细胞膜的物质运输功能
细胞膜的物质运输功能
特征： 1. 顺浓度梯度运输
2.
不需要载体 3. 不需要消耗能量
球往低处滚
单纯扩散的例子： ①气体分子 ②水分子 ③脂溶性小分子，如 乙醇，甘油，苯
协助扩散
细 胞 外 细 胞 膜 细 胞 内
载体蛋白
特征：
协助扩散 1. 顺浓度梯度运输 2. 需要载体参与 3. 不需要消耗能量
协助扩散的例子：
血浆中的葡萄糖进入 红细胞
(1)物质浓度
(2)O2浓度
(3)温度
生物大分子的跨膜运输方式
①外排作用 ＝ 胞吐
有些物质在细胞膜内被 一层膜所包围，形成小囊泡 ，小囊泡逐渐移到细胞表 面，囊泡膜与细胞膜融合在一 起，并且向细胞外张开，使 内含物质排出细胞外，这种 现象叫做外排作用。 如：分泌蛋白的合成与 运输。
②内吞作用=胞吞
浓度 载体 能量
举例
脂溶性物质
为了能维持生命活动的正常进行，生 物体主要靠来 主动运输 获取营养物质。
主动运输具有重要的意义?
细胞膜的主动运输是活细胞的特性， 它保证了活细胞能够按照生命活动的需要， 主动选择吸收所需的营养物质，主动排出 代谢废物和对细胞有害的物质。
1.为什么脂质能以自由扩散的方式优先通过 细胞膜？
大分子物质和颗粒性物 质附着在细胞膜上，细胞 膜内陷形成小囊，这些物质 就被包入小囊内，然后，小 囊从细胞膜上脱离下来形成 小囊泡，进入细胞内部，这 种现象叫做内吞作用。如： 巨噬细胞对细菌、异物的吞 噬；人体小肠上皮细胞摄取 蛋白质、脂肪等。
两者的共同点：需要消耗能 量，物质始终没有穿过细胞膜。
细胞膜 的物质运输功能
富县高级中学 左婷
细胞膜的结构特点和功能特 性分别是什么？
学习目标
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。
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。
中图版必修一 细胞膜的物质运输功能(32张)
自由 高浓度→低 浓度 扩散
不消耗
不消耗 消耗
协助 高浓度→低 浓度 扩散
主动 运输 低浓度→高 浓度
葡萄糖进入 红细胞等 氨基酸等 各种离子
O2、CO2、等小分子物质或者氨基酸等离子跨
膜运输可以通过被动运输和主动运输，那么大分子 物质或颗粒状物质进出细胞的方式是怎样的？
不需要。都是顺浓度的梯度跨膜运输。
2. 自由扩散与协助扩散有什么异同？ 相同：都是顺浓度的梯度跨膜运输，不需要 消耗能量。 自由扩散不需要载体蛋白的参与 不同 协助扩散需要载体蛋白的参与
3. 为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 二者都是顺物质的浓度梯度进行的，不需 要细胞消耗能量，所以，被称为被动运输。
分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
在组成型分泌活动中，胞吐作用是自发进行的， 但是在调节型的细胞中，胞吐作用必需有信号的触 发。触发的信号可以是神经递质、激素或Ca2+ 等， 在胞吐过程中也需要GTP和ATP等。向分泌细胞注 射Ca2+离子可以促进胞吐作用。 胞吐作用的结果一方面将分泌物释放到细胞外， 另一方面小泡的膜融入质膜, 使质膜得以补充。
胞 吐 则 不 是 跨 膜 运 输 。
膜 运 输 方 式 ， 而 胞 吞 和
另 一 侧 ， 即 进 行 的 是 跨
细 胞 膜 运 输 到 细 胞 膜 的
质 从 细 胞 膜 的 一 侧 通 过
将 细 胞 要 选 择 吸 收 的 物
散 、 和 主 动 运 输 ， 都 是
细胞膜的物质运输功能
一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区 域的过程，称为扩散。 物质进出细胞，从高浓度运输到低浓度，即 顺浓度梯度的扩散，统称为被动运输。 物质进出细胞，从浓度运输到高浓度，即逆 浓度梯度的扩散，统称为主动运输。 物质进出细胞，其他运输方式。
细胞的跨膜物质运输的方式及特点
细胞的跨膜物质运输的方式及特点细胞膜是细胞与外界环境的屏障,也是细胞内外物质交换的通道。
细胞需要通过膜来获取营养物质和排出代谢产物,因此物质的跨膜运输对于细胞的生存和代谢活动至关重要。
细胞跨膜物质运输主要有以下几种方式及特点:1. 简单扩散简单扩散是最基本的跨膜运输方式,不需要消耗细胞能量。
小分子和无电荷的极性分子可以通过这种方式自由地穿过细胞膜,从高浓度区域向低浓度区域扩散,直至两侧浓度达到平衡。
扩散速率取决于浓度差和膜的通透性。
2. 促进扩散对于一些无法直接穿过膜的极性分子或离子,细胞膜上存在特殊的蛋白质载体,可以将这些物质结合并转运到细胞内外。
这种过程称为促进扩散,也不需要消耗细胞能量,但有一定的专一性和饱和性。
3. 主动转运主动转运是指细胞利用ATP等能量源,通过膜上的转运蛋白将物质从低浓度区域转移到高浓度区域的过程。
这种过程违背了浓度梯度,需要消耗能量。
主动转运具有高度的专一性和饱和性。
4. 胞吞作用和胞吐作用胞吞作用是细胞通过膜的凹陷将外界的固体颗粒或液滴包裹进入细胞内的过程。
胞吐作用则是细胞将不需要的物质包裹成小泡,排出细胞外的过程。
这两种作用都需要消耗细胞能量。
细胞跨膜物质运输的特点可总结为:1)选择性:细胞膜对不同物质具有不同的通透性。
2)调节性:细胞可以根据需要调节物质的进出。
3)方向性:物质运输有特定的方向,可以与浓度梯度相同或相反。
4)能量依赖性:部分运输过程需要消耗细胞能量。
细胞通过多种方式有序地进行跨膜物质运输,从而维持细胞内环境的稳态,满足细胞的生存和代谢需求。
细胞膜的主要功能
完成大分子与颗粒性物质的跨膜运
输。他们均属于主动运输过程，需 要细胞提供能量。
（一）胞饮和吞噬作用
胞饮作用：胞吞物若为液体物质或者 溶质，并且形成的囊泡较小
吞噬作用：若胞吞物为固体物，形 成的囊泡较大，则称为吞噬作用。
(三）胞吐作用
细胞膜的主要功能 ---物质运输
10 级 生 物 科 学 四 班
鲁 秀 兰
细胞膜的特点
结构特点：具有一定的流动性 功能特点: 具有选择透过性
变形虫在吞噬草履虫
细胞膜与物质运输
物质通过细胞膜主要通过 三种途径： 一、被动运输 二、主动运输 三、胞吞与胞吐作用
一、被动运输
被动运输是指物质由膜的高浓度一侧向 低浓度一侧扩散，无需消耗细胞代谢能 量的跨膜转运方式，包括自由扩散和协 助扩散。转运的动力来自物质的电化学 浓度梯度。参与被动运输的膜蛋白主要 有两大类：通道蛋白和载体蛋白。
（一）自由扩散
也叫简单扩散，特点： – ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； – ②不需要提供能量；
– ③没有膜蛋白的协助。源自二、协助扩散也称促进扩散,指各种极性分子和无机离子， 如糖、胺基酸、核苷酸以及细胞代谢产物顺 其浓度或电话学梯度减小的方向跨膜转运。 该过程不需要细胞提供能量，但必须借助膜 上特异蛋白的协助，因此称为协助扩散。转 运蛋白：包括通道蛋白和载体蛋白两种类型
二、主动运输
主动运输的特点是： –①逆浓度梯度（逆电化学梯度） 运输； –②需要能量； –③都有载体蛋白
比较物质出入细胞的两种方式的 主要区别
物质出入细 胞的方式 细胞膜内 外物质浓 度的高低 是否需要 载体蛋白 是否消耗细 胞内的能量
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
简述细胞膜的生理作用
简述细胞膜的生理作用细胞膜是细胞的外包层，是由脂质双分子层组成的。
它在细胞中起着非常重要的生理作用，可以保护细胞的内部环境稳定，控制物质的进出，以及参与细胞间的相互作用。
下面将从细胞膜的结构、物质的运输、细胞识别和信号传导四个方面来详细阐述细胞膜的生理作用。
细胞膜的结构决定了它的生理作用。
细胞膜由磷脂双分子层构成，磷脂分子具有亲水性的头部和疏水性的尾部，使得细胞膜具有选择性通透性。
细胞膜中还含有许多蛋白质，这些蛋白质可以形成通道和载体，控制物质的进出。
此外，细胞膜还含有胆固醇，可以增强细胞膜的稳定性和流动性。
细胞膜参与物质的运输。
细胞膜通过不同的方式控制物质的进出，包括主动运输和被动运输两种方式。
主动运输是指通过细胞膜的蛋白质通道，耗费能量将物质从低浓度区域转移到高浓度区域，例如钠钾泵。
被动运输则是指物质沿浓度梯度自发地通过细胞膜，包括扩散、渗透和简单扩散等方式。
细胞膜的运输功能可以使细胞对外界环境变化做出响应，维持细胞内外物质的平衡。
第三，细胞膜在细胞识别中起着重要的作用。
细胞膜上有许多特定的受体蛋白，可以与外界的信号分子结合，从而触发细胞的生理反应。
例如，胰岛素受体可以与胰岛素结合，促进葡萄糖的摄取和利用。
细胞膜上的受体蛋白还可以识别细菌、病毒等外来物质，并启动免疫反应。
细胞膜的识别功能不仅使细胞能够感知环境变化，还可以调节细胞的生长、分化和凋亡等生理过程。
细胞膜参与信号传导。
细胞膜上的受体蛋白可以与信号分子结合后，触发一系列的信号转导通路。
这些通路可以通过磷酸化、解离蛋白质复合物等方式，将信号传递到细胞内部，最终调控细胞的基因表达和功能。
细胞膜的信号传导作用使细胞能够对外界信号做出及时的反应，维持内外环境的平衡。
细胞膜在细胞生理中起着至关重要的作用。
它通过其特殊的结构和功能，保护细胞内部环境稳定，控制物质的进出，参与细胞识别和信号传导。
细胞膜的生理作用对于细胞的正常功能和生存至关重要，它是细胞生命活动的基础。
细胞膜的功能——大分子跨膜运输(共42张PPT)
三、运输小泡的类型
在细胞分泌和内吞过程中,从膜上形成的小泡通常由不 同的蛋白质包被，因此称为被膜小泡(coated vesicles), 有三种类型的被膜小泡。
（一）网格蛋白小泡(clathrin-coated vesicle）
（二）COPⅡ被膜小泡(COPⅡ coated vesicle) （三）COPⅠ被膜小泡(COPⅠcoated vesicle)
网格蛋白(clathrin)是一种进化上高度保守的蛋白质，
由相对分子质量为180kDa的重链和相对分子质量为35～
40kDa的轻链组成二聚体, 三个二聚体形成包被的基本结
构单位--三联体骨架(triskelion),
称为三腿蛋白
(three-legged protein)。许多三腿复合物再组装成六
边形或五边形网格结构,即包被亚基,然后由这些网格蛋
调节型分泌途径
见于某些特化的细胞，如内分泌细胞。在这些细胞中,调节型 分泌小泡成群地聚集在质膜下，只有在外部信号的触发下，质 膜产生胞内信使后才和质膜融合，分泌内容物。
调节型途径中形成的小泡称为分泌泡(secretory vesicles)。
调节型分泌有两个特点:一是具有选择性;二是具有浓缩作用 ,可使被运输的物质浓度提高200倍。
（一）网格蛋白小泡
从反面高尔基体网络出芽形成的选择性的分泌 小泡,包括溶酶体酶运输小泡, 以及细胞质膜中 由受体介导的内吞作用形成的内吞泡都是由网 格蛋白参与形成的网格蛋白小泡。这些小泡的 表面都包裹一层聚合的网格蛋白。网格蛋白小 泡参与反面高尔基体和质膜之间的选择性分泌 和内吞活动。
网格蛋白(clathrin)
小于150nm
连续的过 程
胞吞泡形 成机制
细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能作者：***来源：《中学生理科应试》2024年第04期19世纪末，德国生物学家Pfeffer提出了“细胞内压力”理论：细胞能通过消耗能量来改变细胞内外物质的浓度差异，这一理论并未得到广泛认同。
20世纪50年代，比利时生物化学家De Duve等人首次发现了ATP酶的存在，并证明它在细胞内的能量代谢过程中起着关键作用，这些发现为后来主动运输的研究奠定了基础。
一、原发性主动转运原发性主动转运指细胞通过直接消耗代谢能量驱动某些特定物质从低浓度一侧向高浓度一侧的跨膜运输，这种方式的主要特点是需要直接的能量供应，并且不受其他物质的运输影响。
1.钠钾泵钠钾泵是一种存在于细胞膜上的蛋白质，负责维持细胞内离子浓度的平衡。
它是细胞能量代谢和信号传导的重要组成部分。
它利用ATP的能量，将细胞内的3个Na+排出到细胞外，同时将2个K+摄入到细胞内。
这种离子交换使得细胞内外的离子浓度保持一定的比例，从而维持细胞的正常功能，如维持细胞膜电位的稳定，保证神经冲动的传递和肌肉收缩等功能的正常进行。
2.质子泵（1）P型质子泵，称为H+泵或H+-ATP水解酶，分布在植物细胞、真菌细胞和细菌细胞的质膜上，通过水解ATP并使自身磷酸化，引起自身构象变化，使得H+泵出细胞，使细胞膜周围环境pH<7。
（2）V型质子泵，通过水解A'rP来驱动其功能，本身不发生磷酸化，主要作用是从细胞质基质中氢离子（H*）泵入溶酶体或液泡中。
维持溶酶体和大型液泡内的低pH环境。
（3）F型质子泵（ATP合酶）顺浓度梯度运输H+，将释放的能量用于ATP的合成，可在线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化过程中观察到。
（4）特色的质子泵——光驱动泵，如绿色植物叶绿体类囊体膜上的一种由光驱动的质子泵，吸收光能后从类囊体外部向内部逆浓度输送2个H+。
例1 某细菌细胞膜上的光驱动蛋白可作为“质子泵”可将H+泵到细胞外，形成的H+浓度梯度可用于ATP合成等生命活动。
细胞膜的物质运输功能2
第一节细胞膜的物质运输功能（2）编写人：李静静审核：班姓名：组评：师评：【使用说明】1、认真阅读教材P48---P51的知识完成自主学习内容。
2、小组之间相互讨论完成合作探究。
【学习目标】1、认真阅读教材P51关于膜泡运输的相关内容，通过小组之间的讨论完成合作探究和课堂检测B级题1，掌握膜泡运输方式。
2、通过完成课堂检测A级1、2、3题和B级题2，复习单纯扩散、协助扩散、主动运输三种运输方式。
【学习重点、难点】膜泡运输的类型。
【自主学习】一、回顾复习1、单纯扩散：。
2、协助扩散：。
3、主动运输：。
二、预习识记1、水分子、被选择的小分子和离子可以通过细胞膜，而其它离子、小分子和大分子物质不能通过，表现出细胞具有。
2、内吞：大分子和颗粒物质首先与结合，随着细胞膜的这些物质被包围起来形成，然后脱离进入细胞中。
如果吞入的是细菌、细胞碎片等较大的固体颗粒，称为。
如果细胞吞入的是较小的颗粒或液体物质则称为。
3、细胞内的大分子分泌物等，在细胞内形成后，移至并与之融合，继而释放到细胞外的过程，叫做。
【合作探究】【课堂检测】A级题：1、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2、下列符合自由水生理功能的是（）A、作为溶剂，只能使无机盐成为离子状态B、溶解、运输营养物质和代谢废物C、与细胞内其他物质相结合D、细胞结构和组成成分3、下列现象中属于渗透作用的是（）A、水分子通过细胞壁B、葡萄糖分子通过细胞膜C、钾离子通过原生质层D、水分子通过原生质层B级题1、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。
这两种物质被吸收到血液中的方式分别是（）A、主动运输、主动运输B、内吞、主动运输C、主动运输、内吞D、被动运输、主动运输2、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【收获或疑问】。
请阐述细胞膜在物质运输中的功能
请阐述细胞膜在物质运输中的功能
细胞膜在物质运输中具有重要的作用。
它不仅可以保护细胞结构和功能，而且还起到控制细胞内外环境的作用，它能够控制细胞内外的水分、离子和其他物质的进出，以及物质在细胞内的转运运输。
细胞膜的主要功能有三：
第一，它可以作为一个“筛子”，只允许形状、大小和性质适合细胞的物质进入细胞，从而控制细胞内环境的构成和活动。
第二，它可以屏蔽细胞内环境的不良影响，如光、温度、有毒物质等，以保护细胞的结构和功能不受破坏。
第三，它能够促进细胞内某些物质的交换，这些物质通常是参与代谢过程的物质，如氧、碳水化合物、氮等。
此外，细胞膜还可以促进物质在细胞内的转运，有助于细胞内多种化学反应的完成。
细胞膜的功能
细胞膜的功能细胞膜的功能细胞膜主要是由磷脂构成的富有弹性的半透性膜，膜厚7～8nm，对于动物细胞来说，其膜外侧与外界环境相接触。
下面是小编为大家整理的细胞膜的功能，仅供参考，欢迎阅读。
细胞膜的功能1细胞膜的三大功能1、将细胞与外界环境分隔开；2、识别和传递信息功能；3、物质转运功能。
细胞膜主要是由磷脂构成的富有弹性的半透性膜，膜厚7～8nm，对于动物细胞来说，其膜外侧与外界环境相接触。
细胞膜的功能（1）分隔、形成细胞和细胞器，为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境，膜的面积大大增加，提高了发生在膜上的生物功能。
（2）屏障作用，膜两侧的水溶性物质不能自由通过。
（3）选择性物质运输，伴随着能量的传递。
（4）生物功能：激素作用、酶促反应、细胞识别、电子传递等。
（5）识别和传递信息功能（主要依靠糖蛋白）。
（6）物质转运功能：细胞与周围环境之间的物质交换，是通过细胞膜的转运功能实现的。
细胞膜的构造1、按组成元素分：构成细胞膜的成分有磷脂，糖蛋白，糖脂和蛋白质。
2、按组成结构分：磷脂双分子层是构成细胞膜的的基本支架。
细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，含有少量糖类。
其中部分脂质和糖类结合形成糖脂，部分蛋白质和糖类结合形成糖蛋白。
3、化学组成：细胞膜主要由脂质（主要为磷脂）、蛋白质和糖类等物质组成；其中以蛋白质和脂质为主。
在电镜下可分为三层，即在膜的靠内外两侧各有一条厚约2.5nm的电子致密带，中间夹有一条厚2.5nm的透明带，总厚度约7.0~7.5nm左右这种结构不仅见于各种细胞膜，细胞内的各种细胞器膜如：线粒体、内质网等也具有相似的结构。
细胞膜的功能2细胞膜有重要的生理功能，它既使细胞维持稳定代谢的胞内环境，又能调节和选择物质进出细胞。
细胞膜通过胞饮作用（pinocytosis）、吞噬作用（phagocytosis）或胞吐作用（exocytosis）吸收、消化和外排细胞膜外、内的物质。
在细胞识别、信号传递、纤维素合成和微纤丝的组装等方面，质膜也发挥重要作用。
生理学课件细胞-1细胞膜的物质转运功能
3.糖类:与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖脂 作为抗原决定簇、受体可识别部分
二、跨膜物质转运
跨膜转运 transmembrane transport 体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。
转运方式:
单纯扩散
①被动转运
②主动转运
易化扩散转运 导
③膜泡运输 出胞
生理学课件细胞-1细胞膜的物质转运 功能
一、细胞膜的分子结构 液态镶嵌模型(fluid mosaic model)学说 以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有 不同结构和功能的蛋白质
1.脂质双分子层:磷脂、胆固醇等双嗜分子构 成基架,体温条件下具有流动性
2.蛋白质:表面蛋白20-30%(如:RBC骨架蛋白) 整合蛋白70-80%(载体、通道、离 子泵、受体等)
肠黏膜上皮细胞顶端膜侧发生Na+-GS同向转运， GS经基底侧膜上另一种GS载体易化扩散入组织液。
肾小管上皮细胞对GS的重吸收
基底侧膜
钠泵活动
↓
Na+浓度势能差
↓ 管腔膜
Na+-GS 同向转运体
↓ GS再易化扩散
入血
在绝大多数情况下，溶质跨质膜转运的 动力来自Na+泵建立起的Na+的跨膜浓度梯 度；
③竞争性抑制competition inhibition: 当两种结构相似的物质能被同一载体转运, 则亲和力或浓度较低者转运被抑制。
转运体 transporter：
单转运体，如转运葡萄糖的载体。 同向转运体，如Na+-葡萄糖同向转运体。
反向转运体或交换体，如Na+-H+交换体。
2.经通道易化扩散 经通道易化扩散 Facilitated diffusion via channel
细胞膜物质转运的方式及特点
细胞膜物质转运的方式及特点
细胞膜具有较为复杂的物质转运功能,常见的转运形式有：单纯扩散、易化扩散、主动转运、出胞和胞吞（入胞）作用.
1、单纯扩散：脂溶性小分子在膜两侧浓度差驱动下，顺浓度差从高浓度向低浓度转运的过程。
特点是不需要消耗能量，不需要膜蛋白参与。
2、易化扩散：非脂溶性小分子或离子在膜蛋白的帮助下，顺浓度差从高浓度向低浓度转运的过程。
特点是相对单纯扩散而言，需要消耗的能量较低，也需要膜蛋白的帮助。
根据参与的膜蛋白不同，易化扩散可以分为载体运输和通道运输。
3、主动转运：小分子或离子在膜蛋白的帮助下，逆浓度差从低浓度向高浓度转运的过程。
特点是相对单纯扩散而言，需要消耗更多的能量，也需要膜蛋白的帮助。
主动转运有多种类型，如钠泵、钙泵、质子泵等。
4、出胞和入胞：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为出胞，例如消化酶的分泌、激素的分泌、神经递质的释放等过程；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为入胞，包括吞饮和吞噬两种形式，例如中性粒细胞消灭细菌的过程。
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。
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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。
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【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
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【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。
细胞膜的主要功能
细胞膜的主要功能1.物质跨膜运输细胞膜是细胞与细胞环境间的半透膜屏障。
对于物质进出细。
胞有选择性调节作用。
（1）被动运输(passive transport):指物质顺顺浓度梯度转运过程而言，此过程不消耗能量，其交换方式有两种。
1）简单扩散（simple diffusion)：O2、CO2及其它脂溶性物质从高浓度侧向低浓度测穿过类脂双层而扩散，不消耗细胞能量。
2）易化扩散（facilitated deffusion）：非脂溶性或亲水性分子，加氨基酸、葡萄糖和金属离子等借助于质膜上内在蛋白顺浓度梯度或电化学梯度运动，不消耗ATP 能量而使物质分子从高浓度测向低浓度测扩散。
（2）主动运输（active transport):质膜上的载体蛋白将离子、营养物和代谢物等逆电化学梯度从低浓度侧向高浓度侧的耗能运输。
所耗能量由具ATP酶活性的膜蛋白分解ATP提供。
例如正常生理条件下，人红细胞内K+的浓度相当于血浆中的30倍，但K+仍能从血浆进入红细胞内，Na+浓度比血浆中低很多，但Na+仍由红细胞向血浆透出,呈现一种逆浓度梯度的“上坡”运输。
近年来均以“泵”的概念来解释主动运输的机理，机体细胞中主要是通过Na+、K+ _ATP酶和Ca2+_ATP酶构成的Na+和Ca2+泵来完成主动运输。
（3）大分子与颗粒物质的运输：对于蛋白质、多核苷酸和多糖等大分子物质以及颗粒等、是由质膜运动产生内凹、外凸而导出内吞入胞或外吐和出芽而出胞。
1）胞吞作用（endocytosis)：也称人胞作用，质膜四陷将所摄取的液体或颗粒物质包裹，逐渐成泡，脂双层融合、箍断，形成细胞内的独立小泡。
人类和动物的许多细胞均靠胞吞作用摄取物质。
根据所摄物理性质的物理性质不同把胞吞作用分为两类：胞饮作用（Pinocytosis)由质膜包裹液态物质形成吞饮小泡或吞饮体的过程；吞噬作用（phagocy-tosis)为各种变形的、具有吞噬能力的细胞所特有，吞噬的物质多为颗粒性的，如微生物、组织掉片和异物等。
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半透膜
2、结构基础－渗透系统
渗 透 作 用 装 置
3、动植物细胞的渗透系统
成熟植物细胞 原生质层 细胞液 半透膜
动物细胞
细胞膜 半透膜 具有浓度 差的溶液
细胞内液
具有浓度 外界溶液 差的溶液 外界溶液
4、实例：质壁分离和复原实验
①实验原理 ②实验材料：紫色洋葱表皮、0.3g/mL蔗糖溶液、清水 ③实验过程
患急性肠炎的病人（肚泻）脱水时 需要及时补充水分，同时也需要补充 体内丢失的无机盐，因此，输入葡萄 糖盐水是常见的治疗方法。
大量出汗会排出过多的无机盐， 导致体内的水盐平衡和酸碱平衡失调， 这时应多喝淡盐水。
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。 单纯扩散： 小分子物质按照一般扩散作用的原理
由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与 细胞壁逐渐分离开，从而发生质壁分离。
（ 5）动植物细胞的渗透作用
渗透方向：低浓度（水分子的高密度）→高浓度（水分子的低密度）
成熟植物细胞 在高浓度溶液中 动物细胞
皱缩
质壁分离
在低浓度溶液中
涨破
已分离的细胞复原
（自由扩散） 从分子密度高的地方向分子密度低的 地方运动，能够自由通过细胞膜。
协助扩散： 血浆中的葡萄糖进入红细胞时，必须有
载体蛋白的协助。
④实验现象
⑤思考
1.在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？ 如果没有细胞壁，细胞就会像红细胞一样会持续吸水直到涨破细胞膜。
2.发生质壁分离的原因是什么？
23、PO4 、HCO3 等。 + + 2+ 2+ 2+ 3+
分 析 讨 论
血 红 蛋 白
为什么缺铁会导致贫血？
铁是血红蛋白的重要组分
镁是叶绿素的重要组分
植物缺镁会影响光合作用，为什么？
构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分
分析讨论
1、人若在高温条件下工作，大量排汗，该喝？ A.饮盐开水 B.饮碳酸型饮料
• 地球表面约3/4的部分是水； • 一个人在极限状况下，可坚持20d以上不进食。 • 一个人不喝水，1d后就会丧失意识 ,生命濒临终点.
水-－－生命之源
补充2：水
1、含量 细胞中含量最多的化合物。 不同生物的含水量不同，一般为 60%~95%。 同种生物，在不同的组织器官中， 含水量不同； 同种生物，在不同的生长发育期， 含水量不同。
复习回顾： 1、细胞膜的主要成分是？ 其基本骨架是？
磷脂和蛋白质，还有糖类和胆固醇
磷脂双分子层
2、细胞膜的基本功能是？
①屏障保护 ②控制物质进出细胞 ③信息的传递与接收，识别作用
3、细胞膜的结构特点是什么？
具有一定的流动性
这一特点对细胞的哪一功能具重要意义？
细胞膜的物质运输功能
研究：物质进出细胞的方式
穿膜运输 方式
物质运实例 水、气体分子 脂溶性分子 葡萄糖进入红 细胞
单纯扩散 由高向低
不需要 需 要 需 要
不消耗 不消耗 消 耗
协助扩散 由高向低
与浓度 主动运输 无关
氨基酸、葡萄糖、 无机盐离子等
细胞膜的功能特点:
选择透过性
下面坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式？ 为什么？影响运输速率的因素是什么？ 运输葡萄糖和K+的
1、单纯扩散：
特征：
由高浓度向低浓度运输
水
举 例
气体分子
（氧气、二氧化碳）
脂溶性小分子 （乙醇、甘油、苯、胆固醇、 脂肪酸、维生素、尿素）
补充1：渗透作用
1、渗透作用概念：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散
半透膜：允许一部分物质通过，不允许另一部分物质通过的膜 物理性过滤膜
生物性选择透过性膜－必须有活性才有半透性 半透膜 半透膜两侧有存在浓度差的溶液
运 输 速 率
运 输 速 率 细胞外浓度
载体
运 输 速 率
载体一样吗？
载体
细胞外浓度 协助扩散
耗氧量
自由扩散
主动运输
载体数量有限、具有专一性
思考：
大分子和颗粒物质是如何 进出细胞的？
膜泡运输：大分子或颗粒物
吞噬（较大、固体） 内吞（胞吞） 运输方式 胞饮（较小、液体）
（不穿膜） 外排（胞吐、分泌）
作用
构成细胞的结构成分
关系
自由水/结合水的比值高：代谢旺盛，但细胞抗逆性弱 自由水/结合水的比值低：代谢缓慢，但细胞抗逆性强
2、协助扩散：
特征：
①由高浓度向低浓度运输 ②需要载体
举例：葡萄糖进入红细胞
思考：
1、红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，那么小 肠上皮细胞吸收葡萄糖是不是也是协助扩 散呢？ 2、海带细胞中的碘浓度高出海水中的碘浓 度的200倍,但它还能够积累碘，碘是通过 哪种方式进入细胞内的？
离子
脂溶性物质
葡萄糖
H2O
O2
1、什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？ 2、细胞生命活动是离不开葡萄糖的，它需要不断补充葡萄糖以提供能 量，也就是说葡萄糖肯定能通过细胞膜进到细胞内部。这该如何解释呢？
一、穿膜运输：小分子或离子
（一）被动运输
物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。 单纯扩散 （自由扩散） 协助扩散
C.饮蛋白型饮料
D.饮纯净水
2、血液中的Ca2+含量太低时，神经肌肉的兴奋性升高 而出现抽搐，这一事实说明Ca2+的生理功能之一是 A.构成细胞结构的组成成分 B.维持细胞的正常形态 C.维持细胞的正常生理功能 D.调节渗透压和酸碱平衡
维持细胞和生物体的生命活动
3.主要生理作用:
①复杂化合物的结构成分 ②维持、调节细胞生命活动的进行
胞 吞
人体的白细胞吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的 红细胞，都属于细胞的胞吞作用，对于人体起了免 疫保护的作用。
胞 吐
合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图
细胞膜的物质运输方式
穿膜运输
（小分子）
被动运输
单纯扩散
协助扩散（载体）
主动运输（载体、能量）
吞噬
膜泡运输
（大分子）
内吞
胞饮
外排
特征：
①运输方向与浓度无关 ②不需要载体，通过膜泡运输 ③需要消耗能量
（二）主动运输 特征：
①由低浓度到高浓度或由高到低 ②需要载体
③需要消耗能量
举例：无机盐离子 小分子有机物 （葡萄糖、氨基酸等） 意义：按照细胞生命活动的需要 有选择的控制物质的出入
补充3：无机盐
1.含量：很少，仅占1％－1.5％ 2.无机盐在细胞中的存在形式： ——离子形式 阳离子：Na 、K 、 Ca 、Mg 、Fe 、Fe 等。 阴离子：Cl 、SO4
分 析 讨 论
血液与心肌的比较 形态 血液 心肌 液态 坚韧的固态
含水量% 83 79
血液是流动的，心肌是坚实的，为什么两者的含水 量这么接近？
水的存在形式不同 血液：主要是自由水 心肌：主要是结合水
2、存在形式及作用
自由水 概念 含量 细胞中以游离的形式存在，可以 自由流动的水 约占细胞内全部水分的95.5% ①细胞内的良好溶剂 ②各种代谢反应的介质 ③多细胞生物体细胞生活的水环境 ④运送养料和代谢废物 结合水 细胞中与其他物质相结合的水 约占细胞内全部水分的4.5%