化学物跨膜转运的主要方式有哪些

A. 物质跨膜运输的方式有哪些，各有什么特点

1、自由扩散，其运输特点是：

（1）沿浓度梯度扩散。

（2）不需要提供能量。

（3）没有膜蛋白的协助。

2、协助扩散，也称促进扩散，其运输特点是：

（1）比自由扩散转运速率高。

（2）存在最大转运速率，在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。

（3）有特异性，即与特定溶质结合。这类特殊的载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型。

3、胞吞胞吐，其运输特点是：

（1）转运过程中不需要载体蛋白的协助。

（2）需要消耗细胞代谢能。

4、主动运输，其运输特点是：

（1）逆浓度梯度（逆化学梯度）运输。

（2）需要能量或与释放能量的过程相关联。

（3）都有载体蛋白，依赖于膜运输蛋白.

（4）具有选择性和特异性。

(1)化学物跨膜转运的主要方式有哪些扩展阅读：

物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一，也是细胞膜的重要功能之一。通过跨膜运输，可以沟通细胞内外及细胞内各细胞器之间的联系，保证新陈代谢等生命活动中的正常物质交换，也是生物膜能量转换和信息传递等功能的基础。

物质跨膜运输的方式可分为两大类，一类是小分子和离子物质的跨膜运输，包括主动运输和被动运输，另一类是大分子和颗粒物质的膜泡运输，包括胞吞作用和胞吐作用。

B. 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、中央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+浓度差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。

C. 物质跨膜运输的方式

自由扩散、协助扩散、主动运输。物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。主动运输是指物质逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。协助扩散也称促进扩散、易化扩散。

自由扩散特点

①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；

②不需要提供能量；

③没有膜蛋白的协助。

这种运输方式不需要能量和蛋白质协助，是要顺着浓度差就能进行跨膜运动。

协助扩散特点

①比自由扩散转运速率高；

②存在最大转运速率；在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度，浓度不再增加，运输也不再增加。因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和；

③有特异性，即与特定溶质结合。这类特殊的载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型。

④不需要提供能量。

在顺浓度的条件下，需要特定的蛋白来运输物质，这种运输蛋白是有一定的特异性，也就是某种物质只能有特定的蛋白运输。

主动运输其特点

①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输（小肠运输葡萄糖时也有顺浓度梯度的特例）；

②需要能量（由ATP直接供能）或与释放能量的过程偶联（协同运输），并对代谢毒性敏感；

③都有载体蛋白，依赖于膜运输蛋白；

④具有选择性和特异性。

主动运输是需要atp分解然后为这个运动提供能量的，可以实现逆浓度差转运物质，与此同时需要特定的运输蛋白辅助才能完成运输。

D. 简述物质跨膜转运的类型及其形式特点。

跨膜转运类型

一、单纯扩散

1.概念：单纯扩散是指脂溶性的小分子物质顺浓度差通过细胞膜的扩散过程。单纯扩散的多少取决于膜两侧该脂溶性物质的浓度差及其通过细胞膜的难易程度。浓度差决定着物质能否扩散、扩散方向及扩散速率。

2.转运对象：CO2、O2、N2、乙醇、尿素等。

3.特点：简单的物理扩散，不需要细胞提供能量，其能量来源于浓度差形成的势能，是一个被动过程。

二、易化扩散

易化扩散是指一些非脂溶性或脂溶性较小的小分子物质，在膜上载体蛋白和通道蛋白的帮助下，顺电-化学梯度，从高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。它包括两种方式，即经载体中介的易化扩散和经通道中介的易化扩散。

（一）经载体中介的易化扩散

1.概念：许多重要的营养物质，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等在膜上载体蛋白的介导下，由高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜转运。

2.特征：①结构特异性高；②饱和现象；③竞争性抑制；④顺浓度梯度。

（二）经通道中介的易化扩散

1.概念：溶液中带电离子，借助于离子通道蛋白的介导，顺浓度梯度或电位差的跨膜转运过程。通道是一类贯穿脂质双分子层，中央带有水性孔道的跨膜蛋白。以通道中介的易

化扩散引起的跨膜转运是细胞生物电现象发生的基础。

2.转运对象：带电离子，如Na+、K+、Ca2+、Cl-等

3.特征：①结构特异性不如载体严格；②无饱和现象；③通道具有静息、激活和失活

等不同功能状态；④具有离子选择性和门控特性。

三、主动转运

主动转运是细胞通过耗能的过程将物质逆浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运过程。可分为原发性主动转运和继发性主动转运两类。

（一）原发性主动转运

1.概念：细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。

2.转运对象：通常是带电离子。

3.特点：①直接利用细胞代谢产生的ATP；②介导转运的膜蛋白称为离子泵（ATP酶），如钠泵、钙泵、氢泵等。

钠-钾泵是在细胞膜上普遍存在的离子泵，简称钠泵。钠泵具有ATP酶的活性，又称为Na+-K+依赖性ATP酶。钠泵的活动对维持细胞正常的结构及功能具有重要的意义：①钠泵活动造成的膜内外Na+和K+浓度差是细胞生物电活动产生的前提，其生电性活动一定程度上可影响静息电位的数值；②钠泵活动能维持细胞的正常形态、胞质渗透压、体积、pH、Ca2+浓度的相对稳定；③钠泵活动造成的细胞内高K+，是细胞内许多代谢反应所必需的条件；④钠泵活动所造成的膜内外Na+浓度势能差（势能储备）是其他物质继发性主动转运的动力。

（二）继发性主动转运

1.概念：多种物质在进行逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运时，所需的能量不直接来自ATP的分解，而是依靠Na+在膜两侧浓度差，即依靠存储在离子浓度梯度中的能量完成转运，这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运。

2.转运对象：①葡萄糖和氨基酸在小肠粘膜上皮及肾小管上皮细胞的重吸收；②神经递质在突触间隙被神经末梢重吸收；③甲状腺上皮细胞的聚碘；④肾小管上皮细胞的Na+-H+交换、Na+ ——Ca2+交换等。

3.特点：①间接利用细胞代谢产生的ATP能量；②介导转运的膜蛋白为转运体。如果被转运的离子或分子都向同一方向运动，称为同向转运，相应的转运体称为同向转运体；如果被转运的离子或分子彼此向相反方向运动，则称为反向转运或交换，相应的转运体称为反向转运体或交换体。

四、出胞和胞吞

1.概念：出胞指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。胞吞指大分子物质或物质团块（如细菌、病毒、异物、脂类物质等）进入细胞的过程。

2.转运对象：大分子物质或物质团块。

3.特点：均属于耗能的主动转运过程

E. 简述物质跨膜转运的类型及其形式特点。

一、单纯扩散：物理扩散，非生物学转运机制：脂溶性高的物质，如O2、N2、CO2、乙醇、尿素，而分子较大的极性物质，如葡萄糖（分子量180）很难依靠此方式转运，另外，各种带电离子都是高度不通透的，不能以此方式转运。水虽然是极性分子，但它的极性极小，又不带电荷，膜对水是高度通透的。
附注：但水还有另一种通透方式，即通过水通道（水孔蛋白）来转运。
二、膜蛋白介导的跨膜转运
1、经载体的易化扩散：葡萄糖、氨基酸等用此方式转运，需要载体蛋白或载体（载体是一些贯穿脂质双层的整合蛋白，其转运细节尚不很清楚）。该跨膜转运特征：①转运方向顺浓度差，转运速度高于物理转运；②载体结合点数量有限，转运能出现饱和；③载体结合点与溶质的结合具有化学结构上的特异性；④化学结构相似的溶质之间有竞争性抑制。
2、经通道的易化扩散：钠、钾、钙、氯等带电离子用此方式转运，需要离子通道（一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白）。离子通道包括：电压门控通道、化学门控通道、机械门控通道等。离子选择性和门控特性是离子通道的两个重要特性。
1）电压门控通道：由膜两侧电位差控制开闭的通道称为电压门控通道。电压门控Na+通道、Ca++通道、K+通道都具有相似的结构、结构-功能关系模式，属于同一基因家族。通道由3个亚单位组成（α、β1、β2）。
2）化学门控通道：由化学物质控制开闭的通道称为化学门控通道。又称为配体门控通道。这种通道本身可称为受体。N2型乙酰胆碱受体阳离子通道是典型的化学门控通道，由2个α、β、γ、δ这样5个亚单位所组成。
3）水通道：目前已经鉴定出10种水通道，AQP0-AQP9。其中AQP1最早发现，它是四聚体蛋白，每个亚单位都有一个独立的通道。
3、主动转运（又称为原发性主动转运）：介导主动转运的膜蛋白称为离子泵。由于离子泵具有水解ATP酶的能力，又称为ATP酶。
1）钠-钾泵：简称钠泵。2个亚单位，每分解1分子ATP，可排出3个钠离子和转入2个钾离子，其转运过程有两种分子构象，即E1和E2。机制是通过磷酸化(E1)和去磷酸化(E2)反供福垛凰艹好讹瞳番困应引起酶蛋白构象间的相互转换来完成的。阻断剂：哇巴因(ouan)。
2）钙泵：又称Ca2+-ATP酶，每分解1分子ATP可将1个Ca2+由胞浆转运至胞外，转运机制与钠泵相似。
4、继发性主动转运：所需要的能量来自钠离子在膜两侧的浓度势能差，后者是钠泵利用分解ATP释放的能量所建立的，这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运。葡萄糖和氨基酸在小肠粘膜上皮的吸收，葡萄糖和氨基酸在肾小管上皮的重吸收，甲状腺上皮细胞的聚碘，Na+-Ca2+交换，Na+-K+-2Cl-同向转运，都属于继发性主动转运。其中，溶质与Na+向同一方向的转运，称为同向转运(symport)；溶质与Na+向相反方向的转运，称为逆向转运(antiport)或交换(exchange)。
1）Na+-葡萄糖同向转运体:氨基酸吸收机制与之相同。
2）Na+-Ca2+交换体:
三、出胞和入胞
蛋白质，多聚核苷酸等需要通过出胞和入胞方式进行跨膜转运。

F. 试述细胞膜的跨膜物质转运方式。

细胞跨膜物质转运方式有三种：滤过（水溶性扩散）,简单扩散（脂溶性扩散）,载体转运（包括主动转运和易化扩散）
1）滤过（水溶性扩散）：物质分子借助于流体静压或渗透压随体液通过细胞膜的水性信道由细胞膜的一侧到达另一侧,为被动转运方式.
2）简单扩散（脂溶性扩散）：非极性分子以其所具有的脂溶性溶解于细胞膜的脂质层,顺浓度差通过细胞膜称为简单扩散,也是一种被动转运方式,也称之为被动扩散.
3）
载体转运（包括主动转运和易化扩散）：许多细胞膜上具有特殊的跨膜蛋白,控制体内一些重要的内源性生理物质（如糖、氨基酸、神经递质、金属离子）进出细
胞.跨膜蛋白在细胞膜的一侧与物质分子或生理性物质结合后,发生构型改变,在细胞膜的另一侧将结合的物质释出.这种转运方式称为载体转运.
其中主动转运需要耗能,而易化扩散不需要能量,是通过电化学差实现转运,也是一种被动转运.

G. 物质跨膜运输的主要方式是什么

物质跨膜运输的主要方式：自由扩散、协助运输和主动运输。
物质跨膜运输的方式，物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
自由扩散是指一些脂溶性的物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。影响单纯扩散的主要因素有二：
①膜两侧的溶质分子浓度梯度。浓度梯度大，物质顺浓度梯度扩散就多；浓度梯度消失，扩散就停止。
②膜对该物质的通透性。由于细胞膜的结构是脂质双分子层，所以膜对脂溶性高的物质如氧和二氧化碳通透性大，扩散容易；对脂溶性低和非脂溶性物通透性小，扩散就难。

H. 跨膜转运的方式有哪些

1、被动运输

物质进出细胞是顺密度梯度方向跨膜运输的，此过程中不需要消耗细胞生产的能量，其能量是蕴藏于密度梯度中的分子势能，需要或不需要膜上载体协助。

2、主动运输

物质进出细胞一般是需要消耗细胞内化学反应所释放的能量并借助载体蛋白的协助逆着浓度梯度从低浓度的一侧向高浓度的一侧方向跨膜运输的过程。此过程中需要消耗细胞生产的能量，也需要膜上载体协助。属于这种运输方式的物质有离子和一些较大的分子如葡萄糖、氨基酸等物质。

胞吞作用

大分子物质通过与膜上特异性受体结合而附着于膜上，这部分细胞膜内陷形成有被小窝，将附着物包在里面，然后分离下来形成小囊泡进入细胞内部，之后一般与溶酶体相融合，以此达到运输的目的。

此过程中物质不需穿透细胞膜，不需要膜上载体协助，但需要受体的帮助，也需要消耗细胞生产的能量，其方向是从细胞外到细胞内。白细胞吞噬细菌就属于这种方式。