细胞膜是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障，它保证了细胞内环境的相对稳定，使各 种生化反应能够有序运行。但是细胞必须与周围环境发生信息、物质与能量的交换，才能完成 特定的生理功能。因此细胞必须具备一套物质转运体系，用来获得所需物质和排出代谢废物， 据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白的15~30%，细胞用在物质转运方面 的能量达细胞总消耗能量的三分之二。 细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白(carrier protein)和通道蛋白 (channel protein)。载体蛋白又称做载体(carrier）、通透酶(permease)和转运器 (transporter）,能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的 另一侧，载体蛋白有的需要能量驱动，如：各类APT驱动的离子泵；有的则不需要能量，以 自由扩散的方式运输物质，如：缬氨酶素。通道蛋白与所转运物质的结合较弱，它能形成亲水 的通道，当通道打开时能允许特定的溶质通过，所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质。 第一节被动运输 一、简单扩散 也叫自由扩散(free diffusing),特点是：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；②不需 要提供能量；③没有膜蛋白的协助。 某种物质对膜的通透性(P)可以根据它在油和水中的分配系数(K)及其扩散系数 (D)来计算： P=KDt,t为膜的厚度。 脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过，小分子 比大分子容易透过。具有极性的水分子容易透过是因水分子小，可通过由膜脂运动而产生的间 隙。 非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层，不带电荷的极性小分子，如水、 尿素、甘油等也可以透过人工脂双层，尽管速度较慢，分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难 透过，而膜对带电荷的物质如：H、Na、K+、C、HCO3是高度不通透的（图5-1）。 事实上细胞的物质转运过程中，透过脂双层的简单扩散现象很少，绝大多数情况下，物 质是通过载体或者通道来转运的。离子、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋白 的协助，按浓度梯度扩散进入质膜的，有的则是通过主动运输的方式进行转运。细胞膜是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障，它保证了细胞内环境的相对稳定，使各 种生化反应能够有序运行。但是细胞必须与周围环境发生信息、物质与能量的交换，才能完成 特定的生理功能。因此细胞必须具备一套物质转运体系，用来获得所需物质和排出代谢废物， 据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白的 15~30%，细胞用在物质转运方面 的能量达细胞总消耗能量的三分之二。 细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白 （channel protein）。载体蛋白又称做载体（carrier）、通透酶（permease）和转运器 （transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的 另一侧，载体蛋白有的需要能量驱动，如：各类 APT 驱动的离子泵；有的则不需要能量，以 自由扩散的方式运输物质，如：缬氨酶素。通道蛋白与所转运物质的结合较弱，它能形成亲水 的通道，当通道打开时能允许特定的溶质通过，所有通道蛋白均以自由扩散的方式运输溶质。 第一节 被动运输 一、简单扩散 也叫自由扩散（free diffusing），特点是：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；②不需 要提供能量；③没有膜蛋白的协助。 某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分配系数（K）及其扩散系数 （D）来计算： P=KD/t，t 为膜的厚度。 脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过，小分子 比大分子容易透过。具有极性的水分子容易透过是因水分子小，可通过由膜脂运动而产生的间 隙。 非极性的小分子如 O2、CO2、N2可以很快透过脂双层，不带电荷的极性小分子，如水、 尿素、甘油等也可以透过人工脂双层，尽管速度较慢，分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难 透过，而膜对带电荷的物质如：H+、Na+、K+、Cl—、HCO3—是高度不通透的（图 5-1）。 事实上细胞的物质转运过程中，透过脂双层的简单扩散现象很少，绝大多数情况下，物 质是通过载体或者通道来转运的。离子、葡萄糖、核苷酸等物质有的是通过质膜上的运输蛋白 的协助，按浓度梯度扩散进入质膜的，有的则是通过主动运输的方式进行转运