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物质进出细胞原理,什么是细胞膜的扩散方式
阅读:2851 发布时间:2012-11-27
物质进出细胞之原理
细胞膜基本上是一个双层的脂质构造-脂肪双层(lipid bilayer),其间含有许多浮动于脂质间的蛋白质分子,这些蛋白质分子大部分都是穿透了整个的细胞膜。
脂肪双层与细胞内液或细胞外液均不会相溶,因此便构成了细胞内外液之间大部分水分子及各种水溶性物质的一道运输障壁。然而,少数物质仍然可以直接穿过脂肪双层,在细胞内外自由进出。
至于细胞膜上的蛋白质分子,则具有*不同的运输性质,其分子结构中断了脂肪双层的连续性,而构成另一种运输通道。因此,这些蛋白质便称为“运输蛋白”(transport protein)。各种运输蛋白质分别有不同的作用,有些具有相当的空隙可以容许某些特定的分子或离子通过,此称为“运道蛋白”(channel protein);另外有一些称为“携带蛋白”(carrier protein),它们先与被运送的物质结合,然后当此蛋白质分子结构产生变化时,而使该物质通过此蛋白质分子的空隙转运到细胞膜的另一侧。通道蛋白与携带蛋白两者对于运送的物质种类(分子或离子)都具有高度的选择性。
◎扩散与主动运输:
通过细胞膜的物质运输,无论是直接穿过脂肪双层或者经由蛋白质运送,其运输过程不外乎下列两种:“扩散”(diffusion)或者称为“被动运输”(passive transport),及“主动运输”(active transport)。
虽然这两种运输型态间存有许多差异,然而基本上,扩散就是指一般物质的动力运动(kinetic motion)导致物质分子产生随意运动(random movement),而使得物质能够通过细胞膜上分子间的空隙,或者与携带蛋白结合后通过细胞膜。相对地,主动运输则是指离子或其它物质与携带蛋白结合的一种运输方式,并且必须往对抗能量梯度(energy gradient)的方向运输,例如:将物质由低浓度区运至高浓度区。这种过程除了需要物质运动所需的动能之外,还需要额外的能量。
◎通过细胞膜的扩散
通过细胞膜的扩散方式又可以分为两种:“简单扩散”(simple diffusion)与“促进扩散”(facilitated)。简单扩散是指分子或离子利用动力运动直接通过细胞膜的开口或分子间隙,而不需要与细胞膜上的蛋白质结合。此种扩散之速率决定于该物质的数量、动力运动的速率、以及细胞膜上可容许该物质通过的开口数目。
相对的,促进扩散则需要分子或离子与携带蛋白作用来帮助其通过细胞膜,因为携带蛋白可能是与这些分子或离子发生化学结合之后,以此结合型态使分子或离子通过细胞膜。
通过细胞膜的简单扩散有两种不同的路径:直接穿过脂肪双层的空隙,或者经过膜上的某些运输蛋白所构成的通道。
参考资料
显微镜百科
http://www.jiance17.com/
http://www.optical-sh.com.cn/