葡萄糖与氨基酸的跨膜转运机制
葡萄糖与氨基酸的跨膜转运机制
物质的跨膜运输是高考的一个高频考点，统计发现：近5年在新课标全国卷中出现的频率为0.8，刚好最近正在指导学生的“物质跨膜方式”的相关复习，感觉学生对这方面的理解没有一个很好的逻辑，判断跨膜输运方式纯粹靠背诵记忆，非常机械，不能站在生命系统的范围去理解，缺乏生命观念和科学思维。为了让学生在复习后对跨膜运输有个清晰的认识和理解，彻底突破瓶颈，备课时我特意查阅了一些知网上的文献。先说一下我的总体思路：
生物膜的成分——生物膜的结构（流动镶嵌模型）——物质的跨膜运输。
一、举例分析：
①氧气、二氧化碳、氮气、水、乙醇（共性：比磷脂分子的缝隙小，自由穿过）
②苯、 甘油（共性：脂溶性，与磷脂互溶，也自由穿过）
③氨基酸、葡萄糖、核苷酸（较大（比缝隙大）：需借助蛋白质）
④钠离子、钾离子（离子很小，但溶液中水合离子较大（比缝隙大）：需借助蛋白质）
⑤大分子物质（大过膜蛋白：需借助囊泡）
二、归纳：
1.很小的分子和脂溶性物质：自由扩散。比如①②
2.不大不小的：借助蛋白质（载体蛋白和通道蛋白），比如③④
3.很大很大的：借助囊泡（胞吞和胞吐），比如⑤
提示：水分子跨膜运输的方式：自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散（做题时，如题干没有信息提示，一般认为水分子跨膜运输的方式是自由扩散）。
三、摆事实（资料）
小肠上皮细胞靠近肠腔一端的细胞膜呈“刷”状，这大大增加了细胞膜的表面积，有人经过计算，发现小肠的吸收面积如果全部展开，足有400平方米之大。这么大的吸收面积，足以导致食物分解后在局部形成的葡萄糖浓度比小肠上皮细胞中的要低。还有肾小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收也是如此。（方式：主动运输）
由于主动运输的原因，小肠上皮细胞的葡萄糖浓度明显大于组织液中的葡萄糖浓度。（方式：协助扩散）
葡萄糖是体内的主要供能物质，通过在细胞内氧化磷酸化生成ATP供组织细胞利用。因此，全身的组织细胞均具有摄取葡萄糖的能力。由于摄取进细胞内的葡萄糖马上被氧化磷酸化成6-磷酸葡萄糖，使细胞内的葡萄糖浓度要低于血糖浓度，因此葡萄糖被细胞摄取是顺浓度差的过程。（方式：协助扩散）
提示：氨基酸和葡萄糖的跨膜运输类似。
四、得结论
葡萄糖的跨膜转运实例告诉我们：生命现象的复杂性远远超过课本的描述，物质进出细胞的方式是很复杂的，要具体问题具体分析。
水分子的跨膜也要如此，具体问题具体分析，若有水通道蛋白介导就是协助扩散，若没有通道蛋白介导就是自由扩散。
离子进出细胞的方式也是很复杂的，有主动运输也有协助扩散。例如，神经细胞“膜内K+浓度高，膜外Na+浓度高”这一状态是靠钠钾泵主动运输实现和维持的，但神经细胞静息时K+外流方式以及兴奋时Na+内流方式却是协助扩散。还有由离子通道蛋白介导的也是协助扩散。
结论：生命活动是复杂的，也是多样的。某种物质的跨膜方式不是绝对，要具体问题具体分析，关键看环境：是顺浓度还是逆浓度发生。
最后附上我在知网上找的一篇重要文章：
葡萄糖与氨基酸的跨膜转运机制
腾旭，徐国恒(北京大学医学部生理系北京100083)
1 葡萄糖的跨膜转运机制
葡萄糖是体内最主要的供能物质，因其为极性物质，不能自由通过细胞膜，故其跨膜转运需由细胞膜上特殊的蛋白质(载体)协助。但在机体内的不同部位，其转运机制有所不同，下面分别介绍机体内不同部位葡萄糖的跨膜转运机制。
1.1 葡萄糖的吸收——在消化道的跨膜转运机制
葡萄糖主要在小肠上部吸收，回肠也具有吸收葡萄糖的能力，但通常只是作为葡萄糖吸收的储备。葡萄糖的吸收可以人为分为2个步骤：首先是小肠腔内的葡萄糖通过纹状缘转运到小肠上皮细胞内．随后再通过基底膜一侧膜由上皮细胞内转运至细胞间隙，通过毛细血管吸收(图1)
1.1.1 纹状缘的Na+/葡萄糖协同转运载体
葡萄糖由小肠腔转运到上皮细胞的过程需要一种称为Na+/葡萄糖协同转运载体(Na+/glucosecotransporter，SGLT)的参与。SGLT目前发现有6种亚型，分别命名为SGLTI-6，分布于小肠参与葡萄糖吸收的是SGLTl。这种载体最早发现于20世纪80年代初期，是存在于小肠上皮细胞纹状缘的一种膜蛋A，Wright等在1990年前后从家兔小肠上皮细胞的cDNA文库中筛选克隆出该蛋白，分子量约为73x10s，含有662个氨基酸残基，命名为SGLTl。该载体具有同向转运Na+和葡萄糖的能力，能够同时结合小肠腔内的2分子Na+和1分子葡萄糖，并将其转运至小肠上皮细胞内(图2)。
由于消化液的稀释作用，进餐一段时间后，肠腔内的葡萄糖浓度能够降低至2mmol/L，低于小肠上皮细胞内葡萄糖浓度。故葡萄糖由小肠腔转运至上皮细胞内为逆浓度差转运，需要有额外的能量用于克服浓度差，此能量来源于Na+顺浓度差转运时提供的浓度势能。小肠腔内Na+的浓度约为142mmol/L，而小肠上皮细胞内的Na+浓度仅为50mmol/L，因此当Na+从小肠腔顺浓度差向小肠上皮细胞内转运时，释放出其储备的浓度势能，此能量供给葡萄糖的逆浓度差转运。而小肠上皮细胞内低Na+环境的维持依赖于上皮细胞基底膜一侧膜钠泵的活动，钠泵通过分解三磷酸腺苷(ATP)提供能量逆浓度差转运Na+，维持细胞内的低Na+环境。钠泵每分解1分子ATP能够将3分子Na+逆浓度差转运至细胞外，同时将2分子K+逆浓度差转运至细胞内。因此，葡萄糖通过纹状缘时，SGLTl虽然不分解ATP，但其转运动力来源于钠泵分解ATP所形成的细胞内外Na+浓度势能储备，故葡萄糖在纹状缘的转运仍然是需要消耗ATP的，属于继发性主动转运。
1.1.2 基底膜-侧膜的葡萄糖转运载体
葡萄糖由小肠上皮细胞内转运至细胞间隙需要葡萄糖转运载体2(glucosetransporter，GLUT2)的协助(图3)。GLUT2是Thorens等1988年筛选克隆出的一种膜蛋白，分子量为61×10，定位于小肠上皮细胞的基底膜一侧膜．此外，GLUT2还表达于肝脏、胰岛细胞和肾小管。GLUT2转运葡萄糖不需要Na+的参与。其特异性较低，除转运葡萄糖外，还能够转运半乳糖、果糖等。
随着小肠腔内的葡萄糖不断转运至小肠上皮细胞内，细胞内的葡萄糖浓度不断升高，当细胞内葡萄糖浓度超过血糖浓度后，其在基底膜一侧膜GLUT2的协助下由小肠上皮细胞内顺浓度差转运至细胞间隙，随后通过毛细血管壁进入血液循环被吸收。因此，葡萄糖通过基底膜一侧膜时所需的能量来源于自身的浓度势能，不需要额外消耗ATP，属于载体介导的易化扩散。
1.2 葡萄糖的重吸收——在肾小管的跨膜转运机制
葡萄糖只在近端肾小管重吸收，其吸收机制类似于葡萄糖在消化道的吸收，只是参与的载体亚型有所不同。葡萄糖在近端肾小管的重吸收过程也可以人为地分为2个步骤，首先是肾小管内的葡萄糖通过刷状缘进入肾小管上皮细胞内，随后肾小管上皮细胞内的葡萄糖通过基底膜一侧膜转运至细胞间隙，通过肾小管周围毛细血管吸收。
葡萄糖通过近端肾小管刷状缘的机制与通过小肠上皮细胞纹状缘的机制相同，同样是与Na+协同地继发性主动转运。由于基底膜一侧膜上钠泵的活动导致肾小管上皮细胞内的低Na+环境，Na+由小管腔内向肾小管上皮细胞内顺浓度差转运时所释放的浓度势能，供给葡萄糖逆浓度差由小管腔进入肾小管上皮细胞。参与此过程的转运载体是SGLT6种亚型中的SGLT1和SGLT2，其中以低亲和力但高转运效率的SGLT2为主。此外，也有研究者认为SGLT3可能参与肾小管刷状缘的葡萄糖跨膜转运。
进入肾小管上皮细胞的葡萄糖通过基底膜一侧膜进入细胞间隙的机制是载体介导的异化扩散，肾小管上皮细胞内的葡萄糖顺浓度梯度在转运载体的协助下转运至细胞间隙。参与此过程的转运载体是GLUT1和GLUT2。
1.3 葡萄糖的摄取利用——在其他组织细胞的跨膜转运机制
葡萄糖是体内的主要供能物质，通过在细胞内氧化磷酸化生成ATP供组织细胞利用。因此，全身的组织细胞均具有摄取葡萄糖的能力。由于摄取进细胞内的葡萄糖不断地被氧化磷酸化，使细胞内的葡萄糖浓度要低于血糖浓度，因此葡萄糖被细胞摄取是顺浓度差的过程，不需要额外消耗能量，其机制为载体介导的异化扩散，参与此过程的转运载体为GLUT。需要注意的是，GLUT转运葡萄糖是双向性的，既可以将葡萄糖转运至细胞内，也可以将细胞内的葡萄糖转运出来，其方向取决于细胞内外的葡萄糖浓度，即GLUT始终是顺浓度差转运葡萄糖。
GLUT目前共发现14个亚型，分别命名为GLUT1～14，根据各亚型的结构和功能特点，将其分为3个亚家族。其中，GLUT1是最早发现的葡萄糖转运载体，几乎分布于全身各组织细胞。在红细胞膜和脑血管内皮细胞内表达水平最高，是机体组织细胞摄取葡萄糖最主要的转运载体。除GLUT1外，其他GLUT的亚型分布均具有组织特异性，例如GLUT4只分布于胰岛素敏感组织(心脏、骨骼肌和脂肪组织)。胰岛素能够刺激GLUT4由细胞内转位至细胞膜，使细胞摄取葡萄糖的能力迅速提高10～20倍，因此，GLUT4可能成为糖尿病的治疗靶点，是目前的研究热点之一。需要注意的是，并不是每个GLUT的亚型都参与葡萄糖的跨膜转运，例如，GLUT5分布于小肠，但没有转运葡萄糖的能力，而是参与果糖的跨膜转运，可能与果糖在小肠的吸收有关。
2 氨基酸的跨膜转运机制
氨基酸与葡萄糖均属于机体内重要的小分子极性物质，同样不能自由通过细胞膜，需要细胞膜上相应的转运蛋白的协助其转运机制与葡萄糖相似，也包括与Na+协同地继发性主动转运和载体介导的易化扩散2种机制。其中，与Na+协同地继发性主动转运主要参与氨基酸在小肠纹状缘和肾小管刷状缘的转运；载体介导的易化扩散主要参与全身组织细胞对氨基酸的摄取利用，以及小肠上皮细胞内和肾小管上皮细胞内的氨基酸向细胞间隙的转运。
目前已经发现的氨基酸转运载体有数10种之多，根据其转运氨基酸种类的不同，可以分为三大类：中性氨基酸转运载体、碱性氨基酸转运载体和酸性氨基酸转运载体。再根据载体转运是否依赖于Na+，每大类载体又可以分为Na+依赖的和非Na+依赖的2类。每类中的氨基酸转运载体又可以根据其结构的不同进一步细分为不同的型和亚型例如，Na+依赖的中性氨基酸转运载体就包括A、ASC、N、BETA、Gly等。不同的氨基酸转运载体，即便是同一类的转运载体，其转运的氨基酸种类和范围也并不相同，例如，氨基酸转运载体A和Gly同属于中性氨基酸转运载体，载体A能够广泛转运全部中性氨基酸，而载体Gly仅能够转运甘氨酸。此外，有的氨基酸转运载体能够同时转运2类或以上的氨基酸，例如，载体B0+能够同时转运中性氨基酸和碱性氨基酸。需要注意的是虽然氨基酸转运载体的种类繁多，但其大多来自于细胞和分子水平的研究，仍需在整体水平进行进一步的研究，以了解其生理学意义。
2021年高考生物一轮复习知识点专题11：物质的跨膜运输
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物质的跨膜运输
一、基础知识必备
1、渗透作用
概念 渗透作用是指水分子(或者其他溶剂分子)透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
渗透系统 一个完整的渗透系统由两种不同浓度的溶液体系(A和B)以及两者间的半透膜组成。
渗透作用发生的条件 (1)具有半透膜; (2)半透膜两侧的溶液存在浓度差。
2、实验:观察植物细胞的质壁分离和复原
3、物质出入细胞的方式
（1）小分子物质进出细胞的方式及实例
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（2）大分子、颗粒性物质出入细胞的方式：胞吞、胞吐
二、通关秘籍
1、半透膜两侧溶液间的水分子(或其他溶剂分子)进行双向运动,我们观测出的只是由水分子(或其他溶剂分子)双向运动的差所导致的液面改变。
2、溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,如10%的葡萄糖溶液和10%的蔗糖溶液的质量浓度相同,但是10%的蔗糖溶液的物质的量浓度小,故水分子由10%的蔗糖溶液一侧向10%的葡萄糖溶液一侧移动。
3、质壁分离的原因分析
4、小分子物质跨膜运输方式的快速确认技巧
(1)是否消耗能量:只要运输耗能就为主动运输。
(2)是否逆浓度梯度转运:只要是从低浓度到高浓度运输,就是主动运输。
(3)是否需要载体:不需要载体就是自由扩散,需要载体则通过浓度、能量进一步判断。
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对点训练
1．在等渗溶液中，动物细胞不表现吸水或失水现象，但一直有水分子进出（ ）
【解析】在等渗溶液中，动物细胞没有出现吸水或失水现象，此时，水分子进出细胞达到平衡，正确。
2．植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质（ ）
【解析】植物细胞的原生质层指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，正确。
3．当外界溶液浓度小于植物细胞液浓度时，植物细胞一定正在发生吸水（ ）
【解析】当外界溶液浓度小于植物细胞液浓度时，植物细胞不一定正在发生吸水，因为植物细胞外有细胞壁，错误。
物质的跨膜转运方式及转运的物质。
物质的跨膜转运方式及转运的物质。
物质的跨膜转运方式包括主动转运、被动转运和细胞外液相溶质转运。
1. 主动转运：主动转运是指物质跨膜转运时消耗能量，在逆浓度梯度的情况下，将物质从低浓度区域转运到高浓度区域。主动转运通常依赖于细胞膜上的能源分子（如三磷酸腺苷-ATP）或电化学梯度（如钠-钾泵），如钠-钾泵和如转运体。
2. 被动转运：被动转运是指物质跨膜转运时不耗费能量，在浓度梯度下自发地将物质从高浓度区域转运到低浓度区域。被动转运主要包括了简单扩散和渗透调节、载体介导的渗透调节、离子通道和水通道等，如水分子通过水通道蛋白（如水蛋白AQP）进行跨膜运输。
3. 细胞外液相溶质转运：细胞外液相溶质转运是指物质在胞外液中通过溶质传递过程跨越细胞膜。这种转运方式可以通过特定的细胞外受体和分泌蛋白介导，如胞外液相溶质的转运是肽类和脂质中介物质如甲硫氨酸。
转运的物质主要包括葡萄糖、氨基酸、离子、水分子、有机酸等。不同细胞类型和环境条件下，转运物质的种类和量也会有所不同。
细胞膜的各种转运方式及特点
细胞膜的各种转运方式及特点
细胞膜的转运方式主要包括被动转运和主动转运两种。
1.
被动转运：指物质顺着浓度梯度或电位梯度，不需要消耗能量的跨膜转运方式，包括单纯扩散和易化扩散。
-
单纯扩散：是指物质从高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜转运，不需要膜蛋白的帮助，也不消耗能量，如氧气、二氧化碳、水等的跨膜扩散。
-
易化扩散：是指物质在膜蛋白的帮助下，从高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜转运，不消耗能量，但需要膜蛋白的帮助，如葡萄糖、氨基酸等的跨膜转运。
2.
主动转运：指物质逆着浓度梯度或电位梯度，需要消耗能量的跨膜转运方式，包括原发性主动转运和继发性主动转运。
-
原发性主动转运：是指细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运的过程，如 Na⁺-K⁺泵、H⁺-K⁺泵等。
-
继发性主动转运：是指物质在原发性主动转运的离子梯度的驱动下，逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运的过程，如葡萄糖在小肠黏膜上皮细胞的吸收等。
葡萄糖转运蛋白的研究进展
本科课程考查（论文）专用封面
作业（论文）题目：
所修课程名称：
修课程时间： 年 月至 年 月
完成作业（论文）日期： 年 月
评阅成绩：
评阅教师签名： 年 月 日
__________________学院__________级___________专业 姓名____________ 学号_______________
………………………………（密）………………………………（封）………………………………（线）……………………………… 葡萄糖转运蛋白的研究进展
2019090134 徐嘉桧
摘要：葡萄糖是我们十分熟知的真核生物体内重要的一种能源物质,而葡萄糖转运蛋白(GLUT1)是细胞获取葡萄糖的最基本需求。葡萄糖转运蛋白是一种组织细胞进行跨膜转运葡萄糖时所必须的重要载体，在哺乳动物胚胎和成熟组织中低水平表达，但在缺氧及缺血的恶性肿瘤细胞中表达显著增高。
一句话概括，葡萄糖转运蛋白无论是在人体或是在其他真核细胞中都扮演着十分重要的任务，因此，对于科学家们也做了许多关于葡萄糖转运蛋白的相关研究。本文将分别从葡萄糖转运蛋白（以GLUT1为主）在植物中的研究；影响葡萄糖转运蛋白在植物体中发挥功能的因素以及葡萄糖转运蛋白在生物体体内的各项作用和应用来阐述现代葡萄糖转运蛋白的各项研究进展。
关键词：葡萄糖转运蛋白，血糖调节，肿瘤
1、葡萄糖转运蛋白的简介
葡萄糖是我们所熟知的真核生物体内重要的一种能源物质，葡萄糖转运蛋白(GLUT1)是细胞获取葡萄糖的最基本需求。对于细胞而言，氧化代谢是保持生物有机体功能的一个重要过程,机体组织氧化代谢的能量所需依赖于机体充足的葡萄糖供应。
葡萄糖转运蛋白类型多样，功能各异，其中葡萄糖转运蛋白（GLUT1）功能的缺失会造成严重的疾病,尤其是可能造成永久的脑部损伤,包括早发型惊厥,智力缺陷等。 2、葡萄糖转运蛋白在植物中的研究
细胞生理学
精品
感谢下载载
第二章 细胞生理学
第一节 细胞膜的物质转运功能
掌握内容 说出跨膜物质转运的几种主要方式。复述单纯扩散、易化扩散、 主动转运的概念。 列举单纯扩散的物质种类。 说出易化扩散的种类及其特征。 列 举离子通道的控制类型。 说出钠钾泵的工作原理， 列举钠钾泵的意义。 复述继发 性主动转运的概念，说出继发性主动转运的原理和特点。
熟悉内容 描述物质入胞和出胞转运的过程，列举入胞和出胞转运的生理 现象，说出入胞作用的几种类型。
了解内容 简单复习细胞膜的成分和结构（液态镶嵌模型） ，解释并列举细 胞膜的主要生理功能。 讨论葡萄糖的跨上皮转运机制。 讨论易化扩散的生理意义。
讨论入胞和出胞转运的生理意义。
（一）名称解释 液态镶嵌模型、单纯扩散、易化扩散、通道、载体、电压门控、受体门控、 机械门控、饱和现象、主动转运、继发性主动转运、入胞作用、出胞作用、受体 内化。
（二）思考题与讨论
1. 葡萄糖的跨上皮转运机制和临床应用。
2. 钠钾泵的生理意义。
3. 团块物质转运的意义。
（三）选择题
A 型题
【Ai型题】单项选择题，每题有 A、B、C、D、E五个备选答案，请从中选出一个最 佳答案。
1．下列哪种脂质成分几乎全部分布在膜的靠近胞质的内层并与第二信使 DG 和 IP3 的 产生有关精品
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2．葡萄糖或氨基酸逆浓度梯度跨膜转运的方式属于
3 .在膜蛋白质帮助下，某些胞外的蛋白质分子选择性地进入胞内的跨膜转运方式属于
E.活动增强导致细胞膜发生去极化反应
E.肌质网终池内的 Ca2+流入胞质
佳答案。
9. 葡萄糖在小肠黏膜上皮处的吸收是通过继发性主动转运实现的，抑制下列哪种功能活
动可以影响该葡萄糖的吸收
A ．钠泵 B ．钙泵 C ．质子泵 D ．钠钙交换体
二） B 型题 配伍选择题，每组题共用一组备选答案，每题只有一个正确答案，备选答案
D •原发性主动转运 E.继发性主动转运 A •磷脂酰肌醇 B •磷脂酰胆碱 C. 磷脂酰乙醇胺
高中生物必修1《分子与细胞》 物质跨膜运输的方式
第3节物质跨膜运输的方式
问题探讨：
左图所示为人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性。
讨论：
1.什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？
2.葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层。但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？
3.观察此图，联系已有知识，你还能提出其他问题吗？能不能对所提出的问题作出尝试性的回答？
本节聚焦：
物质跨膜运输的方式有哪几种？
两种被动运输的方式有什么异同？
主动运输与被动运输的区别是什么？ 这对于细胞的生活有什么意义？
相关信息：
除了水、氧、二氧化碳外，甘油、乙醇、苯等物质也可以通过自由扩散进出细胞。
我们知道，将两种溶液连通时，溶质分子会从高浓度一侧向低浓度一侧扩散。往清水中滴一滴蓝墨水，清水很快就变为蓝色，这就是扩散。物质进出细胞，既有顺浓度梯度的扩散，统称为被动运输(passive
transport )；也有逆浓度梯度的运输，称为主动运输(active transport)。此外还有其他运输方式。
被动运输
你已经知道，水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。氧和二氧化碳也是如此。这些物质的分子很小，很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层。当肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部氧的浓度时，氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内部。细胞内由于呼吸作用使二氧化碳浓度升高时，二氧化碳便通过扩散作用排出细胞，进入细胞外液。像这样，物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散(free diffusion)(图4-7 )。
离子和一些较大的分子如葡萄糖等，不能自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助葡萄糖等一些物质顺浓度梯度跨膜运输。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散（facilitateddiffusion）。自由扩散和协助扩散统称为被动运输。
思考与讨论：
1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？
2.自由扩散与协助扩散有什么异同？
葡萄糖转运体
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葡萄糖转运体资料
1、 葡萄糖转运体是什么？
功能营养品（食品），主要成分是葡萄糖转运体。
【葡萄糖转运体是一类镶嵌在细胞膜上转运葡萄糖的载体蛋白质，它广泛分布于体内各种组织。根据转运葡萄糖的方式分为两类:一类是钠依赖的葡萄糖转运体(SGLT)，以主动方式逆浓度梯度转运葡萄糖；另一类为易化扩散的葡萄糖转运体(GLUT)，以易化扩散的方式顺浓度梯度转运葡萄糖，其转运过程不消耗能量。研究发现GLUT的分布及质量与DM糖尿病的发生发展具有极为密切的关系。细胞的糖代谢取决于细胞对葡萄糖的摄取，葡萄糖无法自由通过细胞膜脂质双层结构进入细胞，细胞对葡萄糖的摄入需要借助细胞膜上的葡萄糖转运体(glucose transporter ，GLUT)来完成。GLUT结构具有以下共同特点：①具有12个跨膜螺旋环；②螺旋环上存在7个保守氨基酸残基；③胞膜内面存在几个酸性和碱性氨基酸残基；④具有两个保守的色氨酸残基；⑤具有两个保守的酪氨酸残基。它们是一组有着高度结构同源性的糖蛋白分子，所有的GLUT都具有12个跨膜节段的结构特征，均含有两个较大的环形结构，其中一个定位于第一、第二跨膜节段的细胞外区域，另一个定位于第六、第七跨膜节段的细胞内区域。其氨基末端及羧基末端均位于细胞膜的胞浆面。】
2、 葡萄糖转运体有什么作用？
帮助人体“转运血糖，转化能量”
【葡萄糖转运体能有效的营养并修复受损的β细胞，使其分泌出高质量，足够数量的胰岛素，从而使其血糖达到正常，同时还能在人体内完成绝大部分的能量转化，让一些合并症得以相应的逆转和消失。】
3、 葡萄糖转运体与糖尿病的关系
自1921年，班廷发现胰岛素，人类一直将糖尿病治疗聚集于胰岛素，然而，美国制药有限公司首席医学专家约翰·朗霍斯特博士通过长达30年的研究发现：对于糖尿病的治疗，葡萄糖转运体的地位甚至比胰岛素还要高。
生理学模拟试卷1(题后含答案及解析)
生理学模拟试卷1 (题后含答案及解析)
题型有：1. A1型题 2. B1型题
1． 葡萄糖进入细胞属于
A．单纯扩散
B．主动运转
C．离子通道介导的易化扩散
D．载体介导的易化扩散E．胞吞作用
正确答案：D
解析：本题要点是易化扩散。易化扩散包括两种形式：载体介导的易化扩散和离子通道介导的易化扩散。载体介导的易化扩散具有特异性高和饱和现象。葡萄糖、氨基酸和核苷酸的跨膜转运属于此种类型。主动运转指由离子泵和转运体膜蛋白介导的消耗能量、逆浓度梯度和电位梯度的跨膜转运，分原发性主动运转和继发性主动运转。 知识模块：生理学
2． 通过G-蛋白耦联受体信号转导途径的信号物质
A．甲状腺激素、气味分子、光量子
B．肾上腺素、组胺、醛固酮
C．性激素、催产素、光量子
D．降钙素、组胺、醛固酮E．性激素、醛固酮、甲状腺激素
正确答案：A
解析：本题要点是G-蛋白耦联受体介导的信号分子。现已知的G-蛋白耦联受体介导的信号分子有100多种，包括生物胺类激素、肽类激素和气味分子、光量子等。甲状腺激素、组胺等均为此类激素。性激素和醛固酮不属此列。
知识模块：生理学
3． 酪氨酸激酶受体作用过程是
A．通过受体分子本身的酶活性起作用
B．通过蛋白激酶改变第二信使的量起作用
C．通过离子通道的开放或关闭起作用
D．通过G-蛋白受体起作用E．通过激活PLC途径起作用
正确答案：A
解析：本题要点是酶耦联受体作用过程。酪氨酸激酶受体本身具有酪氨酸蛋白激酶活性，当激素与受体结合后，可使位于膜内区段上的酪氨酸蛋白激酶激活，使自身肽链和膜内蛋白底物中的酪氨酸残基磷酸化，最终导致基因转录过程改变以及细胞内相应的生物学效应。大部分生长因子类激素、胰岛素和部分肽类激素都是通过酪氨酸激酶受体进行信号转导。 知识模块：生理学
细胞常见的转运形式
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、出胞和胞吞作⽤。从能量消耗⾓度可分为被动转运和主动转运，被动转运是指物质顺电-化学梯度、不消耗能量的跨膜转运过程，⽽主动转运则是指物质逆电-化学梯度、消耗能量的跨膜转运过程。
⼀、单纯扩散
1.概念：单纯扩散是指脂溶性的⼩分⼦物质顺浓度差通过细胞膜的扩散过程。单纯扩散的多少取决于膜两侧该脂溶性物质的浓度差及其通过细胞膜的难易程度。浓度差决定着物质能否扩散、扩散⽅向及扩散速率。
2.转运对象：CO2、O2、N2、⼄醇、尿素等。
3.特点：简单的物理扩散，不需要细胞提供能量，其能量来源于浓度差形成的势能，是⼀个被动过程。
⼆、易化扩散
易化扩散是指⼀些⾮脂溶性或脂溶性较⼩的⼩分⼦物质，在膜上载体蛋⽩和通道蛋⽩的帮助下，顺电-化学梯度，从⾼浓度⼀侧向低浓度⼀侧扩散的过程。它包括两种⽅式，即经载体中介的易化扩散和经通道中介的易化扩散。
（⼀）经载体中介的易化扩散
1.概念：许多重要的营养物质，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等在膜上载体蛋⽩的介导下，由⾼浓度⼀侧向低浓度⼀侧的跨膜转运。
2.特征：①结构特异性⾼；②饱和现象；③竞争性抑制；④顺浓度梯度。
（⼆）经通道中介的易化扩散
1.概念：溶液中带电离⼦，借助于离⼦通道蛋⽩的介导，顺浓度梯度或电位差的跨膜转运过程。通道是⼀类贯穿脂质双分⼦层，中央带有⽔性孔道的跨膜蛋⽩。以通道中介的易
化扩散引起的跨膜转运是细胞⽣物电现象发⽣的基础。
2.转运对象：带电离⼦，如Na+、K+、Ca2+、Cl-等
3.特征：①结构特异性不如载体严格；②⽆饱和现象；③通道具有静息、激活和失活
等不同功能状态；④具有离⼦选择性和门控特性。
三、主动转运
主动转运是细胞通过耗能的过程将物质逆浓度梯度或电位梯度进⾏的跨膜转运过程。可分为原发性主动转运和继发性主动转运两类。
（⼀）原发性主动转运
1.概念：细胞直接利⽤代谢产⽣的能量将物质逆浓度梯度或电位梯度进⾏跨膜转运的过程。
2018-2019学年高一生物人教版必修1试题：第4章 细胞的物质输入和输出 第3节 物质跨膜运输的方式(含解析)
1 第3节 物质跨膜运输的方式
测控导航表
知识点 题号
1.被动运输 1
2.主动运输 3,5
3.胞吞和胞吐 4,7
4.影响物质运输速率的因素 2,6
5.综合考查 8,9,10,11,12,13,14,15
A级 合格性水平训练
1.下图表示人体内葡萄糖进入红细胞的跨膜运输方式,下列叙述错误的是( D )
A.该运输方式属于被动运输
B.该运输方式不消耗能量
C.图中载体不能运输淀粉
D.K+也可以通过该方式进入人体细胞
解析:据图分析,葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助,但是不需要消耗能量,所以运输方式是被动运输中的协助扩散;载体具有专一性,所以运输葡萄糖的载体不能运输淀粉;钾离子进入人体细胞的方式是
2 主动运输。
2.用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛上皮细胞,会明显影响细胞吸收的物质是( D )
A.氧气、甘油 B.脂肪酸、水
C.葡萄糖、水 D.钾离子、氨基酸
解析:一些小分子无机物如水、CO2、O2等以自由扩散的方式进出细胞,一些脂溶性的小分子有机物如甘油、脂肪酸也以自由扩散的方式进出细胞,均不需要消耗能量;呼吸酶抑制剂会抑制细胞呼吸作用,使用于主动运输的能量减少。钾离子、氨基酸以主动运输的方式进出细胞,这种运输方式需要消耗细胞呼吸提供的能量。
3.下图表示某种离子跨膜运输的过程,下列叙述不确切的是( A
)
A.图中膜结构是细胞膜
B.该离子跨膜运输方式为主动运输
C.该离子与膜上的载体蛋白结合具有专一性
D.膜上载体蛋白结合离子后其空间结构发生改变
解析:由图分析可知该离子过膜需要载体蛋白和能量,所以是主动运输,但没有糖被,不能确定一定是细胞膜。
4.据报道,一种称作“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖,可口服使用,以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为( B )
A.渗透作用 B.胞吞
3 C.协助扩散 D.主动运输
解析:蛋白质在空间结构完整时才能发挥正常功能,能口服使用并发挥作用的药物应该是以完整蛋白质的形式吸收,吸收方式是胞吞。