【問答】高中生物,腎小管的重吸收是自由擴散還是協助擴散?

2021-02-19 上海驕子教育合格等級考

本系列更新一些與生命科學相關的或嚴肅或逗比的問題,不管有什麼問題,都儘量解答。

本系列以人教版教材為提綱整理,搜集自網絡。

哈哈哈,這是一個好問題。我只回答關於水的部分,答案是,腎小管重吸收水的主要方式是協助擴散。在高中生物課本中,這一部分是放在閱讀材料裡的[1]。……腎小管的重吸收作用,都與水通道蛋白的結構和功能有直接關係。新版教材這一部分做出了修改,並在正文部分作出了強調[2]。……水分子更多的是藉助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散的方式進出細胞的。因此,在高中生物教材中,腎小管的重吸收水主要是通過協助擴散來實現的。更準確的說,水分子不帶電荷但具有極性,水分子通過自由擴散進出磷脂雙分子層的效率是很低的[3][4]。圖3:水通過無蛋白人工膜的效率很低,圖片來源[3]對於某些組織來說,如腎小管的近曲小管對水的重吸收從腦中排出額外的水唾液和眼淚的形成等,有大量水分子需要被轉運,水分子必須藉助質膜上的水通道蛋白(也有教材稱為水孔蛋白,AQP)以實現快速跨膜轉運[5]。人腎近曲小管對原尿中水重吸收作用有多強大呢?一個正常成年人每天要產生180L原尿,裝到啤酒瓶裡能裝360瓶。這些原尿經過腎小管的重吸收,最終只有1L的尿液排出體外,也就是只剩兩瓶了。綜上,不是自由擴散,水分子更多的是藉助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散的方式進出細胞。參考^高中生物教材,必修Ⅰ,人民教育出版社,2004年初審通過^高中生物教材,必修Ⅰ,人民教育出版社,2019新版 ^Essential Cell Biology,4th,page384^Given enough time, virtually any molecule will diffuse across a lipid bilayer.作者:小虎紙
連結:https://www.zhihu.com/question/394113542/answer/1276285508
來源:知乎

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