细胞膜的物质转运
细胞膜的物质转运功能
经载体的易化扩散
载体也称转运体，是介导多种水溶性小分子物质或离子 跨膜转运的一类整合膜蛋白
经载体的易化扩散
经载体的易化扩散是指水溶性小分子物质在载体蛋白介 导下顺浓度梯度进行的跨膜转运，属于载体介导的被动 转运
经载体的易化扩散
由于载体转运时载体蛋白需经历“与底物结合-构象变化 -与底物解离”等一系列过程，因此物质经载体转运的速 率较慢
结构特异性
各种载体只能识别和结合具有特定化学结构的底物
饱和现象
由于细胞膜中载体的数量和转运速率有限，当被转运的 底物浓度增加到一定程度时，底物的扩散速度便达到最 大值(Vmax)，不再随底物浓度的增加而增大，这种现象 称为载体转运的饱和现象
最大扩散速度Vmax能反映载体蛋白构象转换的最大速 率
扩散速度达Vmax—半(1/2Vmax)时的底物浓度，称为 米氏常数(Km)
肌肉活动时，含GLUT4的囊泡通过出胞而插入肌细胞 膜，可使肌细胞得到更多的葡萄糖
血中胰岛素水平增高时，GLUT4囊泡可在几分钟内启 动出胞而插入细胞膜，大大提高细胞转运葡萄糖的能力
有些糖尿病患者常伴有GLUT4数量或功能降低，此时 即使胰岛素水平正常仍不能有效转运葡萄糖，出现胰岛 素抵抗
特点
速度很慢
04
各种带电离子，尽管其直径很小，却也不能通透 膜脂质双层
O2、CO2、N2等高脂溶性小分子的跨膜扩散速 度很快
分子较大的非脂溶性物质，如葡萄糖、氨基酸等， 很难直接通过膜脂质双层
单纯扩散
转运速率
01
02
主要取决于被转运物在 膜两侧的浓度差和膜对
该物质的通透性
物质所在溶液的温度愈 高、膜有效面积愈大，
试述细胞膜的物质转运功能
试述细胞膜的物质转运功能
试述细胞膜的物质转运功能
细胞膜是细胞核心组分，它隔绝细胞内外两个物质环境，限制细胞的物质流动，起着保护细胞的作用。
细胞膜也是细胞代谢的主要场所，参与了物质的转运、传导和催化反应等一系列生理过程。
其中，细胞膜的物质转运功能是其最重要的功能之一。
细胞膜物质转运功能是指细胞膜通过不同的机制，将细胞外环境和细胞内环境的物质以及细胞膜本身的物质，通过膜质转运方式运移、聚集到另一侧细胞内外环境或膜质连接器网络连接的质路中，以满足细胞器和细胞的结构功能需求。
物质转运在细胞膜内有两种主要的机制：一种是游离转运，一种是动力转运。
游离转运是指细胞膜通过扩散、自由渗漏和静电势差等机制，使某些特定分子在细胞膜内外环境中自由的运动，不受任何限制，因此又称自由转运。
比如氯离子、水分子等小非蛋白质物质，可以通过膜质来游离转运。
动力转运是指细胞膜通过载体蛋白、酶、激素、膜通道等有序转运机制，将特定的分子或物质从细胞外环境转运到细胞内环境的过程，一般称为动力转运。
比如氯化钠、钾离子、糖类物质等大分子物质，可以通过细胞膜的动力转运运移。
细胞膜物质转运功能参与细胞的内部环境和外部环境之间的物
质交换，保持细胞内外的适宜环境，以及物质的进出，使细胞能够充分运用外部物质，并作出适应性反应，从而实现良好的生理功能。
第二章细胞膜的物质转运功能
递质和其它生物活性物质结合，并能引起特定生物学效 应的特殊结构。
指细胞拥有的能够识别和选择性结合某种配体（化 学物质）的蛋白质大分子，它与配体结合后，启动一系 列过程，最终引发细胞的生物学效应。
受体按照存在的部位不同可分为细胞膜受体、胞浆 受体和核受体。
1、静息电位的概念 1）概念：细胞静息时存在于细胞膜两侧的电位差 2）极化状态：细胞膜保持外正内负的电生理状态。 3）静息电位的范围：-10mv~ -100mv 极化状态：（如图）
2、产生静息电位的机理：
1）正常细胞所具有的特点 （1）细胞内钾离子的浓度是细胞外的30倍
细胞内蛋白质的浓度是细胞外的10倍 （2）细胞外钠、氯离子的浓度是细胞内的20倍 （3）蛋白质带负电且不能通过细胞膜 （4）带正、负电荷的水合离子有极小的通透性。被、易
变化的能力或特性。 （二）刺激与反应 1 适宜刺激与不适宜刺激
凡能被某种细胞接受的刺激就称为这种细胞的适宜 刺激；反之，称为不适宜刺激。 2 刺激引起兴奋的条件 （1）刺激的强度
阈值（threshold intensity）：能引起Na通道大量开 放而爆发AP的临界膜电位水平。
阈刺激：在一定时间内，引起组织细胞产生兴奋的最 低刺激强度。 阈下刺激；阈上刺激 （2）刺激的作用时间
强 度
0.8 A
0.4
B
0.4
0.8
时间
内膜 K+ ProK+ ProK+
外膜 Na+ ClNa+
ClNa+
内膜 -
-
-
外膜 +
+内膜
细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能
细胞膜的主要物质转运功能包括：
1. 跨膜转运：细胞膜能够将溶质跨越膜，从细胞外转移到细胞内或者从细胞内转移到细胞外。
膜内蛋白质通道和载体蛋白质等结构体可协助物质通过细胞膜。
2. 承运转运：细胞膜上存在一种被称为转运体的蛋白质，它们可将各种分子或离子穿过细胞膜，如糖类、氨基酸、脂质等。
3. 分泌：细胞膜可分泌各种物质，包括酶、激素等。
4. 吞噬：吞噬是指细胞膜通过改变形态将外界固体物质包裹在细胞内部形成胞吞体，其中溶酶体可降解吞噬的物质。
5. 呼吸作用：细胞膜可对货物进行透过和离子选择，支持细胞呼吸过程中的生成和消耗能量。
6. 细胞识别：细胞膜上的一些分子（如糖蛋白、黏蛋白等）具有特殊的受体，通过与外界分子进行特异性结合，完成细胞识别功能。
细胞膜运输方式归纳
细胞膜运输方式归纳细胞膜是细胞的外包层，起着保护细胞内部结构和调控物质交换的作用。
细胞膜的运输方式是指物质通过细胞膜进出细胞的过程。
细胞膜运输方式可以分为被动运输和主动运输两种方式。
一、被动运输1. 扩散扩散是指溶质由高浓度区向低浓度区的自发运动。
在细胞膜中，溶质通过膜的脂质双层进行扩散。
扩散是一种无需能量消耗的被动运输方式，它的速率取决于浓度梯度的大小。
2. 渗透渗透是指溶质通过半透膜进入或离开细胞的过程。
半透膜是指只允许溶剂通过而不允许溶质通过的膜。
当细胞外溶液的浓度高于细胞内溶液时，溶质会通过渗透作用进入细胞；当细胞外溶液的浓度低于细胞内溶液时，溶质会通过渗透作用离开细胞。
3. 透析透析是指通过半透膜分离不同溶液中的溶质的过程。
在细胞膜中，透析可以实现溶质的选择性传递。
细胞膜上的通道蛋白和载体蛋白可以选择性地传递特定的物质，起到透析的作用。
二、主动运输1. 主动转运主动转运是指物质通过细胞膜的转运蛋白，从低浓度区向高浓度区移动，这个过程需要能量的消耗。
主动转运分为直接和间接两种方式。
直接主动转运是指转运蛋白直接利用ATP分子的能量将物质转运到高浓度区。
间接主动转运是指转运蛋白利用ATP分子的能量将物质转运到细胞外，然后再利用浓度梯度将物质转运到高浓度区。
2. 胞吞作用胞吞作用是指细胞通过膜囊吞噬大分子物质或其他细胞的过程。
细胞膜会形成一个囊泡，将物质包裹在内部，然后将囊泡内的物质转运到细胞内部。
胞吞作用是一种主动运输方式，需要细胞消耗能量。
3. 胞吐作用胞吐作用是指细胞将细胞内的废物或物质通过膜囊排出细胞的过程。
细胞将废物或物质包裹在囊泡中，然后将囊泡融合到细胞膜上，将囊泡内的物质排出细胞外部。
胞吐作用也是一种主动运输方式，需要细胞消耗能量。
总结：细胞膜运输方式包括被动运输和主动运输两种方式。
被动运输是无需能量消耗的物质运输方式，包括扩散、渗透和透析。
主动运输是需要能量消耗的物质运输方式，包括主动转运、胞吞作用和胞吐作用。
细胞膜的物质转运功能、转运对象与特点
细胞膜的物质转运功能、转运对象与特点细胞膜是细胞内外物质交换的关键结构之一，它通过物质转运功能调节细胞内外营养物质的平衡。
细胞膜上的转运蛋白质是实现物质转运功能的关键分子，它们可以选择性地将特定物质从细胞内向外排放，或从外部环境转运进细胞内。
这些转运蛋白质还可以根据物质的输送方向进行分类，包括主动转运和被动转运两种类型。
细胞膜的物质转运对象包括各种有机小分子、离子和水分子等，可以通过不同类型的转运蛋白质实现其转运。
其中，氨基酸、糖类和核苷酸等有机小分子的转运常常由运载体蛋白质实现，而离子如钠、钾、钙、镁等则由离子通道蛋白质或离子泵蛋白质实现转运。
各种转运蛋白质在转运过程中具有一些共同的特点，如具有高度的选择性、灵敏性和饱和性等。
同时，它们的功能受到多种因素的影响，如温度、pH、化学物质等，这些因素可能会影响转运蛋白质的构象和活性，从而影响物质的转运效率。
总之，细胞膜的物质转运功能是维持细胞正常生理活动的一个重要组成部分，不同类型的转运蛋白质在其中发挥着不可替代的作用。
对于转运过程的深入研究，有利于我们更好地理解细胞的物质代谢和调控机制，为疾病的治疗研究提供更多的思路和途径。
- 1 -。
细胞膜转运 物质进出细胞的通道
细胞膜转运物质进出细胞的通道细胞膜转运：物质进出细胞的通道细胞是构成生物体的基本单位，其中最重要的功能之一是维持内部环境的平衡。
细胞膜作为细胞的保护屏障和交流界面，在物质进出细胞过程中扮演着关键的角色。
细胞膜上存在着一些特殊的通道，通过这些通道，物质可以有选择性地进出细胞。
本文将着重探讨细胞膜转运的机制以及物质进出细胞的通道。
一、细胞膜转运的机制细胞膜转运是指物质在细胞膜上的运输和转移过程，分为主动转运和被动转运两种机制。
1. 主动转运主动转运是指物质在细胞膜转运过程中，需要耗费能量才能完成。
这一过程通常依赖于细胞膜上的蛋白质，例如ATP酶，它能够将ATP 分解为ADP和磷酸，同时完成物质的转运。
主动转运可以分为主动对称转运和主动逆向转运两种类型。
2. 被动转运被动转运是指物质在细胞膜转运过程中不需要耗费能量。
这种转运机制通常依赖于物质本身的浓度梯度，即物质从浓度高的地方向浓度低的地方自发地运动。
被动转运的主要方式有简单扩散、依赖载体的转运和依赖通道的转运。
二、物质进出细胞的通道在细胞膜上存在着多种通道，这些通道能够起到选择性地调控物质进出细胞的作用。
1. 离子通道离子通道是细胞膜上最为重要的通道之一，它能够控制离子的进出，从而维持细胞内外环境的电位差。
离子通道可以分为电压门控通道、化学门控通道和内在门控通道等不同类型，不同类型的离子通道对不同的离子具有特异性。
2. 水通道水通道是细胞膜上另一个重要的通道，被称为水孔蛋白。
水通道通过调控水的进出，起到细胞体积调节和水平衡的作用。
目前已经发现的主要水通道蛋白是渗透调节蛋白家族（aquaporins），其中包括多种不同的亚型。
3. 其他通道除了离子通道和水通道外，细胞膜上还存在着一些其他的通道，如气体通道、脂质通道等。
气体通道能够调控气体的进出，例如细胞内二氧化碳和氧气的交换。
脂质通道则能够促进脂质类物质的快速传输。
结语：细胞膜转运是物质进出细胞的重要通道，通过细胞膜上的不同通道，细胞可以选择性地控制物质的进出。
试述细胞膜的跨膜物质转运方式及特点
细胞膜的跨膜物质转运方式及特点细胞膜的跨膜物质转运方式：被动运输（1）自由扩散（简单扩散）定义：物质通过简单扩散作用(simple transport)进出细胞,叫做自由扩散.其特点是：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；自由扩散②不需要提供能量；③没有膜蛋白的协助.某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分配系数（K）及其扩散系数（D）来计算：P=KD/t,t为膜的厚度.脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过,小分子比大分子容易透过.具有极性的水分子容易透过是因水分子小,可通过由膜脂运动而产生的间隙.非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层,不带电荷的极性小分子,如水、尿素、甘油等也可以透过人工脂双层,尽管速度较慢,分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过,而膜对带电荷的物质如：H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的事实上细胞的物质转运过程中,透过脂双层的简单扩散现象很少,绝大多数情况下,物质是通过载体或者通道来转运的.离子、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋白的协助,按浓度梯度扩散进入质膜的,有的则是通过主动运输的方式进行转运.举例：氧气,二氧化碳,水,甘油,乙醇,苯,脂肪酸,尿素,胆固醇,脂溶性维生素,气体小分子等（2）协助扩散也称促进扩散、易化扩散（faciliatied diffusion）,其运输特点是：①比自由扩散转运速率高；②存在最大转运速率；在一定限度内运输速率同物质浓度成正比.如超过一定限度,浓度不再增加,运输也不再增加.因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和；③有特异性,即与特定溶质结合.这类特殊的载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型.④不需要提供能量.举例：红细胞摄取葡萄糖编辑本段主动运输其概念是：主动运输涉及物质输入和输出细胞和细胞器,并且能够逆浓度梯度或电化学梯度.主动运输是指物质逆浓度梯度,在载体的协助下,在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程.植物对水分的吸收和对无机盐的吸收是两个相对独立的过程；同种植物对不同种类无机盐的吸收具有选择性；不同植物对同一种无机盐的吸收具有选择性；不同微生物对无机盐的吸收具有选择性；物质的跨膜运输既有顺浓度的又有逆浓度的；从而认识细胞膜和其他生物膜都具有选择透过性,即水分子可以自由通过,有些离子和小分子也可以通过,一些离子、小分子和任何大分子则不能通过.Na+、K+和Ca2+等离子,都不能自由地通过磷脂双分子层,它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧, 需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输其特点是：①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；②需要能量（由ATP直接供能）或与释放能量的过程偶联（协同运输）,并对代谢毒性敏感；③都有载体蛋白,依赖于膜运输蛋白；④具有选择性和特异性.举例：小肠吸收K+、Na+、Ca2+等离子,葡萄糖,氨基酸,无机盐,核苷酸,带电荷离子等.编辑本段胞吐胞吞细胞内外生物大分子及颗粒物质(如蛋白质、核糖、多糖、细菌、及细胞碎片等)的转运使通过膜泡形成、位移、融合等一系列过程完成的,故称为膜泡运输,转运过程中不需要载体蛋白的协助,但是需要消耗细胞代谢能（A TP）.根据转运方向可以分为胞吞和胞吐两种方式.编辑本段胞吞作用胞吞作用称为入胞作用,是通过细胞膜内陷,将细胞外的大分子或是颗粒物质包裹成膜泡运进细胞的过程.根据入胞物质的大小及入胞机制的不同,胞吞作用分为胞饮作用、吞噬作用和受体介导的胞吞作用三种方式.1.胞饮作用：细胞摄取液体或是微小颗粒物质的过程.液体或直径小于150nm的颗粒吸附在细胞表面,该部位膜下微丝收缩,质膜逐渐内陷,将液体或是颗粒物质包裹成胞饮体或是胞饮泡.之后与初级溶酶体融合,内容物被溶酶体酶降解成小分子物质被细胞利用.广泛存在与人的白细胞、肝细胞、小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞和巨噬细胞等.2.吞噬作用：细胞摄取细菌、衰老死亡的细胞、细胞碎片、粉尘颗粒及大分子复合物的过程称为吞噬作用.被吞噬的物质与质膜表面接触,随之接触部位的质膜想内凹陷或形成伪足,将颗粒包裹逐渐形成吞噬体或吞噬泡,之后与初级溶酶体结合,溶酶体酶将其降解.3.受体介导的胞吞：开始是大分子与细胞的质膜上的受体蛋白结合,然后膜凹陷,形成一个含有要输入的大分子的脂囊泡,也称为内吞囊泡,出现在细胞内.出现在胞内的囊泡与胞内体融合,然后再与溶酶体融合,胞吞的物质被降解.胞吞和胞吐都涉及到一种特殊的脂囊泡的形成.蛋白质和某些其它的大的物质被质膜吞入并带入细胞内（以脂囊泡形式）.举例：白细胞吞噬入侵的细菌等编辑本段胞吐作用细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排除细胞.胞吐除了转运方向相反外,其过程类似于胞吞.在胞吐中,确定要从细胞分泌出的蛋白质被包裹在囊泡内,然后与质膜融合,最后将囊泡内的包容物释放到细胞外介质中.降解酶的酶原就是通过这种方式从胰腺细胞转运出去的。
第五章细胞膜与物质转运
简单扩散
被动运输 离子通道扩散
物 质 进
穿膜
易化扩散
运输 主动运输 (膜载体蛋白，逆
出
浓度梯度，消耗
细
胞 膜
小泡 运输
ATP)
1、ATP驱动泵 [特点]
需“转运蛋白”（具有载体功能和 ATP酶活性）
ATP直接提供能量 [举例]
Na+-K+泵，Ca2＋泵，H＋泵等
钠钾（钠）泵血浆来自3Na+6
30
红细胞内
消耗ATP）
主动运输 （载体蛋白，逆浓
出
度梯度，消耗ATP）
细
胞
膜
简单扩散
被动运输 离子通道扩散
物 质 进
穿膜
易化扩散
运输 主动运输
出
细 胞 膜
小泡 运输
（一）简单扩散：指物质从高浓度一侧直接穿 过膜的脂双分子层向浓度较低的一侧转运。
[特点] 不耗能 不需膜蛋白 依靠物质浓度差（高至低）
[举例] 脂溶性物质如苯、醇、甾类激素； 气体分子如 O2、CO2、N2 、不带电的极性 小分子如尿素、H2O等。
（二）离子通道扩散：指极性很强的离子通过细
胞膜上特异离子通道蛋白从高浓度向低浓度方向
的转运。
[特点]
（1）需通道蛋白（跨膜蛋白,P64）
（2）选择性、门控性
（3）瞬间、大量运输（高效）
Na+
（4）顺电化学梯度
+＋ ＋ ＋ ＋＋＋
－－－
离子通道扩散
非选择性持续开放通道：线粒体或叶绿体外 膜、革兰氏阴性菌外膜
离子
人工脂质双层膜对各 种分子的相对通透性
Permeability coefficients (cm/sec) for the passage of various molecules through synthetic lipid bilayers.
简述细胞膜跨膜物质转运的几种方式
简述细胞膜跨膜物质转运的几种方式细胞膜是细胞内外环境的分界线，起到筛选物质进出细胞的作用。
而细胞膜跨膜物质转运是指物质从细胞外跨过细胞膜进入细胞内，或从细胞内跨过细胞膜排出细胞外的过程。
细胞膜跨膜物质转运的方式多种多样，下面将简要介绍几种常见的方式。
一、被动扩散被动扩散是指物质沿着浓度梯度自发地从高浓度区向低浓度区传播的过程，不需要能量的消耗。
这种跨膜物质转运的方式适用于小分子、非极性分子和小的极性分子。
细胞膜中的疏水层可以阻止水溶性物质的通过，但脂溶性物质可以通过细胞膜的疏水层。
二、主动运输主动运输是指物质跨膜过程中需消耗能量的转运方式。
主动运输可以进一步分为主动转运和背袋转运两种方式。
1.主动转运主动转运是指物质在跨膜过程中，逆浓度梯度或电化学梯度的方向传输，需要耗费能量。
主动转运可以进一步分为原位转运和组合转运。
（1）原位转运：原位转运是指由细胞膜上的转运蛋白直接参与物质的跨膜转运。
其中，Na+/K+泵是一种典型的原位转运蛋白，它通过耗费ATP的能量，将细胞内的钠离子排出，同时将细胞外的钾离子吸入。
（2）组合转运：组合转运是指细胞膜上的转运蛋白通过与其他物质结合形成复合物，从而实现物质的跨膜转运。
例如，葡萄糖和氨基酸的跨膜转运就是通过与膜上的转运蛋白结合，被转运蛋白帮助跨膜进入或离开细胞。
2.背袋转运背袋转运是指物质在跨膜过程中，沿着浓度梯度或电化学梯度的方向传输，但与主动转运不同的是，背袋转运不消耗能量。
背袋转运通常由载体蛋白介导，载体蛋白可将物质从细胞外结合到蛋白上，然后通过构象改变使物质跨膜进入细胞内或离开细胞。
背袋转运可以进一步分为简单扩散和依赖载体蛋白的转运。
（1）简单扩散：简单扩散是背袋转运的一种形式，它是指物质在细胞膜上不需要载体蛋白的辅助下，沿着浓度梯度自由扩散的过程。
小分子、非极性分子以及一些小的极性分子可以通过简单扩散跨膜进出细胞。
（2）依赖载体蛋白的转运：这种转运方式需要细胞膜上的载体蛋白作为媒介。
4模块细胞膜的物质转运功能
第3章4模块细胞膜的物质转运功能掌握：1.概念：单纯扩散、易化扩散、入胞、出胞、受体。
2.细胞膜物质转运方式的特点。
一、细胞膜的物质转运细胞在新陈代谢过程中，不断有各种物质进出细胞。
细胞膜以不同的方式允许这些物质选择性地进出细胞，从而维持细胞内液和外液不同的物质成分和比例，并满足细胞新陈代谢对物质的需要。
常见的细胞膜转运物质的形式介绍如下。
（一）单纯扩散单纯扩散是一种最简单的物质转运方式，是指脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的现象，它是一种物理现象。
单纯扩散的动力是该物质在细胞膜两侧的浓度差，或称浓度梯度，又称化学驱动力。
单纯扩散的速率除了与化学驱动力有关之外，还与细胞膜对该物质的通透性有关。
在人体内，以单纯扩散方式进出细胞的物质很少，比较肯定的有O2和CO2等气体分子。
单纯扩散的特点是物质顺浓度差转运，不需要细胞代谢提供能量，没有膜蛋白的参与。
单纯扩散时不消耗细胞本身的能量，扩散时所需能量来自高浓度物质本身所包含的势能。
（二）易化扩散非脂溶性物质或脂溶性小的物质，在特殊膜蛋白质的帮助下，由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象，称为易化扩散。
例如，细胞外液中的高浓度葡萄糖进入细胞，Ca 2+、K +、Na +等离子在某些情况下迅速地顺着浓度差进出细胞膜，都是通过这种方式扩散的。
易化扩散所借助的膜蛋白主要有载体和通道两种，因而易化扩散可分为以下两种形式。
1.经载体的易化扩散经载体的易化扩散是某些分子量较大但脂溶性很低的物质跨膜被动转运的方式之一。
例如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等物质，一般不能以单纯扩散方式通过细胞膜，而是由称为载体的膜蛋白介导穿越细胞膜。
这种跨膜转运的具体过程为细胞膜上的某些具有载体功能的蛋白质与某些物质结合，发生结构变异，将该物质由高浓度一侧运向低浓度一侧，再与该物质分离。
载体蛋白质在运输中并不消耗能量。
载体转运模式示意图以载体为中介的易化扩散具有以下特点：①高度的结构特异性，即某种载体只选择性地与某种物质作特异性结合，对于分子组成或结构不同的其他物质，没有结合能力或不易结合，对于结构相同而旋光特性不同的物质也不易结合。
细胞膜物质转运
Lecture notes细胞膜的物质转运【大纲】各种物质的跨膜转运的主要方式包括：单纯扩散、易化扩散、主动转运、出胞与入胞。
单纯扩散是指脂溶性物质经过细胞膜由高浓度侧向低浓度侧扩散的过程。
水溶性小分子或离子在特别膜蛋白的帮助下，由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程，称为易化扩散，易化扩散分两种：经载体易化扩散和经通道易化扩散。
主动转运指细胞经过自己的耗能过程，将物质分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程，主动转运分两种：原发性主动转运和继发性主动转运。
出胞是指细胞内大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程，入胞是指细胞外大分子物质或物质团块借助于与细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程。
上皮转运是指分子或离子从上皮细胞一侧转运另一侧的过程。
常有的跨膜物质转运形式以下:（一）单纯扩散单纯扩散（ simple diffusion ）是指脂溶性物质经过细胞膜由高浓度侧向低浓度侧扩散的过程。
人体体液中的脂溶性物质（如氧气、二氧化碳、一氧化氮和甾体类激素等）可以单纯依靠浓度差进行跨细胞膜转运。
跨膜转运物质的多少以通量表示，其大小取决于两方面的因素：1、细胞膜两侧该物质的浓度差；2、该物质经过细胞膜的难易程度，即通透性（permeability ）的大小。
水分子诚然是极性分子，但它的分子极小，又不带电荷，故膜对它是高度通透的。
别的，水分子还可经过水通道跨膜转运。
（二）膜蛋白介导的跨膜转运带电离子和分子量稍大的水溶性分子，其跨膜转运需要由膜蛋白的介导才能完成。
依照转运方式不同样，介导物质转运的膜蛋白可分为载体、通道、离子泵和转运体等。
由它们介导的跨膜转运依照可否耗资能量又可分为被动转运(passive transport) 和主动转运 (active transport) 两大类。
1．易化扩散水溶性小分子或离子（Na＋、 K＋、 Ca2＋等）在特别膜蛋白的帮助下，由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程，称为易化扩散(facilitated diffusion) 。
细胞膜的物质转运功能(被动转运)
细胞膜的物质转运功能
（一）细胞膜的分子结构
1、脂质双分子层
脂质以磷脂为主，其构成了膜的基本基架
2、细胞膜的蛋白
膜的基本基架中镶嵌了许许多多的形成功能不同的蛋白质
蛋白质或镶嵌与脂质双分子层中，或贯穿与脂质双分子层
3、细胞膜的糖类
在细胞膜的外表还有少量糖类物质
细胞膜的主要功能有：1、细胞内外物质交换
2、接受来自外界环境或细胞外液的刺激并发
生反应
3、对外界信息的辨别功能
（二）细胞膜的物质转运功能
物质通过细胞膜主要有两种方式：被动转运和主动转运
被动转运的特点：1、转运过程本身不需要消耗能量
2、顺浓度梯度转运
主动转运的特点：1、转运过程本身需要消耗能量
2、逆浓度梯度转运
（一）被动转运（单纯扩散、易化扩散）
1、单纯扩散：是指一些脂溶性物质和少数分子量很小的水溶性物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程
扩散的方向和速度取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性
单纯扩散的最终结果：该物质在膜两侧的浓度差消失
2、易化扩散：指一些水溶性或在脂质中溶解度很小的物质，在某些特殊蛋白质的协助下从膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。
易化扩散分为
载体介导的易化扩散：有些重要的物质
很难溶于脂质由高浓度一侧向低浓度一侧较容易地移动，
（2）通道介导的易化扩散：离子通道简称通道；允许溶液中的Na+、K+、Ca2+、Cl-等电离子穿过亲水性孔道进出细胞（无机离子和水）。
细胞膜的物质转运功能
★细胞膜的物质转运功能：▲具有特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号传递由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导细胞膜中的酪氨酸激酶受体的肽链有一个α螺旋，跨膜一次，膜外部分与相应的配体特异结合后，可激活膜内侧肽段的蛋白激酶活性，引发此肽段中酪氨酸残基的磷酸化，或促进其它蛋白质底物中的酪氨酸残基的磷酸化，由此引发各种细胞内功能的改变。
★ 静息电位：静息时，质膜两侧存在着外正内负的电位差，称为静息电位（restingpotential ，RP ） 骨骼肌：-90mV ；神经细胞:-70mV ；平滑肌细胞：-55mV产生机制：在静息状态下，细胞膜对K+具有较高的通透性是形成静息电位的最主要因素。
细胞膜内K+浓度约相当于细胞外液的30倍，K+将顺浓度梯度跨膜扩散，但扩散的同时也在细胞膜的两侧形成逐渐增大的电位差，且该电位差造成的驱动力与浓度差的驱动力的方向相反，阻止K+进一步跨膜扩散。
当逐渐增大的电位差驱动力与逐渐减小的浓度差驱动力相等时，便达到了稳态。
此时的膜电位处于K+的平衡电位（E K +=-90~-100mv ），电位差的差值即平衡电位，平衡电位决定着离子的流量。
当细胞外液中K+浓度增加（高钾）时，膜内外K+的浓度差减小，K+因浓度差外移的驱动力降低，K+外流减少。
故达到稳态时，K+平衡电位的绝对值减小；反之亦然。
而细胞膜对Na+亦有一定的通透性，扩散内流的Na+可以部分抵消由K+扩散外流所形成的膜内负电位。
所以，EK+=-90~-100mv,而RP=-70~-90mv 。
可见，细胞外液Na+浓度对RP 的影响不大。
除了以上两个方面，还有钠泵的生电作用。
钠泵使细胞内高钾、细胞外高钠。
若钠泵受抑制，膜内外K+的浓度差减小，K+外流减少，K+影响静息电位水平的因素：（1）细胞膜对K+和Na+的相对通透性，如果膜对钾离子的通透性相对增大，静息电位将增大；（2）细胞外液K+的浓度，细胞外钾离子浓度升高，将使E K 的负值减小，导致静息电位相应减小；（3）钠泵的活动，活动增强将使膜发生一定程度的超极化。
细胞膜物质转运功能
3、没有不应期，可以发生空间总和 spatial summation 和时间总和 temporal summation。
★ 锋电位 spike potential：膜电位首先从-70mV 迅速去极化至+50mV，形成动作电位
阈强度 threshold intensity：能使组织发生兴奋的最小刺激强度。
阈刺激 threshold stimulus：相当于阈强度的刺激。可作为衡量细胞兴奋性的指标，阈刺激增大
表示细胞兴奋性下降；反之，则表示细胞兴奋性升高。
★ 绝对不应期 absolute refractory period ARP
在兴奋发生的当时以及兴奋后最初的一段时间内，无论施加多强的刺激也不能使细胞再次兴奋， 这都是件称为绝对不应期。 处在绝对不应期的细胞，阈刺激无限大，表明其失去了兴奋性。
★ 相对不应期 relative refractory period RRP
在绝对不应期之后，细胞的兴奋性逐渐恢复，受刺激后可发生兴奋，但刺激强度必须大于原来 的阈强度，这段时期称为相对不应期。
耳蜗电位 心肌细胞缝隙连接
由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导
细胞膜中的酪氨酸激酶受体的肽链有一个α螺旋，跨膜一次，膜外部分与相应的配体特异结合 后，可激活膜内侧肽段的蛋白激酶活性，引发此肽段中酪氨酸残基的磷酸化，或促进其它蛋白 质底物中的酪氨酸残基的磷酸化，由此引发各种细胞内功能的改变。
★ 静息电位：
▲具有特异感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号传递
名称 化学门控通道
电压门控通道
作用特点
举例
化学递质→相应特异膜受体结合→引起膜 终板电位
细胞膜物质运输
• 特点：
– ①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；
– ②需要能量；
– ③都有载体蛋白。
• 能量来源：
– ①协同运输中的离子梯度动力；
– ② ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量； – ③光驱动的泵利用光能运输物质，见于细菌。
（一）Na+-K +泵(Na+-K+ pump)
• 构成：由2个大亚基、2个小亚基组成的4聚体，也 叫Na+-K+ATP酶，分布于动物细胞的质膜。
4、压力激活通道(stretch channel)
• 感受摩擦力、压力、牵拉力、重力、剪切力等。 • 目前比较明确的有两类机械门通道，一类对牵拉 敏感，为2价或1价的阳离子通道，有Na+、K+、 Ca2+，以Ca2+为主，几乎存在于所有的细胞膜。另
一类对剪切力敏感 ，仅发现于内皮细胞和心肌细
胞。
二、主动运输（active transport）
量膜脂有助提高于其活性。
（二）Ca2+泵(Ca2+ pump)
• 作用：维持细胞内较低的钙离子浓度（胞内钙浓度 10-7M ，
胞外10-3M）。
• 位置：质膜、内质网膜。
• 类型：
– P型离子泵，每分解一个ATP分子，泵出2个Ca2+。位于肌质网上的 钙离子泵占肌质网膜蛋白质的80%。 – 钠钙交换器（ Na+-Ca2+ exchanger ），属于反向协同运输体系，通 过钠钙交换来转运钙离子。
膜； • ② 极性：非极性物质比极性物质更易溶于脂质，故非极性 物质更容易透过细胞膜； • ③ 分子大小：小分子比大分子更容易穿膜； • ④ 导电性： 不带电荷的物质容易通过细胞膜，电解质的 离子难溶于脂质，且带有水膜，增大了有效体积，故难以
细胞膜物质转运的形式及机制
细胞膜物质转运的形式及机制《细胞膜物质转运的形式及机制》细胞膜是细胞的外层薄膜，它起到了保护细胞内部结构、控制物质进出细胞的重要作用。
细胞膜物质转运是指细胞膜上分子或离子从一侧转移到另一侧的过程。
这一过程对于生物体的生命活动至关重要，因为细胞内外环境的物质交换通过细胞膜的物质转运而实现。
细胞膜物质转运的形式主要有主动转运、被动转运和细胞内物质运输三种。
主动转运是指物质在转运过程中需要能量的供应，以维持物质的浓度梯度。
主动转运可以分为主动运输和胞饮作用两种形式。
主动运输是通过载体蛋白，以ATP为能量来源，将物质通过细胞膜从低浓度区域转移到高浓度区域。
胞饮作用则是指细胞膜凹陷形成囊泡，将外部液体中的物质包裹进来，然后囊泡与细胞膜融合释放物质到细胞内。
被动转运是指物质在转运过程中不需要额外能量的供应，依靠浓度或电化学梯度驱动物质的转运。
被动转运主要有简单扩散、渗透和离子通道三种形式。
简单扩散是指非极性小分子或非电荷分子从高浓度区域自由扩散到低浓度区域。
渗透是指水通过细胞膜的特殊通道（如水通道蛋白）从高浓度溶液透过到低浓度溶液。
离子通道则是指细胞膜上的特殊蛋白通道，可以选择性地允许特定离子通过。
细胞内物质运输是指物质在细胞内不同位置之间进行转运的过程。
细胞内物质运输包括胞内多泡体体液相转运、核糖体成熟过程中的胞内运输、内质网、高尔基体和溶酶体之间的物质转运等。
这些物质的转运依靠各自的蛋白或复合物，通过与细胞膜或其他细胞膜结构的相互作用来实现。
总体来说，细胞膜物质转运通过不同的方式和机制，保证细胞内外环境的物质交换。
这些转运形式和机制的研究不仅可以增进我们对细胞的认识，还有助于深入理解生物体的正常生理和病理过程。
细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能液态镶嵌模型学说——细胞膜是以液态的脂质双分子层为骨架，其中镶嵌着不同生理功能的蛋白质。
（一）单纯扩散1.概念：脂溶性小分子物质由膜的高浓度区一侧向膜的低浓度区一侧顺浓度差跨膜的转运过程称为单纯扩散。
2.转运物质：除O2 、CO2、NO、CO、N2等气体外，还有乙醇、类固醇类激素、尿素等。
① 顺浓度差，不耗能；② 无需膜蛋白帮助；③ 最终使转运物质在膜两侧的浓度差消失。
（二）易化扩散是指某些非脂溶性或脂溶性较小的物质，在特殊蛋白的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。
1.以载体蛋白为中介的易化扩散（载体转运）：◇例子“血液中的葡萄糖和氨基酸进入到组织细胞” ◇特点：（1）载体蛋白质有结构特异性；（2）饱和现象；（3）竞争性抑制。
2.以通道为中介的易化扩散（通道转运）：主要通过通道蛋白质（简称通道）进行的。
其转运物质的能力受膜两侧电位差或化学物质的影响，故有电压门控通道和化学门控通道之分。
（1）相对特异性；（2）无饱和性；（3）有开放、失活、关闭不同状态。
++2+ ◇例子：Na、K、Ca等都经通道转运。
+ Na通道阻断剂——河豚毒素+ K通道阻断剂——四乙铵2+ Ca通道阻断剂——异搏定（三）主动转运1.概念：主动转运是指细胞通过本身的耗能过程，在细胞膜上特殊蛋白质（泵）的协助下，将某些物质分子或离子经细胞膜逆浓度梯度或电位梯度转运的过程。
2.钠泵的本质++ 钠泵就是镶嵌于细胞膜上的Na-K依赖式ATP酶。
Na-K依赖式ATP酶（钠泵）3.钠泵活动的生理意义：++ ①由钠泵形成的细胞内高K和细胞外的高Na，这是许多代谢反应进行的必需条件。
②维持细胞正常的渗透压与形态。
③它能建立起一种势能贮备。
这种势能贮备是可兴奋组织具有兴奋性的基础，这也是营养物质（如葡萄糖、氨基酸）逆浓度差跨膜转运的能量来源。
4.主动转运的类型（1）原发性主动转运是指直接利用ATP的能量逆浓度差和电位差对离子进行的主动转运过程。
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Lecture notes
细胞膜的物质转运
【摘要】各种物质的跨膜转运的主要方式包括：单纯扩散、易化扩散、主动转运、出胞与入胞。
单纯扩散是指脂溶性物质通过细胞膜由高浓度侧向低浓度侧扩散的过程。
水溶性小分子或离子在特殊膜蛋白的帮助下，由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程，称为易化扩散，易化扩散分两种：经载体易化扩散和经通道易化扩散。
主动转运指细胞通过本身的耗能过程，将物质分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程，主动转运分两种：原发性主动转运和继发性主动转运。
出胞是指细胞内大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程，入胞是指细胞外大分子物质或物质团块借助于与细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程。
上皮转运是指分子或离子从上皮细胞一侧转运另一侧的过程。
常见的跨膜物质转运形式如下:
（一）单纯扩散
单纯扩散（simple diffusion）是指脂溶性物质通过细胞膜由高浓度侧向低浓度侧扩散的过程。
人体体液中的脂溶性物质（如氧气、二氧化碳、一氧化氮和甾体类激素等）可以单纯依靠浓度差进行跨细胞膜转运。
跨膜转运物质的多少以通量表示，其大小取决于两方面的因素：
1、细胞膜两侧该物质的浓度差；
2、该物质通过细胞膜的难易程度，即通透性（permeability）的大小。
水分子虽然是极性分子，但它的分子极小，又不带电荷，故膜对它是高度通透的。
另外，水分子还可通过水通道跨膜转运。
（二）膜蛋白介导的跨膜转运
带电离子和分子量稍大的水溶性分子，其跨膜转运需要由膜蛋白的介导才能完成。
根据转运方式不同，介导物质转运的膜蛋白可分为载体、通道、离子泵和转运体等。
由它们介导的跨膜转运根据是否消耗能量又可分为被动转运(passive transport)和主动转运(active transport)两大类。
1．易化扩散水溶性小分子或离子（Na＋、K＋、Ca2＋等）在特殊膜蛋白的帮助下，由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程，称为易化扩散(facilitated diffusion)。
（1）经载体易化扩散载体是一些贯穿脂质双层的整合蛋白，它与溶质的结合位点随构象的改变而交替暴露于膜的两侧。
当它在溶质浓度高的一侧与溶质结合后，即引起膜蛋白质的构象变化，把物质转运到浓度低的另一侧，然后与物质分离。
在转运中载体蛋白质并不消耗，可以反复使用。
许多重要的营养物质如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等都是以经载体易化扩散方式进行转运的。
经载体易化扩散具有以下特性：
①结构特异性。
②饱和现象。
③竞争性抑制。
（2）经通道易化扩散溶液中的Na＋、K＋、Ca２＋、Cl-等带电离子，借助于镶嵌于膜上的通道蛋白质的介导，顺浓度梯度或电位梯度的跨膜扩散，称为经通道易化扩散。
中介这一过程的膜蛋白称为离子通道(ion channel)。
离子通道的特征主要是：
①离子选择性。
②门控特性。
以单纯扩散和易化扩散的方式转运物质时，物质分子移动的动力是膜两侧存在的浓度差（或电位差）所含的势能，它不需要细胞另外提供能量，因而这两类转运又称为被动转运（passive transport）。
2．主动转运主动转运（active transport）指细胞通过本身的耗能过程，将物质分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。
主动转运按其利用能量形式的不同，可分原发性主动转运（由ATP直接供能）和继发性主动转运（由ATP间接供能）。
（1）原发性主动转运原发性主动转运(primary active transport)是指细胞直接利用代谢产生的能量，将物质分子或离子逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运的过程。
介导这一过程的膜蛋白称为离子泵(ion pump)。
离子泵可将细胞内的ATP水解为ADP，并利用高能磷酸键贮存的能量完成离子的跨膜转运。
由于离子泵具有水解ATP的能力，所以也把它称作ATP酶(ATPase)。
在哺乳动物的细胞膜上普遍存在的离子泵就是钠-钾泵(sodium-potassium pump),简称钠泵(sodium pump)，也称Na＋-K＋-ATP酶(Na＋-K＋-ATPase)。
细胞内[Na＋]升高或细胞外[K＋]升高时都可激活钠泵。
钠泵每分解1分子ATP，可将3个Na ＋移出胞外，同时将2个K＋移入胞内。
由于钠泵的活动，使细胞内K＋浓度为细胞外液中的30倍，而细胞外Na＋的浓度为细胞内液中的12倍。
钠泵的活动具有重要的生理意义：
①钠泵活动造成的细胞内高K＋，是胞浆内许多代谢反应所必需的。
②钠泵活动能维持胞浆渗透压、细胞容积和pH等的相对稳定。
③钠泵活动造成的膜内外Na＋和K＋的浓度差，是细胞生物电活动的前提条件。
④Na＋在膜内外的浓度差也是继发性主动转运的动力。
其他生物泵：钙泵(calcium pump，也称Ca２＋-ATP酶)，转运I-的碘泵，转运H+的质子泵等。
（2）继发性主动转运许多物质在进行逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运时，所需的能量并不直接伴随供能物质ATP的分解，而是来自Na+在膜两侧的浓度势能差，后者是钠泵利用分解ATP释放能量建立的，这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运(secondary active transport)。
葡萄糖和氨基酸在小肠粘膜上皮处的吸收以及它们在肾小管上皮处的重吸收，甲状腺上皮细胞的聚碘，Na＋/ Ca2+交换，Na＋、K+、Cl-同向转运等生理过程，均属于继发性主动转运。
如果被转运的离子或分子都向同一方向运动，称为同向转运(symport)，相应的转运体也称为同向转运体(symporter)；如果被转运的离子或分子彼此向相反方向运动，称为反向转运(antiport)或交换(exchange)，相应的转运体也称为反向转运体(antiporter)或交换体(exchanger)。
（三）出胞与入胞
出胞是指细胞内大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。
入胞是指细胞外大分子物质或物质团块（如细菌、病毒、异物、大分子营养物质等）借助于与细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程，并分别称为吞噬(phagocytosis)和吞饮(pinocytosis)。
1．吞噬是指物质颗粒或团块进入细胞的过程。
2．吞饮又可分为液相入胞(fluid-phase endocytosis)和受体介导入胞(receptor-mediated endocytosis)两种。
a) 液相入胞是指细胞外液及其所含的溶质连续不断地进入胞内。
b) 一些特殊物质进入细胞，是通过被转运物质与膜表面的特殊受体蛋白质相互作用而引起的，称为受体介导入胞。
（四）上皮转运
上皮转运（epithelial transport）也称跨上皮转运（Transepithelial transport），是指分子或离子从上皮细胞一侧转运另一侧的过程。
物质跨越上皮层的途径包括：
1、细胞旁途径（paracellular pathway），物质通过上皮细胞间的间隙扩散，受细胞间紧密连接影响。
2、跨细胞途径（transcellular pathway），物质从上皮细胞的一侧膜进入细胞，在细胞内扩散，在上皮细胞的另一侧膜离开细胞，这个过程复杂，影响因素多，与膜上相关的离子通道或转运体关系密切。