生物膜能使哪些离子通过

1. 生物膜的主要功能

1、物质运输

生物膜因其半通透性而成为具有高度选择性的通透屏障。细胞生长所需要的水、氧及其他营养物质被运进细胞，细胞内产生的激素、毒素和某些酶被运出细胞，细胞内代谢产生的CO2、NH3等废物被运出细胞，这些过程都与生物膜的物质运输机制有关。

2、信息传递

在生物体的生命活动过程中，细胞内的各部位之间、细胞之间，以及细胞与外界环境之间时刻都有物质、能量和信息的交流，使生命过程得以协调有序地进行，而这是由生物膜实现的。

3、能量转换

生物膜在生物体内光能和代谢能的转化过程中发挥了重要作用。ATP是生物体内重要的能量“通货”。生物体内代谢过程中产生的能量转移先以ATP的形式“储存”起来，待需要时再由ATP释放出来。植物体内ATP的主要生成方式是通过光合磷酸化和氧化磷酸化过程。

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生物膜的组成：

生物膜的主要化学成分是脂类和蛋白质，糖类次之，另外还有微量的核酸、金属离子和水。膜脂和膜蛋白以及糖类所占的比例因膜的种类而异。

例如，神经鞘膜中脂类含量占75%，而蛋白质只占18%，这利于膜在神经兴奋传导中的绝缘作用；而线粒体膜蛋白质含量占75%以上，脂类则占约20%，这与该膜含有丰富的酶有关。膜的功能越复杂，蛋白质含量越高。膜中蛋白质与脂类之比一般为4：1到1：4之间。

参考资料来源：网络-生物膜

2. 生物膜对物质的运输有哪些方式，各方式间有何区别

生物膜离子通道（ion channels of biomembrane）是各种无机离子跨膜被动运输的通路。生物膜对无机离子的跨膜运输有被动运输（顺离子浓度梯度）和主动运输（逆离子浓度梯度）两种方式。被动运输的通路称离子通道，主动运输的离子载体称为离子泵。生物膜对离子的通透性与多种生命活动过程密切相关。

3. 细胞膜可以让什么自由通过

细胞膜可以让水，一些离子和小分子自由通过
A、细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此细胞膜是一种选择透过性膜，A正确；
B、因为细胞膜具有选择透过性，小分子物质进出细胞膜可以进行跨膜运输，大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞，B错误；
C、原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，没有细胞核，C错误；
D、植物细胞一般不会吸水胀破，是因为细胞最外层有细胞壁，D错误．

4. 生物膜对可以自由扩散通过的膜的物质有没有选择透过性就是生物膜是不是对任何物质都有选择透过性

可以自由扩散通过生物膜的物质，在两侧浓度不同时，顺浓度梯度进行扩散，穿过生物膜。因为既定为可以自由扩散通过生物膜的物质，生物膜自然对其不存在选择性。
当然，生物膜不是对任何物质都有选择透过性，因为生物膜通常是指人工合成的脂双层，其中没有蛋白质作为载体。因此，一些小分子是可以自由通过的，如氧气、氮气、二氧化碳、水分子、甘油、乙醇等；一些较大的分子，如葡萄糖、甘油小分子氨基酸，以及一些大分子，如蛋白质等，还有无机盐离子就不能通过。
希望能有所帮助。

5. 生物膜有哪些结构和功能

生物膜在结构与功能上都具有两侧不对称性。以物质传送为例，某些物质能以很高速度通过膜，另一些则不能。像海带能从海水中把碘浓缩3万倍。生物膜的选择性通透使细胞内pH和离子组成相对稳定，保持了产生神经、肌肉兴奋所必需的离子梯度，保证了细胞浓缩营养物和排除废物的功能。
生物膜的另一重要功能是细胞间或细胞膜内外的信息传递。在细胞表面，广泛地存在着一类称为受体的蛋白质。激素和药物的作用都需通过与受体分子的特异性结合而实现。癌变细胞表面受体物质的分布有明显变化。细胞膜的表面性质还对细胞分裂繁殖有重要的调节作用。
细胞内具有膜包被结构的总称,包括细胞质膜、核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体和叶绿体等.
膜结构体系的基本作用是为细胞提供保护.质膜将整个细胞的生命活动保护起来,并进行选择性的物质交换；核膜将遗传物质保护起来,使细胞核的活动更加有效；线粒体和叶绿体的膜将细胞的能量发生同其它的生化反应隔离开来,更好地进行能量转换.
膜结构体系为细胞提供较多的质膜表面,使细胞内部结构区室化.由于大多数酶定位在膜上,大多数生化反应也是在膜表面进行的,膜表面积的扩大和区室化使这些反应有了相应的隔离,效率更高.
另外,膜结构体系为细胞内的物质运输提供了特殊的运输通道,保证了各种功能蛋白及时准确地到位而又互不干扰.例如溶酶体的酶合成之后不仅立即被保护起来,而且一直处于监护之下被运送到溶酶体小泡.

6. 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、氧化磷酸化的解偶联剂对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、尼日尔爾利亚菌素对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、氧化磷酸化释放的能量、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、许多毒素和病毒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最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”假说，认为膜两侧H+浓度差所贮存的渗透能量能够用来产生 ATP。这一假说将膜上电子传递、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+的浓度差ΔpH和膜两边电位差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......

7. 哪些分子能通过生物膜,哪些不能

这个嘛，生物膜是具有选择透过性的，由它的糖蛋白进行识别，然后再由它的流动性让它需要或者不需要的分子流进或者流出，其特点是水分子可以自由通过，被选择的小分子和离子可以通过，不被选择的小分子和离子及大分子物质不能通过。小分子：水、氨基酸、核苷酸、单糖、脂类、维生素 大分子：蛋白质、核酸、多糖。

8. 像细胞膜和其他生物膜可以让_______自由通过，一些_______和________也可以通过，

水分子，离子，小分子，其他的离子，小分子，大分子

9. 生物膜离子通道的其它相关

离子通道研究的前沿是试图从分子水平揭示通道蛋白的空间构象、构象变化与通道门控动力学之间的关系。
N-AchR通道
已测定了受体蛋白质分子量是250000，并测定了它的全部氨基酸序列，确证该受体通道由、α、γ和δ5个亚基组成，这4种亚基有相似的氨基酸顺序，但只有α亚基上有 α-BGTX的特异结合位点。一种构象模型是：5个亚基各有若干个α螺旋跨膜排列，共同形成五瓣状的蛋白质复合物，两个α亚基间是亲水的离子通道，通道开口约25埃，中间是6～7埃的狭窄孔道，其中排列有负电性氨基酸残基侧链。当两个 Ach分子分别结合于两个α亚基特定位点后，引起局部构象变化，使通道开放。
钠通道
从电鳗电板分离的钠通道蛋白质分子量是208321，是由1820个氨基酸组成的多肽序列，可分为4个相似的区段，每个区段中分别有较集中的正电性和负电性的氨基酸序列节段。多种钠通道构象模型的共同特征是：由多个α螺旋跨膜排列组成通道，通道内侧应富含极性的氨基酸残基侧链，每个通道的控制部分由离子选择性滤器、活化闸门和失活闸门3部分组成，其实体是氨基酸侧链的极性基团。膜电位变化时，电场诱导极性基团运动，使通道局部构象发生变化，导致通道的开放、失活或关闭，并产生门控电流。关于关闭、活化和失活3种状态之间的转化，有两种观点：一种认为通道从关闭态必须经活化态才能转化为失活态（偶联方式），另一种认为从关闭态可以直接转化为失活态（非偶联方式），目前非偶联方式得到较多的实验事实支持。 1、选择性：指一种通道优先让某种离子通过，而另一些离子则不容易通过该种通道的特性。例如钠通道开放时，钠离子可通过，而钾离子则不能通过。
2、开关性：离子通道存在两种状态，即开放和关闭状态。多数情况时，离子通道是关闭的，只在一定的条件下开放。通道由关闭状态转为开放的过程称为激活，由开放转为关闭状态的过程称为失活。通道的开放与激活过程有一定的速率，通常很快，以毫秒（ms) 计算。 离子通道的开放和关闭，称为门控。根据门控机制的不同，将离子通道分为三大类：
⑴电压门控性，又称电压依赖性或电压敏感性离子通道：因膜电位变化而开启和关闭，以最容易通过的离子命名,如钾、钠、钙、氯通道四种主要类型，各型又分若干亚型。
⑵配体门控性，又称化学门控性离子通道。由递质与通道蛋白质受体分子上的结合位点结合而开启，以递质受体命名，如乙酰胆碱受体通道、谷氨酸受体通道、门冬氨酸受体通道等非选择性阳离子通道一系由配体作用于相应受体而开放，同时允许钠、钙 或钾通过。
⑶机械门控性又称机械敏感性离子通道是一类感受细胞膜表面应力变化，实现胞外机械信号向胞内转导的通道，根据通透性分为离子选择性和非离子选择性通道，根据功能作用分为张力激活型和张力失活型离子通道。
此外，还有细胞器离子通道，如广泛分布于哺乳动物细胞线粒体外膜上的电压依赖性阴离子通道，位于细胞器肌质网或内质网，膜上的受体通道、受体通道。
电压门控钙通道（VGC) 分为L 型（Long - lasting) 、N 型（No - Long lasting,non - tsansient) 、T 型（Transient) 和P/ Q 四个亚型.
L 型通道：电导较大、失活慢、持续时间长、需要强的去极化才能激活，在心血管、内分泌和神经等多种组织中表达，参与电- 收缩耦联和调控代谢。
T型通道：电导小、失活快、弱的去极化电流即能激活，它主要分布在心脏和血管平滑肌，触发起搏电活动。
N 型通道：失活较快、需强的去极化电流激活，目前仅在神经组织中发现，主要触发交感神经递质的释放。
P/ Q 通道：具有相同的α1亚单位（α1A) 统称为P/ Q 型钙通道。P/ Q 型钙通道在神经递质释放过程中有重要作用。
钾通道：一种广泛存在于细胞膜上的钾离子选择性通过的蛋白复合体，在结构和功能上形成通道的一大家庭。钾离子通道一般可分为四个基本类型：电压门控钾通道（Voltage - gated K+ Channels,KV) 、钙激活钾通道（Calcium - activated K+ Channels,KCa) 、三磷酸腺苷敏感性钾通道（ATP – Sensitive K+ Channels,KATP) .
电压门控钾通道又分为：内向整流钾离子通道（Inward rectifier K+ Channds,Kir）、延迟外向整流钾通道、瞬时外向钾通道。 ⑴提高细胞内钙浓度，从而触发肌肉收缩、细胞兴奋、腺体分泌、钙依赖性离子通道开放和关闭、蛋白激酶的激活和基因表达的调节等一系列生理效应。
⑵在神经、肌肉等兴奋性细胞，钠和钙通道主要调控去极化，钾主要调控复极化和维持静息电位，从而决定细胞的兴奋性、不应性和传导性。
⑶调节血管平滑肌舒缩活动，其中有钾、钙、氯通道和某些非选择性阳离子通道与参与。
⑷参与突触传递。
⑸维持细胞正常体积，在高渗环境中，离子通道和转运系统激活使钠、氯和水分进入细胞内而调节细胞体积增大。在低渗环境中，钠、氯和水分流出细胞而调节细胞体积减少。 编码离子通道亚单位的基因发生突变/ 表达异常或体内出现针对通道的病理性内源性物质时，使通道的功能出现不同程度的削弱或增强，从而导致机体整体生理功能的紊乱，出现某些先天性和后天获得性疾病。
可分为先天性离子通道病（geneticchannelopathy) 和获得性离子通道病（acquiredchannelopathy），其中后者既可由基因表达异常引起，又可由出现抗体等物质导致。
根据通道的类型可分为电压门控性离子通道病（voltage-gated channelopat hy) 和配体门控性离子通道（ligandgatedchannelopathy) 等，后者也是“受体病（receptor diseases) ”的一种。
根据离子通道功能的改变不同可分为：功能增益性离子通道病和功能削弱性离子通道病等；
根据离子通道病变累及的系统可分为：神经肌肉系统离子通道病（如钾通道突变所致的BFNC（benign familial neonatal convulsions）等） 、心血管系统离子通道病（如长Q T 综合征） 、泌尿系统离子通道病（如Bartter 综合征） 、呼吸系统离子通道病（如肺囊性纤维化等） 等。
1、钾通道病：钾离子通道在所有可兴奋性和非兴奋性细胞的重要信号传导过程中具有重要作用，其家族成员在调节神经递质释放、心率、胰岛素分泌、神经细胞分泌、上皮细胞电传导、骨骼肌收缩、细胞容积等方 面发挥重要作用。已经发现的钾通道病有良性家族性新生儿惊厥、1型发作性共济失调、阵发性舞蹈手足徐动症伴发作性共济失调、癫痫、长QT综合征等。
2、钠通道病：钠离子通道在大多数兴奋细胞动作电位的起始阶段起重要作用，已经发现的钠通道病有高钾型周期性麻痹、正常血钾型周期性麻痹、先天性肌无力等。
3、钙通道病钙离子通道广泛存在于机体的不同类型组织细胞中，参与神经、肌肉、分泌、生殖等系统的生理过程。已经发现的钙通道病有家族性偏瘫型偏头痛、低钾型周期性瘫痪、共济失调、肌无力综合征等。
4、氯通道病：氯离子通道广泛分布于机体的兴奋性细胞和非兴奋性细胞膜及溶酶体、线粒体、内质网等细胞器的质膜，在细胞兴奋性调节、跨上皮物质转运、细胞容积调节和细胞器酸化等方面具有重要作用。已经发现的氯通道病有先天性肌强直、隐性遗传全身性肌强直、囊性纤维化病、遗传性肾结石病。 病变中的离子通道改变是指由于某一疾病或药物引起某一种或几种离子通道的数目、功能甚至结构变化。
如老年性痴呆症（AD）：大量的研究发现患者体内的一些内源性致病物质如β淀粉样蛋白、β淀粉样蛋白前体、早老素蛋白 与钾通道、钙通道功能异常密切相关，可能通过影响钾通道、钙通道的本身结构和或调节过程等，参与患者早期记忆损失、认知功能下降等症状的出现。
如脑缺血：缺血后能量代谢紊乱，细胞内ATP合成下降，突触间隙的谷氨酸剧增，谷氨酸作用NMDA受体，引起受体依赖性钙通道开放，钙内流增加，导致神经细胞内钙超载谷氨酸还可经非NMDA途径使钠通道开放，引起钠内流增加，随即引起氯和水内流，导致神经细胞急性渗透性肿胀。 绝大多数钠通道为电压门控性通道，主要是维持细胞膜的兴奋性和传导性。
分布密度不等，每平方微米几百个到几千个。
重要特性：对钠高度选择性、电压依赖性、激活和失活速度快
有激活闸门、失活闸门、电压感受器
药物有3类：
钠通道阻滞剂：河豚素（TTX）、甲藻毒素等
促进激活的药物：箭毒蛙毒素、藜芦碱等
促进失活的药物：局麻药、聚L-精氨酸等
阻滞或促进钠通道失活的药物抑制快钠内流，促进激活或抑制失活的药物增大钠内向电流。 钾通道分布广泛，有数十种类型；
⑴瞬时外向钾通道：广泛存在心肌细胞
生理特性：电压依赖性、时间依赖性、频率依赖性、失活。表现为瞬时外向电流（Ito），随后关闭。Ito是参与心肌复极主要离子流。
⑵延迟外向整流钾通道：延迟外向整流钾通道电流（Ik）可分为快激活整流钾电流（Ikr）和慢激活整流钾电流（Iks)
生理特性：延迟整流性、时间依赖性、电压依赖性。参与心肌动作到位复极化过程，是抗心律失常药物作用重要分子靶标，如Ⅲ类抗心律失常药胺碘酮等
⑶内向整流钾通道（Kir）
分布心肌、骨骼肌、平滑肌、内分泌细胞等
生理功能：维持细胞静息电位、调节血管平滑肌舒缩等。
四乙胺、Zn、Cd、Cs、Ba等离子为非特异性阻断剂；苯吡喃的衍生物是特异性阻断剂。
⑷钙激活钾通道（Kca）
广泛分布于除心肌以外的各组织细胞，是一个大家族，分3个亚类：大电导型（BKca） 、中电导型（IKca）和小电导型（SKca）。BKca调节血管平滑肌起重要作用，其阻断剂有：iberiotoxin,charybdotoxin。
⑸ATP敏感性钾通道（KATP）
分布于胰腺细胞、神经元、平滑肌等
阻断剂：磺酰脲类降糖药等.
KATP可能抗缺血损伤的药物作用靶标。 钙通道阻滞剂和钙通道激活剂。
⑴钙通道阻滞剂
发展极其迅速，有数十种，主要用于心血管病治疗。国际药理学会分类：
一类：选择性作用于L-型钙通道明确位点的药物，根据化学结构又分为：Ia类：二氢吡啶类如硝笨地平；Ib类：地尔硫桌类如地尔硫卓类；Ic类：苯烷胺类如维拉帕米；Id类如粉防己碱等。
二类：选择性作用于其它电压门控钙通道的药物；如作用于T通道药物苯妥英、右美沙芬等；作用于N通道的芋螺毒素，作用于P通道的蜘蛛毒素
⑵钙通道激活剂
增加钙内流、促进递质和激素分泌，引起心肌和平滑肌收缩。主要作为工具药。 电压依赖性氯通道、容积激活性氯通道、钙激活性氯通道、配体激活性氯通道等。