2-1细胞膜的物质转运功能
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膜通道的功能状态 结果：电-化学梯度为零，这种状态称为电-化学平衡 特点： 离子选择性
门控特性
门控离子通道的分类：
电压门控通道：膜两侧电位差改变引起通道开放 化学门控通道：膜内外某些化学物质引起通道开放 机械门控通道：膜的局部受牵连变形引起通道开放
注意：也有少数几种通道始终是持续开放的，这类通道称为 非门控通道。
这些物质分子在膜中是以怎样的形式排列的呢？即膜的分子结构如何呢？
分子排列：液态镶嵌模型 ① 液态脂质双分子层构成膜的基架 ② 蛋白质分子镶嵌在脂质双分子层中 ③ 糖链结合在膜脂质和蛋白质上
液态镶嵌模型
✓ 脂质双分子层（双嗜性分子）
亲水头部 （磷酸）
疏水尾部 （脂肪酸）
亲水性基团朝向膜的内、外表面 双分子层排列
膜的结构 转运方式 单纯扩散 易化扩散 主动转运 膜泡运输
经载体易化扩散
结合→构象变化→解离
转运对象：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等小分子亲水性物质 影响因素：与浓度差成正相关、
与载体数量成正相关 特点：特异性：某种载体只能选择性地与某种物质特异性结合
饱和现象：因载体数量或载体上与物质结合的位点数量
单纯扩散
脂溶性或少数不带电荷的极性小分子由膜的高浓度一侧 向低浓度一侧移动的过程。
[O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞ [CO2]o
转运物质： O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、 甘油、水、类固醇激素等少数几种
影响因素：与浓度差和通透性成正变 特点：顺浓度梯度，不消耗细胞代谢能，也不需要外力
有些载体具有ATP酶活性，称为离子泵， 离子泵具有分解ATP的能力，也称ATP酶（ATPase）。
经通道易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
转运物质：带电离子（Na+、K+ 、Ca2+等） 动力：浓度梯度和电位梯度的合力，简称电-化学梯度 影响因素：与电-化学梯度成正变，
主动转运
某些物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢供能而进行的逆 电-化学梯度的跨膜转运。
原发
性主 细胞直接利用代谢产生的ATP将物质逆电-
动转 运
化学梯度转运的过程。
继发
性主 细胞间接利用代谢产生的ATP将物质逆电动转 化学梯度转运的过程。
运
原发性主动转运
➢钠-钾泵 （Na+-K+-ATPase） 简称钠泵，是镶嵌在细胞膜对Na+和Ｋ+的进行主动转运
疏水性基团在膜的内部两两相对
特点：
①流动性: 熔点较低 → 液态 ②稳定性: 自由能最低
➢ 细胞膜蛋白质
✓ 两种存在形式
表面蛋白 整合蛋白
✓ 主要功能
受体 酶 收缩作用 载体、通道或离子泵
G 蛋白偶联受体
又称七次跨膜受体/七螺旋受体 /蛇型受体（serpentine receptor）
G蛋白偶联区
帮助
易化扩散
非脂溶性的小分子或带电离子，在膜蛋白帮助下顺浓度梯 度或电位梯度进行的跨膜转运。
经通
道易 各种带电离子在通道蛋白的介导下，顺浓
化扩 散
度梯度和（或）电位梯度进行的跨膜转运。
经载
体易 水溶性小分子物质或离子在载体蛋白介导
化扩 散
下顺浓度梯度进行的跨膜转运。
通道（离子通道的简称） 载体（也称转运体）
有限，当转运物质的浓度超过限度时转运停止
竞争性抑制：结构相似的物质用同一种载体转运时存在
竞争，一种物质可抑制另一种物质的转运。
思考：单纯扩散与易化扩散的异同？ 提示：转运对象、转运动力、转运方向、转运速率、转运
结果、是否需要膜蛋白帮助
单纯扩散与易化扩散均不需要细胞代谢供能，故将它们称 为被动转运。
的特殊蛋白质，具有ATP酶的活性，又称为Na+-K+依赖 式ATP酶。 ➢钙泵（Ca2+-Mg2+-ATPase） 钙泵主要分布在骨骼肌和心肌细胞的肌浆网上，通过分解 ATP获得能量，逆浓度差将肌浆中的Ca2+转运到肌浆网内。
➢氢泵（H+-K+-ATPase） 氢泵又称质子泵，主要分布在胃粘膜的壁细胞上，与胃
1、什么是生理学？简述其研究水平。 2、体液及组成 3、内环境和稳态 4、人体功能的调节方式有哪几种？各自有何 特点？ 5、何为正反馈和负反馈？简述其意义。
第二章 细胞的基本功能
1 细胞膜的物质转运功能
2
细胞的信号转导
3
Βιβλιοθήκη Baidu
细胞的电活动
4
肌细胞的收缩
第一节 跨膜物质转运
掌握
➢单纯扩散定义及特点 ➢易化扩散定义及特点 ➢主动转运定义及特点 ➢Na泵的定义及其生理意义
继发性主动转运
继发性主动转运又叫联合转运。 介导联合转运的膜蛋白称为转运体。
分类
同向转运：葡萄糖、氨基酸在小肠上皮 细胞的吸收和在肾小管上皮细胞的重吸收
逆向转运： Na+-Ca2+交换、 Na+-H+交换
酸的分泌有关。
钠-钾泵（简称钠泵）
结构：一种膜蛋白质，由α和β两种亚单位构成，具有ATP酶 的活性，又叫钠-钾依赖式ATP酶。
激活条件：细胞内Na+浓度升高或细胞外K+浓度升高时 作用：每分解1分子ATP可将3个Na+从胞内泵出胞外，同时
将2个K+从胞外泵入胞内 转运结果：形成并维持膜内高钾，膜外高钠的离子分布状态。
熟悉 ➢继发性主动转运及其举例
了解
➢细胞膜基本结构 ➢出胞和入胞
第一节 细胞膜的物质转运功能
➢细胞膜的作用
1、屏障作用 严格限制一些物质的进出，使细胞 内容物不致流失，保持细胞内成分 相对稳定。
2、跨膜物质交换作用 选择性地允许某些物质通过；
3、接受信息
➢细胞膜的结构 分子组成：细胞膜主要由脂质（50%）、蛋白 质（40%）和少量的糖类物质（2%-8%）构成。
➢ 细胞膜的糖类
以寡糖为主，形成糖脂和糖蛋白，仅位于细胞膜 的外侧，通常具有受体或抗原的功能
物质的跨膜转运的种类和方式
脂溶性的和少数分子很小的水溶性物质 可直接穿越细胞膜；
大部分水溶性溶质分子和所有离子的跨 膜转运需要有膜蛋白介导来完成；
大分子物质或物质团块则以复杂的出胞 或入胞的方式整装进出细胞。
++ +
++
思考：钠钾泵的活动对膜电位有何影响？
ATP：Na+：K+＝1：3：2 (生电性钠泵)
离子通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠泵的生理意义：
✓钠泵活动造成的胞内高K+为胞质内许多代谢反应所必需 ✓维持胞内渗透压和细胞容积 ✓建立一种势能贮备，供细胞其他耗能过程利用 ✓细胞产生生物电的基础 ✓生电性钠泵可直接影响膜静息电位
门控特性
门控离子通道的分类：
电压门控通道：膜两侧电位差改变引起通道开放 化学门控通道：膜内外某些化学物质引起通道开放 机械门控通道：膜的局部受牵连变形引起通道开放
注意：也有少数几种通道始终是持续开放的，这类通道称为 非门控通道。
这些物质分子在膜中是以怎样的形式排列的呢？即膜的分子结构如何呢？
分子排列：液态镶嵌模型 ① 液态脂质双分子层构成膜的基架 ② 蛋白质分子镶嵌在脂质双分子层中 ③ 糖链结合在膜脂质和蛋白质上
液态镶嵌模型
✓ 脂质双分子层（双嗜性分子）
亲水头部 （磷酸）
疏水尾部 （脂肪酸）
亲水性基团朝向膜的内、外表面 双分子层排列
膜的结构 转运方式 单纯扩散 易化扩散 主动转运 膜泡运输
经载体易化扩散
结合→构象变化→解离
转运对象：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等小分子亲水性物质 影响因素：与浓度差成正相关、
与载体数量成正相关 特点：特异性：某种载体只能选择性地与某种物质特异性结合
饱和现象：因载体数量或载体上与物质结合的位点数量
单纯扩散
脂溶性或少数不带电荷的极性小分子由膜的高浓度一侧 向低浓度一侧移动的过程。
[O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞ [CO2]o
转运物质： O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、 甘油、水、类固醇激素等少数几种
影响因素：与浓度差和通透性成正变 特点：顺浓度梯度，不消耗细胞代谢能，也不需要外力
有些载体具有ATP酶活性，称为离子泵， 离子泵具有分解ATP的能力，也称ATP酶（ATPase）。
经通道易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
转运物质：带电离子（Na+、K+ 、Ca2+等） 动力：浓度梯度和电位梯度的合力，简称电-化学梯度 影响因素：与电-化学梯度成正变，
主动转运
某些物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢供能而进行的逆 电-化学梯度的跨膜转运。
原发
性主 细胞直接利用代谢产生的ATP将物质逆电-
动转 运
化学梯度转运的过程。
继发
性主 细胞间接利用代谢产生的ATP将物质逆电动转 化学梯度转运的过程。
运
原发性主动转运
➢钠-钾泵 （Na+-K+-ATPase） 简称钠泵，是镶嵌在细胞膜对Na+和Ｋ+的进行主动转运
疏水性基团在膜的内部两两相对
特点：
①流动性: 熔点较低 → 液态 ②稳定性: 自由能最低
➢ 细胞膜蛋白质
✓ 两种存在形式
表面蛋白 整合蛋白
✓ 主要功能
受体 酶 收缩作用 载体、通道或离子泵
G 蛋白偶联受体
又称七次跨膜受体/七螺旋受体 /蛇型受体（serpentine receptor）
G蛋白偶联区
帮助
易化扩散
非脂溶性的小分子或带电离子，在膜蛋白帮助下顺浓度梯 度或电位梯度进行的跨膜转运。
经通
道易 各种带电离子在通道蛋白的介导下，顺浓
化扩 散
度梯度和（或）电位梯度进行的跨膜转运。
经载
体易 水溶性小分子物质或离子在载体蛋白介导
化扩 散
下顺浓度梯度进行的跨膜转运。
通道（离子通道的简称） 载体（也称转运体）
有限，当转运物质的浓度超过限度时转运停止
竞争性抑制：结构相似的物质用同一种载体转运时存在
竞争，一种物质可抑制另一种物质的转运。
思考：单纯扩散与易化扩散的异同？ 提示：转运对象、转运动力、转运方向、转运速率、转运
结果、是否需要膜蛋白帮助
单纯扩散与易化扩散均不需要细胞代谢供能，故将它们称 为被动转运。
的特殊蛋白质，具有ATP酶的活性，又称为Na+-K+依赖 式ATP酶。 ➢钙泵（Ca2+-Mg2+-ATPase） 钙泵主要分布在骨骼肌和心肌细胞的肌浆网上，通过分解 ATP获得能量，逆浓度差将肌浆中的Ca2+转运到肌浆网内。
➢氢泵（H+-K+-ATPase） 氢泵又称质子泵，主要分布在胃粘膜的壁细胞上，与胃
1、什么是生理学？简述其研究水平。 2、体液及组成 3、内环境和稳态 4、人体功能的调节方式有哪几种？各自有何 特点？ 5、何为正反馈和负反馈？简述其意义。
第二章 细胞的基本功能
1 细胞膜的物质转运功能
2
细胞的信号转导
3
Βιβλιοθήκη Baidu
细胞的电活动
4
肌细胞的收缩
第一节 跨膜物质转运
掌握
➢单纯扩散定义及特点 ➢易化扩散定义及特点 ➢主动转运定义及特点 ➢Na泵的定义及其生理意义
继发性主动转运
继发性主动转运又叫联合转运。 介导联合转运的膜蛋白称为转运体。
分类
同向转运：葡萄糖、氨基酸在小肠上皮 细胞的吸收和在肾小管上皮细胞的重吸收
逆向转运： Na+-Ca2+交换、 Na+-H+交换
酸的分泌有关。
钠-钾泵（简称钠泵）
结构：一种膜蛋白质，由α和β两种亚单位构成，具有ATP酶 的活性，又叫钠-钾依赖式ATP酶。
激活条件：细胞内Na+浓度升高或细胞外K+浓度升高时 作用：每分解1分子ATP可将3个Na+从胞内泵出胞外，同时
将2个K+从胞外泵入胞内 转运结果：形成并维持膜内高钾，膜外高钠的离子分布状态。
熟悉 ➢继发性主动转运及其举例
了解
➢细胞膜基本结构 ➢出胞和入胞
第一节 细胞膜的物质转运功能
➢细胞膜的作用
1、屏障作用 严格限制一些物质的进出，使细胞 内容物不致流失，保持细胞内成分 相对稳定。
2、跨膜物质交换作用 选择性地允许某些物质通过；
3、接受信息
➢细胞膜的结构 分子组成：细胞膜主要由脂质（50%）、蛋白 质（40%）和少量的糖类物质（2%-8%）构成。
➢ 细胞膜的糖类
以寡糖为主，形成糖脂和糖蛋白，仅位于细胞膜 的外侧，通常具有受体或抗原的功能
物质的跨膜转运的种类和方式
脂溶性的和少数分子很小的水溶性物质 可直接穿越细胞膜；
大部分水溶性溶质分子和所有离子的跨 膜转运需要有膜蛋白介导来完成；
大分子物质或物质团块则以复杂的出胞 或入胞的方式整装进出细胞。
++ +
++
思考：钠钾泵的活动对膜电位有何影响？
ATP：Na+：K+＝1：3：2 (生电性钠泵)
离子通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠泵的生理意义：
✓钠泵活动造成的胞内高K+为胞质内许多代谢反应所必需 ✓维持胞内渗透压和细胞容积 ✓建立一种势能贮备，供细胞其他耗能过程利用 ✓细胞产生生物电的基础 ✓生电性钠泵可直接影响膜静息电位