第二章细胞膜与物质运输
细胞膜的四种运输方式
细胞膜的四种运输方式
单纯扩散、协助扩散、主动运输和胞吞胞吐是细胞膜的四种物质转运方式。
细胞膜的主要功能是选择性地交换物质，吸收营养物质，排出代谢废物，分泌与运输蛋白质。
1、单纯扩散：脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧的扩散过程，称为单纯扩散。
不耗能，不需要载体。
如：水、尿素、二氧化碳等。
2、协助扩散：非脂溶性物质在膜蛋白的帮助下，顺浓度差或电位差跨膜扩散的过程，称为协助扩散。
不耗能，但是需要载体。
3、主动运输：离子或小分子物质在膜上“泵”的作用下，被逆浓度差或逆电位差的跨膜转运过程，称为主动转运（主动运输）。
主动运输需要消耗大量热量并且需要载体。
有选择透过性。
4、胞吞胞吐：是转运大分子或团块物质的有效方式。
物质通过细胞膜的运动从细胞外进入细胞内的过程，称胞吞。
包括吞噬和吞饮。
液态物质入胞为吞饮，如小肠上皮对营养物质的吸收；固体物质入胞为吞噬，如粒细胞吞噬细菌的过程。
细胞膜与物质转运
细胞膜与物质转运细胞膜是细胞的外围结构，分隔了细胞内部与外部环境。
它是由磷脂双层组成的，具有选择性通透性，起到了筛选物质进出细胞的重要作用。
物质在细胞膜上的转运过程是细胞内正常生理活动的基础，无论是细胞的营养供给还是废物排除等，都需要依靠细胞膜与物质的相互作用来实现。
下面将详细探讨细胞膜与物质转运之间的关系及其机制。
一、被动运输被动运输是指物质通过细胞膜进出细胞时，不需要消耗能量的过程。
其中包括扩散、渗透和简单扩散等。
1. 扩散：扩散是指高浓度物质向低浓度物质自发传播的过程。
在细胞膜中，物质的扩散依靠其浓度梯度推动，直到细胞内外浓度相等。
扩散通过细胞膜上的离子通道、载体蛋白以及裸露脂质层等途径进行。
2. 渗透：渗透是指在细胞膜中溶质由高浓度向低浓度方向通过的过程。
在渗透过程中，只有水分子能够跨越细胞膜，而溶质则无法通过。
渗透是生物体维持水分平衡的重要机制。
3. 简单扩散：简单扩散是指非极性物质通过细胞膜的脂质层进行跨膜运输的过程。
由于脂质层具有亲疏性，非极性物质能够迅速通过细胞膜进出细胞，而不需要依赖于膜上的通道或载体蛋白。
二、主动运输主动运输是指物质进出细胞时需要消耗能量的过程。
其中包括主动转运和容器转运两种方式。
1. 主动转运：主动转运是指通过细胞膜上的载体蛋白，将物质从低浓度区域转移到高浓度区域的过程。
此过程需要耗费细胞内储存的能量(ATP)，以维持细胞内外物质浓度梯度。
2. 容器转运：容器转运是一种介于被动运输和主动运输之间的过程。
在容器转运中，细胞膜通过形成容器来将物质引入或排出细胞。
这些容器可以是囊泡、液泡等细胞器的一部分。
容器转运依赖于配体与受体的结合，使细胞内的物质经由适当的膜泡运输到目的地。
三、离子通道细胞膜上的离子通道扮演着物质转运的重要角色。
离子通道是一种高度选择性的膜蛋白，具有特定的质子或离子通道，使得不同种类的离子能够快速地通过细胞膜。
细胞膜上的离子通道可以通过电化学梯度、浓度梯度或膜电位梯度驱动物质的转运。
细胞膜与物质跨膜运输
2、胆固醇
双性分子。只存在于真核细胞 膜上，含量一般不超过膜脂的 1/3，植物细胞膜中含量较少。 功能是提高脂双层的力学稳定 性，调节脂双层流动性，降低 水溶性物质的通透性。
非极性尾部 固醇环结构 极性头部
在缺少胆固醇培养基中，不能合 成胆固醇的突变细胞株很快发生 自溶。
2、糖脂
糖脂也是两性分子，结构与磷
小鼠细胞
膜蛋白 (抗原）
人细胞
异核细胞 小鼠膜蛋白抗体 + 荧光素
小鼠膜蛋白抗体 +小 鼠膜蛋白（抗原）
人膜蛋白抗体 + 罗丹明
人膜蛋白抗体+人膜 蛋白（抗原） 孵育（37℃，40分钟）
光致漂白荧光恢复法（FRAP）
Fluorescence recovery after photobleaching
0.23 0.7 1.5 1.5-4 3.2
一、细胞膜的化学组成
红细胞血影(细胞膜最佳研究材料)
成熟的红细胞没有细胞器； 质膜是红细胞唯一的膜结构； 红细胞质膜易于提纯和分离。
是将分离的红细胞放入低渗溶液 中，水渗入到红细胞内部，红细 胞膨胀、破裂，从而释放出血红 蛋白，当红细胞的内容物渗漏之 后、质膜可以重新封闭起来称为 红细胞血影。
质网膜、高尔基复合体膜、溶酶 体膜、核膜等，称为细胞内膜。 除线粒体膜以外的内膜结构共同 构成真核细胞的内膜系统。
生物膜
生物膜(biomembrane)
细胞膜和细胞内膜的总称。
生物膜
细胞膜 细胞内膜: ……
细胞膜 细胞质
任何生物膜在电镜下都呈现“暗—明—暗”
三层结构，故将这三层结构称为单位膜。
生物膜
1.脂双层为液晶态二维流体 生理条件下，膜脂分子既有固体分子排列 的有序性，又具有液体的流动性，是居于 晶态和液态之间的液晶态。 温度的改变使膜可以在液晶态和晶态之间 转换，这种膜脂状态的改变称为相变。发 生相变的临界温度称为膜的相变温度。 液晶态的膜处于流动状态，与运动状态的 膜蛋白协同完成膜的各项功能活动。
细胞膜与物质运输
细胞膜与物质运输细胞，是生命的基本单位，就如同一个个微小而又神奇的“小世界”。
在这个“小世界”中，细胞膜扮演着至关重要的角色，它就像是一道“城墙”，将细胞内部与外部环境分隔开来。
而细胞膜的一项重要功能，就是控制物质的进出，实现物质运输，以维持细胞的正常生命活动。
细胞膜，又被称为质膜，主要由磷脂双分子层构成。
磷脂分子有着独特的结构，它们的头部亲水，尾部疏水。
这种特性使得磷脂双分子层在水环境中能够自发地形成，构成了细胞膜的基本骨架。
除了磷脂，细胞膜中还包含有胆固醇、蛋白质等成分。
这些成分协同作用，赋予了细胞膜特定的性质和功能。
物质运输是细胞生存和发展的基础。
细胞需要从外界获取营养物质，同时排出代谢废物。
细胞膜上的物质运输方式主要分为两大类：被动运输和主动运输。
被动运输是指物质顺着浓度梯度进行的跨膜运输，不需要细胞消耗能量。
其中，简单扩散是最为简单的一种方式。
像氧气、二氧化碳、乙醇等小分子物质，可以直接穿过细胞膜的磷脂双分子层，从高浓度一侧向低浓度一侧扩散。
这种扩散速度取决于物质的浓度差以及膜对该物质的通透性。
另一种被动运输方式是协助扩散。
一些较大的分子，如葡萄糖，虽然自身难以直接穿过细胞膜，但在细胞膜上特定蛋白质的帮助下，能够实现从高浓度一侧向低浓度一侧的运输。
这些协助物质运输的蛋白质就像是细胞膜上的“专用通道”，具有高度的选择性，只允许特定的分子或离子通过。
与被动运输不同，主动运输是一种逆浓度梯度的物质运输方式，需要细胞消耗能量。
例如，细胞内的钠离子浓度通常低于细胞外，而钾离子浓度则高于细胞外。
为了维持这种离子浓度差，细胞通过钠钾泵这种特殊的蛋白质，消耗 ATP 所释放的能量，将钠离子泵出细胞，同时将钾离子泵入细胞。
主动运输对于细胞来说具有重要意义，它能够保证细胞按照自身的需求，主动地摄取所需的物质，并排出不需要的物质，从而维持细胞内环境的稳定。
除了上述常见的物质运输方式，细胞膜还能通过胞吞和胞吐作用来运输大分子物质。
生物学案第二单元细胞的基本结构和物质的运输第1课时细胞膜的结构和功能
第1课时细胞膜的结构和功能课标要求概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，能控制物质进出细胞，并参与细胞间的信息交流。
考点一细胞膜的功能1．细胞膜：也称质膜，是细胞的________。
2．功能源于必修1 P40“问题探讨”：鉴别动物细胞是否死亡常用______染液，用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。
这种鉴别动物细胞是否死亡的方法叫作“染色排除法”。
1．植物细胞的边界是细胞壁吗？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析回答：(1)图中物质或结构的名称：①____________；②________________；③________________。
(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ (3)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ (4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？并说明理由。
02生理学-细胞
跳跃式传导
局部电流发生在相邻的郎飞氏结之间 传导速度快
第三节 肌细胞的收缩功能
一、神经—肌接头处的兴奋传递
（一）神经—肌接头处的结构
囊泡内含乙酰胆碱（ACh） 电压依从式钙通道 2、接头间隙： 细胞外液，50-60nm 3、接头后膜（终板膜）：
1、接头前膜（轴突末梢膜）：
皱褶
N2型ACh受体阳离子通道 胆碱酯酶
（三）动作电位的特征
1.“全或无”现象（all or none） 2.不衰减性传导 3.脉冲式
（四）动作电位的传导
在一般可兴奋细胞和无髓神经纤维：
—
局部电流
在有髓神经纤维：
—
跳跃式传导
局部电流
静息部位膜内 负外正，兴奋 部位膜极性反 转，兴奋区与 未兴奋区之间 存在电位差， 形成局部电流， 使邻近未兴奋 膜去极化达阈 电位而产生动 作电位。
概念 : 水溶性或脂溶性很小的小分子物质或离子，借助细胞 膜上特殊蛋白质的帮助，从细胞膜的高浓度一侧向低 浓度一侧转运的过程。
特点 : ⑴ 转运非脂溶性或脂溶性很小的物质 ⑵ 不耗能，顺浓度差转运，属被动转运 ⑶ 需要膜蛋白的帮助 分类 : ⑴ 载体转运 转运对象：葡萄糖（Glu） 氨基酸（AA） 特点：特异性 饱和性现象 竞争性抑制
eg.氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等 脂溶性小分子 水、乙醇、尿素、甘油等分子量小的极性分子
影响因素：⑴ 细胞膜两侧浓度差（正比） ⑵ 细胞膜对该物质的通透性（正比）
一、细胞膜的物质转运功能
常见的物质跨膜物质转运形式：
单纯扩散 易化扩散
主动转运
入胞和出胞
（二）易化扩散
细胞膜与物质运输
细胞膜与物质运输在我们的生命世界中，细胞就如同一个个微小而神奇的“小房间”，而细胞膜则是这个小房间的“门卫”，它掌控着物质进出细胞的“大门”。
物质运输是细胞维持生命活动的关键环节，而细胞膜在其中发挥着至关重要的作用。
细胞膜，也被称为质膜，是由磷脂双分子层构成基本骨架。
想象一下，磷脂分子就像一个个小小的“积木”，它们整齐地排列在一起，形成了一层薄薄的膜。
这层膜不仅分隔了细胞内和细胞外的环境，还为物质运输提供了基础结构。
物质运输主要有两种方式：被动运输和主动运输。
被动运输包括自由扩散和协助扩散。
自由扩散就像是一个“自由落体”的过程，一些小分子物质，比如氧气、二氧化碳、水等，它们能够凭借自身的能量，从浓度高的一侧向浓度低的一侧自由地穿越细胞膜，不需要任何“帮手”。
而协助扩散则稍微有点不同，一些较大的分子或者带电粒子，比如葡萄糖进入红细胞，就需要细胞膜上的特殊蛋白质“帮忙”，这些蛋白质就像“桥梁”一样，帮助它们顺利通过细胞膜，但这个过程同样不需要细胞额外消耗能量。
主动运输则是细胞的“主动出击”。
当细胞需要从低浓度的一侧将物质运输到高浓度的一侧时，就像把东西从低处搬到高处，这可不容易，需要消耗细胞的能量，通常是通过分解 ATP 来提供动力。
例如，一些离子，像钠离子、钾离子、钙离子等，以及一些有机小分子，如氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞，都是通过主动运输来实现的。
在主动运输中，细胞膜上的载体蛋白起着关键作用，它们会与被运输的物质特异性结合，然后在能量的驱动下发生构象变化，将物质运输到细胞内或细胞外。
除了上述的跨膜运输方式，细胞还可以通过胞吞和胞吐来实现大分子物质的运输。
胞吞就像是细胞把外界的大分子“吞”进来，形成一个“小口袋”，然后把这个“小口袋”包裹进细胞内。
胞吐则是相反的过程，细胞把内部的大分子物质用“小口袋”包裹起来，然后“吐”到细胞外。
细胞膜的物质运输功能对于细胞的生存和正常生理功能的维持具有极其重要的意义。
中考生物教案细胞膜与物质运输
中考生物教案细胞膜与物质运输中等考试生物教案：细胞膜与物质运输引言：细胞是生命的基本单位，其各种功能的实现与细胞内部物质的运输密切相关。
细胞膜作为细胞的边界，不仅保护细胞内部结构，还起到控制物质进出的重要作用。
本教案将重点介绍细胞膜的结构和物质通过细胞膜的运输过程。
一、细胞膜的结构细胞膜是由磷脂双分子层构成的，其中包括磷脂分子和膜蛋白。
磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部，因此排列成双分子层，头部朝向细胞外、细胞内，尾部相对靠拢。
这种结构使得细胞膜具有半透性，能够控制物质的进出。
二、物质通过细胞膜的运输方式1. 扩散扩散是一种无需能量消耗的物质运输方式。
通过细胞膜的磷脂双分子层，物质可以沿浓度梯度从高浓度区域向低浓度区域自由运动。
这种自发的运动方式可以使细胞内外的物质达到动态平衡。
2. 渗透渗透是指溶质通过半透膜进入溶剂的过程。
当细胞内外溶液浓度不同时，细胞膜可以起到选择性渗透的作用。
例如，当细胞外溶液浓度较高时，水会从细胞内部流向细胞外部，细胞会发生萎缩现象；而细胞外溶液浓度较低时，水会进入细胞内部，细胞会膨胀。
3. 主动运输主动运输是一种需要能量消耗的物质运输方式，常涉及到细胞膜上的蛋白通道和转运蛋白。
有两种主要的主动运输方式：主动转运和胞吞作用。
主动转运是指细胞膜上的转运蛋白通过能量的耗费，将物质从低浓度区域转运至高浓度区域。
这个过程与扩散运输相反。
胞吞作用是指细胞将大颗粒或大量溶质包围起来，形成泡状物质然后将其吞入细胞内部。
4. 动力学运输动力学运输是通过细胞膜上的纺锤体纤毛或细胞骨架运动来实现的。
纺锤体纤毛的摆动可以使周围液体产生流动，从而带动物质的运输。
细胞骨架是由细胞内的蛋白纤维组成的网状结构，可通过增加细胞膜的表面积来增加物质的运输。
三、细胞膜的功能细胞膜的功能多样，主要包括以下几个方面：1. 维持细胞的完整性和稳定性，起到保护细胞内部结构的作用；2. 控制物质的进出，维持细胞内外环境的稳定；3. 传递信息，细胞膜上的受体通过与外界分子的结合来传递信号；4. 参与细胞内外的相互作用，细胞膜上的受体和配体可以使细胞与周围细胞或环境发生相互作用。
高考生物细胞生物学：细胞膜与物质运输解析
高考生物细胞生物学：细胞膜与物质运输解析在高考生物中，细胞生物学里的细胞膜与物质运输是一个重要的考点。
理解细胞膜的结构和功能以及物质运输的方式，对于我们深入掌握细胞的生命活动至关重要。
首先，让我们来了解一下细胞膜的结构。
细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量的糖类组成。
其中，脂质以磷脂双分子层为基本骨架，这就像是一座房子的框架结构，为细胞膜提供了基本的支撑和屏障。
蛋白质则镶嵌、贯穿或者附着在磷脂双分子层上，它们就像是房子里的各种功能性设施，有的负责物质运输，有的负责信息传递，有的则起到识别和连接的作用。
而糖类呢，往往与蛋白质或脂质结合，形成糖蛋白或糖脂，位于细胞膜的外侧，如同房子的门牌标识，在细胞识别和免疫反应中发挥着重要作用。
细胞膜具有一定的流动性，这使得细胞能够适应内外环境的变化。
这种流动性就好比是一条流淌的河流，使得物质能够在细胞膜上顺利地移动和交换。
同时，细胞膜还具有选择透过性，它就像一个智能的守门人，只允许某些特定的物质进出细胞，从而维持细胞内环境的稳定。
接下来，我们重点探讨一下物质运输的方式。
物质运输主要分为被动运输和主动运输两大类。
被动运输包括自由扩散和协助扩散。
自由扩散是指物质从高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧转运，不需要载体蛋白和能量。
比如，氧气、二氧化碳、水等小分子物质就可以通过自由扩散进出细胞。
这就像是水从高处往低处流一样，自然而然，不需要额外的助力。
协助扩散则需要载体蛋白的协助，但同样不需要消耗能量。
葡萄糖进入红细胞就是一个典型的协助扩散的例子。
载体蛋白在这里就像是一座桥梁，帮助物质顺利地跨越细胞膜。
主动运输与被动运输大不相同，它是物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，既需要载体蛋白的协助，又需要消耗能量。
这种运输方式就像是逆水行舟，需要付出努力才能实现。
例如，小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸和无机盐离子等，就是通过主动运输完成的。
主动运输对于细胞来说非常重要，它能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
细胞膜与物质的跨膜转运
44
胞吞作用和胞吐作用
Medical Cell Biology
大分子及颗粒物质并不直接穿过细 胞膜,而是通过一系列膜囊泡形成和 融合来完成的转运过程，该运输方 式消耗能量，属主动运输的范畴。
胞饮作Байду номын сангаас（pinocytosis） 吞噬作用(phagocytosis)
[ ]
钾离子
]
细胞质 李延兰 医用生物学教研室 lyl72075@
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李延兰 医用生物学教研室 lyl72075@
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钠钾泵
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① Na+结合到膜上；②酶磷酸化；③酶构象变化, Na+ 释放到细胞外;④K+结合到细胞表面;⑤酶去磷酸化; ⑥ K+释放到细胞内,酶构象恢复原始状态
李延兰 医用生物学教研室 lyl72075@
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钠钾泵
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钠钾泵－动画
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Medical Cell Biology
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第2章 细胞膜与物质运输
Cell Membrane and Transmembrane Transport
医用生物学教研室
李延兰
Tel:3831928(O)
lyl72075@
2010.03
李延兰 医用生物学教研室 lyl72075@
细胞膜与物质的跨膜运输
2、类型
1）通道蛋白（channel protein） 在膜上形成水溶性通道，介导特定离子转运 仅介导被动运输 如：水分子、多种离子
2）载体蛋白（carrier protein） 与特定溶质结合，通过构象改变进行物质转运 介导被动运输及主动运输 如：小的有机分子、无机离子 膜转运蛋白参与的物质转运具选择性
（1）特点 由Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同作用，间接消耗 ATP的一种主动运输方式。 物质跨膜运动所需要的直接动力来自膜两侧离子的电 化学梯度。 这种离子电化学浓度由Na+-K+泵（或H+泵）来维持。
（2）类型
同向运输 （symport）
物质运输方向与离 子转移方向相同。 如：小肠上皮细胞 吸收葡萄糖或氨基 酸伴随着Na+的进 入；
（二）胞吐作用（exocytosis）
指细胞内合成的物质通过囊泡转运至细胞膜， 与质膜融合后，将物质排出细胞外的过程。 穿胞吞吐
胞吐作用的两种形式：
1.结构性分泌(constitutive pathway of secretion)： 分泌蛋白包装入高尔基体的分泌囊泡中，随即被分 泌到细胞外面。 2.调节性分泌(regulated pathway of secretion) ：
第三节 大分子和颗粒物质的跨膜运输
膜泡运输（vesicular transport）： 大分子和颗粒物质被运输时并不穿过细胞膜， 物质进出是由膜包围，形成囊泡，通过一系 列膜囊泡的形成和融合来完成转运过程。 发生位点：质膜及胞内各种膜性细胞器之间 的物质运输。
一、胞吞作用（endocytosis） （一）吞噬作用（phagocytosis） （二）胞饮作用（pinocytosis） （三）受体介导的内吞作用
细胞膜与物质的跨膜转运 小分子物质的穿膜运输
• ①通过水解ATP获得能量 ； • ②离子浓度梯度；
大分子物质的跨膜运输
Endocytosis and Exocytosis
胞
胞
吞
饮
吐
噬
作
作
作
用
用
用
吞噬体phagosome
吞饮体pinosome
一、胞吞作用（endocytosis）
▪ 又称入胞作用或胞吐作用，是通过质膜的变 形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程。
适合单纯扩散的物质： 脂溶性物质(非极性物质): 苯.乙醇.氧. 不带电荷小分子物质: 水.尿素.二氧化碳 不适合单纯扩散的物质： 带电荷物质，葡萄糖、氨基酸、核苷酸及许 多代谢产物不能通过单纯扩散穿膜转运。
膜转运蛋白
1.通道蛋白 在膜上形成亲水孔道介导离子转运
2.载体蛋白 通过构象改变进行物质转运
高浓度
配体
通道蛋白
低浓度
特点：通道蛋白在与神经递质或其他信号分子结合时开放
机械门控通道（mechanic-gated channel）
➢通道蛋白受压力作用，引起通道构象改变 而开启“闸门”，离子通过亲水通道进入 细胞，引起膜电位变化。
➢如内耳毛细胞感受声音
神经肌肉接头处离子通道的作用
神经-肌接头处的闸门通道
二、离子通道扩散
▪ 以其亲水区构成亲水通道和离子通道 ▪ 有些通道蛋白处于持续开放状态：
例如：钾泄漏通道 ▪ 多数通道为闸门通道
闸门门控通道的类型
1.电压闸门通道（voltage-gated channel） 2.配体闸门通道（ligand-gated channel） 3.机械门控通道(mechanical gated channel)
高中生物3-1-2细胞膜的物质运输功能
2．内吞的大致过程 大分子和颗粒物质首先与 细胞膜 结合，随着 细胞膜内陷 ，这些 物质被包围起来形成 小囊泡 ，然后 小囊泡 脱离细胞膜进入细 胞中。可分为：
① 吞噬
作用：吞入较大的固体颗粒。
② 胞饮 作用：吞入较小的颗粒或液体物质。
课堂互动探究 热点考向示例 随堂达标检测
3．外排的大致过程 细胞内的 大分子分泌物 等，在细胞内形成
脂溶性的小分子很容易穿过细胞膜，所以它们的穿膜运输方式是 单纯扩散。但大分子的脂溶性物质如脂肪不能穿膜。
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
【巩固4】 人的小肠绒毛上皮细胞和血液中的红细胞吸收葡萄糖的 方式分别是( )。
A．主动运输、单纯扩散
C．主动运输、协助扩散 解析
B．单纯扩散、协助扩散
D．协助扩散、协助扩散
课堂互动探究 热点考向示例 随堂达标检测
【巩固5】 如右图是细胞对大分子物质 “内吞”和“外排”的过程。下列与此
有关的叙述不正确的是(
)。
A．a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生 B．a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成 C．b示细胞分泌的同时导致膜成分的更新 D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
囊泡 后，移动
到
细胞膜
.并与之融合，继而释放到细胞外。
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
1．内吞、外排的过程： 细胞内大分子 形成 移动 细胞膜 囊泡 进入细胞内部分离 内陷
课堂互动探究 热点考向示例 随堂达标检测
提醒
①只有成熟的植物细胞原生质层和细胞壁可以分离，而未
成熟的植物细胞细胞膜和细胞壁是紧贴在一起的，无法正常分离。
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
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（四）胞吞大分子在体内进行分转
不同类型受体的胞内体的分选途径：
（1）返回原来的质膜循环使用，重新发挥受体的作用；
（2）进入溶酶体中被降解；
（3）穿行运输，被运至质膜的不同结构域，称为跨细胞
的转运。如胎盘上皮细胞之间和血脑屏障中德物质运输。
（五）溶酶体是细胞内消化的主要部位
向溶酶体运送分子的来源： 细胞外颗粒被吞噬体摄取后与溶酶体结合；细胞 外液和大分子被内吞小泡摄取，经内体送至溶酶 体；细胞本身损坏的细胞器。
网格蛋白
Heavy chain
Light chain
重链末端球形的结构域 网格蛋白单体的电镜照片
网格蛋白(clathrin)
许多单体聚合就形成一个多面体蓝网状结
构。
第五节 胞吐与胞吞作用
根据物质的运输方向分为： 吞噬作用
胞吞作用
吞饮作用
受体介导的胞吞作用
膜泡运输
胞吐作用
一、胞吐作用
分泌性蛋白质等分子以运输囊泡形式从 内质网出发，经高尔基复合体与细胞膜 融合，最后完成出胞，这一过程称作胞 吐作用。
囊泡组成：
运输的蛋白 单肽链的GTP酶 包被蛋白（可与GTP酶和待运输的蛋白相 互作用） SNARE
网格蛋白
网格蛋白包被囊泡表面覆盖一层纤维丝状蛋白质， 形同网格，故名。 网格蛋白的单体是由3条重链和3条轻链组成，每 一条重链与一条轻链组合在一起，形同一个外展 的臂，被称为三条臂蛋白(triskelions)。重链的末 端形成球形的结构域，是衔接蛋白结合的位点。
流动镶嵌模型主要特点：
1. 膜质是由双层脂分子构成的；脂分子中间镶嵌 着蛋白质。2.脂分子双层是流动的，不仅是脂分 子，蛋白质也可流动。3.蛋白质嵌入细胞膜的方 式各异，可分为整合蛋白、外周蛋白。
外周蛋白（周围蛋白）：占膜蛋白的20%~30%；多附在膜 的内外表面，为水溶的，非共价地结合在镶嵌蛋白上。 镶嵌蛋白（整合蛋白）：占膜蛋白的70%~80%；不同程度 镶嵌在脂双层的内部。
4
人红细胞影泡
外表面 脂 质 双 层
1
2
3
5
内表面
（二）用去垢剂可溶解膜蛋白
常用的去垢剂：
离子型（如十二烷基硫酸钠，SDS）--使蛋白质变性
非离子型（如曲拉通X-100，Trion X-100）--制备活性膜 蛋白
（三）膜蛋白也是流动的
小鼠细胞
膜蛋白(抗原）
人细胞
细胞融合 实
异核细胞
抗小鼠膜蛋白抗体+荧光素B (绿色荧光染料) 抗人膜蛋白抗体+荧光素A (红色荧光染料)
验
标记小鼠膜蛋白抗体+ 小鼠膜蛋白（抗原）
标记人膜蛋白抗体+ 人膜蛋白（抗原） 孵育（370C,40分钟）
膜的不对称性
三、膜糖类
糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖分子侧链在细胞表面形成 细胞被，又称糖萼。 细胞衣cell coat（糖萼）：细胞外表的糖链与该细胞分
泌出来的糖蛋白等粘附在一起，形成一层外被，称细胞
吞噬作用广泛存在于生物体内。单细胞生物
以吞噬作用作为摄取食物的一种方式，哺乳动
物大多数细胞没有吞噬作用，只有少数特化细
胞具有这一功能。如单核-吞噬细胞系统的巨噬 细胞、单核细胞和多形核白细胞等，起防御作 用。
细胞的吞噬作用
（二）胞饮作用
吞入的为液体或极小 的颗粒物质，是细胞 摄取多种大分子的主 要途径。 由细胞膜包裹的液体 内陷而形成的小泡， 称为吞饮小泡或吞饮 体。
钠离子浓 度梯度驱 动的葡萄 糖主动运 输
★钠离子浓度梯度驱动的葡萄糖主动运输并不直接利用ATP，
而是由钠钾泵产生的膜外高钠离子浓度驱动的。 ∴此运输过程由两种载体蛋白协同完成：
①钠钾泵 —— 将Na+泵出细胞，造成胞内外的Na+浓度梯度。
+ ②葡萄糖特异性载体蛋白 —— 利用Na 势能驱动，结合葡萄糖，
例如肽类激素(胰岛素 ) 、消化酶(胰蛋白酶、胰凝乳蛋 白酶)等 只存在于某些特化细胞中。
二、胞吞作用
质膜内陷将外来大分子和颗粒物质包围，形成小 泡转运到细胞内的过程。又可分为
1）吞噬作用：较大固体颗粒
2）胞饮作用：液体物质或较小颗粒 3）受体介导的内吞作用：特异的大分子
（一） 吞噬作用：细胞摄取大颗粒的过程，如 吞噬细菌和细胞碎片。
LDL颗粒中的蛋白质分子可为LDL颗粒与LDL受体的结合提供结合位点：
LDL受体
质膜 内吞 脱去衣被 有被小泡 光滑小泡 早期内吞体 酸性环境： LDL与LDL受体分离 出芽 LDL受体 再循环 运输小泡
LDL
LDL
晚期内吞体
细胞经受体介导 的内吞作用从
游离胆固醇
水解酶 溶酶体
LDL 颗 粒 吸 收 胆
胞吐作用的形式
固有性胞吐途径
外运的囊泡，不需要细胞内、外因素的调控，径 直出胞，称为结构性分泌途径或称固有性分泌途 径。 例如细胞膜的组分、细胞外基质蛋白等 存在于所有的细胞中。
调节性胞吐途径
从高尔基体反面形成的囊泡暂不分泌而储存在细 胞质中，当细胞受到外界信号刺激时，囊泡与细 胞膜融合并把其中的内容物释放到细胞外。
高浓度
通道蛋白
离子
低浓度
高浓度
载体蛋白
低浓度
帮助扩散可运输一些亲水性物质（糖等）和 无机离子等。
高浓度
配体
通道蛋白
低浓度
配体闸门通道
二、主动运输
借助于镶嵌在细胞膜上专一性很强的载体蛋白， 通过消耗代谢能量，将物质从低浓度处向高浓 度处的运输方式。
（一）ATP提供能量的离子泵运输
钠-钾泵实质：为Na+-K+ATP 酶，具有载体和酶的双重作用。 大亚基：为贯穿膜全层的脂蛋白,是该酶的催化部位。 小亚基:为细胞膜外侧半嵌合糖蛋白,其作用机制不详。
影响膜Tm的因素：
1.脂肪酸链的长度 2.脂肪酸链的饱和程度 3.胆固醇的影响
二、膜蛋白
（一）膜蛋白存在的三种方式
1. 跨膜型
亚基穿过。 跨膜蛋白，分为单次穿过、多次穿过和多
2.外周蛋白
多附在膜的内外表面，为水溶的，非共价 地结合在镶嵌蛋白上。
3. 脂锚定型
特异性地附着在某些脂分子上，类似外 周蛋白，但是以共价键与脂分子结合。 膜蛋白功能：参与物质运输；细胞外信号受体；黏附作 用；酶催化作用。
例：Na+顺浓度梯度运转的同时伴有葡萄 糖或氨基酸的逆浓度梯度运转。 同向协同运转常见于小肠吸收上皮细胞。
逆向运输 ：两种物质运输方向相反
例：Na+-Ca+ 和Na+-H+交换载体Na+顺浓 度梯度进入细胞时供给能量使Ca +逆浓度 梯度排出细胞外，这是细胞向外环境驱钙 的一种重要机制。
同 向 运 输
胞饮作用和吞噬作的区别
特 征
物质
胞吞泡的大小
转运方式
胞吞泡形成机制
胞饮作用 吞噬作用
溶液 大颗粒
小于150nm 大于250nm
连续的过程 受体介导的信 号触发过程
网格蛋白和接合素蛋白 微丝和结合蛋白
（三）受体介导的胞吞作用
受体与配体结合，具有特异性、选择 性和高效性。
内体:膜上有ATP驱动的质子泵，将H+泵进包内体 腔中，使腔内PH降低，引起LDL与受体分离。包 内体以出芽的方式形成运载受体的小泡，返回细胞 膜，重复使用。含LDL的包内体与溶酶体融合， LDL被水解，释放出胆固醇和脂肪酸供细胞利用。
一 、囊泡的类型与组成
囊泡表面常被一层特异性蛋白质包被，因而也称为有 被囊泡(coated vesicle)。依包被蛋白的不同分类：
网格蛋白囊泡 COPI囊泡 COPII囊泡
(clathrin-coated vesicle)
(COPI coated vesicles) (COPII coated vesicles)
+
钠离子
+
乌本苷
钾与乌本苷结合部位
钠 浓 度 梯 度 13 倍
大 亚 基
钠结合部位
钾 浓 度 梯 度 30 倍
[
[ ]
钾离子
]
ATP
ADP+Pi
细胞质
钠 浓 度 梯 度 13 倍
小 亚 基
大 亚 基
钾 浓 度 梯 度 30 倍
[
[ ]
]
ATP
ADP+Pi
细胞质
（二）协同运输
同向运输 ：两种物质运输方向相同
第二节 细胞膜的化学成分
细胞膜
脂 类：占50% 蛋白质：占40~50% 糖 类：占1%~10%
一、膜脂
均为兼性分子，脂双分子层是组 成生物膜的基本骨架。
（一）磷脂、糖脂和胆固醇是膜脂的三种类型
1. 磷脂 膜脂的基本成分，主要有磷脂酰胆碱(卵 磷脂)、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）、磷酯酰丝氨酸 和鞘磷脂四种。
网格蛋白囊泡
负责细胞膜与内体、高尔基复合体与内体、高 尔基复合体与溶酶体之间的物质运输。
COPⅠ囊泡
介导蛋白质在高尔基复合体中蛋白质的前向和 反向运输，及蛋白质从高尔基复合体返回到到 内质网的物质运输(不合格的蛋白) 。
COP
Ⅱ囊泡 来自于粗面内质网，主要介导蛋白质由粗面内 质网向高尔基复合体方向的运输。
半乳糖苷脂
鞘 胺 醇
常见糖脂：
糖脂分子
半乳糖脑苷脂(最简单)
神经节苷脂(最复杂) （Tay-sachs disease）
3.胆固醇：动物细胞膜中含量高达30%-50%。
极 性 头 部
平 面 甾 环 结 构 非 极 性 尾 部
（二）脂双层是流动的膜性结构