细胞的跨膜运输方式
细胞跨膜物质转运方式及特点
细胞跨膜物质转运方式及特点细胞跨膜物质转运是细胞内外物质交换的重要过程，通过细胞膜上的特定通道和运输蛋白实现。
下面我们来详细了解一下细胞跨膜物质转运的方式及其特点。
一、主动转运：主动转运是指细胞通过耗费能量的方式，将物质从浓度低的一侧转移到浓度高的一侧。
这种转运方式主要通过离子泵来实现，离子泵是一种转运蛋白，能够将离子以及其他小分子物质逆浓度梯度转运。
主动转运可以维持细胞内外物质的浓度差异，并参与细胞内外环境的稳定调节。
二、被动扩散：被动扩散是一种无需能量消耗的转运方式，主要适用于小分子物质，如氧气、二氧化碳等。
被动扩散是依靠分子之间的热运动，遵循浓度梯度的自发运动。
该方式的特点是速度较快，但对于较大的分子或极性分子来说，穿过细胞膜的能力较弱。
三、载体介导转运：此类转运是通过细胞膜上的载体蛋白来实现的，可以分为载体蛋白与物质结合后经膜内外构象变化实现转运的“倾斜模型”和物质在细胞膜两侧交替与载体蛋白结合并经膜内外构象变化实现转运的“摆动模型”。
载体介导转运具有高度的选择性，对特定物质具有亲和性，能够实现对细胞内外环境中物质的高效转运。
四、囊泡运输：细胞通过囊泡运输来实现对大分子物质的转运，例如蛋白质和碳水化合物等。
这种转运方式可以分为内吞作用和分泌作用。
内吞作用指细胞通过将物质包裹成囊泡，然后通过吞噬作用将囊泡带入细胞内部。
分泌作用则是细胞通过合成囊泡，将物质包裹在囊泡内，然后通过融合细胞膜将囊泡释放到细胞外部。
综上所述，细胞跨膜物质转运有多种方式，每种方式都有其独特的特点。
了解和掌握这些转运方式对于理解细胞内外物质交换的机制以及疾病的发生和治疗具有重要指导意义。
未来的研究还需要继续探索新的转运机制，以促进我们对细胞生物学的深入了解。
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。
细胞膜跨膜运输方式
02
被动运输
简单扩散
定义
简单扩散是指物质从高浓度一侧 通过细胞膜向低浓度一侧的自发
运动。
影响因素
物质浓度差、细胞膜通透性、温度 等。
例子
氧气、二氧化碳、氮气等气体分子 以及脂溶性物质如甘油、脂肪酸等 通过简单扩散进行跨膜运输。
易化扩散
01
02
03
定义
易化扩散是指非脂溶性物 质或带电离子在膜蛋白的 帮助下，顺浓度梯度或电 位梯度进行的跨膜转运。
跨膜运输与药物作用机制
药物作为配体
许多药物通过与膜上的受体或离子通道等结合， 改变其构象或功能，从而影响跨膜运输过程。
药物改变膜通透性
一些药物可以直接改变细胞膜的通透性，如抗生 素通过破坏细菌细胞膜通透性而杀死细菌。
药物影响载体蛋白
某些药物可以通过与载体蛋白相互作用，改变其 转运物质的效率或选择性。
针对跨膜运输的药物设计策略
01
靶向离子通道
设计能够特异性结合并调节离子 通道功能的药物，以恢复离子跨 膜运输的平衡。
02
靶向载体蛋白
03
改变膜通透性
针对特定疾病的载体蛋白缺陷， 设计能够补充或替代其功能的药 物。
开发能够改变细胞膜通透性的药 物，以调节细胞内外物质的交换 和平衡。
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影响因素
膜蛋白的种类和数量、物 质浓度差或电位差等。
例子
葡萄糖进入红细胞、钾离 子和钠离子在神经细胞中 的转运等。
滤过作用
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定义
滤过作用是指水分子和溶质分子在静水压或渗透 压的作用下，通过细胞膜上的水通道蛋白进行跨 膜转运的过程。
影响因素
静水压、渗透压、水通道蛋白的种类和数量等。
四种细胞跨膜物质转运方式的异同
细胞膜作为细胞的边界，起着对外界的选择性透过，以及对内外物质的转运和传递的作用。
细胞膜跨膜物质的转运方式主要包括主动运输、被动扩散、泡载运输和媒介运输。
本文将对这四种跨膜物质转运方式的异同进行系统的阐述和比较。
一、主动运输1. 主动运输介绍主动运输是指通过细胞膜上的载体蛋白，利用细胞内能量(ATP)来将物质从浓度较低的一侧转运到浓度较高的一侧的跨膜转运方式。
该过程需要耗费能量，因此也称之为能量耗费转运。
2. 主动运输的异同点主动运输与其他跨膜转运方式相比，最大的异同点在于运输的方向，它是从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧。
而被动扩散、泡载运输和媒介运输则都是遵循浓度梯度进行物质转运的。
主动运输还需要依赖于载体蛋白参与，而其他三种方式不需要。
二、被动扩散1. 被动扩散介绍被动扩散是指通过细胞膜上的通道蛋白，利用物质自身的浓度梯度来实现跨膜转运的方式。
该过程不需要额外能量的参与，因此也称为passively mediated transport。
2. 被动扩散的异同点被动扩散与主动运输的最大不同在于其不需要额外的能量参与。
被动扩散是利用物质自身浓度梯度进行的转运，而主动运输则是逆向浓度梯度的转运。
三、泡载运输1. 泡载运输介绍泡载运输是一种通过细胞内外囊泡的形式进行物质转运的方式。
该方式包括内吞作用和胞吞作用两种。
2. 泡载运输的异同点泡载运输与被动扩散和主动运输最大的不同在于其转运的方式。
泡载运输是依靠形成囊泡然后在囊泡融合或分解的方式进行物质的转运，而其他两种方式则是通过膜上的通道蛋白或载体蛋白完成的。
四、媒介运输1. 媒介运输介绍媒介运输是指通过细胞膜上的载体蛋白，运用一个物质与另一个物质或离子的结合来实现物质跨膜的转运。
该过程中，载体蛋白会在物质被转运后重新释放或者重新结合。
2. 媒介运输的异同点媒介运输与主动运输在运输的方向上是相似的，都可以逆浓度梯度进行物质转运。
而与被动扩散和泡载运输不同的是，媒介运输需要依赖载体蛋白来帮助实现物质转运。
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。
物质跨膜运输的方式及特点
物质跨膜运输的方式及特点全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程，它通过不同的方式将物质穿过细胞膜，实现细胞内外环境的稳定。
目前已经发现了多种物质跨膜运输的方式，每种方式都有其独特的特点和机制。
一、主动运输主动运输是细胞内外物质运输的一种方式，它需要消耗能量以克服浓度梯度，使物质从低浓度区域向高浓度区域移动。
主动运输主要包括原子运输和小分子运输。
原子运输是通过特定的载体蛋白质，如离子泵和Na+/K+泵，将原子从低浓度区域转移到高浓度区域。
小分子运输是指通过载体蛋白将小分子物质进行跨膜运输，如葡萄糖转运蛋白和脂质转运蛋白。
主动运输的特点是能够实现对细胞内外环境的精确调控，使细胞内外物质浓度始终保持在理想的水平，从而维持细胞的正常功能。
主动运输还能够应对外界环境的变化，以保持细胞内外的稳态。
被动运输是通过跨膜通道进行物质运输的一种方式，不需要额外的能量消耗，只是依靠浓度梯度推动物质从高浓度区域向低浓度区域移动。
被动运输主要包括扩散和渗透。
扩散是通过脂质双层之间的小孔或蛋白通道，使分子从高浓度区域向低浓度区域自发扩散。
渗透是指水分子通过膜上的水通道蛋白，使水分子从高浓度区域向低浓度区域流动。
被动运输的特点是高效、快速，能够满足细胞对物质的迅速需求。
被动运输还能够避免能量浪费，提高细胞对物质的利用效率。
三、运动蛋白介导的跨膜运输除了上述两种跨膜运输方式外，还存在一种通过运动蛋白介导的跨膜运输方式。
运动蛋白如细胞骨架和激动蛋白能够通过与细胞骨架的结合，将物质从一个细胞膜一侧转移到另一侧。
运动蛋白介导的跨膜运输是一种高效的物质运输方式，能够满足细胞对物质的快速需求。
物质跨膜运输是细胞内外物质交换的重要过程，通过不同的方式实现细胞内外环境的稳定。
主动运输能够精确调控细胞内外物质浓度，适应外界环境的变化；被动运输高效、快速，提高细胞对物质的利用效率；运动蛋白介导的跨膜运输通过运动蛋白的介导，实现物质在细胞膜之间的转移，为细胞提供了快速的物质运输通道。
跨膜运输知识点归纳
跨膜运输知识点归纳一、跨膜运输的概念。
跨膜运输是指物质进出细胞时，穿过细胞膜的运输方式。
细胞膜是一种选择透过性膜，它允许某些物质通过，而阻止其他物质通过。
二、跨膜运输的方式。
1. 被动运输。
- 自由扩散。
- 概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
- 特点：顺浓度梯度运输（从高浓度到低浓度）；不需要载体蛋白的协助；不需要消耗能量。
- 实例：水（水分子通过水通道蛋白进出细胞的方式是协助扩散，但单纯的水分子扩散是自由扩散）、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等小分子物质。
- 协助扩散。
- 概念：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。
- 特点：顺浓度梯度运输；需要载体蛋白的协助；不需要消耗能量。
- 实例：葡萄糖进入红细胞（葡萄糖进入其他细胞的方式可能是主动运输）、离子通道运输某些离子（如神经细胞上的Na⁺通道在动作电位形成时允许Na⁺内流，K ⁺通道在静息电位形成时允许K⁺外流等情况属于协助扩散）。
2. 主动运输。
- 概念：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。
- 特点：逆浓度梯度运输；需要载体蛋白的协助；需要消耗能量（能量来源主要是细胞呼吸产生的ATP）。
- 实例：小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐离子（如K⁺、Na⁺、Ca²⁺等）。
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。
3. 胞吞和胞吐（大分子物质进出细胞的方式）- 胞吞。
- 概念：当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。
然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
- 实例：白细胞吞噬病菌、变形虫吞噬食物颗粒等。
- 胞吐。
- 概念：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
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
细胞膜是细胞的外层边界,它在维持细胞内环境的稳定性和细胞的完整性方面起着关键作用。
细胞膜对某些物质是选择性渗透的,这意味着一些物质可以自由穿过细胞膜,而另一些则需要特殊的运输机制。
细胞通过以下几种方式实现跨膜物质运输:
1. 简单扩散
小分子如氧气、二氧化碳和水等可以自由地穿过细胞膜,这种无需能量消耗的过程称为简单扩散。
简单扩散的速率取决于浓度梯度,物质会从高浓度区域向低浓度区域扩散。
2. 易化扩散
对于一些疏水性分子,如脂肪酸和一些药物,它们难以直接穿过亲水性的细胞膜。
这种情况下,它们可以通过与膜脂质结合的方式进行跨膜运输,这种过程称为易化扩散。
3. 主动运输
对于一些无法通过简单扩散或易化扩散进入细胞的大分子和离子,细胞需要利用能量驱动的主动运输机制。
主动运输需要特殊的蛋白质载体,如离子泵和转运蛋白,利用ATP水解产生的能量将物质从低浓度区域转移到高浓度区域。
4. 胞吞作用和胞吐作用
胞吞作用是细胞通过将膜内陷并包裹周围介质中的物质形成小泡的
方式将大分子或颗粒物质吸收进细胞内的过程。
相反,胞吐作用则是细胞将不需要的物质包裹在小泡中排出细胞外的过程。
5. 通过蛋白质通道
一些离子和小分子可以通过细胞膜上的特殊蛋白质通道进行跨膜运输,如离子通道和水通道。
这些通道具有高度的选择性,只允许特定的物质通过。
细胞膜的选择性渗透性和各种跨膜运输机制对于维持细胞内环境的稳定、物质和信号的传递以及细胞的正常代谢活动都至关重要。
不同的细胞类型和生理状态下,跨膜运输的方式和特点也会有所不同,以满足细胞的特定需求。
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。
跨膜运输方式知识点总结
跨膜运输方式知识点总结一、被动扩散被动扩散是一种不需要能量参与的跨膜运输方式，其过程是物质沿着浓度梯度由高浓度区向低浓度区扩散。
被动扩散是生物体内重要的物质运输方式，例如氧气、二氧化碳、水和脂溶性维生素等就是通过被动扩散来跨越细胞膜的。
被动扩散可以分为简单扩散和载体介导扩散两种类型。
简单扩散是指通过细胞膜内的脂质双分子层直接扩散的过程，因为一些小分子和非极性分子可以通过脂质双分子层，所以可以采用这种方式快速扩散。
而载体介导扩散则是通过细胞膜上的载体蛋白辅助，将相对较大或极性的分子扩散到细胞内外。
二、主动转运主动转运是一种需要能量参与的跨膜运输方式，它可以将物质从低浓度区向高浓度区运输，这与被动扩散的方向相反。
主动转运依赖于蛋白质通道或泵来实现，需要耗费细胞内的能量。
主动转运通常发生在跨膜蛋白质的辅助下，这些蛋白质有着很高的专一性，能够选择性地将某种特定分子转运到另一侧。
例如，钠钾泵是一种重要的主动转运过程，它能够将细胞内的钠离子泵出去，同时将细胞外的钾离子泵到细胞内部，这有助于维持细胞内外的电位差和离子平衡。
三、囊泡运输囊泡运输是一种细胞内膜系统参与的跨膜运输方式，其主要过程是通过囊泡将物质从细胞内外部或不同细胞器之间运输。
囊泡运输是非常常见的细胞运输方式，它在许多细胞活动中都发挥着重要作用，如内分泌分泌、细胞内溶酶体分解和胞吞作用等。
囊泡运输的过程一般分为内吞作用和胞吞作用两种。
内吞作用是指细胞膜通过包裹物质形成囊泡，将外源性或细胞外部的物质吞入细胞内部；胞吞作用则是指细胞通过包裹细胞外物质形成囊泡，将其吞噬到细胞内，形成胞吞泡。
这些囊泡最终会在细胞内膜系统中进行转运和释放。
四、扩散与渗透压扩散是一种物质沿着浓度梯度自发性运动的过程，它是不需要能量参与的跨膜运输方式。
扩散对于细胞内外的营养物质和代谢产物的转运起着重要的作用。
在生物体内部，扩散的速率主要受到物质的分子大小、浓度梯度和膜的通透性等因素的影响。
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。
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的重要结构,它是细胞与外界环境交换物质和信息的重要场所。
细胞膜的选择性渗透性使得细胞能够控制物质的进出,从而维持细胞内环境的稳定性。
细胞的跨膜物质运输主要有以下几种方式:1. 简单扩散(Simple Diffusion)这是最基本的物质运输方式,不需要能量消耗。
小分子物质(如氧气、二氧化碳和水等)可以自由地通过细胞膜,从高浓度区向低浓度区扩散。
简单扩散的速率取决于浓度梯度、温度和膜的通透性。
2. 易化扩散(Facilitated Diffusion)对于一些极性较大或者分子量较大的物质(如葡萄糖、氨基酸等),细胞膜上存在特殊的蛋白质通道或载体蛋白,可以协助这些物质通过细胞膜。
易化扩散也不需要能量消耗,但需要特殊的载体蛋白。
3. 主动运输(Active Transport)对于一些必需的离子或分子,细胞需要耗费能量(ATP)将它们从低浓度区运输到高浓度区。
主动运输过程需要特殊的膜蛋白质(离子泵或转运蛋白),如Na+/K+泵等。
4. 胞吞作用(Endocytosis)细胞通过将细胞膜的一部分向内陷入,形成囊泡将一些较大的分子或颗粒包裹进入细胞内。
根据不同的细胞膜陷入方式,可分为三种类型:吞噬作用、细胞饮作用和液泡作用。
5. 胞吐作用(Exocytosis)细胞通过将内部的囊泡与细胞膜融合,将囊泡中的物质释放到细胞外。
这是细胞将合成的物质或不需要的物质排出的重要方式。
细胞的跨膜物质运输过程具有以下特点:- 保持细胞内环境的稳定性和动态平衡- 供给细胞所需的营养物质和能量- 排出代谢废物和有害物质- 调节细胞内外离子浓度- 参与细胞间的信号传递和物质交换细胞膜的选择性渗透性和精细的调控机制,使得细胞能够有序地进行各种生命活动,维持细胞的正常功能。
细胞生物学物质的跨膜运输
细胞生物学物质的跨膜运输物质跨膜转运主要有3种途径：被动运输、主动运输、胞吞与胞吐作用（膜泡运输）。
第一节膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输一、脂双层的不透性和膜转运蛋白细胞膜上存在2类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。
载体蛋白和通道蛋白识别转运物质的方式不同：载体蛋白只允许与其结合部位相适合的溶质分子通过，而且每次转运都发生自身构象的改变；通道蛋白主要根据溶质大小和电荷进行辨别，通道开放时，足够小和带适当电荷的溶质就能通过。
（一）载体蛋白及其功能载体蛋白为多次跨膜蛋白，又称做载体（carrier）、通透酶和转运器（transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。
载体蛋白既可以执行被动运输、也可执行主动运输的功能。
（二）通道蛋白及其功能通道蛋白有3种类型：离子通道、孔蛋白、水孔蛋白（AQP）。
只介导被动运输。
1. 选择性离子通道，具有如下显着特征：离子选择性（相对的）转运离子速率高没有饱和值大多数具门控性分为：电压门通道、配体门通道、应力激活通道电位门通道举例：电位门通道（voltage gated channel）是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时，或对其他刺激引起膜电位变化时，致使其构象变化，“门”打开。
如：神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时，这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门Na+通道和K+通道相继激活（即通道开放），引起肌细胞动作电位；动作电位传至肌质网，Ca2+通道打开引起Ca2+外流，引发肌肉收缩。
配体门通道举例——乙酰胆碱门通道N型乙酰胆碱受体是目前了解较多的一类配体门通道。
它是由4种不同的亚单位组成的5聚体，总分子量约为290kd。
亚单位通过氢键等非共价键，形成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构，其中的两个α亚单位是同两分子Ach相结合的部位。
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
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物质跨膜运输一、结构基础：细胞膜的选择透过性二、跨膜运输的实例：细胞的吸水和失水原理：渗透作用。
该作用必须具备两个条件：（1）具有半透膜；（2）膜两侧溶液存在浓度差。
渗透系统的组成：完整的渗透系统，由两个溶液体系（A和B）以及两者之间的半透膜组成。
当容易浓度A＞B时，水分通过半透膜从B流向A, 当容易浓度A＜B时，水分通过半透膜从A流向B，当溶液浓度A=B时，渗透体系处于动态平衡状态。
易混易错：（1）发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子达到动态平衡，既不可看作没有水分子移动也不可看做两侧溶液浓度相等。
（2）溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度；1、动物细胞的吸水和失水：（以红细胞为例，动物细胞的细胞膜相当于半透膜）①当细胞质浓度大于外界溶液浓度时，细胞质渗透压高于外界渗透压，细胞吸水膨胀②当细胞质浓度等于外界溶液浓度时，细胞质渗透压等于外界渗透压，水分子进出细胞处于动态平衡。
③当细胞质浓度小于外界溶液浓度时，细胞质渗透压低于外界渗透压，细胞失水皱缩植物细胞的吸水和失水：结构基础：（1）细胞液：成熟植物细胞的中央大液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，因此细胞内的液体环境主要指液泡的细胞液。
（2）原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。
相当于半透膜，具有选择透过性（3）细胞壁的特性：全透性，伸缩性小植物细胞的质壁分离和复原现象①当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象②当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
注意：如果质壁分离的细胞死亡，则不会发生质壁分离的复原。
实验探究：材料选取：紫色洋葱鳞片叶（含有颜色为佳，也可选水绵细胞）实验结果：质壁分离前，细胞呈现紫色，原生质层紧贴细胞壁；当加入蔗糖溶液后，液泡由大变小，颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离；对质壁分离的细胞加入清水后，液泡由小变大，颜色由深变浅，原生质层恢复原状。
思考：不含中央大液泡的植物细胞（如根尖分生区细胞、种子的胚细胞）能发生质壁分离的现象吗？不能，因为不含大液泡的植物细胞不会失去较多的水，因此不会发生质壁分离的现象细胞对无机盐离子的吸收实例：1、水稻吸收SiO44-多，吸收Ca2+和Mg2+少，番茄吸收Ca2+和Mg2+较多，吸收SiO44-较少，说明不同植物对不同的无机盐离子吸收表现出较大的差异。
2、人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于血液中碘的含量。
3、不同微生物对无机盐离子吸收表现出很大的差异。
物质跨膜运输的特点：1、物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。
2、细胞对于物质的输入和输出有选择透过性。
物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输方式：运输方向（影响因素）特点图例实例离子、小分子物质自由扩散由高浓度向低浓度（细胞膜内外物质的浓度差）不需要载体不需要能量水、甘油、乙醇、苯、CO2、O2、脂质协助扩散由高浓度向低浓度（细胞膜内外物质的浓度差；膜载体种类和数量）需要载体不需要能量红细胞吸收葡萄糖主动运输由低浓度向高浓度（膜载体的种类和数量；能量：温度、氧浓度）既需要载体又需要能量小肠吸收无机盐、葡萄糖、氨基酸等大分子物质胞吞由细胞外到细胞内（细胞膜流动性、能量等）需要消耗能量略白细胞吞噬病菌胞吐由细胞内到细胞外（细胞膜流动性、能量等）需要消耗能量略分泌蛋白的分泌、神经递质的释放胞吞过程:大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部。
胞吐过程：细胞需要外排的大分子先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜外，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。
判断某种物质的运输方式，必须抓三个关键：1 分析被运输的物质是否通过细胞膜2 明确被运输物质微粒的性质3 分析物质通过细胞膜的转运方向（高浓度到低浓度/低浓度到高浓度），是否需要载体协助，是否需要消耗能量易混易错：（1）Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散（或离子通道）进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流。
（2）植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此，可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。
（3）温度影响物质跨膜运输的速率，有两方面，一方面影响生物膜的流动性，另一方面影响酶活性，进而影响呼吸速率。
（4）渗透作用属于自由扩散的一种方式，溶液浓度高，单位体积溶液中溶质微粒多，水分子浓度低；溶液浓度低，单位体积溶液中溶质微粒少，水分子浓度高，故渗透作用中水由低浓度流向高浓度溶液，与自由扩散中水从高浓度一侧运输到低浓度一侧并不矛盾。
二、影响物质跨膜运输的因素：（1）浓度（在一定范围内）对运输速率的影响（2）氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：三、物质跨膜运输层数的分析判断1、无膜：核糖体、中心体、染色体2、单层膜：细胞膜、内质网、高尔基体、液泡膜3、双层膜：线粒体、叶绿体、细胞核（核孔穿透核膜时，则穿过的膜层数为0）肺泡壁、毛细血管壁和消化道管壁都是由单层上皮细胞构成，且穿过1层细胞则需穿过2次细胞膜。
4、某些大分子从细胞核中出来，如mRNA从核孔出来，不涉及到穿膜；此外，细胞向外分泌消化酶、抗体，或蛋白类激素的外排作用以及细胞的内吞作用，都可看作是通过0层生物膜。
5、1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子层物质在细胞内不同细胞器之间的跨膜分析由产生场所到利用场所共(1)线粒体与叶绿体之间的跨膜: 如在同一细胞中，O2跨4层膜。
(2)分泌蛋白形成过程中的跨膜问题 ----0层①内质网上核糖体合成肽链后，肽链直接进入内质网中加工，不跨膜；②蛋白质在内质网中完成初步加工后，经“出芽”形成囊泡与高尔基体融合，不跨膜；③高尔基体对蛋白质进一步加工后，成熟蛋白也以囊泡形式分泌，并与细胞膜融合，以胞吐方式分泌出细胞，整个过程均不跨膜。
2．血浆、组织液等内环境与细胞之间的跨膜分析(1)几种由单层细胞形成的结构人体中有很多由单层细胞构成的管状或泡状结构，如毛细血管、毛细淋巴管、小肠绒毛、肺泡、肾小球和肾小管等，这些非常薄的结构有利于物质交换，物质透过这些管壁或泡壁时，要经过两层细胞膜。
(2)物质由血浆进入组织液的跨膜葡萄糖、氧气等物质从血浆进入组织液，经过组织处的毛细血管，至少要跨毛细血管壁（一层上皮细胞，共2层细胞膜）。
(3)物质由组织液进入细胞的跨膜物质由组织液进入细胞的跨膜，要分析该物质具体在细胞中被利用的场所，然后计算出跨膜层数。
如葡萄糖利用的场所是细胞质基质，因此组织液中的葡萄糖只跨 1层膜，进入细胞质基质即被利用。
氧气利用的场所在线粒体内膜上，它要跨3层膜，进入线粒体中被利用。
3．体外环境与血浆之间的跨膜分析(l)物质由体外环境（肺泡、小肠等）进入血浆，至少要跨1层上皮细胞和1层毛细血管壁细胞，即要跨4层膜，才能进入到血浆中。
(2)物质进入血浆后，由循环系统转运到全身各处，该过程不是跨膜。
巩固练习：1对植物细胞质壁分离和复原实验进行分析，得不到证实的是( )A. 原生质层具有选择性B. 细胞处于生活状态或死亡状态C. 细胞液和周围溶液的关系D. 溶质分子进出细胞的方式2. 将下列活细胞放入浓的蔗糖溶液中，能发生质壁分离现象的是（）A. 根尖分生区细胞B. 人的红细胞C. 种子的胚细胞D. 根毛细胞3. 家庭养花，一次施肥过多引起花卉萎蔫，可采取的措施是（）①加强光照②改善空气流通③适当浇灌清水④更换盆中泥土A. ①③B. ②④C. ①②D. ③④4. 当根尖成熟区表皮细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度时，水分子的运输情况是（）A. 水分子只进不出B. 水分子只出不进C. 单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数D. 单位时间内从细胞内出来的水分子数多于进入细胞的水分子数5. 下列有关原生质层的叙述中，正确的是（）A. 植物细胞去掉细胞壁后剩下的是原生质层B. 原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质C. 原生质层包括细胞膜、细胞质及细胞核D. 组成原生质层的主要生命物质是蛋白质和核酸6. 将人体血液放置于9%的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现（）A. 质壁分离B. 正常状态C. 细胞膜被破坏D. 细胞皱缩7. 可以做半透膜材料的是（）A. 肠衣B. 纱布C. 玻璃D. 尼龙布8. 苋菜用清水怎么洗，清水中也不见红色物质，但若放入沸水中一烫，水立刻变成红色。
这个现象是因为（）A. 在清水中没有物质出入B. 在清水中细胞膜没有选择透过性C. 沸水中色素分解成小分子物质D. 沸水使细胞膜失去选择透过性9. 右图是一个洋葱表皮细胞浸润在30%的蔗糖溶液中出现的情况，那么在1所指的部位充满了（）A. 清水B. 蔗糖浓液C. 空气D. 细胞液10. 将新鲜的番茄切开,拌以大量的白糖,几个小时后,番茄将( )A. 变软,红色素流出细胞B. 变硬,红色素不流出细胞C. 变软,红色素不流出细胞D. 变硬,红色素流出细胞11. 相对细菌和植物细胞而言,动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压,这是因为动物细胞( )A.没有细胞壁,对培养基的渗透压更敏感B.渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压C.没有成熟大液泡,渗透压调节能力差D.生长缓慢,各生长阶段对环境的渗透压要求不同12.将人的红细胞放入 4 ℃蒸馏水中,一段时间后红细胞破裂,主要原因是( )A.红细胞膜具有水溶性B.红细胞的液泡体积增大C.蒸馏水大量进入红细胞D.低温时红细胞膜流动性增大13.撕取紫色洋葱外表皮,分为两份,假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致,一份在完全营养液中浸泡一段时间,浸泡后的外表皮称为甲组;另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间,浸泡后的外表皮称为乙组。
然后,两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理,一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。
此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小,以及水分运出细胞的方式是( )A.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,主动运输B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高,主动运输C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低,被动运输D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,被动运输14.已知鱼鳔是一种半透膜。
若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气,扎紧开口,将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中,下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是( )15.为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响,将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天,结果如表。
下列叙述错误的是( )注:“+”表示有添加,添加后NaCl浓度为100 mmol·L-1,茉莉酸浓度为10-3mg·L-1;“-”表示无添加。