第二节细胞膜的物质运输功能
细胞的物质运输与交换过程
细胞的物质运输与交换过程细胞是生物体的基本单位，也是生命活动的基础。
在细胞内部，各种物质需要通过运输与交换的过程，确保细胞正常的功能与生存。
本文将以细胞膜、细胞器以及细胞外液的角度，探讨细胞的物质运输与交换过程。
一、细胞膜的运输机制细胞膜是细胞的外包层，具有选择性通透性。
它通过多种运输机制实现物质的进出，包括主动转运、被动扩散、运输蛋白等。
1.主动转运主动转运是细胞膜通过消耗能量，将物质从浓度较低的一侧转移到浓度较高的一侧。
其中，最常见的机制是离子泵的运作。
比如钠-钾泵通过ATP酶的催化作用，将细胞内的钠离子转运至细胞外，同时将细胞外的钾离子转运至细胞内。
这种维持离子浓度差的机制对于细胞正常的代谢和功能至关重要。
2.被动扩散被动扩散是指物质在浓度梯度的驱动下，自由地通过细胞膜进行运输。
这种过程不需要额外能量的消耗。
细胞膜中的脂质双层能够阻碍水溶性分子的通过，但对于小分子的非极性物质，如氧气和二氧化碳等，可以通过简单扩散进出细胞。
此外，细胞膜中也存在通道蛋白，能够形成通道，使特定的离子和小分子快速地通过。
3.运输蛋白细胞膜上存在多种运输蛋白，通过结合特定的物质，将其运输进出细胞。
常见的运输蛋白包括载脂蛋白、离子通道蛋白和载体蛋白等。
载脂蛋白通过结合小分子的非极性物质，如胆固醇，从一个细胞膜片层转运至另一个细胞膜片层。
离子通道蛋白则特异地允许特定离子通过，如钠离子通道和钾离子通道等。
而载体蛋白则通过与特定物质结合，将其转运进出细胞，包括葡萄糖转运蛋白和氨基酸转运蛋白等。
二、细胞器的物质运输与交换细胞器是细胞内部的各种功能区域，它们之间也需要进行物质的运输与交换。
1.内质网与高尔基体内质网是由膜结构组成的连续系统，在内质网上合成的蛋白质会通过囊泡被转运至高尔基体。
高尔基体不仅参与蛋白质的修饰和包装，同时也通过囊泡运输物质至其他细胞器或细胞膜上。
2.线粒体线粒体是细胞内的能量中心，通过细胞膜进行物质运输。
细胞膜物质转运的主要方式及特点
细胞膜物质转运的主要方式及特点细胞膜物质转运是指细胞膜通过一系列的机制和通道，将物质从细胞内转运到细胞外或从细胞外转运到细胞内。
细胞膜物质转运是维持细胞内外环境稳定和实现细胞功能的重要过程。
主要方式包括主动转运、被动转运和细胞外液体转运。
1. 主动转运主动转运是指细胞膜通过ATP能量消耗来推动物质的转运。
其中最重要的方式是离子泵的运输。
离子泵是一种跨膜蛋白，它通过利用ATP的能量将离子从低浓度区域转运到高浓度区域。
常见的离子泵包括钠钾泵、钙离子泵等。
这些离子泵的特点是选择性转运，即只将特定的离子转运过细胞膜，并且能够迅速调节细胞内外离子的平衡，维持细胞内稳定的离子浓度。
2. 被动转运被动转运是指物质在细胞膜中通过浓度梯度的驱动力自发地进行转运。
被动转运不需要消耗能量，物质会沿着浓度梯度自动从高浓度区域向低浓度区域转运。
被动转运可以分为简单扩散和载体介导的转运两种方式。
简单扩散是指小分子物质通过细胞膜的脂双层自由扩散，不需要任何载体蛋白的参与。
简单扩散的特点是依赖物质的浓度梯度，浓度梯度越大，扩散速率越快。
同时，物质的分子大小和脂溶性也会影响扩散速率。
载体介导的转运是指通过载体蛋白帮助物质跨越细胞膜进行转运。
载体蛋白包括通道蛋白和转运蛋白。
通道蛋白形成细胞膜通道，物质可以通过通道蛋白的开放和关闭来实现转运。
转运蛋白则是一种可以结合物质并将其转运到另一侧的蛋白。
载体介导的转运具有特异性，即只能转运特定的物质。
同时，载体蛋白还可以通过调节活性和数量来调节物质的转运速率。
3. 细胞外液体转运细胞外液体转运是指细胞通过分泌和摄取的方式将物质转运到细胞外或从细胞外摄取物质进入细胞。
细胞外液体转运是维持细胞内外环境平衡的重要机制。
分泌是指细胞通过囊泡内的物质向细胞外释放，常见的分泌方式包括胞吐和外泌。
胞吐是指细胞通过膜囊泡将物质从细胞内转运到细胞外。
外泌是指细胞通过分泌囊泡将物质从细胞内转运到细胞外。
摄取是指细胞通过内吞的方式将细胞外的物质摄取到细胞内，常见的内吞方式包括胞吞和胞噬。
2019-2020学年中图版生物必修一讲义：第3单元 第1章 第2节 细胞膜的物质运输功能 Word版含答案
第二节 细胞膜的物质运输功能学习目标 1.简述物质运输的几种形式。
(重点) 2.分析植物质壁分离和质壁分离复原实验。
(难点) 3.理解物质穿膜运输和膜泡运输。
(难点)一、穿膜运输和膜泡运输 1．穿膜运输(1)被动运输⎩⎪⎨⎪⎧单纯扩散⎩⎨⎧运输方向：分子密度高→分子密度低实例：水分子、脂溶性小分子协助扩散⎩⎨⎧运输方向：分子密度高→分子密度低条件：需载体实例：血浆中的葡萄糖进入红细胞(2)主动运输①基本条件⎩⎨⎧细胞膜上相应载体的协助消耗细胞代谢产生的能量②实例：无机盐离子通过细胞膜。
(3)细胞膜的功能特点：选择透过性。
2．膜泡运输(1)被运输的物质：大分子和颗粒物质。
(2)运输方式图1 图2①图1所示运输方式：内吞。
a ．过程：大分子和颗粒物质――→与细胞膜结合细胞膜内陷→形成小囊泡――→脱离细胞膜进入细胞中。
b ．主要类型：吞噬作用和胞饮作用。
②图2所示运输方式：外排。
过程：大分子分泌物等形成囊泡→与细胞膜融合→释放到细胞外。
二、渗透作用1．渗透作用⎩⎨⎧结构基础：渗透系统发生条件⎩⎨⎧具有半透膜半透膜两侧的两个溶液体系具有浓度差2．半透膜 (1)过滤膜 ①特性：物理性。
②物质分子能否通过的影响因素：分子的直径。
(2)选择透过性膜 ①特性：生物性。
②物质分子能否通过的影响因素：生命活动的需要与否。
三、水在细胞中的含量、存在形式及作用 1．含量水在细胞中含量最高。
2．存在形式⎩⎨⎧自由水：与细胞的代谢有关结合水：与细胞的抗逆性有关3．作用(1)细胞内良好的溶剂，各种代谢反应的介质。
(2)构成细胞的结构成分。
四、质壁分离和质壁分离复原实验 1．实验原理(1)成熟的植物细胞放到一定浓度的溶液中构成一个渗透系统。
(2)当细胞大量失水时，原生质层与细胞壁分离。
2．实验步骤撕取表皮：用刀片在紫色较深处划一方框，在其边角处用 镊子挑起表皮，并用镊子夹住一边撕取表皮 ↓制片：在洁净的载玻片中央滴一滴清水，将撕下的表 皮在水滴上展开，盖上盖玻片↓镜检：先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，可看到⎩⎨⎧a.有一个紫色的中央大液泡b.原生质层紧贴细胞壁↓绘图：↓滴加蔗糖溶液吸水纸吸引↓镜检：高倍镜观察⎩⎨⎧a.中央液泡逐渐变小，紫色加深b.原生质层与细胞壁逐渐分离↓ 绘图：↓ 清水吸水纸吸引↓镜检：在高倍镜下观察细胞发生的变化⎩⎨⎧a.中央液泡逐渐胀大，紫色变浅b.原生质层逐渐贴近细胞壁运输？提示：单纯扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。
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。
动物的细胞的物质运输
动物的细胞的物质运输细胞是构成生物体的基本单位，而动物的细胞则是构成动物体的基本单元。
细胞内的物质运输是维持细胞正常生活活动的重要保证。
本文将探讨动物细胞内的物质运输过程，以及相关的细胞器和分子机制。
一、细胞膜的物质运输细胞膜是细胞的外部边界，起到隔离细胞内外环境的作用。
细胞膜通过多种方式实现物质的运输。
1. 扩散：扩散是一种无需能量消耗的物质运输方式，根据物质浓度梯度的差异，物质自高浓度区域向低浓度区域自发地运动。
通过细胞膜内的脂质双层，溶解在脂质中的小分子物质如氧气、二氧化碳、水等可以通过扩散进出细胞。
2. 运输蛋白：细胞膜上存在多种运输蛋白，它们可以媒介特定物质的运输。
其中，载脂蛋白负责运输脂类，锁定蛋白则负责离子和大分子物质的传递。
这些运输蛋白通过与物质结合，将其穿过细胞膜。
例如，葡萄糖进入细胞就依赖于葡萄糖载脂蛋白。
3. 胞吞和胞吐：胞吞和胞吐是特定细胞摄取和排出大颗粒物质的机制。
细胞通过细胞膜的融合和溶酶体的参与，将外界物质包裹成囊泡，并将其带入细胞内部或排出细胞外。
二、细胞器在物质运输中的作用细胞器是细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构，对于物质运输起到了重要的作用。
1. 内质网：内质网是细胞内的一种膜系统，它通过其内部的空腔系统提供了广阔的表面积，作为蛋白质合成的场所。
内质网还参与分子的修饰、折叠和转运等过程，确保蛋白质合成后能正确运输到目的地。
2. 高尔基体：高尔基体位于内质网的附近，它接收来自内质网的蛋白质和其他分子，经过进一步的修饰和排序后，通过带有目标分子的囊泡的运输，将其送往细胞膜、溶酶体或分泌颗粒。
3. 溶酶体：溶酶体是一种含有水解酶的胞器，主要负责分解细胞内的大分子物质，例如蛋白质、核酸和糖类等。
细胞通过溶酶体将外界摄取的颗粒物质，以及细胞内需要更新的旧器官和细胞器进行降解。
4. 线粒体：线粒体是细胞的能量中心，通过细胞呼吸产生的ATP为细胞提供能量。
线粒体膜上存在许多运输蛋白，可以将食物中的营养分子通过线粒体膜激活进入线粒体内部，供细胞呼吸使用。
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。
高中生物 细胞膜的物质运输功能
2、主 动 运 输
无机盐离子和一些小分子有机物在穿过细胞膜 时，可以逆着物质的密度进行，该过程不仅需要载 体协助，而且必须消耗细胞代谢产生的能量，这种 运输方式能够按照细胞生命活动的需要有选择地控 制物质的出入，称为主动运输。
例如：各种离子、葡萄糖、氨基酸等
2、主 动 运 输
1、运输方向 可以__逆__着__物质 的密度进行 2、影响主动运输 的因素是什么？
内 1、吞 噬 作 用
吞
巨 噬 细 胞 的 吞 噬 作 用
内 2、胞 饮 作 用
吞
如果细 胞吞入的是 较小的颗粒 或液体物质 则称为胞饮 作用
草履虫食物泡的形成
膜
泡 运
外
排
输
练习巩固
运 输 速 度
运 输 速 度
细 胞 内 浓 度
细胞外浓度
A
细胞外浓度
B
细胞外浓度
时间
C
2、主动运输
二、膜泡运输
1、内吞 ①吞噬作用 ②胞饮作用
2、外排
一、穿 膜 运 输
有些物质进出细胞是_直__接__穿过 细胞膜结构完成的，称为穿膜运输。
1、被 动 运 输
被动运输包括单纯扩散(simple diffusion)和 协助扩散(facilitated diffusion)两种形式。
被 动
载体和能量 3、细胞中与主动 运输有关的结构 佑有哪些？ 载体蛋白和线粒体
探究活动：模拟单纯扩散 、协助扩散 和主动运输 的过程
材料：圆球、人、滑雪板 环境：雪山山坡 要求：用上述一种材料或将其中几种材料组合
被动运输 与主动运输的比较
运输方式
转运方向 （浓度）
载体
能量
举例
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部边界，起到保护细胞内部结构和调控物质进出的作用。
细胞膜运输是指通过细胞膜实现物质在细胞内外之间的转运过程。
细胞膜运输方式多种多样，可以总结为主动转运、被动转运和胞吞作用。
一、主动转运主动转运是细胞膜运输中的一种重要方式，它需要消耗细胞内的能量，将物质从低浓度区域转运到高浓度区域。
主动转运主要通过离子泵和载体蛋白实现。
1. 离子泵离子泵是细胞膜上的跨膜蛋白，能够将离子从低浓度区域转运到高浓度区域。
其中最为常见的是钠钾泵。
钠钾泵通过耗费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，维持了细胞内外钠离子和钾离子的浓度差。
2. 载体蛋白载体蛋白是细胞膜上的一种跨膜蛋白，它能够与特定的物质结合，使物质通过细胞膜转运。
载体蛋白可以分为通道蛋白和载体蛋白两类。
通道蛋白形成一个通道，物质通过蛋白通道直接进出细胞；载体蛋白则通过构象变化将物质从一侧转运到另一侧。
二、被动转运被动转运是细胞膜运输中的一种 passively方式，不需要消耗细胞内的能量，物质沿浓度梯度自然地从高浓度区域转运到低浓度区域。
被动转运主要包括扩散、渗透和载体蛋白介导的转运。
1. 扩散扩散是指物质在浓度梯度作用下自由移动的过程。
物质的扩散速率与浓度梯度成正比，与分子大小和溶剂的温度有关。
细胞膜的磷脂双层具有一定的通透性，小分子物质如氧气、二氧化碳等可以通过扩散进出细胞。
2. 渗透渗透是指溶质通过半透膜从高浓度溶液移动到低浓度溶液的过程。
渗透有两种情况，一种是液体渗透，即水分子通过细胞膜的水通道蛋白（如水蛋白）进出细胞；另一种是溶质渗透，即溶质通过细胞膜的载体蛋白进出细胞。
三、胞吞作用胞吞作用是一种细胞膜运输方式，细胞通过改变细胞膜的形状将大分子物质或其他细胞完整地包围进入细胞内部。
胞吞作用分为胞吞和胞噬两种形式。
1. 胞吞胞吞是指细胞通过细胞膜的变形将固体颗粒或大分子物质包围进入细胞内部。
细胞内的囊泡与细胞膜融合形成胞吞泡，胞吞泡内的物质被逐渐降解消化。
细胞膜与物质运输
主要论点：
01
能解释许多膜功能现象，如物质运输、信号识别、能量转换等。
03
说明了膜功能的不对称性。
02
说明了膜的动态性（流动性）。
优点：
未说明膜蛋白分子对脂类分子流动性的控制作用。 实际上特定的膜蛋白酶周围需要有特定的磷脂才 有活性，如钠、钾-ATP酶需要有磷脂酰丝氨酸、 钙-ATP酶需要有磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺。
细胞膜上的运输蛋白：
通道蛋白形成通道：持续开放（如水通道）
通道扩散：
闸门通道（gated channel）
01
离子
02
神经递质
进行通道扩散的分子有：
01
02
03
高浓度低浓度
不消耗细胞代谢能
通过通道蛋白 速度极快
通道扩散的特点：
易化扩散/帮助扩散（facilitated diffusion）
B
D
A
C
E
磷脂酰胆碱（卵磷脂）
磷脂酰丝氨酸
鞘磷脂
磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）
磷脂酰肌醇（含量少、在信息传递中起作用）
磷脂
图示 膜磷脂的分子结构模型
图示 四种磷脂分子结构模式图
磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰胆碱 鞘磷脂
未说明膜各部分流动性的不均匀性。 所以又提出“晶格镶嵌模型”和“板块模型”作为补充。
缺点：
1975年Wallach提出“晶格镶嵌模型”中强调“界面脂”(晶格)可控制脂类分子的运动。
界面脂：镶嵌蛋白周围，一个分子厚的不移动的脂质分子。
界面脂
1977年Jain和White提出“板块镶嵌模型”
不同板块
关于“膜”的几个概念：
生物膜：细胞中所有的膜结构统称生物膜。 生物膜=细胞膜+胞内膜 胞内膜：细胞内所有的膜结构。 膜相结构：具有膜的一切细胞结构。 内膜系统：在结构、功能及发生上为连续统一体的 细胞内膜相结构。 单位膜：生物膜的结构单位。 电镜下观察生物膜，可见为“两暗一明”的三层结构通常将这三层结构型式作为一个单位，称为单位膜。
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。
细胞生物学 第五章 物质的跨膜运输与信号传递
钙泵和质子泵
钙泵：动物细胞质膜及内质网膜，1000 Aa组成的 跨膜蛋白，与Na+-K+ 泵的亚基同源，每一泵单位 约10个跨膜螺旋，与胞内钙调蛋白结合调节其活 性
质子泵
P型质子泵：真核细胞膜 V型质子泵：溶酶体膜和液泡膜 H+-ATP酶：顺浓度梯度，线粒体内膜，类囊体膜和细菌
质膜
在动物、植物细胞由载体蛋白介导的协同运输异同点的比较
调节型胞吐途径：蛋白分选由高尔基体反面 管网区受体类蛋白决定
BACK
第二节 细胞通信与信号传递
细胞通讯与信号传递 通过细胞内受体介导的信号传递 通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递 由细胞表面整联蛋白介导的信号传递 细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合
信息
一、细胞通讯与信号传递
道
主动运输(active transport)
●特点：运输方向、能量消耗、膜转运蛋白 ●类型：
由ATP直接提供能量的主动运输 钠钾泵 钙泵 质子泵
协同运输(cotransport) 由Na+-K+泵（或H+-泵）与载体蛋白协同作用
物质的跨膜转运与膜电位
钠钾泵(Na+-K+ pump)
动物细胞 1/3-2/3能量用于细胞内外Na+-K+ 浓度 和二亚基组成， 亚基120kD， 亚基50kD 亚基Asp磷酸化与去磷酸化 1ATP转运3 Na+和2K+ 抑制剂：乌本苷 促进：Mg2+和膜脂 作用：保持渗透平衡
载体蛋白(carrier proteins)及其功能
与特定溶质分子结合，通过一系列构象变化 介导溶质分子的跨膜转运
通透酶，但改变平衡点，加速物质沿自由能 减少方向跨膜运动的速率
高一上册生物第三单元知识点总结
精心整理
高一上册生物第三单元知识点总结
第一节细胞膜的结构与功能
细胞膜又称细胞质膜。
细胞表面的一层薄膜。
有时称为细胞外膜或原生质膜。
厚度约为7～8nm ，细胞膜的化学组成基本相同，主要由脂类、、物质可以作为信号，与其他细胞进行信息交流，但是这些物质并不是和细胞膜上的受体结合的，而是穿过细胞膜，与细胞核内或细胞质内的某些受体相结合，从而介导两个细胞间的信息交流的!所以说细胞膜的生理作用并不是很大，只是用来保护细胞。
精心整理。
13. 细胞膜的物质运输功能1
No.12 第二节细胞膜的物质运输功能第7周第1课时编写人：李波审核：李永华班组姓名：组评：师评：【使用说明】1、认真阅读教材P48---P50的知识完成自主学习内容。
2、小组之间相互讨论并积极完成合作探究。
【学习目标】1、掌握单纯扩散、协助扩散和主动运输三种运输方式的特点。
2、知道大分子和颗粒物质运输方式。
【学习重难点】区分细胞的单纯扩散、协助扩散和主动运输。
【自主学习】一、穿膜运输1、有些物质进出细胞是完成的，称为。
它包括和。
2、单纯扩散：水分子和物质是按照一般扩散作用的原理从分子密度地方向分子密度的地方运动，能自由通过细胞膜。
3、协助扩散：一些物质虽然按照扩散原理从分子密度大的一侧向分子密度小的一侧扩散，但必须有的协助。
例如，血浆中的。
4、主动运输：从一侧运输到一侧，需要的协助，同时还需要的一种物质运输方式。
二、膜泡运输1、有些大分子和不能以穿膜运输的形式进出细胞，而是通过和两种膜泡运输的方式完成。
2、内吞的大致过程是：和物质首先与结合，随着细胞膜内陷，这些物质被包围起来形成，然后小囊泡脱离细胞膜进入中。
【合作探究】1、三种穿膜运输方式的比较运输方式转运方向载体能量举例被动运输单纯扩散协助扩散主动运输2、膜泡运输运输方式运输物质运输方向是否耗能吞噬内吞胞饮外排【课堂检测】A级题：1、人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于（）A、组织液中甘油的浓度B、细胞膜上甘油载体的数量C、细胞的供能D、细胞膜上载体的种类2、红细胞吸收下列物质时，需要消耗能量的是（）A、钾离子B、葡萄糖C、水D、氧气3、某物质从低浓度向高浓度跨膜运输，该过程（）A、没有载体参与B、为自由扩散C、为协助扩散D、为主动运输4、红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是（）A、都可以从低浓度一边到高浓度一边B、都需要供给能量C、都需要载体协助D、既需要载体协助又需要消耗能量B级题：1、甲、乙两种物质分别依赖单纯扩散、协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其它条件不变，则（）A.甲运输被促进B.乙运输被促进C.甲运输被抑制D.乙运输被抑制2、新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。
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。
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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
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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。
细胞膜与物质运输
细胞膜与物质运输细胞膜是细胞与外界的分界线，控制着物质的出入。
物质运输是细胞生命活动的重要过程之一，需要通过细胞膜完成。
本文将探讨细胞膜的结构与功能，以及细胞膜对物质运输的影响。
一、细胞膜的结构与功能细胞膜是由磷脂双分子层、蛋白质和碳水化合物等物质组成的。
其中，磷脂双分子层是细胞膜的主要构成部分，它由两个互相朝向的亲水性头部和中间的疏水性尾部组成。
这种特殊的结构使得细胞膜能够形成一个封闭的空间，从而控制细胞内外物质的交换。
细胞膜的主要功能有以下几个方面：1.分隔空间：细胞膜能够将细胞内外分隔开来，确保细胞内环境的稳定和生命活动的正常进行。
2.物质运输：细胞膜通过不同的方式控制物质的进出，保证细胞内外环境的平衡。
3.信息传递：细胞膜上存在着多种信号受体，能够接收并传递外界信息，参与细胞与外界的相互作用。
二、细胞膜对物质运输的影响细胞膜对物质的运输具有重要的影响，主要表现在以下几个方面：1.主动运输：细胞膜上存在着许多主动转运蛋白，它们能够将物质逆向浓度梯度进行转运，从而实现高浓度物质向低浓度方向运输。
2.被动运输：细胞膜上还存在着许多被动运输蛋白，它们能够将物质顺着浓度梯度进行转运，实现低浓度物质向高浓度方向运输。
3.囊泡运输：细胞膜还能够通过囊泡的方式将物质从细胞内部运输到细胞外部或者从细胞外部运输到细胞内部。
细胞膜对物质运输的影响不仅体现在细胞外的物质运输，还包括细胞内物质的运输。
通过细胞膜的调节，能够确保细胞内外环境的相对稳定，从而维持正常的细胞生命活动。
三、细胞膜与物质运输的研究进展目前，细胞膜与物质运输的研究已经成为生物学领域的热点之一。
近年来，随着生物学研究手段的不断发展，许多新的发现和进展正在被探索和发掘。
例如，在细胞膜主动转运蛋白的研究领域，科学家们已经通过解析蛋白质的结构和机制，发现了一些新的物质转运方式。
这些发现不仅能为人类疾病的治疗和药物的研制提供新的思路，还能为生物工程等领域的发展提供有力支持。
细胞膜的运输与转运
细胞膜的运输与转运细胞膜作为细胞的外包装，起着关键的保护和选择性通道的作用。
它不仅能够控制物质的进出，还能够实现细胞内不同物质的运输与转运。
本文将介绍细胞膜的运输与转运机制，并探讨其在细胞生理活动中的重要性。
一、细胞膜的结构细胞膜是由磷脂双分子层组成的，其中磷脂分子具有疏水的疏水磁性头部和亲水的尾部，使得细胞膜能够形成双分子层结构。
此外，细胞膜还含有蛋白质、胆固醇和其他小分子物质。
这些组分赋予了细胞膜不同的功能和特性。
二、细胞膜的运输机制1. 被动扩散被动扩散是指物质在不需要能量消耗的情况下，从高浓度区域向低浓度区域自由移动的过程。
细胞膜中的磷脂双分子层能够阻止大部分水溶性分子的通过，但对于小分子气体、水和非极性分子来说，被动扩散是常见的运输方式。
2. 主动运输与被动扩散相反，主动运输是需要消耗能量的过程。
细胞膜上的蛋白质通过利用细胞内外的浓度差，将物质从低浓度区域向高浓度区域运输。
主动运输通常分为主动转运和囊泡运输两种形式。
（1）主动转运主动转运是通过膜上的转运蛋白驱动的运输过程。
这些转运蛋白可以分为两类：一类为离子泵，通过消耗ATP来将物质从低浓度区域转移到高浓度区域；另一类为载体蛋白，也称为转运体。
转运体通过特异性结合物质，将之从高浓度区域转移到低浓度区域。
主动转运机制在维持细胞内外浓度差和细胞内物质稳态方面起着重要的作用。
（2）囊泡运输囊泡运输是细胞内膜系统中常见的运输方式。
细胞膜内部存在许多囊泡，这些囊泡能够与细胞膜融合或从细胞膜脱落，实现物质的运输。
囊泡运输可分为内吞作用和分泌作用两种形式。
内吞作用是指细胞膜将外部物质包裹形成囊泡，然后将囊泡内的物质带入细胞内部。
分泌作用则是指细胞内的囊泡与细胞膜融合，将囊泡内的物质释放到细胞外。
三、细胞膜运输与细胞生理活动的关系细胞膜的运输与转运机制对于细胞的生理活动至关重要。
首先，细胞膜通过运输机制能够维持细胞内外的浓度差，使细胞内外环境呈现差异，从而为细胞内各种代谢过程的进行提供了条件。
生物体内的细胞膜运输
生物体内的细胞膜运输生物体是由无数个微观的细胞构成的，而细胞是生命的基本单位。
细胞内的各种生命活动需要通过细胞膜进行物质的运输和交换。
细胞膜是由磷脂双分子层组成的，具有极高的选择性渗透性，它能够在保持细胞内环境相对稳定的同时，实现细胞与外界的物质交流，从而维持细胞正常的生理功能。
一、物质的主动运输细胞膜上存在着许多蛋白质通道，这些通道可以主动将物质从高浓度方向向低浓度方向进行转运。
这种过程需要消耗细胞内的能量，常常依赖于细胞内的酶的催化作用。
其中，最为典型的就是钠钾泵的工作机制。
在这个过程中，细胞膜通过蛋白质泵将细胞内的钠离子排出，将细胞外的钾离子吸收进来，实现了细胞内外钠离子和钾离子的浓度差异和电位差的维持。
二、物质的被动运输除了主动运输外，细胞膜还可以通过被动运输的方式进行物质的转运。
其中，扩散是最为常见的一种被动运输方式。
当细胞膜上存在浓度差时，分子会沿着浓度梯度自发地从高浓度区域向低浓度区域扩散。
这种过程不需要细胞耗费能量，是细胞内外物质交换的重要方式。
三、物质的嵌合转运除了主动运输和被动运输外，细胞膜还可以通过胞吞、胞吐和胞饮等方式进行细胞内物质的嵌合转运。
其中，胞吞和胞吐是细胞对于较大分子的吸收和排泄的方式。
细胞通过细胞膜的改变形状，将外界的物质包裹在细胞膜内部形成囊泡，然后将囊泡带到细胞内部或将其排除到细胞外。
而胞饮是指细胞通过膜上的蛋白质通道将其周围的液体包裹进来，形成胞饮小泡。
四、细胞膜运输的重要性细胞膜的运输机制对于细胞的生存和发展起到了非常重要的作用。
通过物质的主动运输和被动运输，细胞膜可以实现对细胞内外环境的监测和调节，保持细胞内外的物质平衡，维持细胞正常的生理功能。
同时，细胞膜的嵌合转运机制也能够实现细胞对外界的物质的吸收和排泄，为细胞提供所需的营养物质和排除代谢产物，保障了细胞的生存和繁殖。
总结：细胞膜运输是细胞内外物质交换的重要机制。
通过主动运输、被动运输和嵌合转运等方式，细胞膜可以实现物质的有序转运，并保持细胞内外环境的相对稳定。
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分析结果 （分析实验结果，得出结论：……）
表达与交流 （总结，写实验报告并适当交流）
状态
处理
观察内容
第一次 观察
初始状态
浸润在清水中 1、中央液泡大小
2、原生质层的位置： 紧贴细胞壁
失水状态 浸润在蔗糖溶 1、中央液泡大小：变小
第二次 （质壁分离） 观察
液中
2、原生质层的位置： 脱离细胞壁
3、细胞大小： 基本不变
一 5.渗透作用的实质：
、 渗
（1）双向扩散，最终结果是由低浓度溶液流向高
透 浓度溶液的水分子数较多。
作 用
（2）动态平衡。既不可看作没有水分子移动，也
不可看作两侧溶液浓度绝对相等（渗透平衡≠浓度
相等）
6.探究物质是否穿过半透膜（以淀粉和碘液为例）
注意 ： ①若溶质分子能通过半透膜， 则先是浓度高的一侧液面升高， 随后另一侧液面上升，最后达 到渗透平衡。
2、吸水与失水
细胞质浓度>外界溶液时： 细胞吸水膨胀 细胞质浓度<外界溶液时： 细胞失水皱缩 细胞质浓度<外界溶液时： 细胞水分进出平
衡，形态不变
三、植物细胞的吸水和失水
细胞壁（全透性，伸缩性小）
细胞膜
水
细胞质 液泡膜
原生质层（选择透
? 过性，伸缩性大）
细胞液
（具有一定 的浓度）
探究实验：植物细胞的吸水和失水
提出问题 （原生质层是一层半透膜吗？）
作出假设 （原生质层相当于一层半透膜）
设计 将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液
方案 中，观察其大小的变化；再将细胞浸润
设计实验
在清水中，观察其大小的变化。
预期 在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变
结果 小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中
央液泡会变大，细胞膨胀。
进行实验 （按预定方案进行实验）
②上图中，在达到渗透平衡后，只要存在液面差Δh，
则S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度。 ③若S1为10%蔗糖溶液，S2为10%葡萄糖溶液(葡萄糖不 能透过半透膜)，则水分子由漏斗进烧杯使漏斗液面下 降。 ④水分子的移动方向：双向移动，但最终结果是单位 体积内水分子数多(低浓度)溶液流向单位体积内水分 子数少(高浓度)溶液。
②若细胞发生质壁分离后又自动复原
该溶液中溶质能通过原生质层 ห้องสมุดไป่ตู้：KNO3溶液、尿素溶 液、乙醇、甘油等
③若细胞发生质壁分离不能复原 a.溶液浓度过大，细胞失水过多而死亡，如：0.5g/L蔗 糖溶液 b.溶液有毒，杀死细胞，如盐酸、醋酸等
四.物质跨膜运输的其他实例
资料1
吸水速率相对大于吸离子速率
培养液中的 离子浓度
时D间细越胞短液，浓细度胞与液0浓.4度g/越ml蔗糖小溶液。浓度相当
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞+未知浓度的溶液 刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→
时间越短，未知溶液的浓度越 大 。
(5)鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）；
①若细胞发生质壁分离且加水后可复原 该溶液中溶质不能通过原生质层 如： 0.3g/L蔗糖溶液
初始浓度
为什么高于 初始浓度？
水稻
番茄
0 Mg2＋
Ca2+
Si4+
离子
结论1：植物细胞对离子吸收具选择性 同一植物对不同无机盐离子吸收速率不同 不同植物对同种无机盐离子吸收速率不同 结论2：吸水和吸离子是两个相对独立的过程
4、液泡颜色： 变深
第三次 观察
吸水状态
（质壁分离 复原）
又浸润在清水 1、中央液泡大小：
中
逐渐恢复原来大小
2、原生质层的位置：
逐渐恢复原来位置
3、细胞大小：基本不变
4、液泡颜色：变浅
质壁分离的原因分析 外因 外界溶液浓度＞细胞液浓度
(1)原因 内因 原生质层具有选择透过性
细胞壁的伸缩性小于原生质层
(5)质壁分离过程中所用的外界溶液的浓度要适当，在短 时间内对细胞没有损伤作用。浓度过大，质壁分离速度 虽快，但会影响细胞活力，严重时有可能导致细胞失水 过多而死亡。如果浓度太低，则分离速度过慢，甚至不 发生分离。
质壁分离现象的应用
(1)判断植物细胞的死活；
(2)测定细胞液的浓度； 待测例细：胞将洋+葱一表系皮列细浓胞度放梯在度0的.4蔗5g糖/m溶l蔗液糖溶液镜中检，细
第单二单击元此细处胞编的结辑构母与物版质标的输题入和样输式出
第三讲 物质跨膜运输的实例和方式
知识体系——定内容
单击此处编辑母版标题样式
考点一
渗 透单作击此用处与编辑质母壁版标分题离样式
[重难深化类]
1、实验装置
一
、
渗
半透膜（选择透过性膜一定是半透膜，半透膜
透 作 用
不一定是选择透过性膜。）
2.条件：
细的胞蔗胞有没液糖胀有发浓溶大 变生度液趋 化质介浓势 ，壁于度； 这分之未表离c放间发明，在生放(0D质在.4壁0g)./分3m5l离g蔗/和m糖l刚蔗溶发液糖生溶中质，液壁细中分胞，离细几乎胞
(3A)比洋较葱不表同皮植细物胞细已胞死的亡细胞液浓度 不B同细植胞物膜细不胞允+同许一水浓分度子的自蔗由糖通溶过液 刚C发蔗生糖质分壁子分进离入所细需胞时，间导比致较渗→透判平断衡细胞液浓度大小：
二、探究动物细胞的吸水和失水
提出问题 红细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？
作出假设 红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
设计实验 进行实验
低浓度溶液
高浓度 溶液
吸水膨胀 分析结果
生理盐水 人的红细胞 失水皱缩
得出结论 红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
表达与交流
动物细胞的吸水和失水结果分析
1、细胞膜相当于半透膜
半透膜两侧具有浓度差（物质的量浓度差，
浓度差越大，渗透速度越快）
3.水的运输方向：(水分进出是顺相对含量梯度的)
水（溶剂） ①低浓度溶液→高浓度溶液
②低渗透压溶液→高渗透压溶液
- - - - - -半透- 膜- -
③水分子多溶液→水分子少溶液
4.定义：水分子（或其他溶剂分子）经过半透膜由 低浓度溶液向高浓度溶液的扩散过程。
(2)表现
宏观 植株：坚挺→萎蔫
液泡：大→小 微观 细胞液颜色：浅→深
原生质层：与细胞壁分离
(3)条件：只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分 离和复原。
实验注意事项
(1)实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液 泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。 (2)换液时，不要一次滴液太多，避免溢至盖玻片上， 污染物镜。 (3)用显微镜观察时，因成熟植物细胞的液泡比较大，所 以只用低倍显微镜观察即可。 (4)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液。