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物质跨膜运输的方式知识点总结1500字物质跨膜运输是维持细胞内外环境平衡的关键过程之一。
跨膜运输有两种方式：主动运输和被动运输。
主动运输是由细胞消耗能量来推动物质跨越细胞膜，被动运输是通过物质自身的浓度梯度来实现跨越细胞膜。
在主动运输中，有两种重要的机制：主动转运和背景电解质通道。
主动转运是指通过跨膜蛋白质，在逆浓度梯度下将物质从低浓度区域转运到高浓度区域。
这种跨膜蛋白质包括离子泵、载体蛋白和ATP酶。
离子泵是一种利用能量（通常是ATP）来将离子从低浓度区域转运到高浓度区域的蛋白质。
最常见的例子是Na+/K+转运泵，它将三个Na+离子从细胞内转运到细胞外，同时将两个K+离子从细胞外转运到细胞内。
载体蛋白是细胞膜上的蛋白质，它可以通过构象变化将物质从细胞外转运到细胞内或者相反。
ATP酶则是利用ATP分解的能量来进行物质转运的蛋白质。
背景电解质通道是指通过细胞膜上的通道蛋白质，在运动的过程中允许物质自由通过，但不需要额外的能量。
这种通道蛋白质可以分类为离子通道和水通道。
离子通道根据通透性可以分为不选择性通道和选择性通道。
不选择性通道允许各种离子通过，而选择性通道只允许特定类型的离子通过。
水通道则允许水分子通过，最常见的例子是蛋白质水通道（aquaporin）。
被动运输包括扩散和渗透。
扩散是指物质沿着浓度梯度自发地从高浓度区域移动到低浓度区域的过程。
这种运输方式不需要能量，并且是无需外力驱动的。
扩散速率取决于物质在溶液中的浓度差异，以及物质的分子大小和电荷等性质。
渗透是指溶质通过半透膜从低浓度溶液自发地运动到高浓度溶液的现象。
半透膜是一种允许溶剂通过但不允许溶质通过的膜。
在渗透过程中，溶剂（通常是水）会通过半透膜，使得高浓度溶液的浓度降低，低浓度溶液的浓度增加。
这种过程不需要额外能量，但是渗透压差会推动溶剂的移动。
总结起来，物质跨膜运输的方式有主动运输和被动运输两种。
主动运输是通过细胞消耗能量来推动物质跨越细胞膜，包括主动转运和背景电解质通道。
植物营养---植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，用以维持其生命活动。
营养元素---植物体用于维持正常新陈代谢完成生命周期所需的化学元素植物营养学是研究植物对营养物质吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学根自由空间：根部某些组织或细胞允许外部溶液中离子自由扩散进入的区域。
基本上包括了细胞膜以外的全部空间，相当于质外体系统。
1、水分自由空间：根细胞壁的大孔隙，离子可随水分自由移动。
2、杜南自由空间：因细胞壁和质膜中果胶物质的羧基解离而带有非扩散负电荷的空间，离子移动通过交换与吸附的方式，不能自由扩散。
细胞膜上的3种转运蛋白：通道(channel)、载体(carrier)、泵(pump)离子通道(ion channel): 膜上的选择性孔隙。
由它调节的离子运输属被动扩散，速度快，主要用于水和离子,如，水通道、K+通道、Ca2+离子通道。
离子泵 (pump)：逆电化学势直接将分子或离子泵出膜内或膜外，与能量供应直接偶联。
也称为初级主动运输。
根据离子运输是否使膜内外产生净电荷而分为致电泵与电中性泵。
致电泵：离子的运输使膜内外产生净电荷，如H+泵，即ATP水解而产生H+，并将其泵出膜外。
[致电泵驱动阳离子跨膜运输的假说模型]电中性泵：离子的运输不使膜内外产生净电荷，如动物中的H+/K+-ATP酶。
植物中只有H+泵和Ca2+泵，泵出的方向为膜外。
载体(carrier): 在膜的一侧与被转运分子或离子结合，再到另一侧释放。
速度慢，运输物质的形式多样。
如NO3-，H2PO4-等。
细胞生物学物质的跨膜运输试题以下是一些关于细胞生物学中跨膜运输的试题：1.请解释什么是细胞膜的跨膜运输？跨膜运输是指物质通过细胞膜从一个细胞内区域或环境进入另一个区域或环境的过程。
这个过程涉及到物质穿越细胞膜的疏水性内层，并与细胞膜上的载体蛋白或通道蛋白相互作用。
2.请列举细胞膜跨膜运输的两种主要机制，并简要描述它们。
-主动转运：主动转运是指物质在细胞膜跨膜运输时需要消耗能量（通常为三磷酸腺苷，ATP）。
这种机制可以使物质在浓度梯度之外被积累，如钠-钾泵。
-被动扩散：被动扩散是指物质在细胞膜跨膜运输时不需要消耗能量，遵循浓度梯度自发地从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种机制包括简单扩散和载体介导的扩散。
3.请解释离子通道蛋白的功能以及如何实现离子选择性。
离子通道蛋白是一类跨膜蛋白，它们具有特定的结构域，形成一个通道，使特定类型的离子能够穿过细胞膜。
离子通道蛋白通过开启或关闭来调节离子的通行。
离子选择性是由离子通道蛋白中的氨基酸残基决定的。
通道蛋白的内部有特定位置的氨基酸残基，可以与特定大小、电荷和水合状态的离子相互作用。
这种相互作用使得只有特定类型的离子能够通过通道，其他离子则被阻挡在外。
4.请解释细胞膜上的载体蛋白如何实现物质的跨膜运输？细胞膜上的载体蛋白通过与物质结合并发生构象变化来实现物质的跨膜运输。
这些载体蛋白在细胞膜上形成一个通道或者运输器，物质结合到载体蛋白上后，载体蛋白会发生构象变化，使物质从一个细胞内区域转移到另一个区域。
载体蛋白的跨膜运输可以是被动的，遵循浓度梯度自发地将物质从高浓度区域向低浓度区域转移，也可以是主动的，需要消耗能量才能将物质从低浓度区域向高浓度区域转移。
高等植物钾离子的跨膜运输机制研究进展（资源与环境学院）摘要：钾离子是一种对于植物生长和发育必需的元素，但目前对钾离子跨膜运输机制是如何被调控的还不为所知。
中国农业大学武维华教授等人在2006年6月30日的《细胞》上说蛋白激酶CIPK23在钾离子低浓度情况下可以调控钾离子运输。
这一研究对于某些作物疾病治疗具有指导意义。
近些年对改良植物营养性状的研究十分活跃，特别是随着现代生物科学的快速发展，钾素营养的研究取得了可喜的进展。
随着分子生物学技术的不断发展和广泛应用，有关植物质膜钾离子转运体的研究取得重要进展。
目前已经克隆到多种质膜钾离子转运体基因并对钾离子转运体生化特性以及结构功能进行了广泛研究。
文章分别从结构、功能以及相关基因等三方面综述了关于植物钾离子通道的分子生物学研究进展，并对应用生物工程技术改良植物的钾营养性状进行了讨论。
关键词：钾离子通道；结构；基因自1865年Lucanus及1866年Birner和Lucanus最先提出钾是高等植物生长所必需的元素以来，钾素研究取得了很大进展[5]。
钾是植物生长必需的大量营养元素，有重要的营养和生理作用，同一植物不同品种或不同植物对钾的吸收、分配、转运和利用效率等方面存在着很大的差异。
Fageria NK等对10个不同大豆基因型从产量方面进行了钾效率评价的研究[6]。
姜存仓等在营养液培养条件下对86 个不同棉花基因型苗期进行钾效率筛选，发现不同基因型之间钾效率存在显著差异，在低钾条件下，高效基因型与低效基因型相比，具有明显的生长优势[7]。
George，Melvin Sidikie 等用 2 a 的大田试验研究了84个不同基因型马铃薯的钾吸收和利用效率，不同基因型之间产量有较大的差异[8]。
Hanadi El Dessougi 等对春小麦、大麦和糖用甜菜进行了钾效率的研究，结果表明在钾缺乏条件下，小麦比大麦和甜菜有较高的钾效率，但植物种类的钾效率差异的生理机制还不清楚[9]。
细胞膜运输方式归纳细胞膜是细胞的外部边界，起到保护细胞内部结构和调控物质进出的作用。
细胞膜运输是指通过细胞膜实现物质在细胞内外之间的转运过程。
细胞膜运输方式多种多样，可以总结为主动转运、被动转运和胞吞作用。
一、主动转运主动转运是细胞膜运输中的一种重要方式，它需要消耗细胞内的能量，将物质从低浓度区域转运到高浓度区域。
主动转运主要通过离子泵和载体蛋白实现。
1. 离子泵离子泵是细胞膜上的跨膜蛋白，能够将离子从低浓度区域转运到高浓度区域。
其中最为常见的是钠钾泵。
钠钾泵通过耗费ATP的能量，将细胞内的钠离子排出，同时将细胞外的钾离子吸入，维持了细胞内外钠离子和钾离子的浓度差。
2. 载体蛋白载体蛋白是细胞膜上的一种跨膜蛋白，它能够与特定的物质结合，使物质通过细胞膜转运。
载体蛋白可以分为通道蛋白和载体蛋白两类。
通道蛋白形成一个通道，物质通过蛋白通道直接进出细胞；载体蛋白则通过构象变化将物质从一侧转运到另一侧。
二、被动转运被动转运是细胞膜运输中的一种 passively方式，不需要消耗细胞内的能量，物质沿浓度梯度自然地从高浓度区域转运到低浓度区域。
被动转运主要包括扩散、渗透和载体蛋白介导的转运。
1. 扩散扩散是指物质在浓度梯度作用下自由移动的过程。
物质的扩散速率与浓度梯度成正比，与分子大小和溶剂的温度有关。
细胞膜的磷脂双层具有一定的通透性，小分子物质如氧气、二氧化碳等可以通过扩散进出细胞。
2. 渗透渗透是指溶质通过半透膜从高浓度溶液移动到低浓度溶液的过程。
渗透有两种情况，一种是液体渗透，即水分子通过细胞膜的水通道蛋白（如水蛋白）进出细胞；另一种是溶质渗透，即溶质通过细胞膜的载体蛋白进出细胞。
三、胞吞作用胞吞作用是一种细胞膜运输方式，细胞通过改变细胞膜的形状将大分子物质或其他细胞完整地包围进入细胞内部。
胞吞作用分为胞吞和胞噬两种形式。
1. 胞吞胞吞是指细胞通过细胞膜的变形将固体颗粒或大分子物质包围进入细胞内部。
细胞内的囊泡与细胞膜融合形成胞吞泡，胞吞泡内的物质被逐渐降解消化。
第四章植物细胞跨膜离子运输
第一节生物膜的化学组成与生物膜的主要理化特性
第二节细胞膜结构中的跨膜运输蛋白
第三节植物细胞的离子跨膜运输机制
第四节高等植物K+、Ca+的跨膜运输机制研究进展
[主要内容]：介绍植物细胞膜的化学组成和理化特性，膜上运输蛋白的类型、离子跨膜运输机制及K+、Ca+跨膜运输机制研究进展。
[教学要求]：要求学生了解细胞离子跨膜运输的意义，生物膜的理化特性，掌握膜上运输蛋白的类型、特性及离子跨膜运输的机理，了解K+、Ca+的跨膜运输机制研究
进展。
[教学重点]：离子跨膜运输蛋白的种类、特性，离子跨膜运输机理。
[教学难点]：
[授课时数]：3学时
引言(3 min）
高等植物的生长发育有赖于构成植物个体的活细胞不断从土壤、大气、水体等环境中吸收利用各种矿质元素。
在植物细胞水平上对营养元素的吸收利用过程是植物不断吸收营养元素的基础。
植物细胞质膜是细胞与环境之间的空间界限，活细胞对各种营养元素的吸收就是这些元素的跨膜运输过程。
植物所必需的各种矿质元素大部分是以带电离子的形式被吸收的，因此本章的主要内容是“植物细胞跨膜离子运输”。
植物细胞与动物微生物细胞跨膜离子运输机制有许多相似之处，也有不同之处，但作为物质
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运动的一种形式，都遵循物理化学的基本规律。
以下先介绍离子跨膜运输的基本知识，在此基础上讨论各种离子的运输过程。
第一节生物膜的化学组成和物理化学性质（8分）
细胞最外层是质膜，它是外界物质进入的屏障，质膜控制着细胞与环境的物质交流，维持了细胞内环境的相对稳定。
质膜是由双磷脂层与蛋白质构成。
磷脂结构：胆碱、磷酸、甘油、脂肪酸（饱和，不饱和）。
与磷脂相联的蛋白质分两类：内在蛋白（Integral）、外在蛋白（Peripheral）
内在蛋白插入双层脂中，常常是跨膜的。
外在蛋白通过非共价键，如氢键，附着在膜上。
所以磷脂表现出亲水和亲脂的性质。
为研究生物膜对溶质的通透性，常用人工双层脂膜和生物膜进行比较研究：
结果表明：
对于非极性（O2）和极性小分子（如H2O、CO2、甘油）二者的通透性类似。
对于离子和大的极性分子（如糖）二者表现出较大差异。
天然生物膜比人工膜通透性大得多。
说明：天然生物膜中的蛋白质有利于这些溶质运输。
生物膜中促进溶质运输的蛋白质。
称为运输蛋白（transport proteins）。
二者没有差异的小分子显然可通过双层脂运输。
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第二节.细胞膜结构中的离子跨膜运输蛋白（30 min 重点内容）
研究已发现膜上有大量与运输有关的蛋白质。
一般将其分为三种类型：
通道蛋白（channel）；载体（carrier）；离子泵（ion pump）
通道蛋白是细胞膜上的一类内在蛋白，一般由几个亚基构成选择性孔道，孔的大小及孔内表面电荷等性质决定它转运溶质的性质。
离子通道的构象会随环境条件的改变而发生变化，处于某些构象时，中间形成孔道，允许溶质通过，由大小和电荷决定……。
当受到细胞内部或外界环境的刺激时，通道以某种方式关闭。
根据孔开闭的机制将通道分为两类：一类是膜电势控制的通道，可对跨膜电势梯度发生反应，另一类则对外界刺激（如光照，激素等）发生反应的通道。
图3—5是一个假想的K+离子通道模型：在这里，K+顺电化学势梯度（逆浓度梯度）从外转移到细胞内。
感受蛋白可对细胞内外由光照激素等引起的刺激做出反应，并通过某种未知方式将感受的信号传膜上的阀门由此做出开关的决定。
在植物细胞质膜上已鉴定出K+、Ca+、Cl-等离子的通道。
气孔保卫细胞质膜上内、外向的K+通道如图。
近年膜片钳技术的应用大大推动了离子通道的研究。
Patch clamp PC技术是指使用微电极从一小片细胞膜上获取电子信息的技术。
载体蛋白：也是膜上的内在蛋白。
由载体蛋白转运的物质，首先与载体蛋白的活性部位结合，结合后载体蛋白产生构象变化，将被转运物质暴露于膜的另一侧，并释放出去。
载体蛋白对溶质的运输具有高度特异性；但同一族的分子或离子可具有共同的载体，如
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