生物膜什麼運輸不耗能

1. 物質跨膜運輸的方式有哪些，各有什麼特點

1、自由擴散，其運輸特點是：

（1）沿濃度梯度擴散。

（2）不需要提供能量。

（3）沒有膜蛋白的協助。

2、協助擴散，也稱促進擴散，其運輸特點是：

（1）比自由擴散轉運速率高。

（2）存在最大轉運速率，在一定限度內運輸速率同物質濃度成正比。

（3）有特異性，即與特定溶質結合。這類特殊的載體蛋白主要有離子載體和通道蛋白兩種類型。

3、胞吞胞吐，其運輸特點是：

（1）轉運過程中不需要載體蛋白的協助。

（2）需要消耗細胞代謝能。

4、主動運輸，其運輸特點是：

（1）逆濃度梯度（逆化學梯度）運輸。

（2）需要能量或與釋放能量的過程相關聯。

（3）都有載體蛋白，依賴於膜運輸蛋白.

（4）具有選擇性和特異性。

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物質跨膜運輸是細胞維持正常生命活動的基礎之一，也是細胞膜的重要功能之一。通過跨膜運輸，可以溝通細胞內外及細胞內各細胞器之間的聯系，保證新陳代謝等生命活動中的正常物質交換，也是生物膜能量轉換和信息傳遞等功能的基礎。

物質跨膜運輸的方式可分為兩大類，一類是小分子和離子物質的跨膜運輸，包括主動運輸和被動運輸，另一類是大分子和顆粒物質的膜泡運輸，包括胞吞作用和胞吐作用。

2. 高中生物中，離子跨膜運輸都需要能量嗎

高中生物中，不是所有離子跨膜運輸都需要能量。自由擴散和協助擴散不消耗能量，主動運輸消耗ATP。

主動運輸涉及物質輸入和輸出細胞和細胞器（有膜結構），並且能夠逆濃度梯度或電化學梯度。

主動運輸是指物質逆濃度梯度，在載體蛋白和能量的作用下將物質運進或運出細胞膜的過程。

Na+、K+和Ca2+等離子，都不能自由地通過磷脂雙分子層，它們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。可分為初級主動運輸和次級主動運輸。

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協同運輸（cotransport）是一類靠間接提供能量完成的主動運輸方式。物質跨膜運動所需要的能量來自膜兩側離子的電化學濃度梯度，而維持這種電化學勢的是鈉鉀泵或質子泵。

動物細胞中常常利用膜兩側Na+濃度梯度來驅動，植物細胞和細菌常利用H+濃度梯度來驅動。根據物質運輸方向與離子沿濃度梯度的轉移方向，協同運輸又可分為：同向協同（symport）與反向協同（antiport）。

1、同向協同

同向協同（symport）指物質運輸方向與離子轉移方向相同。如動物小腸細胞對葡萄糖的吸收就是伴隨著Na+的進入，細胞內的Na+離子又被鈉鉀泵泵出細胞外，細胞內始終保持較低的鈉離子濃度，形成電化學梯度。在某些細菌中，乳糖的吸收伴隨著H+的進入，每轉移一個H+吸收一個乳糖分子。

2、反向協同

反向協同（antiport）物質跨膜運動的方向與離子轉移的方向相反，如動物細胞常通過Na+/H+反向協同運輸的方式來轉運H+以調節細胞內的PH值，即Na+的進入胞內伴隨者H+的排出。此外質子泵可直接利用ATP運輸H+來調節細胞PH值。

還有一種機制是Na+驅動的Cl--HCO3-交換，即Na+與HCO3-的進入伴隨著Cl-和H+的外流，如紅細胞膜上的帶3蛋白。

3. 簡述物質跨膜轉運的類型及其形式特點。

一、單純擴散：物理擴散，非生物學轉運機制：脂溶性高的物質，如O2、N2、CO2、乙醇、尿素，而分子較大的極性物質，如葡萄糖（分子量180）很難依靠此方式轉運，另外，各種帶電離子都是高度不通透的，不能以此方式轉運。水雖然是極性分子，但它的極性極小，又不帶電荷，膜對水是高度通透的。
附註：但水還有另一種通透方式，即通過水通道（水孔蛋白）來轉運。
二、膜蛋白介導的跨膜轉運
1、經載體的易化擴散：葡萄糖、氨基酸等用此方式轉運，需要載體蛋白或載體（載體是一些貫穿脂質雙層的整合蛋白，其轉運細節尚不很清楚）。該跨膜轉運特徵：①轉運方向順濃度差，轉運速度高於物理轉運；②載體結合點數量有限，轉運能出現飽和；③載體結合點與溶質的結合具有化學結構上的特異性；④化學結構相似的溶質之間有競爭性抑制。
2、經通道的易化擴散：鈉、鉀、鈣、氯等帶電離子用此方式轉運，需要離子通道（一類貫穿脂質雙層的、中央帶有親水性孔道的膜蛋白）。離子通道包括：電壓門控通道、化學門控通道、機械門控通道等。離子選擇性和門控特性是離子通道的兩個重要特性。
1）電壓門控通道：由膜兩側電位差控制開閉的通道稱為電壓門控通道。電壓門控Na+通道、Ca++通道、K+通道都具有相似的結構、結構-功能關系模式，屬於同一基因家族。通道由3個亞單位組成（α、β1、β2）。
2）化學門控通道：由化學物質控制開閉的通道稱為化學門控通道。又稱為配體門控通道。這種通道本身可稱為受體。N2型乙醯膽鹼受體陽離子通道是典型的化學門控通道，由2個α、β、γ、δ這樣5個亞單位所組成。
3）水通道：目前已經鑒定出10種水通道，AQP0-AQP9。其中AQP1最早發現，它是四聚體蛋白，每個亞單位都有一個獨立的通道。
3、主動轉運（又稱為原發性主動轉運）：介導主動轉運的膜蛋白稱為離子泵。由於離子泵具有水解ATP酶的能力，又稱為ATP酶。
1）鈉-鉀泵：簡稱鈉泵。2個亞單位，每分解1分子ATP，可排出3個鈉離子和轉入2個鉀離子，其轉運過程有兩種分子構象，即E1和E2。機制是通過磷酸化(E1)和去磷酸化(E2)反供福垛凰艹好訛瞳番困應引起酶蛋白構象間的相互轉換來完成的。阻斷劑：哇巴因(ouan)。
2）鈣泵：又稱Ca2+-ATP酶，每分解1分子ATP可將1個Ca2+由胞漿轉運至胞外，轉運機制與鈉泵相似。
4、繼發性主動轉運：所需要的能量來自鈉離子在膜兩側的濃度勢能差，後者是鈉泵利用分解ATP釋放的能量所建立的，這種間接利用ATP能量的主動轉運過程稱為繼發性主動轉運。葡萄糖和氨基酸在小腸粘膜上皮的吸收，葡萄糖和氨基酸在腎小管上皮的重吸收，甲狀腺上皮細胞的聚碘，Na+-Ca2+交換，Na+-K+-2Cl-同向轉運，都屬於繼發性主動轉運。其中，溶質與Na+向同一方向的轉運，稱為同向轉運(symport)；溶質與Na+向相反方向的轉運，稱為逆向轉運(antiport)或交換(exchange)。
1）Na+-葡萄糖同向轉運體:氨基酸吸收機制與之相同。
2）Na+-Ca2+交換體:
三、出胞和入胞
蛋白質，多聚核苷酸等需要通過出胞和入胞方式進行跨膜轉運。