合，再通过本身的变构作用将其运往膜的另一侧。以此种方式转运的物质是一些小分子的有机物。载体转运有三个主要特点：一个是高度特异性，一种载体只能转运一种物质，如葡萄糖载体只能转运葡萄糖。另一个是饱和性，即在单位时间内的物质转运量不能超过某一数值。第三，竞争抑制性，即结构近似的物质可争夺占有同一种载体、载体优先转运浓度较高的物质。

②以通道为中介的易化扩散：通道的作用是在一定条件下通过蛋白质本身的变构作用而在其内部形成一个水相孔洞或沟道，使被转运的物质得以通过。以此种方式转运的物质是一些简单的离子。

主动运输

是指物质依靠膜上“泵蛋白”的作用，由膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的过程。这是一种耗能过程，所以称为主动转运。

主动运输是靠细胞上的一种特殊的镶嵌蛋白质实现的，这种特殊的镶嵌蛋白质，称为泵蛋白质，简称泵。细胞膜上的泵蛋白质具有特异性，按其所转运的物质种类可分为钠泵、钾泵、钙泵等等。

在不同组织的细胞膜上，各种离子泵的化学结构虽有异，但其转运离子的特点基本相同，都是耗氧、耗能量的（能量由ATP提供）。这是主动转运与被动运输、易化扩散的重要不同点。

入胞和出胞

一些大分子或物质团块的转运，是通过入胞作用和出胞作用来实现的。

①入胞（胞吞）：入胞是指物质通过细胞膜的运动，从细胞外进入细胞内的过程。如果进入的是固体物质，称为吞噬；如果是液态物质，称为吞饮。

入胞过程进行时，首先是细胞膜通过细胞膜表面存在的特殊受体辨别要吞入的物质。接着是膜和该物质接触，引起膜的形态和机能的变化。接触处的膜内陷。其周围的膜形成了突出的伪足并包围该物质，然后，伪足相互接触并发生膜的融合和断裂，于是异物和包围它的一部分细胞膜一起内陷而进入细胞内。在胞质内，吞噬物与溶酶体接触融合成一体，溶酶体内的水解酶即可将进入的物质进行消化。

②出胞（胞吐）：出胞是指物质通过细胞膜的运动，从细胞内排出到细胞外的过程。它是细胞把代谢产物或腺细胞的分泌物排到细胞外的方式。以腺细胞分泌酶原的过程为例，当出胞作用进行时，腺细胞内的酶原颗粒逐渐向细胞的顶端靠近。后酶原颗粒外包裹的膜和细胞膜接触并融合，在融合处形成小孔，致使酶原颗粒内容物放出细胞外。入胞和出胞作用也都是耗能的主动转运过程。

跨膜运输的两个特点?

胞质溶胶中合成的蛋白质进入到内质网、线粒体、叶绿体和物酶体则是通过一种跨膜机制进行定位的,需要膜上运输蛋白的帮助.被运输的蛋白通常是未折叠的状态,细菌的质膜上也有类似的运输蛋白. 物质的跨膜运输方式 物质进出细胞,既有顺浓度梯度的扩散,包括自由扩散、协助扩散等,统称为被动运输；也有逆浓度梯度的运输,称为主动运输

一、被动运输

（1）自由扩散 其特点是：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； 自由扩散

②不需要提供能量； ③没有膜蛋白的协助. 某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分配系数（K）及其扩散系数（D）来计算： P=KD/t,t为膜的厚度. 脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过,小分子比大分子容易透过.具有极性的水分子容易透过是因水分子小,可通过由膜脂运动而产生的间隙. 非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层,不带电荷的极性小分子,如水、尿素、甘油等也可以透过人工脂双层,尽管速度较慢,分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过,而膜对带电荷的物质如：H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的 事实上细胞的物质转运过程中,透过脂双层的简单扩散现象很少,绝大多数情况下,物质是通过载体或者通道来转运的.离子、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋白的协助,按浓度梯度扩散进入质膜的,有的则是通过主动运输的方式进行转运. 举例：氧气,二氧化碳,水,甘油,乙醇,苯,脂肪酸,脂溶性维生素等 （2）协助扩散 也称促进扩散,其运输特点是： ①比自由扩散转运速率高； ②存在转运速率； 在一定限度内运输速率同物质浓度成正比.如超过一定限度,浓度再增加,运输也不再增加.因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和； ③有特异性,即与特定溶质结合.这类特殊的载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型. 举例：红细胞吸收葡萄糖

二、主动运输

其概念是：主动运输涉及物质输入和输出细胞和细胞器,并且能够逆浓度梯度或电化学梯度. 主动运输是指物质逆浓度梯度,在载体的协助下,在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程. Na+、K+和Ca2+等离子,都不能自由地通过磷脂双分子层,它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧, 需 要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输 其特点是： ①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输； ②需要能量（由ATP直接供能）或与释放能量的过程偶联（协同运输）,并对代谢毒性敏感； ③都有载体蛋白,依赖于膜运输蛋白； ④具有选择性和特异性. 举例：小肠吸收K+、Na+、Ca2+等离子,葡萄糖,氨基酸,无机盐等.

三、胞吞与胞吐

胞吞概念：当细胞摄取大分子时,首先是大分子附着在细胞膜表面,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. 胞吐概念：细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排除细胞. 举例： 白细胞吞噬入侵的细菌等

被动运输

是指一些脂溶性的物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程.影响单纯扩散的主要因素有二：①膜两侧的溶质分子浓度梯度.浓度梯度大,物质顺浓度梯度扩散就多；浓度梯度消失,扩散就停止.②膜对该物质的通透性.由于细胞膜的结构是脂质双分子层,所以膜对脂溶性高的物质如氧和二氧化碳通透性大,扩散容易；对脂溶性低和非脂溶性物通透性小,扩散就难.

协助扩散

是指一些非脂溶性的物质或水溶性强的物质,依靠细胞膜上镶嵌在脂质双分子层殊蛋白质的“帮助”,顺电—化学梯度扩散的过程.即将本来不能或极难进行的跨膜扩散变得容易进行,所以叫做易化扩散.参与易化扩散的镶嵌蛋白质有两种类型：一种是载体蛋白质,另一种是通道蛋白质.因而易化扩散可分为两种 ①以载体为中介的易化扩散：载体的作用是在细胞膜的一侧与某物质相结合,再通过本身的变构作用将其运往膜的另一侧.以此种方式转运的物质是一些小分子的有机物.载体转运有三个主要特点：一个是高度特异性,一种载体只能转运一种物质,如葡萄糖载体只能转运葡萄糖.另一个是饱和性,即在单位时间内的物质转运量不能超过某一数值.第三,竞争抑制性,即结构近似的物质可争夺占有同一种载体、载体优先转运浓度较高的物质. ②以通道为中介的易化扩散：通道的作用是在一定条件下通过蛋白质本身的变构作用而在其内部形成一个水相孔洞或沟道,使被转运的物质得以通过.以此种方式转运的物质是一些简单的离子. 通道的开放和关闭,由化学因素控制的通道,称为化学依赖性通道；由电位因素控制的通道,称电位依赖性通道.化学依赖性通道是在与某一化学物质结合时开放,在与该化学物质脱离时关闭.电位依赖性通道是在细胞膜两侧的电位变化到某一数值时开放. 协助运输 ▲被选择吸收的物质从高浓度一侧通过细胞膜到达低浓度一侧,但需要细胞膜上的一种物质——载体蛋白的协助才能完成扩散过程,称为协助运输.协助运输是一种被动运输,不需要细胞提供代谢能量,因为物质是顺着浓度梯度运输的,例如葡萄糖进入红细胞. 在单纯扩散和易化扩散的过程中,物质都是顺着电—化学梯度而移动,不消耗细胞的能量,故这两种转运方式属于被动转运.

主动运输

是指物质依靠膜上“泵蛋白”的作用,由膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的过程.这是一种耗能过程,所以称为主动转运. 主动运输是靠细胞上的一种特殊的镶嵌蛋白质实现的,这种特殊的镶嵌蛋白质,称为泵蛋白质,简称泵.细胞膜上的泵蛋白质具有特异性,按其所转运的物质种类可分为钠泵、钾泵、钙泵等等. 在不同组织的细胞膜上,各种离子泵的化学结构虽有异,但其转运离子的特点基本相同,都是耗氧、耗能量的（能量由ATP提供）.这是主动转运与被动运输、易化扩散的重要不同点.

入胞和出胞（胞吞和胞吐）

一些大分子或物质团块的转运,是通过入胞作用和出胞作用来实现的. ①入胞（内吞）：入胞是指物质通过细胞膜的运动,从细胞外进入细胞内的过程.如果进入的是固体物质,称为吞噬；如果是液态物质,称为吞饮. 入胞过程进行时,首先是细胞膜通过细胞膜表面存在的特殊受体辨别要吞入的物质.接着是膜和该物质接触,引起膜的形态和机能的变化.接触处的膜内陷.其周围的膜形成了突出的伪足并包围该物质,然后,伪足相互接触并发生膜的融合和断裂,于是异物和包围它的一部分细胞膜一起内陷而进入细胞内.在胞质内,吞噬物与溶酶体接触融合成一体,溶酶体内的水解酶即可将进入的物质进行消化. ②出胞（外吐）： 出胞是指物质通过细胞膜的运动,从细胞内排出到细胞外的过程.它是细胞把代谢产物或腺细胞的分泌物排到细胞外的方式.以腺细胞分泌酶原的过程为例,当出胞作用进行时,腺细胞内的酶原颗粒逐渐向细胞的顶端靠近.后酶原颗粒外包裹的膜和细胞膜接触并融合,在融合处形成小孔,致使酶原颗粒内容物放出细胞外.入胞和出胞作用也都是耗能的主动转运过程.

简述物质跨膜转运的类型及其形式特点。

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，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、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早发现，它是四聚体蛋白，每个亚单位都有一个的通道。

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，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。

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。

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

主动运输，被动运输，内吞外排作用，自由扩散

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物质跨膜运输的方式

自由扩散、协助扩散、主动运输。物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。主动运输是指物质逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。协助扩散也称促进扩散、易化扩散。

自由扩散特点

①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；

②不需要提供能量；

③没有膜蛋白的协助。

这种运输方式不需要能量和蛋白质协助，是要顺着浓度就能进行跨膜运动。

协助扩散特点

①比自由扩散转运速率高；

②存在转运速率；在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度，浓度不再增加，运输也不再增加。因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和；

③有特异性，即与特定溶质结合。这类特殊的载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型。

④不需要提供能量。

在顺浓度的条件下，需要特定的蛋白来运输物质，这种运输蛋白是有一定的特异性，也就是某种物质只能有特定的蛋白运输。

主动运输其特点

①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输（小肠运输葡萄糖时也有顺浓度梯度的特例）；

②需要能量（由ATP直接供能）或与释放能量的过程偶联（协同运输），并对代谢毒性敏感；

③都有载体蛋白，依赖于膜运输蛋白；

④具有选择性和特异性。

主动运输是需要atp分解然后为这个运动提供能量的，可以实现逆浓度转运物质，与此同时需要特定的运输蛋白辅助才能完成运输。

物质跨膜转运有几种基本形式,其基本特征是什么?

有三种形式：被动运输,主动运输,胞吞、胞吐.

1.被动运输：简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度,是简单的跨膜运输方式.

不需能量

被动运输又分为两种方式：自由扩散：不需要载体蛋白协助.如：氧气,二氧化碳,脂肪.

协助扩散：需要载体蛋白协助.如：氨基酸,核苷酸.特例：葡萄糖进出红细胞

2.主动运输：小分子物质从低浓度运输到高浓度.如：矿物质离子,葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞

需要能量和载体蛋白

3.胞吞胞吐：大分子物质的跨膜运输.需能量.这里你可以联系膜成分的相互转化这块儿只是来学习

如：蛋白质,,多糖

还有不懂的吗?

【化学吧】为您解答

试说明细胞膜对小分子物质或离子的跨膜转运方式与特点？

物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一，也是细胞膜的重要功能之一。通过跨膜运输，可以沟通细胞内外及细胞内各细胞器之间的联系，保证新陈代谢等生命活动中的正常物质交换，也是生物膜能量转换和信息传递等功能的基础。

物质跨膜运输的方式可分为两大类，一类是小分子和离子物质的跨膜运输，包括主动运输和被动运输，另一类是大分子和颗粒物质的膜泡运输，包括胞吞作用和胞吐作用。

主动运输

主动运输（activetransport）是通过消耗能量，膜运输蛋白由低浓度侧向高浓度侧逆浓度梯度转运离子或分子的运输方式。根据能量利用方式的不同，主动运输分为ATP驱动泵运输和协同运输两种类型。[2]

ATP驱动泵

ATP驱动的跨膜转运蛋白即ATP驱动泵，具有催化ATP水解的酶活性，可利用ATP水解释放的能量逆浓度梯度跨膜转运离子或分子，共有四种类型，即P类、V类， F类和ABC超家族类。P类、V类及F类都与离子转运有关。Na+-K+ 泵和Ca2+泵属于P类转运蛋白，此类转运蛋白的胞内α亚基可结合并催化ATP水解，使自身发生磷酸化。F类和V类转运蛋白负责转运质子，也称为H泵。F类转运蛋白主要存在于细菌的质膜和真核细胞线粒体内膜上，负责将H+运入线粒体，供ATP合成，也称为ATP合酶。V类转运蛋白负责将过多的H+泵出细胞，以维持细胞内pH值的稳定。ABC超家族转运蛋白主要介导糖类、脂类、氨基酸、无机酸分子，肽类如谷胱甘肽衔生物以及生物体内的次生代谢物和外来毒索的运输。

钠钾泵

Na+-K+泵

是运输Na+和K+离子的跨膜运输蛋白，因具有ATP酶活性，故又称Na+-KATP酶。Na+-K+泵由α、 β两个亚单位组成，胞质面有3个Na+和1个ATP结合位点，胞外表面有2个K+结合位点和乌本苷（Na+-K+泵的）结合位点。Na+-K+泵每秒可水解1000个ATP分子，每水解1个ATP分子向胞外运出3个Na+，向胞内运进2个K+。

Na+-K+ 泵的工作原理

Na+-K+泵的工作原理是：当Mg2+存在时，胞质中的Na+与此酶的Na+离子位点结合，酶的α亚基被激活，消耗ATP发生酶的自身磷酸化，同时ATP水解为ADP；自身磷酸化后酶构象改变，将Na+转运到胞外，此时Na+与变构的α亚基亲和力降低，从酶上释放，处于该构象的酶与膜外侧K+亲和力高，结合K+离子后，酶去磷酸化并恢复原构象，将K+离子转运到胞内并释放，完成一次运输。

细胞消耗大量的ATP来维持细胞内外Na+、 K+离子梯度，具有重要的生理意义，如调节细胞渗透压、维持膜电位，驱动某些营养物质的主动吸收（如葡萄糖的转运）等。等有毒物质可使ATP供能中断，造成Na+-K+泵的工作停止。