细胞的讲义物质运输
细胞的物质交换与运输
细胞的物质交换与运输细胞，这个生命的基本单位，就像一个小小的“城市”，在其内部和外部进行着各种物质的交换与运输。
这一过程对于细胞的生存、生长和功能发挥至关重要。
细胞的物质交换与运输可以分为两大类：被动运输和主动运输。
被动运输就像是顺着水流漂浮的船只，不需要消耗细胞的能量，主要包括简单扩散和协助扩散。
简单扩散是物质交换中最直接的方式。
想象一下，在一个没有任何阻碍的空间里，小分子物质比如氧气、二氧化碳，它们可以自由地穿梭进出细胞。
这是因为细胞内外这些小分子物质的浓度存在差异，浓度高的地方会向浓度低的地方扩散，直到两边的浓度达到平衡。
这种扩散不需要任何“帮手”，完全凭借物质自身的特性。
协助扩散则稍微复杂一点，它需要“帮手”——转运蛋白的协助。
比如说葡萄糖进入红细胞，就是通过协助扩散完成的。
转运蛋白就像是一座特殊的桥梁，为那些自己难以通过细胞膜的物质提供了通道。
与被动运输不同，主动运输就像是一艘逆流而上的船，需要细胞消耗能量来完成。
钠钾泵就是一个典型的例子。
它能够将钠离子泵出细胞，同时将钾离子泵入细胞，维持细胞内钠、钾离子的浓度差。
这种主动运输对于维持细胞的正常生理功能有着极其重要的作用。
在细胞的物质交换与运输中，还有一种特殊的方式叫做胞吞和胞吐。
胞吞就像是细胞“吃”东西，当细胞需要摄取一些大分子物质，比如蛋白质或者细菌时，细胞膜会向内凹陷，将这些物质包裹起来形成一个小泡，然后小泡与细胞膜分离，进入细胞内部。
胞吐则相反，细胞把内部合成的一些物质，比如激素或者神经递质，包裹在小泡里，小泡与细胞膜融合，将物质释放到细胞外。
细胞的物质交换与运输受到多种因素的影响。
首先是细胞膜的通透性。
细胞膜就像是细胞的“城墙”，其结构和组成决定了哪些物质能够通过，哪些不能。
如果细胞膜的通透性发生改变，物质交换与运输也会受到相应的影响。
其次是物质的浓度差。
浓度差越大，物质扩散的速度通常就越快。
就像水总是从高处往低处流一样，物质也倾向于从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
细胞的结构、功能和物质运输
能量转换
光合作用
植物和某些微生物可以通过光合作用将光能转化为化学能，合成有机物。
呼吸作用
细胞通过呼吸作用将有机物氧化分解，释放能量，同时产生二氧化碳和水。
信息传递和信号转导
信息传递
细胞通过释放和接收信号分子来传递 信息，这些信号分子可以调节细胞的 生理活动。
信号转导
细胞通过信号转导途径来感知外界刺 激，并将这些刺激转化为内部的生理 反应。
结构
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的 网架结构，维持细胞的形态并起 到支撑作用。
功能
细胞骨架参与细胞运动、分裂、 物质运输等多种功能。
03
细胞的功能
物质合成和分解
蛋白质合成
细胞内的核糖体等细胞器负责合成蛋白质，这些蛋白质参与细胞 的各种功能，如细胞骨架的构成、酶的催化等。
分解代谢
细胞通过分解糖类、脂肪和蛋白质等物质来释放能量，同时产生 一些中间代谢产物，这些中间产物可以作为合成其他物质的原料 。
细胞的发现和历史
细胞的发现可以追溯到17世纪 ，当时荷兰显微镜学家安东尼· 范·列文虎克通过自制的显微镜 观察到了细胞。
19世纪，德国科学家魏尔肖提 出“一切细胞来自细胞”的著 名论断，为细胞学说的建立奠 定了基础。
20世纪初，随着细胞生物学和 分子生物学的兴起，人们对细 胞的认识逐渐深入。
细胞的分类和特点
细胞的结构、功能和物质运输
目
CONTENCT
录
• 细胞概述 • 细胞的结构 • 细胞的功能 • 物质运输
01
细胞概述
细胞的定义和重要性
细胞是构成生物体的基本单位，是生命活动的基本 单位。
细胞具有独立的遗传物质，能够进行自我复制和遗 传信息的传递。
专题二细胞的基本结构和物质运输
05
02
内质网
内质网是由膜连接而成的网状结构， 是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂 质合成的“车间”。
03
高尔基体
高尔基体是由单位膜构成的扁平囊叠 加在一起所组成，与分泌蛋白的加工、 分类和包装有关。
04
溶酶体
溶酶体是含有多种水解酶、并起消化 作用的细胞器，可分解衰老、损伤的 细胞器。
06 物质运输在生命活动中重 要性
是遗传信息库，是细胞代 谢和遗传的控制中心。
02 细胞膜及其通透性
细胞膜组成与结构特点
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成， 其中脂质以磷脂为主，构成膜的
基本骨架。
蛋白质在细胞膜中起着重要作用， 包括通道蛋白、载体蛋白和酶等。
细胞膜具有流动性，其成分和结 构可随细胞内外环境的变化而调
整。
物质跨膜运输方式
专题二细胞的基本结构和物质运输
目录
• 细胞概述与基本结构 • 细胞膜及其通透性 • 细胞质基质与物质运输途径 • 细胞核与遗传信息表达调控 • 线粒体、叶绿体等细胞器结构和功能 • 物质运输在生命活动中重要性
01 细胞概述与基本结构
细胞定义及分类
细胞是生物体基本的结构和功能单位。
根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，可分为 原核细胞和真核细胞两大类。
维持细胞形态和细胞器的稳定。
功能
参与细胞内的物质运输；
为细胞内的生化反应提供场所；
微丝、微管在物质运输中应用
微丝
微丝主要由肌动蛋白组成，直径约为7nm。在物质运输中，微丝可形成收缩性 的纤维网络，通过改变细胞形状和产生细胞内运动，协助细胞进行物质运输。
微管
微管是由α-和β-微管蛋白组成的管状结构，直径约为25nm。微管在细胞内形 成复杂的网络结构，可作为细胞骨架的轨道，通过马达蛋白的驱动，实现物质 在细胞内的定向运输。
细胞的物质运输与交换过程
细胞的物质运输与交换过程细胞是生物体的基本单位，也是生命活动的基础。
在细胞内部，各种物质需要通过运输与交换的过程，确保细胞正常的功能与生存。
本文将以细胞膜、细胞器以及细胞外液的角度，探讨细胞的物质运输与交换过程。
一、细胞膜的运输机制细胞膜是细胞的外包层，具有选择性通透性。
它通过多种运输机制实现物质的进出，包括主动转运、被动扩散、运输蛋白等。
1.主动转运主动转运是细胞膜通过消耗能量，将物质从浓度较低的一侧转移到浓度较高的一侧。
其中，最常见的机制是离子泵的运作。
比如钠-钾泵通过ATP酶的催化作用，将细胞内的钠离子转运至细胞外，同时将细胞外的钾离子转运至细胞内。
这种维持离子浓度差的机制对于细胞正常的代谢和功能至关重要。
2.被动扩散被动扩散是指物质在浓度梯度的驱动下，自由地通过细胞膜进行运输。
这种过程不需要额外能量的消耗。
细胞膜中的脂质双层能够阻碍水溶性分子的通过，但对于小分子的非极性物质，如氧气和二氧化碳等，可以通过简单扩散进出细胞。
此外，细胞膜中也存在通道蛋白，能够形成通道，使特定的离子和小分子快速地通过。
3.运输蛋白细胞膜上存在多种运输蛋白，通过结合特定的物质，将其运输进出细胞。
常见的运输蛋白包括载脂蛋白、离子通道蛋白和载体蛋白等。
载脂蛋白通过结合小分子的非极性物质，如胆固醇，从一个细胞膜片层转运至另一个细胞膜片层。
离子通道蛋白则特异地允许特定离子通过，如钠离子通道和钾离子通道等。
而载体蛋白则通过与特定物质结合，将其转运进出细胞，包括葡萄糖转运蛋白和氨基酸转运蛋白等。
二、细胞器的物质运输与交换细胞器是细胞内部的各种功能区域，它们之间也需要进行物质的运输与交换。
1.内质网与高尔基体内质网是由膜结构组成的连续系统，在内质网上合成的蛋白质会通过囊泡被转运至高尔基体。
高尔基体不仅参与蛋白质的修饰和包装，同时也通过囊泡运输物质至其他细胞器或细胞膜上。
2.线粒体线粒体是细胞内的能量中心，通过细胞膜进行物质运输。
细胞的能量转换与物质运输知识点总结
细胞的能量转换与物质运输知识点总结细胞是生物体的基本单位，具备自我复制、自我维持和自我控制的能力。
为了能够正常进行代谢和生物功能的发挥，细胞内需要进行能量转换和物质运输。
本文将对细胞的能量转换和物质运输的知识点进行总结。
一、细胞的能量转换能量是生命活动的物质基础，能量的转换与生物体的生命活动密切相关。
细胞内能量的转换主要通过细胞呼吸和光合作用来完成。
1. 细胞呼吸细胞呼吸是一种有氧代谢过程，通过将有机物质（如葡萄糖）与氧气反应产生能量。
细胞呼吸包括三个阶段：糖解、异酸化和氧化磷酸化。
在糖解过程中，葡萄糖分子被分解成两个分子的丙酮酸，并产生少量的ATP（三磷酸腺苷）。
异酸化过程中，丙酮酸被进一步氧化，生成辅酶NAD＋的还原形式NADH，并再次产生一些ATP。
最后，在氧化磷酸化过程中，NADH参与氧化反应，形成丰富的ATP。
2. 光合作用光合作用是一种无氧代谢过程，通过植物叶绿素和其他辅助色素吸收太阳能，将二氧化碳和水转化为有机物质（如葡萄糖）和氧气。
光合作用可以分为光能转换和固定二氧化碳两个阶段。
在光能转换阶段，叶绿素吸收太阳能，将光能转化为化学能，生成ATP和NADPH。
在固定二氧化碳阶段，ATP和NADPH参与到卡尔文循环中，最终产生有机物质。
二、细胞的物质运输细胞内外的物质运输对于细胞内环境的维持和功能发挥至关重要。
细胞的物质运输主要通过细胞膜的渗透、扩散和主动运输等方式进行。
1. 渗透渗透是指溶液通过半透膜扩散到溶液浓度低的一侧，以使两侧溶液浓度趋于均匀的过程。
渗透可以分为渗透和渗透压。
渗透过程中，水分子从纯水或低浓度溶液移动到高浓度溶液，以体现浓度差。
渗透压是溶液浓度对水分子渗透性的描述，高浓度溶液具有较高的渗透压，低浓度溶液则具有较低的渗透压。
2. 扩散扩散是指溶质从浓度高的区域沿着浓度梯度向浓度低的区域传播的过程。
扩散可以是无选择性的，即溶质沿浓度梯度自由传播；也可以是选择性的，即通过特定的载体蛋白进行传输。
细胞的运输与物质交换
细胞的运输与物质交换细胞是生命的基本单位，它们具有自身的代谢需求和物质交换功能。
细胞内外部的物质交换和运输过程，对于维持生命活动的正常进行至关重要。
本文将探讨细胞的运输方式以及物质交换的各种机制。
第一部分：细胞的运输方式1. 弥散传输：最简单的运输方式，它是指物质通过浓度梯度差自由地扩散进出细胞。
这种方式适用于低分子量和非极性物质，例如氧气和二氧化碳。
2. 被动转运：当分子浓度差不明显时，物质需要通过膜蛋白的通道或载体蛋白进行被动转运。
这种方式常见于水和离子等成分，如细胞内外的离子平衡。
3. 被动运输：该方式需要使用外部的能量源来进行物质的转运。
蛋白质通道和运输泵是常见的膜蛋白，它们将物质从低浓度区域转运到高浓度区域，违背了浓度梯度。
例如，神经细胞的转运泵将钾离子从胞浆中泵出去，从而维持静息膜电位。
4. 吸收：特定需要的物质通过膜蛋白的结合和转运方式被细胞吸收。
例如，细胞通过内生膜蛋白吸收葡萄糖。
第二部分：物质交换的机制1. 原生质流动（细胞质流动）：在植物细胞中，物质可以通过细胞内胶体溶胶的流动进行交换。
细胞质流动在运输和分配植物体内的物质，如营养物质和激素等方面起到重要作用。
2. 细胞运动：许多细胞通过肌动蛋白和微管等蛋白丝的收缩和伸展来实现运动，并在运动过程中进行物质交换。
细胞运动通过细胞骨架的重构，调整细胞内外的物质分布。
3. 胞吞和胞呈噬：某些大分子物质（如蛋白质和细胞碎片等）或细胞内外颗粒通过细胞膜的包裹形成胞吞体或胞呈体。
细胞膜与胞吞体或胞呈体融合并分解其中的物质，从而实现物质的交换。
4. 接触与检测：细胞通过与周围环境接触并感知外界刺激，从而触发物质交换。
例如，细胞表面的感受器可以探测到细胞外的激素分子，从而触发内部信号转导调节物质的交换。
第三部分：重要的物质交换机制1. 水分和离子平衡：细胞内外的水和离子平衡是维持细胞正常功能的基础。
通过渗透方向和离子通道，细胞可以调节水分和离子的进出，以维持正常的渗透压和离子浓度。
《物质进出细胞的运输方式》 讲义
《物质进出细胞的运输方式》讲义细胞是生命活动的基本单位，为了维持正常的生命活动，细胞需要不断地与外界环境进行物质交换。
物质进出细胞的方式多种多样，主要包括被动运输、主动运输和胞吞胞吐三大类。
一、被动运输被动运输是指物质顺浓度梯度进出细胞，不需要消耗细胞代谢产生的能量。
被动运输又分为自由扩散和协助扩散两种方式。
1、自由扩散自由扩散也叫简单扩散，是指物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，不需要载体蛋白的协助，也不需要消耗能量。
例如，氧气、二氧化碳、氮气、苯、乙醇、甘油等小分子物质以及脂溶性物质，都可以通过自由扩散的方式进出细胞。
由于这些物质的分子很小或者具有脂溶性，能够直接穿过细胞膜的磷脂双分子层。
2、协助扩散协助扩散是指物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量。
例如，葡萄糖进入红细胞就是通过协助扩散的方式。
载体蛋白具有特异性，一种载体蛋白通常只能转运一种或一类物质。
二、主动运输主动运输是指物质从浓度低的一侧通过细胞膜向浓度高的一侧转运，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞代谢产生的能量。
主动运输能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地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。
例如，小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等物质就是通过主动运输的方式。
主动运输对于细胞的生命活动具有重要意义，它使得细胞能够在逆浓度梯度的情况下获取所需的物质，从而维持细胞内环境的稳定和正常的生理功能。
主动运输的载体蛋白具有与被运输物质结合的特异性部位，在与物质结合后会发生构象变化，将物质转运到另一侧并释放。
三、胞吞和胞吐胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的方式，它们都需要消耗能量。
1、胞吞胞吞是指大分子物质或颗粒物质被细胞膜包裹，形成囊泡，然后进入细胞内部的过程。
胞吞又分为吞噬和胞饮两种方式。
吞噬作用一般是指细胞吞噬较大的颗粒物质，如细菌、细胞碎片等；胞饮作用则是指细胞摄取液体或微小颗粒物质。
专题一 细胞的物质组成、结构和物质运输-2023年高考生物二轮复习课件(新教材专用)
跟踪训练
高三二轮复习
[典例] (2022·全国甲卷)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常 运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述， 错误的是( )
A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程 C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
三、破解物质运输中的四类迷茫点
高三二轮复习
1．载体蛋白和通道蛋白作用不完全相同 转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，它们的作用特点分析如下：
(1)载体蛋白和通道蛋白对物质的运输都具有选择性。 (2)载体蛋白需要和被转运的物质结合，且会发生自身构象改变；通道蛋白运 输时不需要和被转运物质结合。 (3)载体蛋白既能够执行协助扩散，又能够执行主动运输，而通道蛋白只能执 行协助扩散，即通道蛋白只能顺浓度梯度运输。
跟踪训练
高三二轮复习 名师精品铸造
2．(2022·南京二模)生物膜蛋白具有物质运输、信息传递、生物催化等重要的
生理功能。下列有关膜蛋白的叙述，错误的是
()
A．叶绿体的内膜上具有催化ATP合成的酶
B．参与主动运输的载体蛋白能催化ATP的水解
C．精子和卵细胞的识别需要膜上受体的参与
D．溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解
入其中，还有一部分由线粒体、叶绿自身的基因控制、自身的核糖体合成
二、厘清蛋白质的分选与囊泡运输
高三二轮复习
(二)信号识别与囊泡运输 1．核糖体与内质网之间的识别 信号肽假说认为，经典的蛋白分泌可通过内质网—高尔基体途径进行。核糖体—新 生肽被引导至内质网后(如图所示)，继续合成肽链，结束后其信号肽被切除，核糖体脱 落；肽链在内质网中加工后被转运到高尔基体，最后经细胞膜分泌到细胞外。