2-1细胞膜的物质转运功能

2022年全国硕士研究生招生考试《专硕农业综合二之动物生理学》考试大纲Ι.考试性质动物生理学理论考试是为湖南农业大学畜牧学养殖专业招收研究生而设置的具有选拔性质的全国招生考试科目，其目的是科学、公平、有效地测试考生掌握大学本科阶段动物生理学的基础理论、基础知识和基本实验技能，以及运用动物生理学的基本理论、基本知识和基本方法分析和解决有关理论和实际问题的能力。

Ⅱ．考查目标1、系统地掌握动物生理学的基本理论、基本知识和基本实验技能，能够从细胞和分子水平、器官和系统及整体水平理解动物机体的各种正常功能活动及其内在机制。

2、能够运用动物生理学的基本理论、基本知识和基本方法分析和解决有关理论和实际问题。

Ⅲ．考试形式和试卷结构一、试卷满分及考试时间本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

（动物生理学为50分）二、答题方式答题方式为闭卷、笔试。

三、试卷内容结构动物遗传学 50分动物生理学 50分动物营养学 50分四、试卷题型结构名词解释18分（6小题，每小题3分）问答题32分（4小题，每小题8分）Ⅳ．考查内容1动物生理学绪论1.1 动物生理学研究对象、内容与任务1.1.1 动物生理学研究的内容与任务1.1.2 生理学是一门实验性科学1.1.3 动物生理学的三个研究水平1.1.4 整合生理学1.1.5 学习动物生理学的目的与方法1.2 内环境及内环境稳态1.2.1 细胞外液与内环境1.2.2 内环境的理化成分及内环境稳态1.3 生理功能的调节及其调控1.3.1 生理功能的调节方式1.3.2 生理功能的控制系统第一篇动物生理学的细胞学基础2 细胞膜的物质转运功能2.1 细胞膜的结构2.1.1 细胞膜与生物膜的概念2.1.2 细胞膜的液态镶嵌模型2.2 细胞膜的物质转运功能2.2.1 被动转运2.2.2 主动转运2.2.3 胞吞与胞吐作用2.2.4 大分子物质的跨核膜转运3 细胞间的通讯与信号转导3.1 细胞间的通讯3.1.1 细胞间的通讯的方式3.1.2 细胞间通讯的信号物质——化学信使3.1.3 细胞间通讯中的受体3.2 细胞的信号转导机制3.2.1 膜结合受体介导的信号转导机制3.2.2 胞内受体介导的信号转导机制3.2.3 信号转导的共同特征4 神经元的电活动与兴奋性4.1 概述4.1.1 静息电位4.1.2 动作电位4.1.3 观察生物电的方法4.2 生物电产生机制4.2.1 细胞膜的电学特性4.2.2 静息电位的产生机制4.2.3 动作电位的产生机制4.2.4 动作电位的引起、传导及其特性4.2.5 局部电位4.3 细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件4.3.1 兴奋、兴奋性与可兴奋细胞4.3.2 刺激引起兴奋的条件4.3.3 细胞兴奋时的兴奋性变化4.3.4 影响兴奋性的因素5 神经元间的信号传递5.1 神经电信号传递的一般概念5.2 经典突触及其传递5.2.1 经典突触的超微结构5.2.2 经典突触传递过程5.2.3 经典突触传递特点5.3 非定向突触传递5.3.1 非定向突触传递的细微结构特征5.3.2 非定向突触传递及其特征5.4 影响化学性突触传递的因素5.4.1 影响突触前膜递质释放的因素5.4.2 影响突触间隙中递质清除的因素5.4.3 影响突触后膜受体的因素5.5 电突触传递5.5.1 电突触的结构5.5.2 电突触传递5.6 突触整合5.7 突触的可塑性5.7.1 短时程突触可塑性5.7.2 长时程突触可塑性5.8 化学性突触传递的信使物质及其受体5.8.1 神经递质、神经调质5.8.2 受体5.8.3 几种主要的神经递质和受体系统6 肌细胞的功能6.1 肌细胞概述6.2 骨骼肌细胞6.2.1 骨骼肌细胞的结构与分子基础6.2.2 骨骼肌细胞的生物电特征及神经与骨骼肌细胞间的兴奋传递6.2.3 骨骼肌收缩与舒张机制6.2.4 骨骼肌细胞的兴奋-收缩耦联6.2.5 骨骼肌收缩的形式及影响因素6.2.6 骨骼肌细胞的分类与生理特性6.3 心肌细胞6.3.1 心肌细胞的细微结构与收缩功能特征6.3.2 心肌细胞兴奋的产生6.3.3 心肌细胞的电活动6.4 平滑肌细胞6.4.1 平滑肌细胞的结构与收缩功能6.4.2 平滑肌细胞的电活动6.4.3 平滑肌细胞的分类6.5 动物的电细胞和放电第二篇器官生理7 血液7.1 血液的组成与理化特性7.1.1 血液的组成与血量7.1.2 血液的理化特性7.1.3 血液的功能7.2 血细胞及其功能7.2.1 血细胞的生成7.2.2 红细胞生理7.2.3 白细胞生理7.2.4 血小板生理7.3 血液凝固与纤维蛋白溶解7.3.1 血液凝固 243417.3.2 纤维蛋白溶解7.4 血型7.4.1 红细胞凝集与血型7.4.2 输血原则7.4.3 动物的血型8 血液循环8.1 心肌的生理特性8.1.1 心肌的兴奋性8.1.2 心肌的传导性8.1.3 心肌的收缩特性8.1.4 心肌的自动节律性与心脏的起搏点8.1.5 体表心电图8.2 心脏的泵血功能8.2.1 心脏泵血功能周期性活动8.2.2 心脏泵血功能的评定8.2.3 心脏泵血功能的储备8.3 血管生理8.3.1 血管的种类与功能8.3.2 血流动力学——血流量、血流阻力与血压8.3.3 动脉血压与动脉脉搏8.3.4 静脉血压与静脉回心血量8.3.5 微循环8.3.6 组织液与淋巴液的生成8.4 心血管活动的调节8.4.1 心泵功能的自身调节8.4.2 心血管活动的神经调节8.4.3 心血管活动的体液调节8.4.4 局部血流调节8.4.5 动脉血压的长期调节8.5 器官循环9 呼吸9.1 概述9.1.1 有关呼吸器官与呼吸方式的进化9.1.2 呼吸过程9.2 呼吸器官的通气活动9.2.1 哺乳类动物的通气活动9.2.2 其他脊椎动物的通气活动9.3 气体交换9.3.1 气体交换原理9.3.2 组织中的气体交换及其影响因素9.4 气体在血液中的运输9.4.1 氧及二氧化碳在血液中的存在形式9.4.2 氧的运输9.4.3 二氧化碳的运输9.5 呼吸运动的调节9.5.1 神经调节9.5.2 化学因素对呼吸的调节9.6 特殊环境下的呼吸生理9.6.1 潜水动物的适应9.6.2 高海拔环境中的呼吸9.7 肺的吞噬与免疫功能10 消化与吸收10.1 概述10.1.1 消化的主要方式10.1.2 消化道的结构与神经支配10.1.3 消化管平滑肌的生理特性10.1.4 胃肠激素10.1.5 消化管的免疫功能10.2 动物的摄食方式与摄食调节10.2.1 摄食方式10.2.2 动物摄食调节10.3 口腔消化10.3.1 口腔的物理性消化10.3.2 口腔的化学性消化10.4 单胃的消化10.4.1 胃的物理性消化10.4.2 胃的化学性消化10.5 复胃的消化10.5.1 反刍动物的复胃结构及其功能概述10.5.2 复胃的物理性消化10.5.3 复胃的微生物消化10.5.4 复胃动物的皱胃消化特点10.6 小肠的消化10.6.1 小肠的物理性消化10.6.2 小肠的化学性消化10.6.3 肝的功能10.7 大肠的消化10.7.1 大肠的物理性消化10.7.2 回盲括约肌的功能10.7.3 大肠的化学性消化10.7.4 大肠的微生物消化10.7.5 排粪10.8 禽类与鱼类消化的特点10.8.1 禽类消化的特点10.8.2 鱼类消化的特点10.9 吸收10.9.1 概述10.9.2 主要营养物质的吸收10.10 消化功能整体性11 能量代谢及体温11.1 机体的能量代谢11.1.1 机体能量的来源和利用11.1.2 能量代谢的测定11.1.3 影响能量代谢的主要因素和能量代谢的神经与体液调节11.1.4 动物的基础代谢与静止能量代谢11.1.5 动物的生产代谢11.2 动物的体温及其调节11.2.1 动物的体温11.2.2 动物的产热与散热过程11.2.3 体温的中枢调节11.2.4 动物的休眠12 排泄及渗透压调节12.1 肾的功能解剖特征12.1.1 肾单位12.1.2 球旁器12.1.3 肾的血液供应12.1.4 肾的神经支配12.2 尿的生成12.2.1 肾小球的滤过12.2.2 肾小管和集合管的重吸收与分泌作用12.2.3 鱼类肾的泌尿功能12.2.4 脊椎动物含氮废物的排泄12.3 尿生成的调节12.3.1 影响肾小球滤过作用的因素12.3.2 影响肾小管物质转运作用的因素12.3.3 尿的浓缩与稀释12.4 尿的排出12.4.1 尿排放的神经支配12.4.2 排尿反射12.5 机体的渗透压调节12.5.1 脊椎动物的其他排泄器官12.5.2 鱼类的渗透压调节13 感觉器官与感觉13.1 感受器与感觉器官13.1.1 感受器、感觉器官的结构与分类13.1.2 感受器的一般生理特性13.2 眼的视觉功能13.2.1 眼的折光与成像13.2.2 视觉的形成13.3 耳的听觉、平衡觉功能13.3.1 触觉和压力感受器13.3.2 耳的听觉功能13.3.3 耳（前庭器官）的平衡功能13.3.4 水生脊椎动物的毛细胞及其听觉、平衡觉13.4 嗅觉与味觉器官及化学感觉13.4.1 嗅觉器官与嗅觉13.4.2 味觉器官与味觉13.5 电磁感觉14 神经系统的功能14.1 神经系统的组成及其细胞成分14.1.1 神经系统的组成14.1.2 神经元与神经胶质细胞14.2 反射活动的基本规律14.2.1 反射活动及其反射中枢的复杂性14.2.2 中枢神经元的联系方式及其生理意义14.2.3 反射中枢内兴奋的传播14.2.4 中枢抑制14.2.5 反射活动的一般特性14.3 神经系统的感觉功能14.3.1 中枢对躯体感觉的分析14.3.2 中枢对内脏感觉的分析14.4 神经系统对躯体运动的调节14.4.1 躯体运动神经元与运动单位14.4.2 中枢对姿势的调节14.5 神经系统对内脏活动的调节14.5.1 自主神经的结构特征14.5.2 自主神经系统的功能特征14.5.3 内脏活动的中枢调节14.5.4 动物的本能行为与情绪14.6 脑的高级功能14.6.1 学习与记忆14.6.2 脑电活动与觉醒和睡眠15 内分泌15.1 概述15.1.1 内分泌与内分泌系统15.1.2 激素15.2 下丘脑的内分泌15.2.1 下丘脑与垂体的联系15.2.2 下丘脑促垂体区激素及生理作用15.2.3 下丘脑激素分泌的调节15.3 垂体的内分泌15.3.1 腺垂体激素15.3.2 神经垂体激素15.4 甲状腺15.4.1 甲状腺激素的化学结构15.4.2 甲状腺激素的合成15.4.3 甲状腺激素的贮存、释放、转运与代谢15.4.4 甲状腺激素的生理作用15.4.5 甲状腺激素分泌的调节15.5 甲状旁腺、甲状腺C细胞（鳃后体）与调节钙、磷代谢的激素15.5.1 甲状旁腺与甲状旁腺激素15.5.2 甲状腺C细胞和降钙素15.5.3 l，25-二羟维生素D315.6 肾上腺15.6.1 肾上腺皮质激素15.6.2 肾上腺髓质激素15.7 胰岛15.7.1 胰岛素15.7.2 胰高血糖素15.7.3 胰岛分泌的其他激素15.8 松果体、尾下垂体、斯尼氏小体15.8.1 松果体15.8.2 尾下垂体15.8.3 斯尼氏小体15.9 组织激素与功能器官内分泌15.9.1 组织激素15.9.2 功能器官内分泌16 生殖与泌乳16.1 概述16.1.1 动物的性决定与性分化16.1.2 动物的性成熟与体成熟16.1.3 关于性周期与生殖季节16.2 性腺的功能与调控16.2.1 睾丸16.2.2 卵巢16.3 哺乳动物的生殖活动16.3.1 哺乳动物的性周期16.3.2 排卵与排卵后黄体16.3.3 受精与授精16.3.4 妊娠与分娩16.4 鸟（禽）类生殖活动的特点16.5 鱼类的生殖活动16.5.1 鱼类的生殖活动的内分泌调控16.5.2 卵泡的生长与最终成熟16.5.3 排卵与产卵16.5.4 鱼类的生殖周期与调控16.6 泌乳16.6.1 概述16.6.2 乳汁的分泌16.6.3 乳汁的排出第三篇整合生理17 动物机体的神经、内分泌、免疫网络系统17.1 神经、内分泌、免疫系统以各自特有的方式调节机体的机能17.2 神经、内分泌、免疫系统之间复杂的相互作用17.3 应激对免疫功能活动的调节17.4 神经、内分泌、免疫系统间相互作用的网络机制18 机体的酸碱平衡18.1 体液中的酸性、碱性物质18.2 机体内的酸、碱平衡18.3 体液的缓冲体系及其缓冲作用18.4 呼吸器官以改变通气率调节酸碱平衡18.5 肾与肝在酸碱平衡中的协同作用18.6 酸碱平衡紊乱18.7 鱼类的酸碱平衡19 应激与适应19.1 应激概述19.1.1 应激的基本概念19.1.2 应激的三个阶段19.2 应激反应的生理学机制19.3 有关应激与适应的几个案例19.4 应激对动物生产性能的影响。

细胞膜的物质转运功能、转运对象与特点细胞膜是细胞内部与外部环境之间的界面，扮演着物质转运的重要角色。

细胞膜的物质转运功能主要包括主动转运和被动扩散两类。

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区域
转移到浓度高的区域，从而实现对物质的积累。

主动转运的一个例子是钠-钾泵，它能够将钠离子从细胞内部排出，同时将钾离子从外部
吸入。

被动扩散是指物质在细胞膜中沿着浓度梯度自由扩散，不需要耗费能量。

被动扩散的物质包括氧气、二氧化碳、水和一些小分子物质。

细胞膜的物质转运对象主要包括离子、小分子物质和大分子物质。

离子的转运主要通过离子通道实现，离子通道具有高度选择性，只能允许特定的离子通过。

小分子物质的转运则主要通过扩散和转运蛋白实现，转运蛋白可以选择性地将特定的物质从一个侧面转移到另一个侧面。

大分子物质的转运则需要通过胞吞作用或胞吐作用实现，这需要依赖于细胞膜上的特殊膜蛋白。

细胞膜的物质转运具有高度的选择性和特异性，这是由于细胞膜上的转运蛋白和离子通道具有特定的结构和功能。

同时，细胞膜的物质转运也受到许多因素的影响，如物质浓度、温度、pH值、离子浓
度和分子大小等。

对于细胞内部的物质代谢和外部环境的适应性具有重要的意义。

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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。

细胞膜的物质转运功能佚名一切动物细胞都被一层薄膜所包被，称为细胞膜或质膜（plasma membrane），它把细胞内容物细胞周围环境（主要是细胞外液）分隔开来，使细胞能相对地独立于环境而存在。

很明显，细胞要维持正常的生命活动，不仅细胞的内容物不能流失，而且其化学组成必须保持相对稳定，这就需要在细胞和它所和的环境之间有起屏障作用的结构；但细胞在不断进行新陈代谢的过程中，又需要经常由外界得到氧气和营养物质。

排出细胞的代谢产物，而这些物质的进入和排出，都必须经过细胞膜，这就涉及到物质的跨膜转运过程。

因此，细胞膜必然是一个具有特殊结构和功能的半透性膜，它允许某些物质或离子有选择的通过，但又能严格地限制其他一些物质的进出，保持了细胞内物质成分的稳定。

细胞内部也存在着类似细胞膜的膜性结构。

组成各种细胞器如线粒体、内质网等的膜性部分，使它们与一般胞浆之间既存在某种屏障，也进行着某些物质转运。

膜除了有物质转运功能外，还有跨膜信息传递和能量转换功能，这些功能的机制是由膜的分子组成和结构决定的。

膜成分中的脂质分子层主要起了屏障作用，而膜中的特殊蛋白质则与物质、能量和信息的跨膜转运和转换有关。

既然膜主要是由脂质双分子层构成的，那么理论上只有脂溶性的物质才有可能通过它。

但事实上，一个进行着新陈代谢的细胞，不断有各种各样的物质（从离子和小分子物质到蛋白质等大分子，以及团块性固形物或液滴）进出细胞，包括各种供能物质、合成细胞新物质的原料、中间代谢产物和终产物、维生素、氧和二氧化碳，以及Na+、K+、 Ca2+离子等。

它们理化性质各异，且多数不溶于脂质或其水溶性大于其脂溶性。

这些物质中除极少数能够直接通过脂质层进出细胞外，大多数物质分子或离子的跨膜转运，都与镶嵌在膜上的各种特殊的蛋白质分子有关；至于一些团块性固态或液态物质的进出细胞（如细胞对异物的吞噬或分泌物的排出），则与膜的更复杂的生物学过程有关。

现将几种常见的跨膜物质转运形式分述如下：（一）单纯扩散溶液中的一切分子都处于不断的热运动中。

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。

细胞膜的物质转运功能
细胞膜的主要物质转运功能包括：
1. 跨膜转运：细胞膜能够将溶质跨越膜，从细胞外转移到细胞内或者从细胞内转移到细胞外。

膜内蛋白质通道和载体蛋白质等结构体可协助物质通过细胞膜。

2. 承运转运：细胞膜上存在一种被称为转运体的蛋白质，它们可将各种分子或离子穿过细胞膜，如糖类、氨基酸、脂质等。

3. 分泌：细胞膜可分泌各种物质，包括酶、激素等。

4. 吞噬：吞噬是指细胞膜通过改变形态将外界固体物质包裹在细胞内部形成胞吞体，其中溶酶体可降解吞噬的物质。

5. 呼吸作用：细胞膜可对货物进行透过和离子选择，支持细胞呼吸过程中的生成和消耗能量。

6. 细胞识别：细胞膜上的一些分子（如糖蛋白、黏蛋白等）具有特殊的受体，通过与外界分子进行特异性结合，完成细胞识别功能。