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    跨膜運輸(物質跨膜運輸方式)

    細胞是生物體結構和功能的基本單位,細胞是一個獨立于環境的系統,也是對外開放的生命系統。獨立是指細胞是一個相對獨立的個體,由細胞膜把細胞質和其它的細胞分隔開;也是開放的系統是指細胞要與外界環境進行物質交換,比如氣體交換(O2、CO2),排出廢物等等。而進行物質交換和交流都得通過細胞膜。

    細胞物質跨膜運輸的方式有被動運輸和主動運輸兩種。

    一、被動運輸(如圖一)

    1.概念

    被動運輸是指通過簡單擴散或協助擴散實現物質由高濃度向低濃度方向的跨膜轉運。轉運的動力來自膜內外的濃度差,不需要消耗能量。

    2.分類

    (1)自由擴散:物質通過簡單的擴散作用進出細胞,叫自由擴散。由高濃度到低濃度;不需要載體蛋白;不消耗能量。例如,水分子,氧氣,二氧化碳,甘油,乙醇等進出細胞都屬于自由擴散。

    (2)協助擴散:進出細胞的物質借助載體蛋白的擴散,叫協助擴散。由高濃度到低濃度;需要載體蛋白;不消耗能量。例如,葡萄糖進入紅細胞。

    跨膜運輸(物質跨膜運輸方式)

    圖一 自由擴散和協助擴散

    二、主動運輸

    從低濃度一側運輸到高濃度一側,需要載體蛋白的協助,同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量,這種方式叫做主動運輸。逆濃度梯度;需要載體蛋白的協助,具有選擇性;需要消耗能量。例如離子、葡萄糖、氨基酸等營養物質的吸收。如圖二所示

    跨膜運輸(物質跨膜運輸方式)

    圖二 主動運輸

    三、胞吞和胞吐

    1.過程

    (1)胞吞:大分子物質附著在細胞表面,然后細胞膜內陷、分離,形成囊泡,大分子物質在囊泡的包裹下進入細胞內。

    (2)胞吐:細胞內的大分子物質在囊泡的包裹下,囊泡與細胞膜融合,大分子物質被釋放到細胞外。

    (3)如圖三所示

    跨膜運輸(物質跨膜運輸方式)

    圖三 胞吞和胞吐

    2.結構基礎和特點

    細胞膜的流動性和細胞骨架的推拉。需要能量。

    3.實例

    胞吞:草履蟲、變形蟲吞食食物,白細胞吞噬細菌、衰老的細胞等

    胞吐:分泌蛋白排出細胞外,消化酶、抗體等

    四、物質跨膜運輸方式的比較

    跨膜運輸(物質跨膜運輸方式)

    圖四 物質跨膜運輸比較

    跨膜運輸(物質跨膜運輸方式)

    圖五 物質跨膜運輸比較

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