试析物质的跨膜运输

谢懿姗

【摘 要】在高中生物的学习中，物质的跨膜运输是考点，也是较容易出错的地方。本文主要对物质的跨膜运输进行了探讨，为高中生物课的学习提供了参考。

【关键词】物质；跨膜运输；生物

对于物质来说，跨膜运输是常常出现的事情，在进行跨膜运输的时候，它所需要的条件是有一定的要求的，同时对于不同的物质和情况所需要的跨膜运输的方式也不一样，具体的过程也会存在着差异。

一、物质的跨膜运输

物质的跨膜运输指的是一些物质从高浓度到膜的一侧，向低浓度的一层进行移动的过程。在物质的跨膜运输中，影响单纯扩散的主要因素有两个方面，一个方面是膜的两侧溶质分子浓度的梯度。如果这个浓度的梯度越大，那么物质顺着浓度梯度进行扩散就会越多，如果浓度的梯度出现了消失，那么扩散的行为就会停止。第二个方面是膜对这个物质的通透性。细胞膜从结构上来说，它是一个脂质的双分子层，因此，膜对于，例如膜对于脂溶性比较高的物质，例如：氧和二氧化碳碳，它的通透性就会比较大，最这样的情况下就会更容易扩散。反过来对于脂溶性低和非脂溶性物的通透性就会比较小，扩散就会比较难。

二、如何理解水通过渗透作用跨生物膜

渗透作用指的是液态的小分子通过半透膜的扩散方式来进行渗透。半透膜一般会通过孔道的大小和膜两侧的同类分子自由能差来决定通过膜的情况，是没有生物膜活性的。虽然水分子跨生物膜和半透膜发生的渗透作用的结果是一样的，但是它的发生过程存在着比较大的差别。在这样的情况下，就不能把细胞吸水和失水简单地等同于渗透作用。

根据生物膜的具体成分、物质相互亲合的原理及水通道蛋白的发现三个方面的内容来进行具体的分析，水在生物膜中进行通过，一方面是由生物膜上面的水亲合物来决定的，并且所有膜的蛋白都能對水分进行过膜的承担。这个过程主要是对蛋白进行贯穿，因为它是可以形成一个水的通道的，可以为水分子过膜创造一个十分便利的条件。此外，非贯穿的蛋白也会有一个自发的运动，这个自发的运动会使得水分子出现过膜的行为和现象，因为对于蛋白分子来说，它们都是具备水亲合性的，并且膜蛋白对于水的亲合量和水势之间是成一个正比的关系的[2]。特别是从生物膜内外两侧来进行分析，一般来说，水势大的地方它的亲合就会越大，从而自发地转运到另一侧的能力就会越强，从而会体现出来一个和渗透作用一致的现象。另一个方面，生物膜内外两侧的水势所产生的动力会使得水分子能够克服阻力对生物膜的磷脂分子进行穿过，并且过膜的情况会由生物膜内外两侧的水势差来进行决定。如果外侧的水势比内侧的水势大，那么细胞就会出现吸水的情况。如果外侧的水势比内侧的水势小，那么细胞就会出现失水的情况。

水是一个非常小的分子，和磷脂分子之间的亲合性是比较小的，在这样的情况下，水分子依靠水势穿过磷脂分子透过生物膜，就需要对非亲合性所带来的阻力进行克服，在这样的情况下，速率就会比较慢。如果是依靠水亲合物来进行过膜，那么这个阻力就会比较小，特别是以通道蛋白过膜，这个阻力就会更小，因此这个速率就会更加地快。水分子经过通道蛋白过生物膜，就像是水分子通过半透膜的孔道一样，可以按照水势的大小来进行自由的进出。因此，我们可以发现，细胞的吸水和失水都主要依靠通道蛋白来通过生物膜。

三、物质跨膜运输方式的分类

（一）氧气、二氧化碳、氮气和苯的跨膜运输

氧气、二氧化碳、氮气和苯都是非极性的分子，因此比较容易和磷脂分子进行亲合，从而使得磷脂分子成为这些分子过膜的一个通道，会顺应着浓度的梯度来进行自由的通过，是一种被动的运输方式。

（二）水、乙醇、甘油的跨膜运输

水是极性比较大的小分子，乙醇和甘油是一个极性比较弱的分子。水分子和磷脂分子的亲合性是比较小的，但是水分子的体积又比较小，本身的自由能比较大，因此穿透能力强，可以顺应着水势差来对穿过磷脂双分子层或者通过水通道通过生物膜的阻力进行克服。相比之下，乙醇和甘油与磷脂分子之间的亲合性就比较强，可以顺应着溶液中的浓度梯度对磷脂的双分子层进行通过，也是一种被动的运输方式。这三种物质经过膜的速率中，水是最小的。

（三）离子的跨膜运输

氢离子、钠离子、钾离子、钙离子、氯离子、镁离子、碳酸根离子及磷酸根离子的极性都比较强，一般都需要依靠膜蛋白中所含有的特异性比较高的离子泵来对泵入或者泵出的细胞进行选择[2]。在生物膜当中，过膜的离子的种类和数量会由离子泵的种类和数量来决定，此外离子过膜的速率会受到有氧呼吸强度的影响。对于离子来说，它主要依靠生物膜上的离子泵来选择性的过膜，从而使得生物膜的内侧和外侧始终存在着一定的浓度差，最终形成电位差。因此，离子大多数都是通过离子泵例进行主动的运输的，也可以通过离子的通道来进行被动的运输。

四、结语

综上所述，物质的跨膜运输在不同的条件和环境中，它的效果是不一样的，需要根据实际的情况来进行探讨和研究，从而更好地对物质的跨膜运输内容和相关的知识点进行掌握，更好地开展各方面的学习。

参考文献：

[1]吴润.浅谈物质跨膜运输的方式[J].生物学教学，2014（7）：67-67

[2]王健.物质跨膜运输方式的再讨论[J].中学生物教学，2015（1）：104-106