高中生物 12 细胞的物质输入输出 - 主动运输与胞吞、胞吐

主动运输

概念:物质逆浓度梯度,在载体蛋白的协助下,消耗细胞内化学反应所释放的能量,通过细胞膜进出细胞的过程.

特点:

逆浓度梯度运输:与自由扩散和协助扩散顺浓度梯度运输不同,主动运输是从低浓度一侧向高浓度一侧运输物质,如小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等营养物质,以及植物根细胞对土壤中矿质离子的吸收等。

需要载体蛋白:载体蛋白具有特异性,一种载体蛋白通常只能运输一种或一类物质。载体蛋白在运输过程中会发生构象变化,先与被运输物质在膜的一侧结合,然后通过自身构象的改变将物质转运到膜的另一侧,并释放出来。

消耗能量:主动运输所需的能量主要由细胞呼吸产生的 ATP 直接提供。例如,钠钾泵就是一种典型的主动运输载体蛋白,它每消耗 1 个 ATP 分子,可以将 3 个 Na⁺泵出细胞,同时将 2 个 K⁺泵入细胞,从而维持细胞内外 Na⁺和 K⁺的浓度差。

意义:主动运输能够保证活细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要的营养物质,排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质,对于维持细胞内正常的生命活动、神经冲动的传递以及细胞的渗透平衡、恒定细胞的体积等都具有重要意义.

胞吞与胞吐

胞吞:

过程:当细胞摄取大分子物质时,大分子物质先与细胞膜上的蛋白质结合,引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子物质。然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部。

类型:根据所摄取物质的大小和性质,胞吞可分为吞噬作用和胞饮作用。吞噬作用是指细胞摄取较大的固体颗粒或病原体等物质的过程,如巨噬细胞吞噬细菌;胞饮作用则是细胞摄取液体或小分子溶质等物质的过程。

胞吐:

过程:细胞需要外排的大分子物质,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子物质排出细胞.

类型:可分为组成型胞吐途径和调节型胞吐途径。组成型胞吐途径是指真核细胞从高尔基体反面管网区分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的稳定过程,新合成的蛋白质和脂质等物质通过这种方式不断供应质膜更新;调节型胞吐途径则是指特化的细胞受到胞外信号刺激时,才将储存于分泌泡中的分泌物释放出去,如内分泌腺细胞分泌激素、神经细胞释放神经递质等.

特点及意义:

特点:胞吞和胞吐都需要消耗细胞呼吸所释放的能量,且运输的物质不穿过膜结构,而是通过囊泡的形成和融合来实现物质的进出,体现了细胞膜结构的流动性.

意义:胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的主要方式,对于细胞摄取、消化、分泌等生理过程以及细胞间的信息传递等都具有重要意义,如人体的免疫反应中,吞噬细胞通过胞吞作用摄取病原体,而浆细胞通过胞吐作用分泌抗体等.

生物基础

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