葡萄糖跨膜运输的方式到底是什么?
新人教版(2004年版,2007年第4次印刷)第70页有这么一段话:“离子和一些较大的分子如葡萄糖等,不能自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助葡萄糖等一些物质顺浓度梯度跨膜运输。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散(facilitated diffusion)。自由扩散和协助扩散统称为被动运输。”教学的时候,很多学生都认为葡萄糖的跨膜运输方式是协助扩散,理由就是这段话中的文字。我反复读了几遍,认为这些话单独看是没有问题的,整段看就有歧义了,很容易让人得出“葡萄糖的跨膜运输方式是协助扩散”的结论。另外,教材中也没有明确指出葡萄糖的跨膜运输方式是主动运输。那么,
带着这个问题,我查阅了《细胞生物学》(2000年,翟中和,王喜忠,丁明校主编)。
在该书第109页有这样的文字:“协助扩散(facilitated diffusion)是各种极性分子和无机离子,如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等顺其浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运”,“例如葡萄糖分子以简单扩散的方式穿越细胞膜,其通透系数为10-7cm/s,以协助扩散的方式穿越红细胞的质膜时其通透系数为10-2cm/s,通透系数增加了105倍。”可见,葡萄糖跨越红细胞膜时的运输方式应该是协助扩散。
在该书第115页还有这样的文字:“共运输是物质运输方向与离子转移方向相同,如小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物,就是伴随着Na+从细胞外流入细胞内而完成。完成共运输的载体蛋白有两个结合位点,必须同时与Na+和特异的氨基酸或葡萄糖分子结合才能进行共运输。”由此可以得出,小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物是共运输,而共运输是主动运输的一种情况。所以,小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物是主动运输。
从上述内容中我们看出,葡萄糖在跨越不同细胞质膜时的方式是不同的。因此,我们在教学中不可一概而论“葡萄糖的运输方式主动运输”,必须分情况进行表述。
上皮细胞游离面的特殊结构是什么?
刷状缘一般指肾小管上皮细胞伸出的细小突起.纹状缘一般指的是小肠绒毛上皮细胞在游离面伸出的细小突起,二者都属于微绒毛结构.在有些书本上没有对此两个名词进行区分.
估计两者区别在于:
刷状缘的微绒毛较长但没纹状缘的紧密,其中绒毛与绒毛间的空隙在光镜下还可见,因此在光镜下看起来像刷子;
而纹状缘的微绒毛排列较紧密规则,绒毛与绒毛间的空隙在光镜下已经很难分辨了,只能看出连起来的边缘,在光镜下看起来就像波浪纹。
上皮细胞游离面的特殊结构:
一、微绒毛(microvillus)
上皮细胞膜和胞质向游离面伸出的细小指状突起,光镜下分辨不清,电镜下清晰可见。光镜下所见小肠上皮细胞的纹状缘(striated border)和肾近曲小管上皮细胞的刷状缘即是由密集的微绒毛整齐排列而成。微绒毛直径约0.1?m,长度因细胞种类或细胞生理状态而有很大差别。微绒毛使细胞的表面积显著增大,有利于细胞的吸收功能。微绒毛的胞质中有许多纵行的微丝。微丝上端附着于微绒毛顶部,下端插人胞质中,附着于终末网(terminal web)。终未网是微绒毛基部胞质中与细胞表面子行的微丝网,其边缘部附着于细胞侧面的中间连接处。微丝为肌动蛋白丝,终末网中还有肌球蛋白,其收缩可使微绒毛伸长或变短[微绒毛的超微结构]。微绒毛的功能是扩大细胞表面积,有利于吸收。
二、纤毛(cilium)
上皮细胞胞膜和胞质向游离面伸出的较长细小指状突起,光镜下可见。纤毛具有节律性定向摆动的能力。纤毛一般长5~10?m,直径0.2?m。电镜下,可见纤毛中央有两条单独的微管,周围有9组二联微管(即9+2结构),二联微管的一侧伸出两条短小的动力蛋白臂。动力蛋白(dynein)具有ATP酶活性,分解 ATP后动力蛋白臂附着于相邻的二联微管,使微管之间产生位移或滑动,导致纤毛整体的运动。许多纤毛的协调摆动像风吹麦浪一样,把上皮表面的粘液及其粘附的颗粒物质定向推送。呼吸道的假复层纤毛柱状上皮即以此方式,把吸入的灰尘和细菌等推至咽部成疾咳出。此外,纤毛基部还有一个致密的基体(basal body),结构与中心粒基本相同,基体的微管与纤毛的微管相连续,基体可能是纤毛微管的最初形成点。纤毛主要分布于呼吸道,功能是定向摆动清除尘粒、细菌、净化吸入的气体。
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