扩散:被动运输和促进扩散

被动运输是物质在膜上的扩散。这是一个自发的过程,细胞能量不会消耗。分子将从物质浓度较高的地方移动到浓度较低的地方。...

扩散和被动运输

Passive Diffusion

被动运输是物质在膜上的扩散。这是一个自发的过程,细胞能量不会消耗。分子将从物质浓度较高的地方移动到浓度较低的地方。

“这幅漫画展示了被动扩散。虚线是用来表示一种膜,这种膜对分子或离子具有渗透性,如红点所示。最初,所有红点都在膜内。随着时间的推移,红点会随着浓度梯度从膜外净扩散。当红点在膜内和膜外的浓度相同,净扩散停止。然而,红点仍然扩散到膜内和膜外,但向内和向外扩散的速率相同,导致净扩散为o。”-steven berg博士,威诺纳州立大学细胞生物学名誉教授。

虽然这一过程是自发的,但不同物质的扩散速率受膜通透性的影响。由于细胞膜具有选择性渗透性(只有一些物质可以通过),不同的分子会有不同的扩散速率。

例如,水在细胞膜上自由扩散,这对细胞来说是一个明显的好处,因为水对许多细胞过程至关重要。然而,一些分子必须通过一种称为促进扩散的过程帮助穿过细胞膜的磷脂双层。

促进扩散

Facilitated Diffusion

促进扩散是一种被动运输,允许物质在特殊运输蛋白质的协助下穿过膜。一些分子和离子,如葡萄糖、钠离子和氯离子不能通过细胞膜的磷脂双层。通过使用嵌入细胞膜的离子通道蛋白和载体蛋白,​ 这些物质可以被运输到细胞中。

离子通道蛋白质允许特定的离子通过蛋白质通道。离子通道由细胞调节,开放或关闭以控制物质进入细胞。载体蛋白与特定分子结合,改变形状,然后将分子沉积在膜上。一旦交易完成,蛋白质就会回到原来的位置。

透析

Osmosis in Blood Cells

渗透作用是被动运输的一种特殊情况。在渗透作用中,水从低渗(低溶质浓度)溶液扩散到高渗(高溶质浓度)溶液。一般来说,水流方向由溶质浓度决定,而不是由溶质分子本身的性质决定。

例如,看看放在不同浓度(高渗、等渗和低渗)盐水溶液中的血细胞。

  • 高渗浓度意味着盐水溶液比血细胞含有更高浓度的溶质和更低浓度的水。液体将从溶质浓度低的区域(血细胞)流向溶质浓度高的区域(水溶液)。结果,血细胞会收缩。
  • 如果盐水溶液是等渗的,它将含有与血细胞相同浓度的溶质。液体将在血细胞和水溶液之间均匀流动。因此,血细胞的大小将保持不变。
  • 与高渗相反,低渗溶液意味着盐水溶液比血细胞含有更低浓度的溶质和更高浓度的水。液体将从溶质浓度低的区域(水溶液)流向溶质浓度高的区域(血细胞)。结果,血细胞会膨胀,甚至会破裂。

  • 发表于 2021-10-08 05:24
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  • 分类:生物

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