物质跨膜运输的动力是什么 物质跨膜运输的实例有哪些?
2025-03-15 10:30 - 立有生活网
物质跨膜的主动运输是什么能
物质跨膜运输中主动运输是需要能量的。这种能量主要是三磷酸腺苷(ATP)分解成二磷酸腺苷和磷酸分子(ADP和Pi),其中ATP:A-P~P~P中的高能磷酸键断裂放出能量。
物质跨膜运输的动力是什么 物质跨膜运输的实例有哪些?
物质跨膜运输的动力是什么 物质跨膜运输的实例有哪些?
物质跨膜运输的动力是什么 物质跨膜运输的实例有哪些?
能量属于化学能。
线粒体中可以产生ATP,所以线粒体是“动力车间”
化学能转化为势能的过程。化学能来自线粒体和细胞质基质中产生的ATP。
化学能吧,能量是细胞质中的线粒体提供的
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生物膜上物质出入的通道有哪些?并简述其运输物质的机理
物质运输 物质的跨膜运输大体可分为被动运输、主动运输和膜动运输 3大类(见生物膜离子通道)。
被动运输包括单纯扩散及促进扩散,两者都是在浓度梯度(或更广义地在电化学位梯度)的驱动下,向平衡态进行的跨膜扩散运动。用脂质分子旋转异构化所导致的“空腔”的形式和传播,可部分解释小分子、脂溶性物质的跨膜单纯扩散;而用膜中蛋白质“通道”的存在则能解释生物膜中单纯扩散的高效性,如大肠杆菌外膜中脂蛋白形成的通道、细胞之间“缝隙联结”处蛋白质形成的通道。促进扩散是膜上载体蛋白通过与被运输物质的可逆结合而促进物质的跨膜运输,表现出比单纯扩散高得多的运输速率和选择性。人红细胞膜对葡萄糖的运输、酸化的解偶联剂对H+的运输及一些离子载体对特定离子的运输等,都属于促进扩散之列。缬氨酶素对K+的运输、尼日利亚菌素对K+/H+的交换运输都属于“移动型离子载体”。哺乳类细胞的运输系统中,膜上载体蛋白要比缬氨霉素等大得多,往往嵌入整个膜中,因此不能在膜的两侧之间来回移动。此时形成门控通道,靠蛋白质构象转换跨膜运输物质;而门控特性保证了和被运输物质的选择结合性。红细胞膜上带3蛋白对HC婣/Cl-的交换跨膜扩散即是一个很好的例子。
主动运转是物质逆着电化学位梯度跨膜运输的过程,必须有其他能量偶联输入。例如,动物细胞膜上的 Na+、K+-ATP酶靠ATP的水解,逆浓度梯度驱动Na+从细胞内向外运输,同时使K+向细胞内运输,从而维持正常生理条件下细胞内、外的 Na+、K+浓度梯度。主动运输的能量来源除 ATP外,还可来自光能、酸化释放的能量、质子电化学位梯度以及Na+梯度等。主动运输中尚有一种在运输过程中被运输物质在膜上被转化的“基团转移”。如膜上γ-谷氨酰转肽酶使氨基酸转化成二肽,再进入细胞;细菌磷酸烯醇丙酮酸转磷酸化酶运输系统使糖转化成磷酸糖而进入细胞。
膜动运输是借膜的变形将大分子、配体、菌体等物质摄入细胞而将蛋白质、多糖等分泌出细胞的过程。其中通过膜上受体中介的内吞作用是个很重要的细胞学过程。以细胞摄入胆固醇为例:体液中的LDL(低密度脂蛋白)先和质膜上被膜穴处的LDL受体结合,然后被膜穴内凹形成被膜囊泡,在细胞内脱被膜后形成内含体,内含体很快酸性化使配体和受体解离,进而分裂成带配体及带受体的囊泡,带配体的囊泡以后和溶酶体融合。此时,LDL被水解,释放出胆固醇供细胞之用。带受体的囊泡则和质膜融合,使受体再次被利用。铁传递蛋白、胰岛素、上皮生长因子、许多毒素和等亦是通过这一途径进入细胞的(见内吞与外排)。
能量转换 虽然ATP也可在可溶性酶系统中合成,但极大多数是产生在一些特定的膜上,它们称为“能量转换膜”──线粒体内膜、类囊体膜以及细菌、蓝绿藻等原核细胞的质膜。尽管这些膜在进行 ATP合成及离子运输过程中初的能源是各种各样的,但机制却很相近。1961年P.米切尔提出“化学渗透偶联”说,认为膜两侧H+浓度所贮存的渗透能量能够用来产生 ATP。这一说将膜上电子传递、离子运输及 ATP合成这三方面统一起来解释。对于线粒体,细胞呼吸时电子传递过程中游离出来的能量,以内膜两侧液相间H+的电化学位梯度(Δ)的物理能量贮存。Δ使膜上的pi+H+-ATP 酶逆转合成 ATP。植物的光合作用则是光能渗透能化学能。Δ包括两部分:H+的浓度ΔpH和膜两边电位Δψ,其关系为:
Δ=F·Δψ-2.303RTΔpH
式中F是法拉弟常数。若至少2克离子 H+的Δ合成1克分子ATP,则有关系式:
式中ΔP称为质子动力。
Δ......
物质跨膜运输的方式有?
(一)被动转运
被动转运是指物质依靠电化学驱动力或渗透压梯度进行跨膜转运的过程,细胞本身不需要消耗生物能。
1. 单纯扩散
(1)概念:没有生物学转运机制参与的、简单的物理扩散。
(2)特点:
1)膜本身不需要消耗能量:因物质转运是顺电化学梯度或依靠渗透压梯度进行的,物质移动所需的能量来自高浓度溶液本身所含的势能。
2)主要转运脂溶性高而分子质量小的物质(如O2、CO2、N2 、乙醇、尿素等)和一部分水。
易化扩散。
2)转运机制:尚不完全清楚。有人认为载体的位点在高浓度一侧与小分子物质进行可逆性结合后,蛋白质发生构型的改变,亚单位扭曲,将物质转运至低浓度一侧,转运速率为103~105个分子/秒。
3)特点:①结构特异性,②饱和现象,③竞争性抑制
离子通道是一类贯穿脂质双分子层的、带有亲水性孔道的膜蛋白。孔道开放时,离子可经孔道跨膜流动而无需与脂质双分子层相接触,从而使通透性很低的带电离子以极快的速度(106~108个离子/秒)跨越质膜。
①相对特异性:通道的离子选择性不如载体蛋白严格。每种通道可对一种或几种离子有较高的通透性,其他离子则不能或不易通过:如N2 型乙酰胆碱受体阳离子通道对K+、Na+有高度通透性,但Cl-不能通透。
②无饱和现象
③通道有开发、关闭两种不同的机能状态,开发与关闭受某些化学物质(激素、递质或膜电位)的控制。
通道的类型
①电压门控通道:由膜电位控制开闭的通道。如神经纤维上的钠通道。
②化学门控(配体门)通道:由化学物质(激素、递质等)控制开闭的通道。如终板膜上的N2 型乙酰胆碱受体阳离子通道。
③机械门控(压力激活)通道:由机械因素控制开闭的通道。如听毛细胞上的机械门控通道。
原发性主动转运
(1)概念:细胞直接利用代谢产生的能量将某物质逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。介导这一过程的膜蛋白称为离子泵。
(2)钠-钾泵:
1)钠泵的特性:钠-钾泵简称钠泵,是一种Na+、K+依赖式ATP酶的蛋白质。其特性是:①是镶嵌在膜的脂质双分子层中的一种特殊蛋白质;②具有ATP酶的活性;③活性需依赖Na+,K+的存在。
继发性主动转运
1)同向转运:被转运的物质分子与Na+扩散方向相同,如Na+-葡萄糖同向转运体对葡萄糖的转运。
如肠粘膜和肾小管上皮细胞,在细胞基底膜上有钠泵,造成胞内Na+浓度低于肠腔或小管液中的,此时,顶端膜上转运体与Na+、葡糖糖三者组成复合体后,就能顺着Na+浓度将葡糖糖从低浓度的肠腔移向高浓度的上皮细胞;进入上皮细胞的葡糖糖分子经基底侧膜上的钠泵转运至组织液,完成葡萄糖在肠腔中的主动吸收过程。
2)反向转运:被转运的物质分子与Na+扩散方向相反。
如各种细胞普遍存在的Na+-Ca2+交换。以3个Na+入胞和1个Ca2+出胞进行活动,可维持胞内低Ca2+浓度。
出胞
(1)概念:胞内大分子以分泌泡形式排出细胞的过程。如一些激素、递质、酶、乳蛋白等的分泌。
(2)出胞过程:粗面内质网→小泡→高尔基体→大泡→质膜内侧→泡膜与质膜接触融合→融合处出现裂口→胞吐。
(3)出胞形式:
1)泡内容物不间断地排出:如小肠粘膜杯状细胞持续分泌黏液的过程。
2)膜外的特殊化学信号或膜两侧电位改变→局部Ca2+通道开放→Ca2+内流↑,Ca2+贮存库释放Ca2+↑→胞内Ca2+ ↑,触发囊泡向质膜内侧移动→出胞。
入胞
(1)概念:胞外大分子或团块借助胞膜形成吞噬泡或吞饮泡进入细胞。
(2)类型:
1)吞噬:颗粒或团块进入细胞的过程。如单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的吞噬。
2)吞饮:液体物质进入胞内的过程。液相入胞:胞外液及其所含的溶质连续不断进入胞内的过程。受体介导式入胞:转运物与膜受体特异性结合进入细胞的过程。其转运过程为:膜受体“辨认”胞外物质并与之结合→膜局部内陷→形成吞饮泡→与胞内体融合→受体分离→转运物被细胞利用,受体与一部分膜结构形成较小的循环小泡,再回到细胞膜并与之融合,成为细胞的组成部分。
物质的跨膜运输
我也说不太清楚.
不过应该是吧
糖、氨基酸,核苷酸等水溶性水分子一般由载体蛋白运载 ,载体蛋白质即为分子载体
糖、氨基酸,核苷酸等水溶性水分子一般由载体蛋白运载。载体蛋白是多回旋折叠的跨膜蛋白质,它与被传递的分子特异结合使其越过质膜。其机制是载体蛋白分子的构象可逆地变化,与被转运分子的亲和力随之改变而将分子传递过去。少数情况下也可能载体与被转运分子的复合物发生180°旋转,从而把该分子送到膜的另一侧。载体蛋白运输物质的动力学曲线具有“膜结合酶”的特征,运输速度在一定浓度时达到饱和。但载体蛋白不是酶,它与被运载分子不是共价结合,此外它不仅加快运输速度,也增大物质透过质膜的量。载体蛋白与运载分子有特异的结合位点,能被竞争性抑制物占据,非竞争性抑制物亦可与载体蛋白在点之外结合,改变其构象,阻断运输。
载体蛋白需要同被运输的离子和分子结合,然后通过自身的构型变化或移动完成物质运输的膜蛋白。载体蛋白促进扩散时同样具有高度的特异性,其上有结合点,只能与某一种物质进行暂时性、可逆的结合和分离。而且,一个特定的载体只运输一种类型的化学物质, 甚至一种分子或离子。
载体蛋白既参与被动的物质运输,也参与主动的物质运输。由载体蛋白进行的被动物质运输, 不需要ATP提供能量。载体蛋白对物质的转运过程具有类似于酶与底物作用的动力学曲线、可被类似物竞争性抑制、具有竞争性抑制等酶的特性。但与酶不同的是: 载体蛋白不对转运分子作任何共价修饰。
载体是一种允许和帮助水溶性物质渗入并穿过细胞膜的脂质层而转移到细胞中去的物质。它是膜上的一种蛋白质,调节着离子主动吸收的一种成分。在膜的一侧与离子特异性地结合,形成不稳定载体--离子复合物,然后在膜的另一侧把离子释放出来,而载体又回到原来一侧.细胞膜上一定的蛋白质,可以使一定的离子通过。例如,用人工膜进行实验时,在一般情况下,钾离子不能从高浓度的槽,穿过人工的脂质双层膜,扩散到低浓度的槽。但是,如果在这脂质双层膜上,加入少量的额氨霉素(一种抗生素),则钾离子便可以通过,而其他离子不能。这是由于缬氨霉素与钾离子有特异的亲和力,并且在这种蛋白质结构内部有适合该离子的通道。细胞膜上的这种蛋白质叫做离子载体。缬氨霉素就是钾离子载体。葡萄糖进入红细胞,是因为在红细胞上有一种蛋白质,它与被运输物质葡萄糖有特异的亲和力,当这种蛋白质与葡萄糖结合时,引起了它的构象变化,从而使葡萄糖通过细胞膜而进入细胞.
主动跨膜转运的动力是什么
主动转运是指物质依靠膜上“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。
主动转运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。Na+K+泵也称Na+K+依赖式ATP酶,具有酶的特性,可使ATP分解释放能量。Na+K+泵的主要作用主要是把细胞内多余的Na+处细胞外和将细胞外的K移入膜内,形成和维持膜内高K+和膜外高Na+的不均衡离子分布。一般情况下每分解一分子ATP,可以使3个Na+移出膜外,2个K+移入膜内。
钠泵活动的主要的生理意义在于能够建立起一种势能贮备,供细胞的其他耗能过程的利用。如用于其他物质的逆浓度跨膜转运。这可以肠道和肾小管上皮细胞对葡萄糖,氨基酸等营养物质的吸收现象为例。这里葡萄糖主动转运所消耗的能量不是直接来自ATP的分解,而是来自膜外Na的高势能,但造成这种高势能的钠泵活动是需要分解ATP,因而糖的主动转运所需能量还是间接的来自ATP的分解,因此人们把这种类型的转运称为继发性主动转运,或简称联合转运。联合转运中如被转运的物质分子与Na+扩散方向相同,称为同向转运。如二者方向相反,则称为逆向转运。类似的继发性主动转运也见于神经末梢处被释放的递质分子(如单胺类和肽类的摄取),甲状腺细胞特有的聚碘作用也属于继发性主动转运。
氧气的跨膜运输方式
摘要:“物质跨膜运输的方式”是近年来高考的重点和热点,其所涉及的概念很容易记住,但不容易理解,而且容易理解错误,属于高中生物中的易错点。此外,物质跨膜运输穿过细胞膜层数的分析判断也是近年来高考的难点,需要引起重视。本文通过对物质跨膜运输方式的考点分析,提出教学中应注意的问题。
:跨膜运输;考点
一、物质跨膜运输的方式
1.被动运输:物质进出细胞是通过顺浓度梯度的扩散,此过程叫做被动运输,包括自由扩散和协助扩散。
(1)自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。(如O2、CO2)
(2)协助扩散:物质借助载体蛋白进出细胞的扩散方式。(蛙细胞中葡萄糖进入红细胞的方式)
2.主动运输:通常从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗能量,这种物质进出细胞的方式叫做主动运输。(如某些小分子物质、离子)
3.胞吞和胞吐:大分子物质进出细胞的方式。
二、大分子物质和颗粒进出细胞的方式
1.过程
(1)胞吞:
(2)胞吐:
2.结构基础:细胞膜的流动性。
3.条件:二者都需要消耗能量。
三、易错点拨
1.上述“高浓度”“低浓度”是指运输的离子或小分子本身的浓度,而不是它们所处溶液的浓度。
2.被动运输的动力来自于细胞内外物质的浓度,主动运输的动力来自ATP。
3.胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应,如果分泌细胞中的ATP合成受阻,则胞吐不能继续进行。
4.载体是细胞膜上的一种蛋白质,不同物质分子的运输载体不同,即载体具有专一性,不同生物细胞膜上的载体的种类和数目不同。
5.在低浓度时,物质利用协助扩散通过细胞膜的速度要比自由扩散快得多,这是由于细胞膜上有载体蛋白能与特定的物质结合。
6.主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要的物质,排出代谢所产生的废物和对细胞有害的物质,是一种对生命活动来说重要的物质运输方式。
7.抑制某载体蛋白活性,则只会导致以该蛋白为载体转运的物质运输停止,对其他物质运输不影响。
8.若抑制呼吸作用,所有以主动运输跨膜的物质运输都会受到抑制。
四、知识拓展
影响物质跨膜运输的因素
1.自由扩散中物质运输速率和浓度梯度的关系
离子被动跨膜转运的动力是什么
离子被动跨膜转运的动力是电化学梯度。跨膜转运方式是被动转运和主动转运,被动转运属于物分子的扩散性转运,故呈浓度梯度转运,不耗能,除易化转运外无饱和性,无竞争性抑制。主动转运是需要载体及能量的跨膜转运,故不依赖于膜两侧的浓度,有饱和性,存在着竞争性抑制。电化学梯度指的是浓度梯度和电位梯度,在生物细胞上,这两种梯度往往是同时存在的。
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