离子跨膜运输方式
物质跨膜运输的方式
§4－3 物质跨膜运输的方式
物质的跨膜运输方式：
小分子和离子
自由扩散 协助扩散 主动运输
被动运输
大分子和 颗粒状物质
胞吞 胞吐
一、被动运输
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度 的扩散方式。
自由扩散： 物质通过简单的扩散 作用进出细胞。
协助扩散： 进出细胞的物质借助 载体蛋白的扩散。
需要
不消耗 不消耗
氧气、水、二氧 葡萄糖通
化碳、乙醇、甘 油等通过细胞膜
过红细胞
需要
需要消耗
葡萄糖、氨基酸 通过小肠上皮细 胞膜；离子通过 细胞膜等
红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同
点是（ C ）
A、都可以从低浓度的一边到高浓度 的一边 B、都需要供给ATP C、都需要载体协助 D、既需要载体协助又需要消耗能量
运
输
a
速
Hale Waihona Puke 率3/20/2020
氧气的浓度
3/20/2020
三、胞吞和胞吐 一些大分子或物质团块的运输
胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞 膜，从细胞外进入细胞内的过程。
胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜， 从细胞内排到细胞外的过程。
胞 吐
3/20/2020 合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图
自由扩散
1、自由扩散
特征： A、顺浓度梯度运输 B、不需载体和能量
协助扩散
2、协助扩散：
特征： A、顺浓度梯度运输 B、需要载体参与
C、不需要能量
主动运输
二、主动运输
特征：
1. 逆浓度梯度运输 2. 需要载体
3.需要消耗能量
离子浓度 150 /mmol/L
离子的跨膜运输名词解释
离子的跨膜运输名词解释离子的跨膜运输：深入探索细胞内部的神秘世界随着科学技术的不断进步，人们对细胞的理解也越来越深入。
而离子的跨膜运输作为细胞内部重要的生物化学过程之一，广泛存在于生物体内，对于我们理解细胞的正常功能以及疾病的发生具有重要意义。
本文将从离子的基本概念、跨膜运输的重要性以及跨膜运输的机制进行解释，带领读者一起探索离子的跨膜运输的奥秘。
一、离子的基本概念离子，是指在溶液中由于失去或获得了一个或多个电子而带有电荷的原子或分子。
根据带电情况分为带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子。
离子在细胞内起着非常重要的作用，参与许多细胞内的化学反应和信号传递。
二、跨膜运输的重要性离子的跨膜运输在维持细胞内外环境的稳定性、维持细胞膜电位和离子浓度均衡等方面起到至关重要的作用。
通过跨膜运输，细胞可以调节细胞膜的电位以及细胞内外离子的浓度差，从而维持正常的生理功能。
例如，神经细胞通过钠离子和钾离子的跨膜运输参与神经冲动的传导，调节神经信号的传递。
此外，钙离子的跨膜运输也涉及到细胞内多个信号转导途径的调控。
三、跨膜运输的机制离子的跨膜运输主要依赖于细胞膜上特定的通道蛋白或载体蛋白。
根据离子运输的方向和能量来源的不同，可以将其分为主动运输和被动运输两种类型。
1. 被动运输被动运输是指离子根据浓度梯度进行自发的跨膜扩散，不需要耗费能量。
其中，离子通道蛋白是实现被动运输的重要载体。
离子通道蛋白形成的孔道可以选择性地让某些特定的离子通过，而阻止其他离子的通过。
这种选择性通透性让细胞能够精确地调控细胞内外离子的浓度。
2. 主动运输主动运输是指离子逆浓度梯度进行跨膜运输，需要耗费能量。
主动运输主要是通过离子泵进行的，其中最为典型的是钠钾泵。
钠钾泵通过耗费细胞内三磷酸腺苷（ATP）的能量，将细胞内的三个钠离子与两个钾离子互换，以维持细胞内外离子的浓度差。
四、离子跨膜运输与疾病离子跨膜运输的异常与多种疾病的发生息息相关。
例如，钠离子的不正常运输与高血压、心力衰竭等心血管疾病的发生有关；钙离子的不正常运输则与肌肉疾病、神经系统疾病等有关。
植物细胞跨膜离子运输机制
离子的选择性：
K+ channel、Ca2+ channel、Cl- channel, etc.
运输离子方向：K+inward、K+outward,etc.
离子通道开放与关闭的调控机制： 电压门控通道(voltage-gated ion channel)、 调节因子调控的通道等。 AKT1
P
AKT1: 6个跨膜区，一个通道孔部区域； S4区为电压敏感区； C端为磷酸化调控区。
Whole-cell recording of K+ currents in akt1-1 root protoplasts. Inward currents were absent but outward currents were the same as in wild-type root protoplasts
4.关闭膜内侧蛋白质空口的同时打开膜外侧的蛋白质空口
而将M+释放出去,并将结合的Pi水解释放回膜的内侧。 5. ATP酶又恢复至原先的构象，开始下一个循环。
由于这种转运造成了膜内外正、负电荷的不 一致,所以形成了跨膜的电位差,故这种现象称 为致电(electrogenesis)。
因为这种转运是逆电化学势梯度而进行的主 动转运,所以也将ATP酶称为一种致电泵 (electrogenic pump)。 H+是最主要的通过这种方式转运的离子，所以 可以将转运H+的ATP酶称为H+-ATPase或H+ 泵。
Three families Shaker family 9 members
TPK family (Tandem-Pore K+ channel) 5 members
Kir-like family (K+ inward rectifier)
归纳总结跨膜物质转运方式
归纳总结跨膜物质转运方式跨膜物质转运是细胞内外物质交换的重要过程，细胞通过不同的方式将物质从细胞外输送到细胞内，或将物质从细胞内排出到细胞外。
本文将归纳总结跨膜物质转运的方式，并对其特点进行概述。
一、被动扩散被动扩散是一种自发的物质转运方式，无需能量输入。
它依靠物质的浓度梯度进行推动，即从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散。
被动扩散的速率受到温度、浓度梯度、分子尺寸和膜通透性等因素的影响。
该方式常见的例子包括氧气和二氧化碳的跨膜转运。
二、主动运输主动运输是一种需要能量输入的物质转运方式，可逆转运。
细胞通过特定的膜蛋白通道将物质从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧，与被动扩散相反。
这一过程需要利用细胞内的能量，常见的能量形式包括ATP和电化学梯度。
主动运输可以分为原位运输和团队运输两种类型。
1. 原位运输原位运输是指通过特定的跨膜蛋白直接将物质从细胞内转运到细胞外，或从细胞外转运到细胞内。
例如，钙离子通过钙离子泵从细胞质转运到细胞外，或通过钙离子通道从细胞外进入细胞质。
2. 组运输组运输是指通过跨膜蛋白将物质从细胞内转运到细胞外，或从细胞外转运到细胞内的过程中，与另一种物质共同转运。
这种方式常见于某些离子和分子对的转运，如钠-钾泵和葡萄糖-钠共转运体。
三、细胞内液泡运输细胞内液泡运输是细胞内物质转运的一种方式，通过液泡的形成、融合和运输，实现物质在细胞内的转移。
细胞内液泡运输分为内吞作用和分泌作用两种。
1. 内吞作用细胞通过囊泡与细胞膜融合，将细胞外的物质包裹进液泡内形成内吞泡。
这种方式常见于细胞摄取外源性物质，如细胞吞噬细菌的过程。
2. 分泌作用分泌作用是细胞内物质释放到细胞外的过程，细胞内的物质通过液泡与细胞膜融合，并将物质释放至细胞外。
分泌作用发生在多种细胞类型中，如胰岛细胞释放胰岛素。
四、背袋运输背袋运输是一种细胞自体膜形成的过程，细胞膜通过背外凹形成小囊泡，在转运物质的同时形成背内凹。
这种方式常见于蛋白质内吞作用和排泄作用。
镍、钴、锰等重金属多价阳离子的跨膜运输效率-概念解析以及定义
镍、钴、锰等重金属多价阳离子的跨膜运输效率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以参考以下写作思路：本文主要探讨与分析了镍、钴、锰等重金属多价阳离子在跨膜运输过程中的效率问题。
随着工业化进程的加快和环境污染的日益严重，重金属污染已成为世界范围内的环境问题之一。
镍、钴、锰等重金属多价阳离子作为常见的环境污染物之一，其在生态系统中的跨膜运输效率对于环境健康和生物安全都具有重要影响。
在本文中，我们将分别对镍、钴和锰多价阳离子的跨膜运输机制进行深入探究。
首先，我们将介绍重金属污染的背景与问题，以加深读者对这些重金属元素的了解。
然后，我们将详细解析镍、钴和锰多价阳离子在跨膜运输过程中的机制，包括其在细胞膜上的吸附、转运和释放等过程。
同时，我们还将探讨影响这些多价阳离子跨膜运输效率的因素，包括环境因素、物理因素和生物因素。
本文旨在深入了解镍、钴、锰等重金属多价阳离子在跨膜过程中的运输机制和效率，以期为环境污染治理和生物安全提供理论依据和实验指导。
通过本文的研究，我们可以更好地了解重金属元素在生物系统中的行为规律，为环境治理和生态环保工作提供科学依据，促进可持续发展的进程。
在下面的文章中，我们将重点介绍镍、钴和锰多价阳离子的跨膜运输效率，探讨其影响因素以及可能的解决方案。
通过这些研究，我们有望为重金属污染的治理提供新思路和方法，为环境保护和生物健康做出积极的贡献。
1.2 文章结构本文主要研究镍、钴、锰等重金属多价阳离子的跨膜运输效率。
文章结构如下：第一部分为引言部分，共分为三个小节。
第一小节是概述，介绍了重金属污染问题的背景以及其对环境和人类健康的影响。
第二小节是文章结构，说明了本文的整体组织和各部分的内容安排。
第三小节是目的，明确了本研究的目标和意义。
第二部分为正文部分，分为三个章节。
第一章节讨论了镍的多价阳离子跨膜运输效率，包括重金属污染的背景与问题、镍多价阳离子的跨膜运输机制以及影响镍多价阳离子跨膜运输效率的因素。
物质跨膜运输的方式
A. 主动吸水
B. 主动运输
C. 自由扩散和主动运输
D. 自由扩散
2、紫色胡萝卜块根细胞的液泡中含有已呈紫红色的花青素。将
块根切成小块放人清水中，水的颜色无明显变化。若进行加
温，随着水温的增高，水的颜色逐渐变红。其原因是
A.细胞壁在加温中受到破坏
B.水温增高，花青素的溶解度加大
C.加温使细胞膜失去了选择透过性
1、自由扩散：物质通过简单的扩散作用 进出细胞。如：水、氧气、二氧化碳、 甘油、乙醇、苯等 特点：从高浓度到低浓度扩散
4
2021/6/19
5
问题探讨
2021/6/19
氧气，二氧化碳 氮气，苯
水，甘油，乙醇
氨基酸，葡萄糖 核苷酸
氢离子，钠离子
钾离子，钙离子
氯离子，镁离子
6
碳酸氢根
2021/6/19
项目
自由扩散 协助扩散 主动运输
细胞膜两侧物 质浓度差
是否需要载体
由高浓度到 低浓度
不需要
由高浓度到 低浓度
需要
由低浓度到 高浓度
需要
是否消耗细胞 内的能量
代表例子
不消耗
不消耗
氧气、水、 二氧化碳、 苯等通过 细胞膜
葡萄糖通 过红细胞 膜
消耗
葡萄糖、氨基 酸通过小肠上 皮细胞膜；离 子通过细胞膜
2021/6/19
拓展1：
细胞膜的主动吸收是活细胞的特性，它 证明细胞能选择地透过一些物质；而死细 胞的细胞膜没有选择透过性，则失去主动 吸收功能。
证明实验： 1、水洗青菜，水不变色；煮青菜汤，汤是绿色。
2、用红墨水对种子的胚乳和胚的部分染色， 胚乳部分染上红色，而胚的部分仍是乳白色。
高一生物必修1知识点归纳：物质跨膜运输的方式
【导语】以下是为⼤家推荐的有关⾼⼀⽣物必修1知识点归纳：物质跨膜运输的⽅式，如果觉得很不错，欢迎点评和分享～感谢你的阅读与⽀持！ 物质跨膜运输的⽅式分为被动运输和主动运输两种。
(1)被动运输，是顺着膜两侧浓度梯度扩散，即由⾼浓度向低浓度。
分为⾃由扩散和协助扩散。
①⾃由扩散：物质通过简单的扩散作⽤进⼊细胞。
细胞膜两侧的浓度差以及扩散的物质的性质(如根据相似相溶原理，脂溶性物质更容易进出细胞)对⾃由扩散的速率有影响，常见的能进⾏⾃由扩散的物质有氧⽓、⼆氧化碳、⽢油、⼄醇、苯、尿素、胆固醇、⽔、氨等。
②协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋⽩扩散。
细胞膜两侧的浓度差以及载体的种类和数⽬对协助扩散的速率有影响。
红细胞吸收葡萄糖是依靠协助扩散。
(2)主动运输：物质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。
主动运输保证了活细胞能够按照⽣命活动的需要，主动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。
各种离⼦由低浓度到⾼浓度过膜都是依靠主动运输。
能进⾏跨膜运输的都是离⼦和⼩分⼦，当⼤分⼦进出细胞时，包裹⼤分⼦物质的囊泡从细胞膜上分离或者与细胞膜融合(胞吞和胞吐)，⼤分⼦不需跨膜便可进出细胞。
【同步练习题】 1、有⼀种物质能顺浓度梯度进出细胞，但却不能顺浓度梯度进出⽆蛋⽩质的磷脂双分层膜。
这种物质出⼊细胞膜的⽅式是A、⾃由扩散B、协助扩散C、主动运输D、胞吞、胞吐 2、下列跨膜运输的⽣理活动中，属于主动运输的是A、酒精进⼊胃黏膜细胞B、⼆氧化碳由静脉⾎进⼊肺泡内C、原尿中的葡萄糖进⼊肾⼩管上⽪细胞D、⽔分⼦出⼊细胞 3、2002年我国⾸次发现了⼀种“穿肠蛋⽩质”(可被肠道直接吸收)，为许多药物的利⽤提供了⼀条新途径。
“穿肠蛋⽩质”被肠道吸收的⽅式是C ①⾃由扩散②协助扩散③主动运输④其他⽅式A.①②③B.③C.④D.②③ 4、保证活细胞按⽣命活动的需要，吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害物质的跨膜运输⽅式是A、⾃由扩散B、渗透作⽤C、主动运输D、协助扩散 5、在肾⼩管的细胞内发现了⼤量的线粒体，这说明肾⼩管和对物质的复吸收作⽤属于下列那⼀种⽅式A、⾃由扩散B、主动运输C、内吞D、外排 6、海带细胞内的碘离⼦浓度远⾼于海⽔中的碘离⼦浓度，但海带细胞仍可以从海⽔中吸收碘离⼦。
高中生物必修1---物质跨膜运输的方式
3、人的红细胞和血浆中的各种离子浓 度（mmol/L）如下
K+
Na+
Ca+
Cl+
红细 胞
150
26
70.1
74
血浆
5
144
3.2
111
(1)、红细胞中K＋和Ca＋的浓度明 显高于血浆， K＋和Ca＋ 进入红细 胞的方式是主动运输 ，这种方式的必
要条件是______载_体蛋和白______。能量
3、人的红细胞和血浆中的各种离子浓 度（mmol/L）如下
K+
Na+
Ca+
Cl+
红细 胞
150
26
70.1
74
血浆
5
144
3.2
111
2、红细胞中各种离子含量与血浆中 离子含量不成正比，这表明细胞膜 对进出细胞的离子具有 选择性 。
4、下图为物质进入细胞的两种方式示意图，据 图回答（【 】内填上代号，横线上填上相应的 文字）
（1）小肠绒毛的上皮细胞吸收葡 萄来自的方式是 【 乙 】 主动运输 。
典型的例子：葡萄糖进入红细胞
二、主动运输
主动运输
特征：
1. 逆浓度梯度运输
2. 需要载体（具有特 异性）
3. 需要消耗能量 （ATP）
实例如：Na+ 、K+、 Ca2+、Mg2+等离子 通过细胞膜;葡萄糖、 氨基酸进入小肠上皮 细胞。
主动运输对生命活动的意 义
保证了活细胞按照生命活动的需 要，主动地选择吸收需要的营养 物质，排出代谢废物和对细胞有 害的物质。
自由扩散
运 输 速 率
协助扩散
试述物质跨膜转运的方式及特点
试述物质跨膜转运的方式及特点
物质跨膜转运指的是细胞膜上物质从一侧经过细胞膜到达另一侧的一种过程。
常见的物质跨膜转运方式包括扩散、载体介导转运和通道介导转运。
扩散是一种无需能量输入，由物质分子自发地从高浓度区域到低浓度区域运动的过程，其中包括简单扩散、离子通道介导的扩散和载体介导的扩散等。
扩散速率取决于分子浓度梯度的大小、分子大小和膜通透性等因素。
载体介导转运需要借助细胞膜上的载体蛋白，将物质从高浓度区域转运到低浓度区域。
载体蛋白通常具备选择性，只能运输特定种类或大小的分子。
这种方式对于一些需要被控制的物质转运非常有益，但也需要耗费能量。
通道介导转运是一种载体介导转运方式，它是通过细胞膜上的通道蛋白形成的通道来运输分子。
通道蛋白可以被分类为离子通道和水通道等，离子通道负责运输离子分子，而水通道则负责水分子的跨膜转运。
通道的特点是高效、快速、选择性强，但也容易被其他分子阻塞。
总体来说，物质跨膜转运的方式和特点因物质种类和分子大小不同而异。
在生物学中，这些转运方式是维持生命运作所必需的。
高考生物复习必备考点：物质跨膜运输方式的类型及特点
高考生物复习必备考点：物质跨膜运输方式的类型及特点物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，下面是高考生物复习必备考点：物质跨膜运输方式的类型及特点，希望对考生有帮助。
生物物质跨膜运输的方式1、小分子物质跨膜运输的方式：方式浓度载体能量举例意义被动运输简单扩散高→低× × O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸只能从高到低被动地吸收或排出物质易化扩散高→低√ × 葡萄糖进入红细胞主动运输低→高√ √ 各种离子，小肠吸收葡萄糖、氨基酸，肾小管重吸收葡萄糖一般从低到高主动地吸收或排出物质，以满足生命活动的需要。
2、大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式：大分子和颗粒性物质通过内吞作用进入细胞，通过外排作用向外分泌物质。
二、实验：观察植物细胞的质壁分离和复原实验原理：原生质层(细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质)相当于半透膜，? 当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将失水，原生质层和细胞壁都会收缩，但原生质层伸缩性比细胞壁大，所以原生质层就会与细胞壁分开，发生“质壁分离”。
? 反之，当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞将吸水，原生质层会慢慢恢复原来状态，使细胞发生“质壁分离复原”。
材料用具：紫色洋葱表皮，0.3g/ml蔗糖溶液，清水，载玻片，镊子，滴管，显微镜等方法步骤：(1)制作洋葱表皮临时装片。
(2)低倍镜下观察原生质层位置。
(3)在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。
(4)低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化(变小)，观察细胞是否发生质壁分离。
(5)在盖玻片一侧滴一滴清水，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在清水中。
(6)低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化(变大)，观察是否质壁分离复原。
实验结果：细胞液浓度外界溶液浓度细胞吸水(质壁分离复原)高考生物复习必备考点：物质跨膜运输方式的类型及特点就为大家分享到这里，更多精彩内容请关注。
浅谈水与无机离子的跨膜运输方式
浅谈水与无机离子的跨膜运输方式作者：杨绍华来源：《中学生导报·教学研究》2013年第38期根据高中生物学知识，我们可知物质跨膜运输的方式通常有两种：（1）被动运输；（2）主动运输。
而被动运输可分为自由扩散和协助扩散。
其中它们之间的区别如下表：水通过膜的方式是不是都是自由扩散呢？而离子是不是全部都是通过主动运输的方式通过细胞膜的呢？一、水到底是如何通过细胞膜的？1.水可以通过自由扩散通过细胞膜。
有些老师会感到疑问：细胞膜上的磷脂分子的尾部不是疏水性的吗？也就对水分子是排拆的了，那为什么还有水分子能通过呢？其实水分子是能通过单纯的磷脂双分子层的具有极性的水分子容易穿膜可能是因为水分子非常小，可以通过脂膜运动产生的间隙。
脂膜运动方式之一：脂分子尾部的摆动：脂肪酸链靠近极性头部的摆动较小，尾部摆动较大。
X射线衍射分析显示，在距头部第9个碳原子以后的脂肪酸链已有较为有序变为无序状态，有些可能折叠成“小结”，这有助于解释极性的水分子比较容易通过细胞膜的现象。
2.水也可以通过水通道进行协助扩散。
协助扩散，也称促进扩散，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（包括离子通道和水通道）两种类型。
长期以来，普遍认为细胞内外的水分子是以简单扩散的方式透过磷脂双层膜。
后来发现某些细胞在低渗溶液中对水的通透性很高，很难以简单扩散来解释。
如将红细胞移入低渗溶液后，很快吸水膨胀而溶血，而水生动物的卵母细胞在低渗溶液不膨胀。
因此，人们推测水的跨膜转运除了简单扩散外，还存在某种特殊的机制，并提出了水通道的概念。
1988年Agre在分离纯化红细胞膜上的Rh血型抗原时，发现了一个28KD的疏水性跨膜蛋白，称为CHIP28，1991年得到CHIP28的cDNA序列，Agre将CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中，在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，并于5分钟内破裂，纯化的CHIP28置入脂质体，也会得到同样的结果。
物质跨膜运输的方式
物质通过细胞膜是否都是顺浓度 梯度呢？
资料1：植物主动吸收细胞需要的离子
丽藻 K+
1065倍 K+ Na+
轮藻 Na+
63倍
资料2：人红细胞主动地吸收K＋和排出Na＋ 人的红细胞 Na+ 1/6倍
K+
Na+
血浆
K+
30倍
二、离子和小分子物质跨膜运输的方 式二：主动运输
主动运输
方向
能量 载体 举例
顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 低浓度 高浓度
不消耗 不消耗 需要 血浆中葡萄糖 进入红细胞
消耗 需要
葡萄糖、氨基酸通 过小肠绒毛上皮细 胞膜；离子通过细 胞膜等
不需要 O2、CO2、甘油 等脂溶性物质
大分子物质的运输方式 ——胞吞和胞吐
1. 胞吐
（3）上述运输方式中，加入蛋白酶后曲线是否会 发生变化？为什么？ 会,载体受到破坏
3、下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
闯关成功！ 你们是闯关 蛋白质 英雄，为自 磷脂分子 （1）A代表______分子；B代表_______； 己鼓掌吧！
糖蛋白 D代表_______。 （3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有 流动性 __________。 b、c、d （4）在a～e的五种过程中，代表被动转运的是________。 b （5）可能代表氧气转运过程的是图中编号____；葡萄糖 a 从肠腔进入小肠绒毛上皮细胞的过程是图中编号 ______。
细 胞 内
小分子物质：水分子、O2、CO2、乙醇、甘油
“自由扩散”过程
细 胞 外 细 胞 膜
物质的跨膜运输小分子
逆的结合和分离。②可变性(构象变化影响亲和 力改变)。③饱和性。
易化 扩散 机制
通道蛋白：运输蛋白，跨膜蛋白，蛋白形成一种充 满水溶液的亲水通道，贯穿脂双层。
通道蛋白结构上具有①特异性，一种通道蛋白只 允许某一种离子或一类离子通过。钠②\氢可反变向转性运体(构象 变化影响通道开闭)。
协同运输 --同向运输 Na+
(Na+易化扩散葡萄糖主动运输)
Na+
葡萄糖
葡萄糖
Na+/葡萄糖载体蛋白
Na+ 葡萄糖
low
high
协同运输 ----同向运输
协同运输---对向运输 (Na+易化扩散,其它相关离子主动运输)
Na＋-H+交换载体：Na＋入胞，H＋出胞,有效清除细胞 代谢过程中产生的过多H+ Na＋- Ca2＋:Na＋入胞,Ca2＋逆浓度出胞 Cl--HCO3- :人红细胞膜阴离子载体带Ⅲ蛋白
㈢载体蛋白介导的主动运输 在生理条件下，细胞内外许多物质浓度存在
很大差异，如细胞内K＋浓度约为细胞外K＋浓度 的20倍。机体是如何维持细胞内外物质浓度差异 的呢？----主动运输维持细胞内外物质浓度差。
接提供能量
1、离子泵直接水解ATP进行主动运输
进行物质转运，既介导被动运输又介导主动运输。 ✓ 通道蛋白：在膜上形成亲水孔道，贯穿脂双层，
介导特定离子转运，仅介导被动运输。
载体蛋白(carrier protein)：是一类运输蛋白，跨膜 蛋白，能与特异性分子或离子等结合通过改变自 身构象使溶质穿过膜。
载体蛋白结构上具有①特异性(特异结合位点)，
作用： 直接效果：维持细胞内低钠高钾的特殊离子梯度。
四种跨膜运输
四种跨膜运输
①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；
②不需要提供能量；
③没膜蛋白的帮助。
这种运输方式不需要能量和蛋白质协助，是要顺着浓度差就能进行跨膜运动。
帮助蔓延特点
①比自由扩散转运速率高；
②存有最小中转速率；在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。
例如少于一定限度，浓度不再减少，运输也不再减少。
因膜上载体蛋白的融合位点已超过饱和状态；
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不须要提供更多能量。
在顺浓度的条件下，需要特定的蛋白来运输物质，这种运输蛋白是有一定的.特异性，也就是某种物质只能有特定的蛋白运输。
主动运输其特点
①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输（小肠运输葡萄糖时也有顺浓度梯度的特例）；
②须要能量（由atp轻易储能）或与释放出来能量的过程偶联（协同运输），并对新
陈代谢毒性脆弱；
③都有载体蛋白，依赖于膜运输蛋白；
④具备选择性和特异性。
主动运输是需要atp分解然后为这个运动提供能量的，可以实现逆浓度差转运物质，
与此同时需要特定的运输蛋白辅助才能完成运输。
细胞的物质跨膜运输的方式
自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
主动运输
物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧，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。
第4章 细胞的物质输入和输出
第第33节节 物质跨膜运输的方式
一、小分子或离子的跨膜运输
对比
比较三种物质运输方式的异同：
被动运输
项 目 自由扩散
运输方向
是否需要 载体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
协助扩散
主动运输
代表例子
扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫扩散。
物质进出细胞，既有顺浓度剃度的扩散，统称为被动运输 也有逆浓度剃度的运输，称为主动运输
对比
比较三种物质运输方式的异同：
被动运输
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度
是否需要 载体蛋白
不需要
需要
是否消耗细 不消耗 胞内的能量
不消耗
代表例子
氧气、水、二
氧化碳、甘油、 葡萄糖通过 乙醇、苯等通 红细胞膜
过胞膜
需要
需要消耗
葡萄糖、氨基酸 通过小肠上皮细 胞膜；离子通过 细胞膜等
丽藻细 胞液所含的 离子浓度远 远高于丽藻 所生长的池 水，为什么 丽藻还能从 周围环境吸 收离子呢？
1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？
不需要。因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。 2.自由扩散与协助扩散有什么异同？
相同：顺浓度梯度，不消耗能量。
不同：协助扩散需要载体蛋白，自由扩散不需要。
2、海带细胞中碘的浓度比海水中碘的浓度高很多倍， 但仍然能吸收碘，原因是 （ ）
A海带细胞能够通过自由扩散的方式吸收碘
植物细胞跨膜离子运输机制
液泡膜H+-ATPase (V型-ATPase)：催化部分在细胞质 一侧，在水解ATP过程中，将H+泵入液泡，建立跨液泡 膜的 H+浓度梯度和电势梯度。
• 它是由至少10个亚基构成的复合物 ,分子量 750kD; • 对钒酸不敏感，而受NO3抑制； • 不受K+激活，可被Cl-刺激；
V-ATPase model
当钾离子扩散平衡时，膜两侧电化学势相等，即：
μ0 +RTlnao + ZFEo= μ0+ RTlnai+ZFEi
ao
RTln——+ ZF(Eo-Ei) =0 ai ao RTln ——为化学势梯度 ai ZF（Eo-Ei）或 ZFΔE为电势梯度。
ai ΔE = — ln — ZF ao
RT
这就是著名的模斯特（Nernst）方程，它表明了膜电势差和膜内外离子活 度（浓度）的关系：即膜电势差与膜内外离子活度比的对数成正比。 对于一个单价阳离子，在25℃时， ai ΔE =59log — ao 可见当膜内、外浓度差10倍时，膜电位差相当于59mv
拟南芥中各种跨膜运输蛋白一览表
中文名称 ATP 结合跨膜运输蛋白 反向运转载体 水孔蛋白 无机溶质共运转载体 离子通道 有机溶质共运转载体 离子泵(ATP 酶) 氨基酸/生长素通透酶 主要内在蛋白 英文名称 基因家族数 基 因 数 量 ABC Transporters Antiporters Aquaporins Inorganic solute contransporters Ion channels Organic solute cotransporter Primary Pumps (ATPase) Amino acid/Auxin permease(AAAP) Major Intrinsic protein(MIP) 8 13 2 16 7 35 12 1 1 量 94 70 35 84 61 279 83 43 38
物质跨膜转运的方式及特点
物质跨膜转运的方式及特点物质跨膜转运是细胞内外物质交换的重要过程，它通过细胞膜上的转运蛋白介导，使物质能够在细胞膜上通过，从而实现细胞内外的物质运输。
物质跨膜转运的方式多种多样，包括主动转运、被动转运、嵌膜蛋白通道等。
下面将详细介绍这些转运方式的特点和原理。
1. 主动转运：主动转运是指物质在跨膜过程中消耗能量，逆向运输物质，从低浓度区域向高浓度区域移动。
这种转运方式主要依赖于转运蛋白的ATP酶活性，通过耗能的方式将物质从低浓度区域转运至高浓度区域。
主动转运可以分为原位转运和组合转运两种形式。
原位转运是指转运蛋白通过直接转运物质，将其从低浓度区域转运至高浓度区域。
这种转运方式常见的例子是钠-钾泵，它能够将细胞内的钠离子排出细胞外，同时将细胞外的钾离子转运进细胞内，以维持细胞内外的离子浓度差。
组合转运是指转运蛋白将两种或多种物质同时转运，通过共同运输蛋白将它们从低浓度区域转运至高浓度区域。
这种转运方式常见的例子是葡萄糖-钠共转运体，它能够将葡萄糖和钠离子同时转运进细胞内，以维持细胞内葡萄糖的浓度。
2. 被动转运：被动转运是指物质在跨膜过程中不消耗能量，顺向运输物质，从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种转运方式主要依赖于物质的浓度梯度，通过扩散的方式将物质从高浓度区域转运至低浓度区域。
被动转运可以分为简单扩散和载体介导扩散两种形式。
简单扩散是指物质通过细胞膜的疏水区域直接扩散，从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种转运方式适用于小分子物质，如氧气、二氧化碳等，它们可以通过细胞膜的疏水区域自由扩散进出细胞。
载体介导扩散是指物质通过转运蛋白在细胞膜上扩散，从高浓度区域向低浓度区域移动。
这种转运方式适用于大分子物质或带电物质，如葡萄糖、氨基酸等，它们需要依赖转运蛋白才能通过细胞膜。
3. 嵌膜蛋白通道：嵌膜蛋白通道是一种特殊的转运方式，它通过形成通道或孔道，使物质能够直接穿过细胞膜。
嵌膜蛋白通道可以分为离子通道和水通道两种类型。
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离子跨膜运输方式
离子跨膜运输（ion transport across membranes）即通过膜对离子的运输，是细
胞的一项重要的生命活动。
离子膜运输是细胞的重要特征之一，是细胞信息传达、能量转化、活动监控和空间分化等生命活动进行深层次调节的重要途径。
本文将就离子跨膜运输及其在生命活动中的作用作进一步阐述．
一、离子跨膜运输的类型
离子跨膜运输分为被动运输与主动运输两类：
1．被动运输
被动运输包括移动电子梯度引起的热力运输、电压梯度引起的电力运输、离子浓度梯度引起的渗透运输以及脂运输等。
热力运输是指离子之间的热运动，也就是两个离子之间的温度差对其产生的推动力，使其朝着温度较高的方向运动，从而达到平衡。
离子跨膜运输还可以通过电压差引起的电力运输，即类似于质子电动势力学运动，即离子由电压梯度趋势引起，分子电荷差引起的离子运动。
渗透运输是指离子浓度梯度由高到低的变化引起的，离子的运动属于平衡运动，它是温度及电压未影响的情况下，由离子浓差引起的一种离子跨膜运输。
脂运输以油而凝之，是细胞膜脂质分子经过液胞膜层，其分子沿着空隙、洞、穴渗进及出膜外的一种特殊运输形式。
2. 主动运输
主动离子跨膜运输指细胞内存在电动势，细胞能单向输送电荷，由它消耗能量来产生电压，使离子跨膜运输。
这一过程消耗细胞的能量，是细胞的一种主动的酸碱、无机化合物运输形式。
二、离子跨膜运输在生命活动中的作用
1．能量转化
离子跨膜运输机制是细胞能量转化的重要途径，它参与高能矿物质的摄取、离子平衡的维持以及负责活动的离子的活性化等。
比如细胞呼吸的过程，由于膜的渗透电位差，导致细胞内外氢离子的浓度差异，从而使氢离子得以调节，使细胞内细胞质和细胞核氢离子浓度保持平衡，从而完成细胞能量转化。
2．信息传输
离子跨膜运输可促进细胞特異性及器官系统间的活动，从而促进信息传输，为细胞生命活动提供基础设施。
离子跨膜运输的可塑性有助于及时、准确地响应外界刺激，从而调节机体的生理活动。
3．空间分化
离子跨膜运输的规律性可以协助细胞内及器官间的空间分化，形成活性膜层。
活性膜是由各种离子及分子组成的，其可以有效地吸收外界刺激，及时准确地调节细胞内部的活动，形成细胞内外不同的环境应激。
综上所述，离子跨膜运输是细胞的重要特征之一，它在能量转化、信息传达、活动监控及空间分化等生命活动进行深层调节的重要途径。
不论是被动运输还是主动运输，都在细胞的生理和生物学过程中扮演着重要的角色，对细胞的生命活动有着重要的影响。
因此，熟悉离子跨膜运输有助于深入理。