细胞膜的物质运输功能

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。

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。

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。

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
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。

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。

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。