發(fā)布時(shí)間:2014-12-29 共2頁
非電解質(zhì)通過擴(kuò)散跨過細(xì)胞質(zhì)膜必須具備兩個(gè)條件:第一,該物質(zhì)在細(xì)胞外的濃度很高;第二,細(xì)胞質(zhì)膜必須對(duì)這種物質(zhì)具有通透性。膜對(duì)某種溶質(zhì)具有透性,必須滿足兩個(gè)條件之一:(1)這種物質(zhì)能夠直接穿過脂雙層,或是(2)膜中有可允許該溶質(zhì)通過的跨膜孔道。
■ 擴(kuò)散與滲透
細(xì)胞質(zhì)膜具有兩個(gè)基本的特性∶允許小分子物質(zhì)通過擴(kuò)散穿過細(xì)胞質(zhì)膜,也可以讓水通過滲透進(jìn)出細(xì)胞質(zhì)膜。但是擴(kuò)散和滲透是兩個(gè)不同的概念(圖3-51)。
● 擴(kuò)散(diffusion)是指物質(zhì)沿著濃度梯度從半透性膜濃度高的一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過程,通常把這種過程稱為簡單擴(kuò)散。
● 滲透(osmosis)的含義則是指水分子以及溶劑通過半透性膜的擴(kuò)散。
它們都是從自由能高的部位向自由能低的部位置ATP移動(dòng)。
圖3-51 簡單擴(kuò)散和滲透的比較
正是根據(jù)水與水中溶質(zhì)在膜通透性上的差別,才將膜稱為半透性(semipermeable)。當(dāng)兩種不同濃度的溶液被半透性的膜脂分隔開后,高溶質(zhì)濃度的一側(cè)是高滲的(hypertonic),而低溶質(zhì)一側(cè)則是低滲的(hypoosmotic)。若兩側(cè)的溶質(zhì)濃度相等,則稱為等滲(iso-osmotic)。
■ 被動(dòng)運(yùn)輸: 簡單擴(kuò)散(simple diffusion)及限制因素
簡單擴(kuò)散是被動(dòng)運(yùn)輸?shù)幕痉绞剑恍枰さ鞍椎膸椭膊幌腁TP,而只靠膜兩側(cè)保持一定的濃度差,通過擴(kuò)散發(fā)生的物質(zhì)運(yùn)輸。
簡單擴(kuò)散的限制因素是物質(zhì)的脂溶性、分子小和帶電性。
● 脂溶性:脂溶性越強(qiáng),通過脂雙層膜的速率越快(圖3-52)。
圖3-52 溶質(zhì)的脂溶性與通過細(xì)胞膜能力的關(guān)系
● 相對(duì)分子質(zhì)量:相對(duì)分子質(zhì)量小,脂溶性高的分子才能快速擴(kuò)散。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,推測質(zhì)膜的通透性孔徑不會(huì)于0.5~1.0nm,能夠擴(kuò)散的最小分子是水分子。
● 物質(zhì)的帶電性:
為什么所有帶電荷的分子(離子),不管它多小, 都不能自由擴(kuò)散?
一般說來,氣體分子(如O2、CO2、N2)、小的不帶電的極性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性的分子等易通過質(zhì)膜,的不帶電的極性分子(如葡萄糖)和各種帶電的極性分子都難以通過質(zhì)膜(圖3-53)。
圖3-53 不同分子對(duì)人工磷脂雙層的通透性