第4章 第2节 主动运输与胞吞、胞吐

第2节主动运输与胞吞、胞吐知识框架知识框架2．条件：需要细胞膜上相应载体蛋白的协助；消耗细胞内化学反应所释放的能量。能量来源主要有：①协助扩散中的离子梯度；②ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量，转运蛋白磷酸化空间结构改变，去磷酸化恢复空间结构；③光驱动的泵利用光能运输物质，见于细菌。3．示意图'细.抱內'细.抱內4实例：K+、Ca2+、Na+等离子通过细胞膜；氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞。5．意义：主动选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。二、影响物质跨膜运输的因素和曲线解读1．影响因素影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差和温度。影响协助扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差；温度；细胞膜上运载物质的载体数量。影响主动运输的因素①载体，具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数目也不同；载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。②能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。物质浓度（在一定浓度范围内）对跨膜运输速率影响的曲线（1）自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。（表示为：图1）（2）协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。（表示为：图2）Q输速李Q输速李炉輸速率氧气浓度对跨膜运输速率影响的曲线（1）自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。（表示为：图3）（2）主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充细胞内浓度随时间变化的曲线主动运输是唯一能逆浓度梯度的跨膜运输方式（也能顺浓度梯度运输物质）。当细胞以主动运输的方式吸收物质时，随着时间的增加，细胞内浓度会越来越高。如果到达某一时间点后，细胞内浓度不再增加，则应该是细胞的能量供应不足引起的。（表示为：图5）A“细胞內浓度主谀运输图A“细胞內浓度主谀运输图5細胞外浓度温度：温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会对两种被动运输方式和主动运输的运输速率有影响，尤其是因影响了细胞呼吸的速率对主动运输速率的影响更为明显。主动运输主动运输三、胞吞与胞吐定义（1）胞吞：大分子与膜上的蛋白质结合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，进入细胞内部的现象。（2）胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，然后移动到细胞膜处，并与之融合将大分子排出细胞的现象。2．特点：主要运输生物大分子，也可以运输神经递质等小分子；需要消耗能量；不需要载体，但是需要膜蛋白参与；依赖膜的流动性；通过细胞膜层数0层。四、载体蛋白、通道蛋白、离子泵1.载体蛋白载体蛋白既参与被动运输，也参与主动运输。葡萄糖、氨基酸、离子等小分子物质一般由载体蛋白转运。载体蛋白需要与被运输的离子或分子结合，然后通过自身的构象变化完成物质的运输。载体蛋白对所转运的物质具有高度的特异性，其上有与转运物质的结合位点，通常只运输一种类型的化学物质，甚至一种分子或离子，而且只能与某一种物质进行暂时性、可逆地结合和分离。通道蛋白通道蛋白参与的只是被动运输，在运输过程中并不与被运输的物质结合。通道蛋白的运输作用具有选择性，所以在细胞膜中有各种不同的通道蛋白。通道蛋白可分为两类:水通道蛋白和离子通道蛋白。例如，肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道蛋白的结构和功能有直接关系。离子通道是由蛋白质复合物构成的，一种离子通道只允许一种离子通过，并且只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放。离子通道与神经信息的传递、神经系统和肌肉方面的疾病密切相关。离子泵离子泵也是膜运输蛋白之一，也可看作一类特殊的载体蛋白，能驱使特定的离子逆电化