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新教材4.2主動運輸與胞吞胞吐的問題探討是利用甲狀腺濾泡上皮細胞逆濃度吸收碘來引入本節(jié)課的,實際上甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘可不是普通的主動運輸。今天就來談談主動運輸?shù)娜N能量供應原理。 
主動運輸是由載體蛋白所介導的物質(zhì)逆著電化學梯度或濃度梯度進行跨膜運輸?shù)姆绞?。它是一種需要消耗能量的物質(zhì)跨膜運輸過程。 根據(jù)能量來源不同,把主動運輸可以分為由ATP直接供能(ATP驅(qū)動泵)、間接提供能量(協(xié)同轉(zhuǎn)運)和光驅(qū)動泵三種類型。 能直接把ATP水解(ATPase)并利用該能量介導離子或小分子物質(zhì)逆電化學梯度或濃度梯度進行跨膜運輸?shù)妮d體蛋白(泵)。運輸物質(zhì)的載體蛋白質(zhì)既是載體也是催化ATP水解的酶。新教材在講ATP的利用時,就以ATP為主動運輸為例。這個例子就是Ca2+泵。另外,最常見的鈉鉀泵也是。Na+-K+泵又稱Na+-K+ ATP酶,既能運輸Na+和K+又能水解ATP,利用水解ATP釋放的能量,將3個Na+泵出細胞,而將2個K+泵入細胞。協(xié)同轉(zhuǎn)運不直接消耗ATP,轉(zhuǎn)運蛋白能同時順濃度運輸一種物質(zhì)和逆濃度運輸另一種物質(zhì),順濃度運輸物質(zhì)時可以釋放電化學勢能(或濃度梯度勢能),驅(qū)動另一種物質(zhì)的逆濃度運輸。而順濃度梯度是由ATP驅(qū)動的方式建立起來的,因此,協(xié)同轉(zhuǎn)運是一種間接消耗ATP的主動運輸。小腸上皮細胞和腎小管上皮細胞吸收葡萄糖或氨基酸等有機物就是伴隨著Na+從細胞外流入細胞內(nèi)完成的。工作原理就是,載體蛋白上有兩個結(jié)合位點,可分別與Na+和葡萄糖結(jié)合,由于Na+泵需要ATP供能,并不斷地將Na+輸出到細胞外,結(jié)果造成了Na+濃度膜外高于膜內(nèi),由此產(chǎn)生了電化學梯度。Na+和葡萄糖分別與載體蛋白結(jié)合,借助電化學梯度的驅(qū)動力,使Na+和葡萄糖結(jié)伴而行,進入細胞,進入細胞后葡萄糖與載體蛋白分開,Na+又被泵出細胞外。 另外,課本問題探討甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘離子也是如此。 需要注意的是,上面三個例子(小腸上皮細胞和腎小管上皮細胞吸收葡萄糖或氨基酸等有機物、甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘離子)都是同向協(xié)同轉(zhuǎn)運(即偶聯(lián)物的轉(zhuǎn)運方向相同),另外還有反向協(xié)同轉(zhuǎn)運的情況。光驅(qū)動主要發(fā)現(xiàn)于細菌細胞,光驅(qū)動蛋白可以利用光能逆濃度運輸物質(zhì)。如菌紫紅質(zhì)利用光能驅(qū)動H+的轉(zhuǎn)運。如圖為氨基酸和Na+進出腎小管上皮細胞的示意圖。下列敘述中不正確的是( )
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