5.1.1物质运输概述
细胞与环境间的物质交换（跨膜）；真核生物细胞内膜结合细胞器与细胞内环境进行的物质交换；物质穿越细胞的运输。 5.1.2跨膜运输方式和机制
1.方式：（1）穿膜运输；
（2）膜泡运输，如胞吞、胞饮及细胞内的膜泡。
2.机制：（1）被动；
（2）主动
5.1.3被动运输：物质从高浓度→低浓度，不消耗能量，
1.简单扩散：脂容性、小分子、不带电荷的分子以此种方式运输。
脂溶性越强，通过脂双层膜的速率越快。相对分子质量小，脂溶性高的分子才能快速扩散。所有带电荷的离子，不管它多小都不能自由扩散，因为带电的物质通常同水结合形成一个水合的外壳，这不仅增加了它们的分子体积，同时也大大降低了脂溶性。
一般说来，气体分子（如O2、CO2、N2）、小的不带电的极性分子(如尿素、乙醇)、脂溶性的分子等易通过质膜，大的不带电的极性分子（如葡萄糖）和各种带电的极性分子都难以通过质膜。
2.协助扩散：非脂溶性、不带电荷的大分子，如葡萄糖、氨基酸、核酸等。
协助扩散须膜蛋白：载体蛋白，通道蛋白，水通道蛋白。
（1）载体蛋白：选择性结合物质；主动和被动都在；饱和性。
（2）离子通道蛋白：选择性通过离子；只存在于被动运输；门控型。
根据门控型激活方式不同，通道蛋白分为：
①电压门控型，如神经细胞、肌肉细胞、含羞草
②配体门控型，普通细胞
③压力激活型，如耳蜗听觉细胞
（3）水通道蛋白：水分子的专门通道
5.1.4主动运输：物质从低浓度→高浓度，消耗能量，带点离子和不带电的大分子。
1.能量来源：（1）化学能ATP→ADP，如离子泵
（2）光能特殊细菌质膜上的视紫红质蛋白
（3）间接化学能葡萄糖的协同运输
2、离子泵
所谓离子泵是一种位于细胞膜上的ATP酶，是一（穿膜）内在蛋白，能将ATP水解成ADP+pi，同时释放能量，ATP酶构象发生变化，带来离子的转位，将物质逆浓度梯度运输。
在质膜上，作为“泵”的ATP酶很多，它们都具有专一性，不同的ATP酶运输不同的物质或离子，因此，我们可以分别称它们为某物质的泵。如运输Ca++，叫钙泵（肌质网膜）；运输H+，叫氢泵（细菌质膜）等等，质子泵又分为P型（真核质膜上的Na泵、ca泵，，磷酸化，消耗ATP）、V型（溶酶体膜、
液泡膜上的H+泵，不磷酸化，消耗ATP）、F型（线内膜、叶绿体囊体膜，氧化磷酸化和光合磷酸化，合成ATP）。
（1）钠钾泵：钠、钾交换的膜蛋白，具有ATP酶活性，利用ATP能。
①结构：由α和β二个亚基组成的蛋白质。在有Na+、K+、Mg2+存在时就
能把ATP
水解成ADP+Pi，
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②过程：在膜内侧，Na+、Mg2+与酶（∝亚基）结合，促使酶与ATP反
应，释放H3PO4，
并与酶结合，引起酶构象变化，与Na+结合部位转向膜外侧。此时的构象亲K+排Na+，当
与K+结合后，使酶脱去H3PO4，酶构象恢复，结合K+的一面转向膜内，此时构象亲Na+
排K+，这样反复进行，不断在细胞内积累K+，将Na+排出细胞外
③结果：消耗1个ATP，泵出3个钠泵进2个钾
④分布：动物细胞质膜
mdsn⑤作用：维持细胞内适宜的钠钾浓度；建立膜两侧钠离子梯度，为葡萄糖寄生嗜育
运输提供动
力；建立细胞膜电位，为神经细胞和肌肉细胞电脉冲的传导提供基础
ATP P （2）Ca2+泵：将细胞内Ca2+传递出去的膜蛋白，有ATP酶活性，利用AT 能
①结构：10次跨膜蛋白，细胞基质侧有Ca2+和ATP结合位点，
②过程：正常情况下结合位点关闭，当细胞内Ca2+增加时，Ca2+位点暴
露，2个Ca2+
结合上去，激活ATP酶，ATP水解，酶蛋白被磷酸化而构型改变，于是结合Ca2+面转向细
胞外，释放Ca2+，酶蛋白去磷酸化，构型恢复原样。
③结果：消耗1个ATP，释放2个Ca2+
④分布：所有真核细胞质膜及内质网上
⑤作用：维持细胞内低Ca2+浓度（10-7mol/L），当Ca2+升高时刺激肌细胞收缩
（3）质子泵：传递H+的膜蛋白，有ATP酶活性，利用ATP能但不磷酸化
①结果：H+泵出细胞或H+泵进细胞器
②分布：细菌质膜、植物细胞质膜和液泡膜、动物容酶体膜
③作用：造成细胞质膜内外H+浓度差，驱动葡萄糖、乳糖及氨基酸进入细胞
3.协同运输：指一种溶质的传递要同时依赖于另一种溶质的传递。如果两种溶质的传递方向相同，称同向运输（symport），如果方向彼此相反，则称反向运输（antiport）
（1）同向运输：Na+—葡萄糖。钠钾泵造成的膜外高Na+，在此势能下，Na+—葡萄糖载体蛋白活化，Na+和葡萄糖同时被载体转运到细胞内。
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（2）对向运输：细菌质膜H+—乳糖载体蛋白同时将二者转运到细胞内；动物细胞质膜外Na+回流，驱动细胞内H+转运出去，保证了细胞内高PH值；Na+也驱动Ca2+转运出细胞，保证细胞内低Ca2+浓度。
4.利用光能的膜运输：嗜盐菌其质膜上有能被光激活的蛋白—视紫质，这种蛋白吸收光后构型改变，H+从蛋白间隙穿过，从细胞内到细胞外。
总结：利用ATP泵出Na+和H+、Ca2+，造成离子梯度，Na+离子回流驱动膜载体蛋白运回膜外低浓度的分子，所以协同运输间接利用了ATP。如小肠细胞Na+驱动吸收外界的葡糖和乳糖；植物细胞H+驱动吸收外界氨基酸和糖；线粒体间隙的H+回流促使内膜合成ATP。
5.1.5主动运输和被动运输的区别
5.1.6动物细胞与植物细胞物质运输比较
1.动物细胞：质膜有钠钾泵、Na+驱动载体，容酶体有质子泵图
2.植物细胞：质膜有质子泵、H+驱动载体，液泡有质子泵图
5.1.7膜泡运输
（一）概述
大分子物质，如蛋白、多糖或单个细胞（病原体），在进出细胞时有层界膜包裹，所以叫膜泡运输。进出细胞时有膜融合或膜断裂发生，消耗能量，所以也属于主动运输。
（二）胞吞和胞饮
1.胞吞：细胞的内吞有两种类型，一种是吞噬细胞完成的对有害物质的吞噬，另一种类型是通过细胞质膜受体介导的对细胞外营养物质的内吞（胞饮）。
（1）吞噬：物质为较大固体颗粒，囊泡大，发生在具有吞噬能力细胞如颗粒白细胞、巨噬细胞
（2）吞饮：物质为液体或小颗粒溶质，囊泡小，发生在普通细胞，如小肠上皮细胞、植物根细胞。tc165
2.胞吐：某些代谢废物及细胞分泌物形成小泡从细胞内部移至细胞表面，与质膜融合后将物质排出。如：小肠上皮的杯状细胞向肠腔中分泌粘液，经溶酶体消化处理后的残渣排向细胞外等过程。
3.穿胞：囊泡从一侧进从另一侧出，如母体抗体进入婴儿肠腔后跨过小肠上皮细胞进入血（三）受体介导的胞吞
一种特殊类型的内吞作用，主要是用于摄取特殊的生物大分子。大分子的内吞往往首先同质膜上的受体结合，然后质膜内陷形成衣被小窝，继之形成衣
被小泡。
1.物质类型：大约有50种以上的不同蛋白，分四类：Ⅰ.营养物，如转铁蛋白、低密度脂蛋白(LDL)等;Ⅱ.有害物质，如某些细菌;Ⅲ.免疫物质，如免疫球蛋白、抗原等;Ⅳ.信号物质，如胰岛素等.
2.特点：①配体与受体的结合是特异的，具有选择性;②要形成特殊包被的内吞泡。
3.过程：
①配体与膜受体结合形成一个小窝(pit);
②小窝逐渐向内凹陷，然后同质膜脱离形成一个被膜小泡;
③被膜小泡的外被很快解聚，形成无被小泡，与初级内体融合;
④配体与受体分离；
陈迪网球⑤初级内体与溶酶体融合，吞噬的物质被溶酶体的酶水解。
图5-1左是包被小泡的形成，右是胞吞过程
4.LDL运输
（1）结构：胆固醇是动物细胞质膜的基本成份，也是固醇类激素的前体。由于胆固醇是疏水性分子，所以它在血液中是以大的脂蛋白的颗粒(LDL)被运输的,。LDL核心是1500个胆固醇酯，外面由800个磷脂和一个分子的蛋白，由于外被脂分子的亲水头露在外部，使LDL能够溶于血液中，同时又能与特定细胞的表面受体结合。
（2）吞噬过程：LDL是一种球形颗粒的脂蛋白，能够与特定细胞的表面受体结合。一旦LDL与受体结合就会形成被膜小泡被细胞吞入，接着是网格蛋白解聚，受体回到质膜再利用，而LDL被传送给溶酶体，在溶酶体中蛋白质被降解，胆固醇被释放出来用于质膜的装配，或进入其他代谢途。
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