细胞膜物质转运
列表比较细胞膜几种物质运输方式的特点
列表比较细胞膜几种物质运输方式的特点
细胞膜物质转运常见的几种形式有单纯扩散、易化扩散、主动转运、出胞和入胞作用。
1.单纯扩散
特点:1脂溶性小分子;2顺浓度差;3不耗能; 4 不需要膜蛋白参与。
2.易化扩散
特点:1非脂溶性小分子或离子;2顺浓度差;3不耗能; 4 需要膜蛋白参与。
分类:根据参与的膜蛋白不同分为:1载体运输(特点:特异性、饱和性、竞争性抑制);2通道运输。
3.主动转运
特点:1小分子或离子;2逆浓度差;3耗能; 4 需要膜蛋白参与。
4. 出胞和入胞1出胞:指大分子或团块物质通过细胞膜的运动从细胞内排至细胞外的过程。
如消化酶的分泌、激素的分泌、神经递质的释放等过程。
2入胞:指大分子或团块物质通过细胞膜的运动从细胞外进入细胞内的过程,包括吞饮和吞噬两种形式。
如中性粒细胞消灭细菌的过程。
根据参与的膜蛋白不同分为:
1载体运输(特点:特异性、饱和性、竞争性抑制);2通道运输。
3. 主动转运特点:1小分子或离子;2逆浓度差;3耗能; 4 需要膜蛋白参与。
4. 出胞和入胞1出胞:指大分子或团块物质通过细胞膜的运动从细胞内排至细胞外的过程。
如消化酶的分泌、激素的分泌、神经递质的释放等过程。
2入胞:指大分子或团块物质通过细胞膜的运动从细胞外进入细胞内的过程,包括吞饮和吞噬两种形式。
如中性粒细胞消灭细菌的过程。
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，
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。
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环境的分界线，它除了具有维持细胞结构和形态的功能外，还承担了很多生命活动的关键任务，如物质转运。
细胞膜的物质转运功能是指它可以通过不同的转运方式将物质
从细胞内或细胞外传输到另一侧。
细胞膜的转运方式包括主动转运、被动转运和细胞吞噬。
主动转运是指细胞需要消耗能量才能将物质从低浓度区域向高
浓度区域转运，这一过程需要依靠转运蛋白和ATP等能源物质。
被动转运则是指物质沿着浓度梯度自发地向着浓度较低的方向转移，这里不需要消耗额外的能量。
细胞膜的转运对象极其广泛，包括氨基酸、葡萄糖、离子、脂质等多种物质，这些物质在细胞内或外部参与着细胞生命活动的方方面面。
不同的转运方式和转运对象都需要特定的转运蛋白才能实现。
细胞膜的物质转运具有很多特点，比如选择性、饱和性、竞争性等。
选择性是指转运蛋白具有对特定物质的选择性，只有特定的物质才能被转运，这一特性保证了细胞内外物质的平衡。
饱和性则指转运蛋白对物质的转运速率会随着物质浓度的增加而饱和，这一特性保证了细胞内外物质的平衡和稳定。
竞争性则是指不同的物质可能共享同一转运蛋白，竞争转运，这一特性有时可能会导致物质的竞争和排斥。
了解细胞膜物质转运的功能、转运对象和特点对于深入理解细胞生物学和分子生物学等学科具有重要的意义。
- 1 -。
细胞膜的物质转运功能(主动转运)
吞饮：液体细胞入胞
主动转运
物质逆电—化学梯度运动
细胞本身需耗能
过程
特点
原发性主动转运
物质在离子泵的帮助下逆电—浓度梯度的跨膜转运需要细胞本身消耗能量
继发性主动转运
主动转运的另一种形式，在伴随Na+转运的同时而转运其他物质最终由钠泵提供能量。
出胞
细胞内物质通过膜上暂时出现的裂孔而被排出细胞过程
吞饮
细胞摄取液体物质的过程
吞噬
细胞摄取固体颗粒物质的过程Байду номын сангаас
6、一定程度上影响静息电位的数值
7、某些物质继发性转运的动力如葡萄糖，氨基酸
2、继发性主动转运
特点：主动转运的另一种形式，在伴随Na+转运的同时而转运其他物质最终由钠泵提供能量。
出胞和入胞的作用
1、出胞是指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程
2、入胞是指大分子物质或某些物质团块进入细胞的过程
细胞膜的物质转运功能
主动转运：借助细胞膜泵蛋白的作用，将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧向高浓度一侧个过程。
特点：逆浓度、需要消耗能量、需要泵蛋白的帮助
1、原发性主动转运
特点：物质在离子泵的帮助下逆电—浓度的跨膜转运并需要细胞本身消耗能量
实质：Na+、K+依赖ATP细胞内高K+C外高Na+
主动转运的意义：细胞可以根据生理需求，主动选择物质的吸收和排出，从而使细胞内外离子保持分布的不均衡性。
实质：不均衡性，细胞内高K+细胞外高Na+
浓度差的形成和维持需要依靠细胞膜上的一种特殊膜蛋白即钠泵
钠泵的生理意义：
1、钠泵活动造成的细胞内高K+细胞外高Na+的必须条件
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.
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（一）被动转运(passive transport)
概念：小分子物质顺电位或化学梯度跨膜的转 运过程。
特点： ①不耗能（转运动力依赖物质的电-化学梯度 所贮存的势能） ②依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ③顺电-化学梯度进行 分类： ①单纯扩散 ②易化扩散
④饱和性（∵结合位点是有限的）
高浓度
亲水性物质：葡萄糖、氨基酸、核苷酸
(1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。
维持[Na+]o高、[K+]i高
易化扩散(facilitated diffusion)
（4）决定因素： 浓度差；
（2）通道介导的易化扩散
亲水性物质：葡萄糖、氨基酸、核苷酸
无机离子：Na+、K +、CI¯、H+
（2）通道介导的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
定义：是指由镶嵌在细胞膜上的通道蛋白来完成 的一种易化扩散方式。
可转运的物质：适当大小的带电荷的分子或离子，
如：Na+, K+, Ca2+, H2O 。
(二)主动转运(active transport)
概念：指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。
特点：①需要消耗能量,能量由分解ATP来提供； ②依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”；
③是逆电-化学梯度进行的。
分类： ①原发性主动转运（简称：泵转运）；
如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等 ②继发性主动转运（简称：联合转运）；
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。
简述细胞膜的物质转运功能
简述细胞膜的物质转运功能细胞膜是细胞内部和外部环境之间的重要界面，它不仅能够保护细胞内部结构，还具有物质转运的重要功能。
细胞膜通过多种机制，实现了物质在细胞内外之间的选择性转运，维持了细胞内环境的稳定。
细胞膜的物质转运功能主要由膜蛋白质介导。
膜蛋白质分为两类：通道蛋白和转运蛋白。
通道蛋白形成了细胞膜上的孔道，可以让特定溶质通过。
转运蛋白则通过与溶质结合，改变蛋白的构象，实现溶质的跨膜转运。
通道蛋白是一类高度选择性的蛋白质，能够实现溶质的高效传递。
通道蛋白可以根据溶质的大小、电荷和亲疏水性等特性选择性地让特定的物质通过。
例如，细胞膜上的离子通道能够实现离子的快速转运，维持细胞内外的电位差和离子浓度差。
此外，还有一些特定的通道蛋白，如水通道蛋白（水脑、水通道蛋白）能够实现水分子的快速转运，调节细胞的渗透压和细胞内外水分平衡。
另一类膜蛋白质是转运蛋白，它们能够与溶质结合，通过改变蛋白的构象来实现溶质的跨膜转运。
转运蛋白根据溶质的特性分为被动转运蛋白和主动转运蛋白。
被动转运蛋白利用溶质浓度梯度驱动溶质跨膜转运，而主动转运蛋白则需要耗费能量，反对溶质的浓度梯度，实现溶质的跨膜转运。
例如，葡萄糖转运蛋白是一种主动转运蛋白，它能够将葡萄糖从低浓度区域转运到高浓度区域，维持细胞内外葡萄糖浓度的平衡。
除了通道蛋白和转运蛋白，细胞膜还有其他一些物质转运机制。
一种重要的机制是胆固醇介导的转运。
胆固醇是细胞膜中重要的组成成分，它能够调节细胞膜的流动性和通透性。
胆固醇通过与膜磷脂相互作用，调节膜的流动性，影响溶质的跨膜转运。
细胞膜还可以通过囊泡运输和外泌体分泌等机制实现物质的转运。
囊泡运输是细胞内外物质交换的重要方式，通过囊泡的融合和分裂，实现物质的转运。
外泌体分泌是细胞释放物质的一种方式，细胞通过膜包裹物质，形成外泌体，然后释放到细胞外。
细胞膜的物质转运功能在维持细胞内外环境平衡、维持细胞正常功能发挥等方面起着重要作用。
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
★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。
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特点 有饱和现象
载体 易化扩散
竞争性抑制
物质：红细胞膜上，葡 萄糖和氨基酸的转运。
通道 各离子通道
主动转运
逆电-化学势差 需由细胞提供能量
原发性：钠泵
继发性：葡萄糖、氨基酸在肾 小管和小肠上皮
二、大分子物质和颗粒物质的跨膜转运
（一）入胞作用 1）定义：物质团块或大分子物质（某些血浆蛋白、抗原、细菌、
带电的离子如Na+、K+ 、 Ca2+、 CI-等借 助于通道蛋白的介导, 顺浓度梯度或电 位梯度的跨膜扩散。 特点 : a. 通道具有开放和关闭状态; b. 对转运物质有选择性,但无载体蛋白那么严 格
Channel 通道
进行通道易化扩散的物质：
Na+、K+ 、 Ca2+、 CI等通过离子通道转运。
一、小分子物质和离子的跨膜转运
被动转运
单纯扩散：脂溶性物质 易化扩散：非脂溶性物质 借助蛋白质
一、小分子物质和离子的跨膜转运 （一）单纯扩散 概念：脂溶性的小分子物质由高浓度一侧向低浓度 一侧跨膜转运的方式，称为单纯扩散。 物质的移动速度： ①决定于该物质的浓度差 ②膜对该物质的通透性
扩散的物质：脂溶性高、分子量小的物质。
载体异化扩散
●：葡萄糖 ◆：氯化钠
通道转运与钠-钾泵转运模式图
主动转运与被动转运的区别
主动转运
被动转运
需由细胞提供能量
不需外部能量
逆电-化学势差
顺电-化学势差
使膜两侧浓度差更大 使膜两侧浓度差更小
一、小分子物质和离子的跨膜转运
被动转运：
顺电-化学势差 不需外部能量
单纯扩散 O2、CO2
特异性高
病毒等）进入细胞的过程称为入胞。 固体物质入胞称为吞噬；液体物质入胞称为吞饮。
2）过程：
（二）出胞作用 1）定义：大分子物质（激素、酶原、神经递质）排出胞外 2）过程：
入胞（endocytosis）
出胞（动画）
作业：
1.进行各种转运的物质分别有哪一些？ 2.主动转运和被动转运有什么区别? 3.载体异化扩散的特点有哪一些？
三.（原发性）主动转运
概念: 指细胞直接利用能量将小分子物质(离子)由低浓 度一侧向高浓度一侧的跨膜转运的过程。
化学本质： 钠泵是Na+-K+依赖式ＡＴＰ酶的蛋白质。 也称Na+-K+-ＡＴＰ酶。
启动机制： 启动和活动强度与膜内多Na+和膜外多K+有关。
钠泵活动时
泵出Na+和泵入K +同时进行或“耦联”在一起
O2、CO2、N2、乙醇、尿素、水
（二） 易化扩散：非脂溶性小分子物质或离子借助蛋白 质，由高浓度一侧向低浓度一侧跨膜转运。
1.载体易化扩散 特点 ： （1）特异性高 （2）有饱和现象 （3）竞争性抑制
考点：红细胞膜上，葡萄糖和氨基酸的转运。
细胞外 细胞膜 细胞内
载体 carrier
2．通道易化扩散 概念:
第二章
细胞的基本功能
第一节细胞膜的物质转运功能
组 成：脂质，蛋白质，糖类 基本结构：液态镶嵌模型
细胞膜的物质转运功能
小分子物质
大分子物质
一、小分子物质和离子的跨膜转运
•
被动转运： 顺电-化学势差
不需外部能量
•
主动转运： 逆电-化学势差
•
需由细胞提供能量
一、小分子物质和离子的跨膜转运
被动转运
细胞膜上的钠泵活动的意义：
（1）使膜内外的Na+、K+ 保持一定的 浓度差，建立一种势能贮备，是神经、 肌肉等可兴奋细胞产生电活动、维持Fra bibliotek细胞兴奋性的基础；
（2）钠泵活动形成的Na+势能贮备也为 小肠和肾小管等部位的葡萄糖和氨基 酸实现主动转运提供了能量。
继发性主动转运－协同转运－同向转运
考点：葡萄糖、氨基酸在肾小管和小肠上皮 对比：葡萄糖、氨基酸在红细胞膜上进行的是？