導(dǎo)語：高中生物教案-第一節(jié) 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能（一）一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

一、知識(shí)結(jié)構(gòu)二、教學(xué)目的

1.細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)(C：理解)。

2.細(xì)胞膜的主要功能(C：理解)。

三、重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)

(1)細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)。

(2)細(xì)胞膜的主要功能。

2.教學(xué)難點(diǎn)

細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)交換的主動(dòng)運(yùn)輸方式。

四、教學(xué)建議

第一節(jié)內(nèi)容的教學(xué)時(shí)間是6課時(shí)，其中講課4課時(shí)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)2課時(shí)。講課與學(xué)生實(shí)驗(yàn)應(yīng)該有機(jī)結(jié)合，以便提高教學(xué)效率。

對(duì)本節(jié)教學(xué)，在教學(xué)手段上，應(yīng)該充分運(yùn)用示意圖、模型、照片等直觀教具。在認(rèn)識(shí)方法上要求：①注意把組成生物體的化合物與細(xì)胞結(jié)構(gòu)建立起聯(lián)系；②注意分析細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其功能的適應(yīng)性；③注意講述細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間在功能上的聯(lián)系。通過本節(jié)的教學(xué)，要使學(xué)生對(duì)第一章第二節(jié)中有關(guān)化合物的功能的認(rèn)識(shí)具體化、結(jié)構(gòu)化：使學(xué)生對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí)物質(zhì)化(達(dá)到分子水平)。

通過本節(jié)前言部分的教學(xué)，要使學(xué)生形成下列認(rèn)識(shí)：①組成生物體的化合物，在細(xì)胞中以一定的方式有機(jī)地構(gòu)建起來，因此才能表現(xiàn)生命；②細(xì)胞的種類多種多樣(用備好的示意圖逐一呈現(xiàn)原核細(xì)胞、真核細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu))，但是都具有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核或擬核三部分，教材中將以真核細(xì)胞為主來認(rèn)識(shí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能；③高中生物課將主要從亞顯微結(jié)構(gòu)水平上認(rèn)識(shí)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能(讓學(xué)生觀察教材中的示意圖)。關(guān)于本節(jié)前言部分的教學(xué)，時(shí)間不宜太長(zhǎng)。

關(guān)于第一小節(jié)中細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)的教學(xué)，可以從以下幾個(gè)層次剖析；①用純凈的細(xì)胞膜(紅細(xì)胞的膜)為材料，進(jìn)行化學(xué)分析，已經(jīng)知道細(xì)胞膜三層結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成主要是蛋白質(zhì)和磷脂(看教材中的細(xì)胞膜主要化學(xué)成分的含量表)；②建立細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型，對(duì)模型的分析深度可依據(jù)學(xué)生的條件而定，但要突出細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；③如果學(xué)生條件較好，可講述有關(guān)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和有關(guān)細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度的差異等知識(shí)，證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性和對(duì)物質(zhì)進(jìn)出有選擇性的特點(diǎn)。關(guān)于細(xì)胞膜外表的糖被，只要結(jié)合教材中的例子簡(jiǎn)要說明就可以了。

關(guān)于細(xì)胞膜的主要功能的教學(xué)，重點(diǎn)是分析自由擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸這兩種物質(zhì)通過膜的方式。可從具體的事實(shí)分析入手，歸納出兩種方式的特點(diǎn)。例如，可用示意圖顯示細(xì)胞與組織液中氧和二氧化碳的濃度差(分壓差)與擴(kuò)散趨勢(shì)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到這些氣體通過細(xì)胞膜時(shí)遵循擴(kuò)散原理，進(jìn)而推導(dǎo)出這一類物質(zhì)的過膜方式。又如，通過對(duì)輪藻細(xì)胞中K+(或其他離子)和環(huán)境中的K+（或其他離子）的濃度差等具體事實(shí)的分析，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到一些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞并不遵循擴(kuò)散原理，而是由細(xì)胞膜主動(dòng)運(yùn)輸?shù)?。在這里，教師應(yīng)注意講出主動(dòng)運(yùn)輸需要膜上某些載體蛋白質(zhì)參與。主動(dòng)運(yùn)輸具有選擇性，需要消耗細(xì)胞內(nèi)新陳代謝釋放的能量。

關(guān)于內(nèi)吞和外排方式的小字閱讀材料，可使學(xué)生了解大分子物質(zhì)和顆粒性物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式。

關(guān)于細(xì)胞膜的其他功能，可根據(jù)學(xué)生的接受能力酌情處理。關(guān)于細(xì)胞壁的知識(shí)，可在前言中結(jié)合介紹各種細(xì)胞時(shí)講述。

五、參考答案

復(fù)習(xí)題一、1.脂質(zhì)分子和蛋白質(zhì)分子。2.選擇透過性。

二、1.(D)；2.(D)。

三、

出入細(xì)胞的物質(zhì)舉例

物質(zhì)出入細(xì)胞的方式

細(xì)胞膜內(nèi)、外物質(zhì)濃度的高、低（如物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞）

是否需要載體蛋白質(zhì)

是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量

甘油

自由擴(kuò)散

細(xì)胞膜外濃度高

細(xì)胞膜內(nèi)濃度低

不需要

不需要

進(jìn)入紅細(xì)胞的K+

主動(dòng)運(yùn)輸

細(xì)胞膜外濃度低

細(xì)胞膜內(nèi)濃度高

需要

需要

旁欄思考題這是細(xì)胞的內(nèi)吞作用。這對(duì)于人體有防御功能，并有利于細(xì)胞新陳代謝的正常進(jìn)行。

六、參考資料

病毒細(xì)菌還不是最小的生物，比細(xì)菌還小的生物是病毒等。19世紀(jì)末期，有人首先證實(shí)煙草花葉病和?？谔阋叩牟≡w非常小，它們可以暢通無阻地穿過細(xì)菌所不能穿透的瓷濾器，于是把這類病原體命名為“濾過性病毒”或“病毒”，以區(qū)別于其他許多種疾病的病原體──細(xì)菌。一般說來，病毒比多數(shù)自由生活的細(xì)菌要小，直徑是0.08～3μm[1μm（微米）等于10-6m；1nm（納米）等于10-9m。]左右。較大的痘類病毒(0.20μm以上)剛好可用光學(xué)顯微鏡看到，但不能對(duì)它進(jìn)行細(xì)致的觀察。較小的病毒，如雞瘟病毒(70～100nm)、流行性乙型腦炎病毒(20～30nm)，只有依靠電子顯微鏡才能觀察到。病毒不能獨(dú)立生活，它只有寄生在其他生物的細(xì)胞里才能進(jìn)行代謝活動(dòng)和繁殖后代。

病毒可以根據(jù)它們寄主的不同，大致分為三類：一是動(dòng)物病毒，如寄生在雞體組織細(xì)胞內(nèi)的雞瘟病毒；二是植物病毒，如寄生在煙草葉細(xì)胞內(nèi)的煙草花葉病病毒；三是細(xì)菌病毒(也叫噬菌體)，如寄生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的Φ×174噬菌體。所有的病毒都沒有典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。它們的結(jié)構(gòu)主要是外面有一個(gè)由蛋白質(zhì)組成的外殼，殼內(nèi)含有另一種物質(zhì)，叫做核酸(圖21)。病毒在寄主細(xì)胞內(nèi)依靠它們所含的核酸，不斷地進(jìn)行自我復(fù)制和繁殖，造成對(duì)寄主細(xì)胞的危害。在現(xiàn)在所發(fā)現(xiàn)的三百多種病毒中，大部分都是引起人類、動(dòng)物、植物或細(xì)菌發(fā)生病害的病原體。

圖2-1煙草花葉病病毒結(jié)構(gòu)示意圖公務(wù)員之家，全國公務(wù)員共同天地

1.核酸2.蛋白質(zhì)

后來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種比病毒更簡(jiǎn)單的生命形式，叫做類病毒。它的大小相當(dāng)于病毒的1／80，身體只是由小分子的核酸構(gòu)成的，沒有蛋白質(zhì)。已經(jīng)有人發(fā)現(xiàn)它是馬鈴薯紡錘塊莖病的病原體。

近些年來，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了朊病毒，這是只含蛋白質(zhì)而無核酸的分子。朊病毒能侵入寄主細(xì)胞，在寄主細(xì)胞中繁殖，致使寄主因中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變而死亡。例如，引起瘋牛病、羊瘙癢病的病原因子。關(guān)于朊病毒的繁殖和致病機(jī)制，有待進(jìn)一步探究。

電子顯微鏡電子顯微鏡是一種精密分析儀器，在科學(xué)研究和現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)日益成為一種必不可少的重要儀器。我國在1965年試制成功20萬倍電子顯微鏡，后來又研制成80萬倍電子顯微鏡，它具有分辨率高(可以看清兩個(gè)小點(diǎn)間的最小距離為0.144nm，相當(dāng)于人的頭發(fā)絲的2×10-7，已經(jīng)達(dá)到可以分辨單個(gè)分子和原子的程度)、放大倍率范圍寬、操作方便、使用范圍廣等特點(diǎn)，并配有自動(dòng)照相裝置。

電子顯微鏡是利用高速運(yùn)動(dòng)的電子來代替光波的一種顯微鏡。目前最常用的是通用式電子顯微鏡(圖2-2)和掃描式電子顯微鏡?，F(xiàn)在，通用式電子顯微鏡的直接放大倍數(shù)可達(dá)80萬倍左右，分辨率一般是0.2nm，用它可以看到病毒、單個(gè)分子以及金屬材料的晶格結(jié)構(gòu)等。除上述兩種電鏡外，根據(jù)不同的成像原理，還有發(fā)射式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡、鏡式電子顯微鏡等各種類型。各式電子顯微鏡廣泛地應(yīng)用于金屬物理學(xué)、高分子化學(xué)、微電子學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域。

膜的化學(xué)組成根據(jù)對(duì)細(xì)胞膜和細(xì)胞中其他各種膜的微量化學(xué)分析結(jié)果來看，膜主要含有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)兩大類物質(zhì)。蛋白質(zhì)約占膜干重的20%～70%，脂質(zhì)約占30%～80%。各種膜所含的蛋白質(zhì)與脂質(zhì)的比例同膜的功能有關(guān)。功能較旺盛的膜，其蛋白質(zhì)含量較高（表2-1），因?yàn)槟さ墓δ苤饕傻鞍踪|(zhì)來承擔(dān)。此外，細(xì)胞膜還含有約10%的糖類，但是糖類都和蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合成糖蛋白或糖脂，分布在細(xì)胞膜的外表面。整合蛋白(又稱內(nèi)在蛋白)普遍為糖蛋白。

表2-1各種膜的基本組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)／%)

成分

髓鞘

紅細(xì)胞

細(xì)胞膜

肝細(xì)胞

細(xì)胞膜

心肌

線粒體

葉綠體

片層

大腸桿菌

細(xì)胞膜

蛋白質(zhì)

總脂質(zhì)

磷脂

糖脂

膽固醇

其他脂質(zhì)

22

78

33

22

17

6

60

40

24

微量

9

7

60

40

26

13

1

76

24

22

微量

1

1

50

50

6

20

24

75

25

25

膜脂主要是磷脂和膽固醇。磷脂約占總脂質(zhì)的55%～75%，主要有卵磷脂和腦磷脂，其余是鞘脂和糖脂。各種脊椎動(dòng)物細(xì)胞的膽固醇與磷脂的比值不同。細(xì)菌和植物細(xì)胞的細(xì)胞膜沒有膽固醇。膽固醇有降低液晶態(tài)脂雙層的通透性和脂分子運(yùn)動(dòng)性作用，而且可以增強(qiáng)動(dòng)物細(xì)胞膜的韌性。

蛋白質(zhì)是生物膜的另一種主要成分。根據(jù)蛋白質(zhì)和膜的結(jié)合程度的不同，蛋白質(zhì)分為整合蛋白和邊周蛋白(又稱外在蛋白)兩類，整合蛋白約占膜蛋白總量的70%。各種蛋白質(zhì)在膜上的分布是不對(duì)稱的。膜蛋白不僅有機(jī)械支持作用，而且在物質(zhì)運(yùn)輸以及受體、抗原和酶的形成等方面起著重要作用。

細(xì)胞外結(jié)構(gòu)和細(xì)胞外被細(xì)胞膜并不是細(xì)胞的最外邊界，各類細(xì)胞在細(xì)胞膜外還附著有細(xì)胞膜外結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜外結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)、成分和功能等方面，因生物物種和細(xì)胞類型的不同而異。它包括的范圍極其廣泛，例如，血型抗原、魚類和兩棲類的卵膜、哺乳動(dòng)物卵的透明帶、基膜、動(dòng)物軟骨細(xì)胞間的基質(zhì)、腸上皮細(xì)胞表面的黏蛋白、植物細(xì)胞壁，以及原核細(xì)胞的細(xì)胞壁和細(xì)菌莢膜等。細(xì)胞外結(jié)構(gòu)根據(jù)來源、性質(zhì)和同細(xì)胞膜的關(guān)系，可以區(qū)分為細(xì)胞外被、表面黏著物質(zhì)和外在結(jié)構(gòu)三類。

細(xì)胞膜的外表有一層由糖蛋白構(gòu)成的外被，稱為糖被或糖萼。糖被是細(xì)胞表面不可缺少的組成部分，在細(xì)胞生命活動(dòng)中具有某些十分重要的特殊功能，因此對(duì)糖被的研究是目前國內(nèi)外頗為活躍的領(lǐng)域。糖蛋白分子的種類很多，分子大小懸殊很大，相對(duì)分子質(zhì)量可從15000到106以上。

細(xì)胞膜上的糖蛋白在細(xì)胞生理活動(dòng)和細(xì)胞間期相互作用方面有許多重要功能，主要是分子識(shí)別、免疫反應(yīng)、神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)、激素受體和CAMP的代謝調(diào)節(jié)作用、血型抗原和酶。

膜的分子結(jié)構(gòu)模型關(guān)于膜的結(jié)構(gòu)，從20世紀(jì)開始一直到現(xiàn)在，科學(xué)家們提出了很多假說和模型。下面舉幾個(gè)比較流行的模型加以說明。

1.單位膜模型。這種模型于1935年提出，到20世紀(jì)50年代加以修正，隨后經(jīng)羅伯特桑(Robertson)的電鏡觀察加以完善。這種模型表示，細(xì)胞膜由脂質(zhì)雙分子層及在其內(nèi)外兩側(cè)各覆蓋一層蛋白質(zhì)所組成。脂質(zhì)分子相互平行，與膜垂直。蛋白質(zhì)是以β折疊形式結(jié)合在膜的內(nèi)外兩側(cè)，形成網(wǎng)狀。羅伯特桑于1959年指出，所有生物膜的厚度基本上是一致的，這種三層結(jié)構(gòu)的膜普遍存在于細(xì)胞中，他叫這樣的膜為單位膜。但到20世紀(jì)60年代以后，由于應(yīng)用了一系列新技術(shù)，科學(xué)家證實(shí)膜的脂質(zhì)雙分子層中也有蛋白質(zhì)顆粒，并證實(shí)膜蛋白主要不是β折疊結(jié)構(gòu)，而是α螺旋結(jié)構(gòu)等。科學(xué)家根據(jù)這些事實(shí)，對(duì)生物膜的單位膜模型理論提出了修正。

2.液態(tài)鑲嵌模型。這是細(xì)胞生物學(xué)的重要進(jìn)展之一?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜不是靜態(tài)的，而是膜中的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)都能自由運(yùn)動(dòng)。這種模型叫做流動(dòng)脂質(zhì)—球蛋白鑲嵌模型。這是個(gè)動(dòng)態(tài)模型，表示細(xì)胞膜是由脂質(zhì)雙分子層和鑲嵌著的球蛋白分子組成的，有的蛋白質(zhì)分子露在膜的表面，有的蛋白質(zhì)分子橫穿過脂質(zhì)雙分子層。這種模型主要強(qiáng)調(diào)的是，流動(dòng)的脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體，而蛋白質(zhì)分子像一群島嶼一樣無規(guī)則地分散在脂質(zhì)的“海洋”中。后來，不少實(shí)驗(yàn)都證實(shí)膜脂的“流動(dòng)性”是生物膜結(jié)構(gòu)的基本特性之一，因此這種模型比較普遍地被大家所接受和支持。但是，這種模型也有不足之處，它比較忽視了蛋白質(zhì)分子對(duì)脂質(zhì)分子流動(dòng)性的控制作用，以及其他因素對(duì)脂質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的影響。

3.晶格鑲嵌模型。由于液態(tài)鑲嵌模型有上述不足之處，沃利奇(Wallach)于1975年提出了晶格鑲嵌模型。他指出：生物膜含有“流動(dòng)性”脂質(zhì)是可逆地進(jìn)行從無序(“流動(dòng)性”)到有序(晶態(tài))的相變；在大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞的膜系統(tǒng)中，這種“流動(dòng)性”脂質(zhì)呈小片的點(diǎn)狀分布，面積小于100nm2左右。沃利奇認(rèn)為，“晶格鑲嵌”模型比“液態(tài)鑲嵌”模型更能代表膜的真實(shí)結(jié)構(gòu)。晶格鑲嵌模型在一定條件下，可能代表某些膜的真實(shí)結(jié)構(gòu)，但是并不能作為一般膜的通用模型。

4.板塊鑲嵌模型。1977年，Jain和White進(jìn)一步發(fā)展了沃利奇提出的晶格鑲嵌模型，提出了板塊鑲嵌模型(圖2-3)。這種模型學(xué)說認(rèn)為，在流動(dòng)的類脂雙分子層中存在許多大小不同、剛度較大的、彼此獨(dú)立移動(dòng)的類脂板塊(有序結(jié)構(gòu)板塊)。這種無序結(jié)構(gòu)區(qū)的板塊和有序結(jié)構(gòu)區(qū)的大小、形狀、壽命、運(yùn)動(dòng)性、交換速率、板塊內(nèi)組分的留存時(shí)間等問題，都有待于進(jìn)一步明確，但是它們之間的差別可能很大。分布于膜內(nèi)兩半層的板塊彼此相對(duì)獨(dú)立，呈不對(duì)稱性，但是某些板塊也可能延伸到全部雙分子層。

圖2-3板塊鑲嵌模型

上：圖的中間部分是液晶態(tài)，兩側(cè)是晶態(tài)

下：表示具有不同的流動(dòng)性的板塊鑲嵌分布

板塊內(nèi)各種組分之間的疏水力相互作用，蛋白質(zhì)和類脂兩者也可能形成另一種不同性質(zhì)的長(zhǎng)距離的有序組織(一般超過幾百個(gè)分子大小)。因此，膜平面實(shí)際上是由同時(shí)存在的不同組織結(jié)構(gòu)和不同性質(zhì)的許多板塊組成的，它的變化主要由板塊內(nèi)組分的構(gòu)象和相互作用的特異性所決定。膜功能的多樣性，可能與板塊的性質(zhì)和變化有關(guān)，這就可以解釋所謂細(xì)胞內(nèi)“區(qū)域化”的問題。細(xì)胞中“區(qū)域化”的特點(diǎn)，使細(xì)胞內(nèi)各種錯(cuò)綜復(fù)雜的生化反應(yīng)能夠彼此不受干擾，有條不紊地進(jìn)行。

事實(shí)上，晶格鑲嵌模型和板塊鑲嵌模型及液態(tài)鑲嵌模型并沒有本質(zhì)差別，前二者只不過是對(duì)膜的流動(dòng)性的分子基礎(chǔ)作了解釋，因而是對(duì)后者的補(bǔ)充。目前所流行的關(guān)于膜結(jié)構(gòu)的基本觀點(diǎn)仍然是流動(dòng)鑲嵌模型。由于膜的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和功能多樣，還存在不少問題有待解決。目前看來還沒有一個(gè)模型可以作為所有生物膜的通用模型。

膜流動(dòng)性的控制機(jī)制所謂膜的流動(dòng)性，包括膜脂的流動(dòng)性和膜蛋白的運(yùn)動(dòng)性。膜脂的流動(dòng)性隨溫度不同而有變化，或處于固相，或處于液相。當(dāng)緩慢提高溫度時(shí)，脂質(zhì)雙分子層可由晶態(tài)(凝膠)熔融為較為流動(dòng)的液態(tài)，發(fā)生這一變化的熔融溫度即相變溫度。在相變溫度以上，脂質(zhì)處于液晶態(tài)。膜脂分子具有多種運(yùn)動(dòng)方式，如繞化學(xué)鍵旋轉(zhuǎn)、左右擺動(dòng)、圍繞與膜平面相垂直的軸作左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、沿膜平面作側(cè)向擴(kuò)散或側(cè)向移動(dòng)、由一個(gè)單分子層倒翻至另一層。有許多因素會(huì)影響膜脂的流動(dòng)性，其中脂肪酸本身的不飽和程度起著主要的作用。膜的流動(dòng)性對(duì)膜的功能活動(dòng)，特別是酶的活性，具有重要意義。

膜蛋白的運(yùn)動(dòng)性，指膜蛋白在不同情況下都可以發(fā)生位置的變動(dòng)。膜蛋白的運(yùn)動(dòng)方式有側(cè)向擴(kuò)散和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。膜蛋白的運(yùn)動(dòng)要受其周圍的膜脂性質(zhì)和相態(tài)的制約，還要受細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制，它在膜中的運(yùn)動(dòng)并不是隨機(jī)性的“漂流”。

細(xì)胞膜的主要功能細(xì)胞膜作為細(xì)胞的內(nèi)外邊界，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能多樣。它的主要功能如下：(1)為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境；(2)選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸，包括代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排除，其中伴隨著能量的傳遞；(3)提供細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn)，并完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳遞；(4)為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn)，使酶促反應(yīng)高效而有序地進(jìn)行；(5)介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的連接；(6)細(xì)胞膜參與形成具有不同功能的細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)。

主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸是指通過細(xì)胞膜本身的某種耗能過程，將某種物質(zhì)分子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程。按照熱力學(xué)基本定律，溶液中的分子由低濃度處向高濃度處移動(dòng)，就像物體沿著斜坡上移(圖24)，必須由外部供給能量。在細(xì)胞膜的主動(dòng)運(yùn)輸中，這能量由細(xì)胞來供給。

圖2-4被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別

(圖示分子可由高濃度處自動(dòng)向低濃度處擴(kuò)散，而分子由低濃度處移向高濃度處則需另外供能，正如滑雪者可由高坡自動(dòng)下滑，而上坡需要人體費(fèi)力一樣)

主動(dòng)運(yùn)輸是與被動(dòng)運(yùn)輸相對(duì)而言的。自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都屬于被動(dòng)運(yùn)輸，其特點(diǎn)是在這樣的物質(zhì)運(yùn)輸過程中，物質(zhì)分子進(jìn)行順濃度梯度的移動(dòng)，而與物質(zhì)運(yùn)輸有關(guān)的膜或細(xì)胞并無能量消耗。但是，被動(dòng)運(yùn)輸并不是與能量轉(zhuǎn)換完全無關(guān)，而只不過是物質(zhì)運(yùn)輸所需要的能量是來自高濃度溶液本身所包含的位能而已，就像位于斜坡高處的物體可以靠位能自動(dòng)下滑而不需要另外供給能量一樣。

在細(xì)胞膜主動(dòng)運(yùn)輸?shù)膯栴}上，最重要的而且研究得最充分的是關(guān)于鈉、鉀離子的主動(dòng)運(yùn)輸。很早以前就知道，包括人體各種細(xì)胞在內(nèi)的所有動(dòng)物細(xì)胞，其細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液中的鈉、鉀離子濃度有很大的不同。這是因?yàn)檫@些細(xì)胞的細(xì)胞膜上普遍存在著一種“鈉鉀泵”的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱為“鈉泵”，它們的作用就是能夠逆著濃度差，主動(dòng)地把細(xì)胞外液中的K+移入膜內(nèi)，同時(shí)不斷地把進(jìn)入細(xì)胞的Na+移出膜外，因而形成和保持了K+、Na+在膜兩側(cè)的正常濃度差。大量事實(shí)證明，“鈉泵”實(shí)際上是一種鑲嵌在膜的脂質(zhì)雙分子層中具有ATP酶活性的特殊蛋白質(zhì)，它可以被Na+、K+和Mg2+等離子所激活，可以分解ATP以獲得能量，同時(shí)可以將膜外的K+移入膜內(nèi)、將膜內(nèi)的Na+移出膜外。

前面講過，葡萄糖在動(dòng)物體和人體內(nèi)，可以用協(xié)助擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜。除此以外，葡萄糖也可以用主動(dòng)運(yùn)輸方式通過細(xì)胞膜。例如，小腸絨毛的上皮細(xì)胞可以用主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收葡萄糖，因此，小腸上皮細(xì)胞內(nèi)葡萄糖的濃度，可以超過腸腔中葡萄糖濃度的數(shù)倍以上。

輪藻門屬于藻類植物的一門。藻體構(gòu)造比較復(fù)雜，有類似根、莖、葉的分化，長(zhǎng)約10～15cm，外形很像金魚藻?！扒o”的頂端有大型頂細(xì)胞，經(jīng)細(xì)胞分裂，分化為藻體的各個(gè)部分。“莖”的下面有分叉的假根，借此固著在水底泥沙土中；“莖公務(wù)員之家，全國公務(wù)員共同天地”節(jié)上輪生側(cè)“枝”，“枝”上具單細(xì)胞的“葉”和兩性生殖器官。有性生殖是卵式生殖。卵囊生于“葉”腋中，通常呈卵形，外有5個(gè)螺旋狀纏繞的管細(xì)胞，在頂端形成5個(gè)冠細(xì)胞；初為綠色，成熟時(shí)深褐色。精子囊生于卵囊下面，呈球形，外有8個(gè)盾形細(xì)胞，初為綠色，成熟時(shí)橘紅色。合子萌發(fā)后經(jīng)過原絲體時(shí)期。除卵式生殖外，還可營營養(yǎng)繁殖，但是不產(chǎn)生無性孢子。分布在水流緩慢、含鈣質(zhì)的池沼等水域中，常茂密成叢。過去列為輪藻綱，現(xiàn)已獨(dú)立為一門，常見屬是輪藻屬(Chara)。古輪藻化石在地層中的演替較清楚，因此在石油勘探中，對(duì)含油地層的劃分和對(duì)比有一定作用。