趣味互动高考生物
Gaokaoshengwu
浅谈细胞膜上的载体蛋白和通道蛋白
山东 陈德运
最近在做题时，发现大部分学生就离子通道的相关知识，存在很多错误认识，学生常把通道蛋白和载体蛋白混为一谈。很多学生认为：只要是离子跨膜运输，就是主动运输；只要是水跨膜运输，就是自由扩撒。通道蛋白和载体蛋白都与相关物质的跨膜运输有关，二者到底有什么区别呢？本文就这些问题进行浅析。
在细胞膜上存在着大量的转运蛋白，具有运输离子和水溶性小分子进出细胞的作用。这些蛋白主要分为两类：一类是载体蛋白，载体蛋白既可以参与顺浓度的协助扩散，又可以进行逆浓度的主动运输；另一类为通道蛋白，它只能进行顺浓度的协助扩散。
载体蛋白是生物膜上普遍存在的跨膜蛋白，它能够与特定的溶质分子结合，通过自身构象的变化，将与它结合的分子转移到膜的另一侧。如图：
溶质
脂双层
状态A
质膜外侧
质膜内侧
载体蛋白质介导溶质结合位点的被动运输
状态B
通道两种类型。
离子通道：因为该通道仅能通过无机离子而得名。离子通道上有控制物质进出的门，因此又被称为门通道。
水通道：水分子虽然不溶于脂，但也很容易通过膜。1988年美国的科学家阿格雷成功将构成水通道的蛋白质分离出来，从而证实了水通道的存在。水分子可以通过水通道从水势较高的地方向水势较低的地方进行协助扩散。
人教版教材在正文中要求学生知道水是通过自由扩散的方式进出细胞，同时在第74页科学前沿的阅读材料中又介绍了水通道，让学生知道除自由扩散的方式外，还可以通过水通道进出细胞。实验证明，水分子既可通过自由扩散的方式从细胞膜磷脂双分子层中间的间隙通过，也可从水通道中以协助扩散的方式通过。
载体蛋白和通道蛋白的化学本质均为蛋白质，均分布在细胞的膜结构中，都有控制特定物质跨膜运输的功能；对被运输的物质具有高度的专一性或选择性。一个跨膜的通道就像河上的一座桥，它提供了从一侧到另一侧的通路。但并不意味着一定有离子转运，离子的转运还需要外力驱使它们运动，即消能。
（作者单位：山东临沂四中西城校区）
细胞器线粒体叶绿体内质网高尔基体溶酶体液泡核糖体中心体
遗传物质
膜结构
主要成分
主要功能有氧呼吸光合作用
两种构象状态的改变是随机发生的。假如溶质浓度在膜的外侧高，则状态A→状态B的转变比状态B→状态A的转变更易发生，因此溶质分子会顺浓度梯度经被动运输（协助扩散）进入细胞。
除了被动运输，载体蛋白还可参与逆浓度梯度的主动运输。由于运输过程逆着浓度梯度的方向进行，所以该过程需要提供能量才能完成。一些离子（如Na、K等）在细胞内外存在着显著的差异，并且细胞能够维持这种恒定的离子浓度梯度差，正是相关载体蛋白主动运输的结果。
通道蛋白是一类跨膜蛋白，它所介导的被动运输不需要溶质分子与其结合，这种跨膜蛋白质中央有一孔道，当通道打开时能允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过。现已发现100余种，通道蛋白分为离子通道和水
+
+
少量DNA、
双层膜磷脂、蛋白质、酶
RNA
少量DNA、磷脂、蛋白质、
双层膜
RNA酶、色素
单层膜
磷脂、蛋白质、附
增大膜面积
多种酶
分泌功能、形成细胞壁分解衰老、损伤的细胞器
单层膜磷脂、蛋白质单层膜磷脂、蛋白质、酶单层膜无无
无
磷脂、蛋白质、细存储养料、调胞液节渗透压RNA、蛋白质、酶合成蛋白质
蛋白质
参与动物细胞
有丝分裂
80·
谜底9.蜻蜓 10.林业处处长 11.最 12.多日不见 13.三点七分 14.菲 15.舜
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Gaokaoshengwu
浅谈细胞膜上的载体蛋白和通道蛋白
山东 陈德运
最近在做题时，发现大部分学生就离子通道的相关知识，存在很多错误认识，学生常把通道蛋白和载体蛋白混为一谈。很多学生认为：只要是离子跨膜运输，就是主动运输；只要是水跨膜运输，就是自由扩撒。通道蛋白和载体蛋白都与相关物质的跨膜运输有关，二者到底有什么区别呢？本文就这些问题进行浅析。
在细胞膜上存在着大量的转运蛋白，具有运输离子和水溶性小分子进出细胞的作用。这些蛋白主要分为两类：一类是载体蛋白，载体蛋白既可以参与顺浓度的协助扩散，又可以进行逆浓度的主动运输；另一类为通道蛋白，它只能进行顺浓度的协助扩散。
载体蛋白是生物膜上普遍存在的跨膜蛋白，它能够与特定的溶质分子结合，通过自身构象的变化，将与它结合的分子转移到膜的另一侧。如图：
溶质
脂双层
状态A
质膜外侧
质膜内侧
载体蛋白质介导溶质结合位点的被动运输
状态B
通道两种类型。
离子通道：因为该通道仅能通过无机离子而得名。离子通道上有控制物质进出的门，因此又被称为门通道。
水通道：水分子虽然不溶于脂，但也很容易通过膜。1988年美国的科学家阿格雷成功将构成水通道的蛋白质分离出来，从而证实了水通道的存在。水分子可以通过水通道从水势较高的地方向水势较低的地方进行协助扩散。
人教版教材在正文中要求学生知道水是通过自由扩散的方式进出细胞，同时在第74页科学前沿的阅读材料中又介绍了水通道，让学生知道除自由扩散的方式外，还可以通过水通道进出细胞。实验证明，水分子既可通过自由扩散的方式从细胞膜磷脂双分子层中间的间隙通过，也可从水通道中以协助扩散的方式通过。
载体蛋白和通道蛋白的化学本质均为蛋白质，均分布在细胞的膜结构中，都有控制特定物质跨膜运输的功能；对被运输的物质具有高度的专一性或选择性。一个跨膜的通道就像河上的一座桥，它提供了从一侧到另一侧的通路。但并不意味着一定有离子转运，离子的转运还需要外力驱使它们运动，即消能。
（作者单位：山东临沂四中西城校区）
细胞器线粒体叶绿体内质网高尔基体溶酶体液泡核糖体中心体
遗传物质
膜结构
主要成分
主要功能有氧呼吸光合作用
两种构象状态的改变是随机发生的。假如溶质浓度在膜的外侧高，则状态A→状态B的转变比状态B→状态A的转变更易发生，因此溶质分子会顺浓度梯度经被动运输（协助扩散）进入细胞。
除了被动运输，载体蛋白还可参与逆浓度梯度的主动运输。由于运输过程逆着浓度梯度的方向进行，所以该过程需要提供能量才能完成。一些离子（如Na、K等）在细胞内外存在着显著的差异，并且细胞能够维持这种恒定的离子浓度梯度差，正是相关载体蛋白主动运输的结果。
通道蛋白是一类跨膜蛋白，它所介导的被动运输不需要溶质分子与其结合，这种跨膜蛋白质中央有一孔道，当通道打开时能允许水、小的水溶性分子和特定的离子被动地通过。现已发现100余种，通道蛋白分为离子通道和水
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少量DNA、
双层膜磷脂、蛋白质、酶
RNA
少量DNA、磷脂、蛋白质、
双层膜
RNA酶、色素
单层膜
磷脂、蛋白质、附
增大膜面积
多种酶
分泌功能、形成细胞壁分解衰老、损伤的细胞器
单层膜磷脂、蛋白质单层膜磷脂、蛋白质、酶单层膜无无
无
磷脂、蛋白质、细存储养料、调胞液节渗透压RNA、蛋白质、酶合成蛋白质
蛋白质
参与动物细胞
有丝分裂
80·
谜底9.蜻蜓 10.林业处处长 11.最 12.多日不见 13.三点七分 14.菲 15.舜