细胞生物学 · 专题4 物质的跨膜运输彩色背诵页
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本章学习方法 · 基础阶段①先高分笔记+教材+求臻细胞课学习理解一遍②再复盘、理解、写划、增补高分笔记,并重点记忆表格、划线段落③做细胞通关必刷660题巩固,开卷做。高分笔记+660刷题至少2遍。 强化阶段:按年份做目标院校《历年真题》+按章节背目标院校《真题狂背》 冲刺阶段:冲刺背诵手册+实验综合+冲刺押题
本章考情分析 · 本章在考研中属于重点章节,考试题型有名词解释、填空题、选择题、判断题、问答题等。对于本章的复习: 重点掌握的名词解释包括:简单扩散、协助扩散、主动运输、ATP 驱动泵、钠钾泵、胞吞作用、胞吐作用、吞噬作用、胞饮作用、协同转运、钙调蛋白、吞噬体等。 小题常考:通道蛋白分类、ATP驱动泵分类、胞吞作用的分类、胞吐作用的分类等。 常考问答题包括:离子通道蛋白分类及特征;主动运输分类(根据能量来源不同);钠钾泵的转运机制和生理功能;钙泵的分布及功能;胞吞作用的类型和功能;网格蛋白包被小泡形成机制;以低密度脂蛋白为例来说明受体介导的内吞作用的过程(重点掌握);胞饮作用和吞噬作用的区别常考小题,需注意,建议以表格形式记忆。

专题4:物质的跨膜运输

本章内容

考点一:膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输本章内容考点一

考点二:ATP 驱动泵与主动运输本章内容考点二

考点三:胞吞作用与胞吐作用本章内容考点三

很多内容可以自己看会,不懂的地方请看学长视频讲解

考点一:膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输★★★考点一膜转运蛋白小分子离子跨膜运输膜转运蛋白有哪两类?小分子及离子怎样跨膜运输?

一、概述跨膜运输概述

细胞质膜作为选择性通透屏障有什么意义?

细胞质膜是细胞与细胞外环境之间一种选择性通透屏障,它既能保障细胞对基本营养物质的摄取、代谢产物或废物的排除,又能调节细胞内离子浓度,使细胞维持相对稳定的内环境。物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。细胞质膜选择性通透屏障内环境

物质通过细胞质膜的三种转运途径是什么?

物质通过细胞质膜的转运主要有三种途径:被动运输(包括简单扩散和协助扩散)、主动运输以及胞吞与胞吐作用。被动运输主动运输胞吞胞吐三种途径

二、膜转运蛋白膜转运蛋白

(一)脂双层的不透性脂双层不透性
细胞外和细胞内最丰富的阳离子分别是什么?

(1)Na⁺是细胞外最丰富的阳离子,而K⁺是细胞内最丰富的阳离子。Na⁺K⁺阳离子

细胞内外离子浓度差别由哪两种机制调控?

(2)活细胞内外的离子浓度是明显不同的。内外浓度的差别主要由两种机制调控:一是取决于一套特殊的膜转运蛋白的活性,二是取决于质膜本身的脂双层所具有的疏水性特征。离子浓度膜转运蛋白疏水性

脂双层为什么能形成细胞的渗透屏障?

(3)除了脂溶性分子和小的不带电荷的分子以简单扩散的方式直接通过脂双层外,脂双层对绝大多数极性分子、离子以及细胞代谢产物通透性都极低,形成了细胞的渗透屏障。这些物质的跨膜转运需要质膜上的膜转运蛋白的参与。渗透屏障简单扩散极性分子

膜转运蛋白分哪两类?各介导什么运输?

(4)膜转运蛋白类型:一类是载体蛋白;另一类是通道蛋白。有些载体蛋白介导主动运输,有些介导协助扩散,而通道蛋白只介导协助扩散。载体蛋白通道蛋白主动运输协助扩散

(二)载体蛋白及其功能载体蛋白功能
载体蛋白的转运机制是什么?

转运机制:每种载体蛋白与特异的溶质结合,通过一系列构象改变介导溶质的跨膜转运。载体蛋白转运机制构象改变

胱氨酸尿遗传病是怎样由膜转运蛋白异常引起的?

举例:由于基因突变导致肾小管上皮细胞膜转运蛋白异常,在人的胱氨酸尿遗传病患者中发现,这种病人的肾细胞和肠细胞不能将胱氨酸和半胱氨酸转运到血液,从而导致这些氨基酸在尿中积累并在肾中形成胱氨酸结石。胱氨酸尿遗传病膜转运蛋白异常胱氨酸结石

特点:载体蛋白特点

载体蛋白有哪七个特点?★★
特点描述
多次跨膜载体蛋白结构贯穿细胞膜多次
特异性结合与特定溶质结合,具有高度选择性
构象改变通过构象改变介导溶质跨膜转运
饱和动力学转运速率存在饱和点
可被抑制可被底物类似物或抑制剂抑制
pH 依赖性转运活性受 pH 影响
不作共价修饰在转运过程中不对溶质进行共价修饰
载体蛋白的功能是什么?

功能:介导特定溶质参与协助扩散和主动运输载体蛋白功能协助扩散主动运输

(三)通道蛋白及其功能通道蛋白功能
通道蛋白的转运机制是什么?

转运机制:通道蛋白通过形成亲水性通道,实现对特异溶质的跨膜转运。通道蛋白转运机制亲水性通道

通道蛋白分为哪三类?

分类:离子通道(占大多数)、孔蛋白、水孔蛋白。通道蛋白分类离子通道孔蛋白水孔蛋白

通道蛋白有哪些特点?

通道蛋白特点:①离子通道蛋白通常形成选择性和门控性跨膜通道。离子通道介导协助扩散时不需要与溶质结合,只有大小和电荷适宜的离子才能通过。②孔蛋白存在于革兰氏阴性菌通道蛋白特点选择性门控性孔蛋白

孔蛋白和水孔蛋白各有什么特点?

的外膜以及线粒体和叶绿体的外膜上,其跨膜区域由β折叠片层形成柱状亲水性通道。与离子通道蛋白相比,孔蛋白选择性很低,而且能通过较大的分子,如线粒体外膜上的孔蛋白可允许分子量为5000的分子通过。③水孔蛋白是近年来发现的一类新的通道蛋白。孔蛋白水孔蛋白β折叠线粒体外膜

离子通道的两个显著特点是什么?

离子通道显著特点:①具有极高的转运速率,比已知任何一种载体蛋白最快转运速率要高1000倍以上;②离子通道并非连续性开放而是门控的,即通道的开启或关闭受膜电位变化、化学信号或压力刺激的调控。离子通道转运速率门控显著特点

离子通道蛋白按激活信号分为哪三类?

离子通道蛋白根据激活信号不同分为:离子通道蛋白分类激活信号

(1)电压门控通道:带电荷的蛋白质结构域会随跨膜电位梯度的改变而发生相应的移动,从而使离子通道开启或关闭。电压门控通道跨膜电位梯度

(2)配体门控通道:细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合后引起通道开启或关闭。配体门控通道小分子配体

(3)应力激活通道:通道蛋白感受应力而开启通道形成离子流,产生电信号。例如:内耳听觉毛细胞。应力激活通道内耳听觉毛细胞

通道蛋白的转运机制与分类汇总?★★★
通道蛋白
类别转运/激活机制补充
转运机制形成亲水通道,以协助扩散方式运输;通道打开时,允许特定溶质通过(离子通道无需结合溶质,仅大小和电荷适宜者可通过)1. 通道蛋白功能:介导特异溶质的被动运输。
分类离子通道蛋白(根据激活信号不同分)电压门控通道跨膜电位梯度改变时,蛋白带电荷结构域移动,实现通道开启或关闭
配体门控通道细胞内外小分子配体与通道蛋白结合,引发通道开启或关闭
应力激活通道感受应力后开启通道,形成离子流产生电信号(如内耳听觉毛细胞)
孔蛋白转运特定物质形成通道,允许适宜物质被动通过
水孔蛋白转运水分子形成亲水通道,介导水分子快速被动运输
离子通道蛋白有哪四大特征?

离子通道蛋白特征:离子通道蛋白特征

离子通道蛋白的四大特征分别是什么?★★★
特性描述
亲水性通道通过形成亲水性通道实现跨膜转运
离子选择性通道的直径、形状和带电氨基酸残基分布决定离子选择性
高转运速率每秒可转运10⁷-10⁸个离子,接近自由扩散
门控性通道的开启或关闭受多种信号调控
通道蛋白与载体蛋白有何区别?

比较通道蛋白和载体蛋白通道蛋白载体蛋白比较

通道蛋白与载体蛋白在跨膜机制、饱和、修饰、速率、调控、能量上有何不同?★★★
特点通道蛋白载体蛋白
跨膜机制通过形成亲水性通道实现溶质的跨膜转运通过一系列构象改变介导溶质的跨膜转运
存在饱和离子通道没有饱和值(或饱和特征不明显)载体蛋白的转运过程具有类似于酶与底物作用的饱和动力学特征
溶质分子进行修饰不对其进行修饰,只有大小和电荷适宜的离子才能通过载体蛋白对转运的溶质不作任何共价修饰,只是借助自身构象变化来实现溶质的跨膜运输。
转运速率极高,每个通道每秒钟可通过10⁷-10⁸个离子较低,转运速率存在饱和点
调控机制通道的开启或关闭受膜电位变化、化学信号或压力刺激的调控无门控性,转运过程一般不依赖于膜电位变化,有类似于酶调节方式
能量需求通常不需要能量,但离子通道的开放和关闭可能需要能量可以是被动的也可以是主动的,主动运输需要能量
通道蛋白与载体蛋白在运输类型和选择性上有何不同?★★★
运输类型协助扩散主动运输和协助扩散
选择性对离子的选择性取决于通道的直径、形状和带电氨基酸残基的分布每种载体蛋白能与特定的溶质结合,具有高度选择性

三、小分子及离子的跨膜运输类型小分子离子跨膜运输类型

跨膜运输按能量和膜转运蛋白如何分类?

根据跨膜转运是否需要细胞提供能量,跨膜运输分为两种类型:被动运输和主动运输,被动运输中又根据是否需要膜转运蛋白参与,分为两种类型;简单扩散和协助扩散被动运输主动运输简单扩散协助扩散分类

(一)简单扩散(simple diffusion)简单扩散simple diffusion
什么是简单扩散?(名词解释)★★★

定义:小分子或离子以热自由运动的方式顺着电化学梯度或浓度梯度直接通过脂双层进出细胞,不需要细胞提供能量,也无需膜转运蛋白的协助,称为简单扩散。★★★简单扩散名词解释电化学梯度脂双层

影响通透性的因素:简单扩散通透性影响因素

(1)脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越小;脂溶性水溶性通透性

(2)非极性分子比极性容易透过,疏水性小分子如O₂、N₂以及不带电荷的极性小分子很容易通过简单扩散进出细胞;非极性分子O₂N₂疏水性小分子

(3)小分子比大分子容易透过,分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过;分子大小葡萄糖蔗糖

(4)人工脂双层对带电荷的物质,如各类离子是高度不通透的。人工脂双层带电荷物质离子

通透性计算: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,[了解即可,不考]通透性计算分配系数扩散系数了解即可

简单扩散的定义、方向、条件与影响因素?★★
简单扩散
类别内容
定义物质顺浓度/电化学梯度,直接通过脂双层的运输方式。
运输方向高浓度到低浓度方向
是否需要膜蛋白
是否消耗细胞能量
运输物质举例O₂、CO₂、N₂、苯
影响通透性的因素脂溶性:脂溶性越高,通透性越大。
极性:非极性分子比极性分子容易透过。
分子大小:小分子比大分子容易透过。
所带电荷:人工脂双层对离子是高度不通透的。
(二)协助扩散(facilitated diffusion)协助扩散facilitated diffusion易化扩散
什么是协助扩散?(名词解释)★★★

定义:协助扩散是指溶质顺着电化学梯度或浓度梯度,在膜转运蛋白协助下的跨膜转运方式,又称为易化扩散。协助扩散不需要细胞提供代谢能量,转运的动力来自物质的电化学梯度或浓度梯度。[注意,如上协助扩散这个概念是最新教材描述,在旧版教材中认为协助扩散=被动运输。请以新版教材为准]★★★协助扩散易化扩散名词解释电化学梯度新版教材

哪些物质可借助膜转运蛋白完成协助扩散?

借助膜转运蛋白,多种极性小分子和无机离子,包括水分子、糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等,都可以顺着电化学梯度或浓度梯度完成跨膜转运。协助扩散极性小分子无机离子转运物质

协助扩散与简单扩散的根本区别是什么?★★★

协助扩散与简单扩散不同,它需要膜转运蛋白的参与。膜转运蛋白可以是载体蛋白或通道蛋白。载体蛋白通过一系列构象改变介导溶质的跨膜转运,而通道蛋白则通过形成亲水性通道实现对特异溶质的跨膜转运。★★★协助扩散简单扩散区别载体蛋白通道蛋白

协助扩散的定义、转运物质与和简单扩散的区别?★★
协助扩散(易化扩散)
类别内容
定义溶质顺电化学/浓度梯度,在膜转运蛋白协助下的跨膜转运,不消耗能量。
转运物质极性小分子和无机离子,包括水、糖、氨基酸、核苷酸、细胞代谢物等
与简单扩散区别需要膜转运蛋白参与
膜转运蛋白类型载体蛋白(通过构象改变)、通道蛋白(形成亲水通道)
1、葡萄糖转运蛋白(GLUT)家族:葡萄糖转运蛋白GLUT 家族

(1)作用:协助葡萄糖分子通过细胞膜的转运★★GLUT作用协助转运

(2)转运方向:顺葡萄糖浓度梯度转运★★GLUT转运方向顺浓度梯度

GLUT 家族成员在结构上有什么共同特点?★★★

(3)结构特点:人类基因组编码了十多种葡糖转运蛋白,它们构成了GLUT蛋白家族,这些蛋白具有高度相似的氨基酸序列,并且都含有12个跨膜的α螺旋。★★★GLUT结构特点氨基酸序列相似12个跨膜α螺旋

Glut1 的分布、结构与转运机制是什么?★★★

(4)GLUT1 作用机制:Glut1 是介导葡萄糖进入红细胞及通过血脑屏障的主要转运蛋白,对于维持血糖浓度的稳定和大脑供能起着关键作用。Glut1 的三维晶体结构呈现出该家族成员典型的折叠方式,由 12 个跨膜螺旋组成 N 端和 C 端两个结构域。Glut1 通过开口朝向胞外和开口朝向胞内的有序的构象改变过程,完成葡萄糖的协助转运。★★★Glut1红细胞血脑屏障N端 C端结构域构象改变

葡萄糖转运蛋白(GLUT)家族的作用、转运方向、结构特点和代表成员分别是什么?★★★
葡萄糖转运蛋白(GLUT)家族
类别核心内容
作用协助葡萄糖分子通过细胞膜进行转运
转运方向顺葡萄糖浓度梯度转运
结构特点1. 由多个成员构成蛋白家族构成 GLUT 家族; 2. 氨基酸序列高度相似; 3. 均含 12 个跨膜α螺旋。
代表性成员:Glut11. 主要功能:介导葡萄糖进入红细胞、通过血脑屏障,维持血糖稳定和大脑供能; 2. 结构:12 个跨膜螺旋组成 N 端、C 端两个结构域; 3. 转运方式:通过有序构象改变完成葡萄糖协助转运。
2、水孔蛋白水孔蛋白AQP
什么是水孔蛋白?举例说明它在哪些生理过程中发挥作用。★★★

(1)概述:水孔蛋白是水分子的跨膜通道。例如:肾小管和集合管对水的重吸收、从脑中排出额外的水、唾液和眼泪的形成等,水分子就必须借助质膜上的大量水孔蛋白以实现快速跨膜转运。★★★水孔蛋白跨膜通道肾小管重吸收唾液眼泪名词解释

第一个被发现的水孔蛋白是什么?水孔蛋白的结构和孔径如何?★★★

(2)结构特点:红细胞是研究水孔蛋白的一个理想模型,从红细胞膜中发现了第一个水孔蛋白 CHIP28,后来统一命名为 AQP1,对 AQP1 晶体学数据分析表明,水孔蛋白由 4 个亚基组成四聚体,每个亚基都由 6 个跨膜 α 螺旋组成。每个水孔蛋白亚基单独形成一个供水分子通过的中央孔,孔的直径稍大于水分子直径,约 0.28 nm,水孔长约 2 nm。★★★CHIP28AQP1红细胞四聚体6个跨膜α螺旋0.28 nm数值

(3)分布:从细菌到植物,从动物到人,水孔蛋白广泛存在于所有细胞质膜上。★★水孔蛋白分布普遍存在

AQP1 为什么只允许水分子而不允许离子和质子通过?★★★

(4)特异性:AQP1表现出对水分子的特异通透性,这种特异性与两个半跨膜区的Asn-Pro-Ala模式有关。AQP1中央孔的孔径无法通过比水分子大的物质,而两个Asn-Pro-Ala中的Asn残基所带的正电荷也排除了质子的通过,因此,AQP1是一个高度特异的亲水通道,只允许水而不允许离子或其他小分子溶质通过。有些水孔蛋白对溶质的通透不仅局限于水分子,如AQP8对尿素也有通透性,AQP7对甘油具有通透性。★★★AQP1特异性Asn-Pro-Ala半跨膜区排除质子AQP8 尿素AQP7 甘油

水孔蛋白在人肾近曲小管中的作用如何?★★★

(5)功能:水孔蛋白对于细胞渗透压以及生理与病理的调节十分重要;例如:人肾近曲小管对原尿中水重吸收作用,通常一个正常成年人每天要产生180 L的原尿,这些原尿经近曲小管的水孔蛋白的吸收,大部分水分被人体循环利用,最终只有约1L的尿液排出人体。★★★水孔蛋白功能渗透压近曲小管180 L 原尿1L 尿液数值

植物水孔蛋白参与哪些过程?★★

(6)植物水孔蛋白:植物水孔蛋白在种子萌发、细胞伸长、气孔运动以及受精等过程中调节水分的快速跨膜转运。此外,有些水孔蛋白还在植物逆境应答如抗旱性中起着重要作用。★★植物水孔蛋白种子萌发细胞伸长气孔运动受精抗旱性

水孔蛋白的功能、结构、孔径和特异性分别是什么?★★★
特点描述
功能促进水分子的快速跨膜转运
结构由4个亚基组成四聚体,每个亚基由6个跨膜α螺旋组成
孔径约0.28 nm,允许水分子通过,阻止其他物质(注意AQP8与AQP7的特例)
特异性对水分子具有高度特异性,不允许离子或其他小分子通过
作用在细胞渗透压调节、水分重吸收等方面起关键作用
(三)主动运输 (active transport)主动运输active transport
什么是主动运输?按能量来源不同可分为哪三种基本类型?★★★

1、定义:主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式。主动运输普遍存在于动,植物细胞和微生物细胞。根据能量来源的不同,可将主动运输分为:由 ATP 直接提供能量(ATP 驱动泵)、间接提供能量(协同转运或偶联转运蛋白)以及光驱动泵三种基本类型★★★主动运输名词解释载体蛋白逆电化学梯度ATP 驱动泵协同转运光驱动泵

2、特点:主动运输特点
主动运输有哪四个特点?★★★

(1)逆浓度梯度运输;★★★主动运输逆浓度梯度

(2)依赖于膜运输蛋白;★★★主动运输膜运输蛋白

(3)需要代谢功能,并对代谢毒性敏感(即需要细胞代谢产生能量);★★★主动运输代谢功能代谢毒性敏感

(4)具有选择性和特异性。★★★主动运输选择性特异性

3、根据能量来源不同分类:主动运输能量来源分类
三类主动运输的能量来源和特点分别是什么?★★★
主动运输类型能量来源特点
ATP 驱动泵ATP 水解逆电化学梯度转运离子或小分子
协同转运蛋白跨膜电化学梯度同向或反向转运离子或分子
光驱动泵光能主要存在于细菌细胞
ATP 驱动泵如何供能?★★★

(1)ATP 驱动泵:ATP 直接供能,是 ATP 酶直接利用水解 ATP 提供的能量,实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输 [ATP 驱动泵下一考点还会有详细展开]★★★ATP 驱动泵ATP 直接供能ATP 酶逆浓度梯度

什么是协同转运蛋白(偶联转运蛋白)?★★★

(2)间接供能:协同转运蛋白即偶联转运蛋白,是指介导各种离子和分子的跨膜运动的转运蛋白。★★★间接供能协同转运蛋白偶联转运蛋白名词解释

分类:协同转运蛋白分类

什么是同向协同转运?举例说明。★★★

①同向协同转运蛋白;同向协同转运是偶联物的运输方向相同,如小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物,就是伴随 Na⁺从细胞外流入细胞内而完成。★★★同向协同转运蛋白小肠上皮细胞肾小管上皮细胞Na⁺葡萄糖氨基酸

什么是反向协同转运?举例说明。★★★

②反向协同转运蛋白;反向协同转运是偶联物的运输方向相反,如质膜上 Na⁺/H⁺交换载体在完成 H⁺ 输出细胞的同时伴随着 Na⁺ 输入细胞。★★★反向协同转运蛋白Na⁺/H⁺交换载体质膜

协同转运蛋白与 ATP 驱动泵在能量利用上有什么不同?★★★

特点:这两类转运蛋白使一种离子或分子逆浓度梯度的转运与另一种或多种其他溶质顺着电化学梯度或浓度梯度的转运偶联起来。与 ATP 驱动泵直接利用水解 ATP 提供能量的方式不同,协同转运蛋白所利用的能量储存在其中一种溶质的电化学梯度中。★★★协同转运蛋白特点电化学梯度储能与 ATP 驱动泵比较

动物细胞和细菌、酵母、植物细胞分别靠什么离子驱动协同运输?★★★

在动物细胞的质膜上,Na⁺是常用的协同转运离子,它的电化学梯度为另一种物质的主动运输提供了驱动力。在细菌、酵母、植物和动物细胞的被膜细胞器,绝大多数协同运输是靠 H⁺而不是靠 Na⁺电化学梯度来驱动的。★★★Na⁺H⁺协同转运离子被膜细胞器驱动力

光驱动泵主要存在于哪类细胞?代表是什么?★★★

(3)光驱动泵:光驱动泵主要发现于细菌细胞,对溶质的主动运输与光能的输入相偶联,如菌紫红质。★★★光驱动泵细菌细胞菌紫红质光能偶联

简单扩散、协助扩散与主动运输在动力方向、是否需要蛋白、是否消耗能量上有何区别?★★★
小分子及离子跨膜运输方式对比
类别被动运输主动运输
简单扩散协助扩散
动力/方向顺浓度/电化学梯度顺浓度/电化学梯度逆浓度/电化学梯度
是否需要蛋白
是否消耗能量
代表性物质或蛋白O₂,CO₂,N₂水、糖、氨基酸、核苷酸、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、葡萄糖(在肠道吸收时)

考点二:ATP 驱动泵与主动运输★★★考点二ATP 驱动泵主动运输ATP 驱动泵有哪几类?它们如何驱动主动运输?

一、ATP 驱动泵ATP 驱动泵

什么是 ATP 驱动泵?可分为哪 4 类?★★★

ATP 驱动泵:即转运 ATP 酶,是将 ATP 水解生成 ADP 和无机磷(Pi),并利用释放的能量将小分子物质或离子进行跨膜转运的装置,正常情况下转运 ATP 酶并不能单独水解 ATP,而是将 ATP 的水解与物质的跨膜转运紧密偶联在一起。可分为 4 类:P 型泵、V 型质子泵、F 型质子泵和 ABC 超家族,前三种转运离子,后一种主要转运小分子。★★★ATP 驱动泵转运 ATP 酶ADPPiP 型泵V 型质子泵F 型质子泵ABC 超家族名词解释

二、P 型泵P 型泵

(一)概述P 型泵概述
P 型泵为什么叫“P 型”?其亚基组成和功能是什么?★★★

所有P型泵都有2个独立的α催化亚基,具有ATP结合位点;绝大多数还具有2个起调节作用的小的β亚基。在转运离子过程中,至少有一个α催化亚基发生磷酸化和去磷酸化反应,从而改变转运泵的构象,实现离子的跨膜转运。由于转运泵水解ATP使自身形成磷酸化的中间体,因此称作P型泵。大多数P型泵都是离子泵,负责Na⁺、K⁺、H⁺和Ca²⁺跨膜梯度的形成和维持。★★★P 型泵α催化亚基β亚基磷酸化中间体离子泵

(二)Na⁺-K⁺泵Na⁺-K⁺泵
什么是 Na⁺-K⁺泵?★★★

1、定义:Na⁺-K⁺泵,又称Na⁺-K⁺ATP酶,是一种位于动物细胞质膜上的离子泵,负责维持细胞内外Na⁺和K⁺的浓度梯度。★★★Na⁺-K⁺泵Na⁺-K⁺ATP酶动物细胞质膜离子泵名词解释

Na⁺-K⁺泵由哪些亚基组成?β亚基的作用是什么?★★★

2、结构:由2个α和2个β亚基组成四聚体。β亚基是糖基化的多肽,并不直接参与离子跨膜转运,但帮助在内质网新合成的α亚基进行折叠。★★★Na⁺-K⁺泵结构四聚体β亚基糖基化多肽α亚基折叠

3、转运机制Na⁺-K⁺泵转运机制
Na⁺-K⁺泵泵出 Na⁺的步骤是什么?★★★

①α亚基内侧与 Na⁺结合→ATP 水解→α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化→α亚基构象改变→Na⁺被泵出细胞;★★★α亚基Na⁺ATP 水解天冬氨酸残基磷酸化构象改变

Na⁺-K⁺泵泵入 K⁺的步骤是什么?★★★

②磷酸化的α亚基外表面与 K⁺结合→α亚基去磷酸化→α亚基构象复原→K⁺被泵入细胞;★★★α亚基K⁺去磷酸化构象复原

Na⁺-K⁺泵每秒循环多少次?★★★

③Na⁺依赖的磷酸化和 K⁺依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生,循环约 1000 次/s;★★★磷酸化去磷酸化交替发生1000 次/s数值

Na⁺-K⁺泵每消耗 1 分子 ATP 泵出泵入多少离子?★★★

④每次循环消耗1分子ATP,逆着电化学梯度泵出3个Na⁺,泵进2个K⁺。★★★化学计量1分子ATP泵出3个Na⁺泵进2个K⁺数值

哪些因素抑制、哪些因素促进 Na⁺-K⁺泵的活性?★★★

4、影响因素:极少量的乌本苷(ouabain)便可抑制Na⁺-K⁺泵的活性,而Mg²⁺和少量的膜脂有助于Na⁺-K⁺泵活性的提高,生物氧化抑制剂如氰化物使ATP供应中断,Na⁺-K⁺泵失去能源以致停止工作。★★★乌本苷ouabainMg²⁺膜脂氰化物生物氧化抑制剂

5、主要生理功能Na⁺-K⁺泵主要生理功能
Na⁺-K⁺泵如何参与维持细胞膜电位?★★★

(1)维持细胞膜电位:细胞在静息状态时膜电位质膜内侧为负,外侧为正。每一个工作循环下来,Na⁺-K⁺泵将从细胞泵出3个Na⁺,并泵入2个K⁺,结果对膜电位的形成起到了一定作用。(常考小题:维持细胞内低钠高钾)★★★膜电位静息状态泵出3个Na⁺泵入2个K⁺低钠高钾常考小题

Na⁺-K⁺泵如何维持动物细胞的渗透平衡?★★★

(2)维持动物细胞渗透平衡:动物细胞内含有多种溶质,包括多种阴离子以及阳离子。如果没有 Na⁺-K⁺ 泵的工作将 Na⁺ 泵出细胞,那么水分子将由于渗透压的缘故顺着自身浓度梯度通过水孔蛋白大量进入细胞引起细胞吸水膨胀。胞外除了高浓度的 Na⁺ 外,还有 Cl★★★渗透平衡阴离子阳离子水孔蛋白吸水膨胀

用乌本苷处理红细胞会发生什么?为什么?★★★

⁻(靠膜电位停留在胞外)参与维持动物细胞渗透平衡。人的红细胞膜上含有丰富的水孔蛋白,如果利用 Na⁺-K⁺ 泵的抑制剂乌本苷处理,红细胞将因为胞外 Na⁺ 浓度降低而不断吸水膨胀,甚至破裂。★★★Cl⁻膜电位渗透平衡红细胞水孔蛋白乌本苷吸水膨胀

动物细胞与植物、真菌、细菌细胞分别利用什么梯度吸收营养物?★★★

(3)吸收营养:动物细胞对葡萄糖或氨基酸等有机物吸收的能量由蕴藏在 Na⁺电化学梯度中的势能提供。动物细胞利用膜两侧的 Na⁺电化学梯度以协同转运的方式吸收营养物,而植物细胞、真菌和细菌细胞通常利用质膜上的 H⁺-ATP 酶形成的 H⁺电化学梯度来吸收营养物,如在某些细菌中,乳糖的吸收伴随着 H⁺从细胞质膜外进入细胞,每转移一个 H⁺,吸收一个乳糖分子。★★★吸收营养Na⁺电化学梯度H⁺-ATP 酶协同转运乳糖吸收

小肠上皮细胞吸收葡萄糖的完整过程是什么?★★★

小肠上皮细胞吸收葡萄糖:Na⁺-K⁺ 泵工作形成的 Na⁺ 电化学梯度驱动葡萄糖协同转运载体以同向协同转运的方式,将葡萄糖等有机物转运进入小肠上皮细胞,然后再经 Glut2 以协助扩散的方式转运进入血液,完成对葡萄糖的吸收。★★★小肠上皮细胞葡萄糖吸收同向协同转运Glut2协助扩散

表格总结表格总结
Na⁺-K⁺泵的定义、结构、转运机制、影响因素和主要生理功能分别是什么?★★★
Na⁺-K⁺泵
类别具体内容
定义又称 Na⁺-K⁺ ATP 酶,是位于动物细胞质膜上的离子泵,负责维持细胞内外 Na⁺ 和 K⁺ 的浓度梯度。
结构由 2 个α亚基和 2 个β亚基组成的四聚体。
转运机制1. 泵出 Na⁺:胞内 3 个 Na⁺ 与α亚基内表面结合 → ATP 水解 → α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化 → 构象改变 → 将 Na⁺ 泵出细胞; 2. 泵入 K⁺:胞外 2 个 K⁺ 与磷酸化的α亚基外表面结合 → α亚基去磷酸化 → 构象复原 → 将 K⁺ 泵入细胞; 3. 循环:Na⁺ 依赖的磷酸化和 K⁺ 依赖的去磷酸化有序交替,每秒循环约 1000 次; 4. 化学计量:每消耗 1 分子 ATP,泵出 3 个 Na⁺,泵入 2 个 K⁺。
影响因素抑制剂:乌本苷(可直接抑制 Na⁺-K⁺ 泵的活性)、氰化物(通过抑制 ATP 合成间接抑制)。 激活剂/辅助因子:Mg²⁺、少量膜脂有助于提高其活性。
主要生理功能1. 维持细胞膜电位; 2. 维持动物细胞渗透平衡; 3. 吸收营养:建立的 Na⁺ 电化学梯度是细胞协同转运葡萄糖、氨基酸等营养物质的驱动力。
(三)Ca²⁺泵及其他 P 型泵Ca²⁺泵P 型泵
细胞质基质中低 Ca²⁺浓度是怎样维持的?★★★

(1)Ca²⁺离子:Ca²⁺是细胞内重要的信号物质,细胞质基质中游离的Ca²⁺浓度始终维持在一个很低水平。细胞质基质中低Ca²⁺浓度的维持主要得益于质膜或细胞器膜上的钙泵(Ca²⁺pump)将Ca²⁺泵到细胞外或细胞器(内质网腔)内。★★★Ca²⁺信号物质细胞质基质钙泵内质网腔

Ca²⁺泵分布在哪些膜上?在肌质网膜上占比多少?★★★

(2)Ca²⁺泵分布:又称 Ca²⁺-ATP 酶,是另一类 P 型泵,分布在所有真核细胞的质膜和某些细胞器如内质网、叶绿体和液泡膜上。在肌肉细胞的肌质网膜上,Ca²⁺泵占肌质网膜蛋白 90%以上。★★★Ca²⁺-ATP 酶分布内质网叶绿体液泡膜肌质网90%数值

Ca²⁺泵的结构是怎样的?★★★

(3)Ca²⁺泵结构:由1000个氨基酸残基组成的跨膜蛋白,与Na⁺-K⁺泵的α亚基同源,含有10个跨膜α螺旋,其中3个螺旋形成了跨越脂双层的中央通道。★★★Ca²⁺泵结构1000个氨基酸残基与Na⁺-K⁺泵α亚基同源10个跨膜α螺旋中央通道

Ca²⁺泵的转运机制是什么?每消耗 1 分子 ATP 泵出几个 Ca²⁺?★★★

(4)Ca²⁺泵转运机制:在Ca²⁺泵处于非磷酸化状态时,2个通道螺旋中断形成胞质侧结合2个Ca²⁺的空穴,ATP在胞质侧与其结合位点结合,伴随ATP水解使相邻结构域天冬氨酸残基磷酸化,从而导致跨膜螺旋的明显重排。跨膜螺旋的重排破坏了Ca²⁺结合位点并释放Ca²⁺进入膜的另一侧。Ca²⁺泵工作与ATP的水解相偶联,每消耗1分子ATP从细胞质基质泵出2个Ca²⁺。★★★Ca²⁺泵转运机制非磷酸化状态天冬氨酸残基磷酸化跨膜螺旋重排泵出2个Ca²⁺

(5)Ca²⁺泵功能:Ca²⁺泵功能

Ca²⁺泵把 Ca²⁺送到哪里?意义是什么?★★★

①Ca²⁺泵主要将 Ca²⁺ 输出细胞或泵入内质网腔中储存起来,以维持细胞质基质中低浓度的游离★★★Ca²⁺泵输出细胞内质网腔储存低浓度游离 Ca²⁺

Ca²⁺。Ca²⁺泵承接上页

肌质网上的 Ca²⁺泵有何生理意义?★★

②Ca²⁺泵将 Ca²⁺泵入肌质网,对调节肌细胞的收缩运动至关重要。★★Ca²⁺泵肌质网肌细胞收缩

钙调蛋白如何调节质膜 Ca²⁺泵?内质网型 Ca²⁺泵有何不同?★★★

(6)钙调蛋白:动物细胞质膜上分布的 Ca²⁺泵,其 C 端是细胞内钙调蛋白(CaM)的结合位点,当胞内 Ca²⁺浓度升高时,Ca²⁺与钙调蛋白结合形成激活的 Ca²⁺-CaM 复合物并与 Ca²⁺泵结合,进而调节 Ca²⁺泵的活性。内质网型的 Ca²⁺泵没有钙调蛋白的结合域。★★★钙调蛋白CaMCa²⁺泵质膜内质网

(7)P型H⁺泵:P型泵中除了 Na⁺-K⁺泵和 Ca²⁺泵外,还包括 H⁺ 泵。P型泵H⁺泵分类

P 型 H⁺泵分布在哪些细胞?★★

分布:植物细胞、真菌(包括酵母)和细菌细胞质膜上。★★P型H⁺泵分布植物细胞真菌细菌

P 型 H⁺泵的功能是什么?★★

功能:P型H⁺泵将H⁺泵出细胞,建立和维持跨膜的H⁺电化学梯度,并用来驱动转运溶质进入细胞。细菌细胞对糖和氨基酸的摄取,主要是由 H⁺ 驱动的同向协同转运完成的。P型H⁺泵的工作也使得细胞周围环境呈酸性。★★P型H⁺泵功能电化学梯度同向协同转运

三、V型质子泵和F型质子泵V型质子泵F型质子泵

(一)V型质子泵V型质子泵
V 型质子泵分布在哪些膜上?★★★

分布:广泛存在于动物细胞的内体膜、溶酶体膜,破骨细胞和某些肾小管细胞的质膜,以及植物、酵母及其他真菌细胞的液泡膜上★★★V型质子泵分布溶酶体膜内体膜液泡膜

(二)F型质子泵F型质子泵
F 型质子泵分布在哪些膜上?★★★

分布:存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上★★★F型质子泵分布线粒体内膜类囊体膜

(三)两种质子泵功能V型质子泵F型质子泵功能
V 型质子泵的能量来源与功能是什么?★★★

(1)V型质子泵利用 ATP 水解供能从细胞质基质中逆 H⁺ 电化学梯度将 H⁺ 泵入细胞器,以维持细胞质基质 pH 中性和细胞器内 pH 酸性。★★★V型质子泵ATP水解pH细胞器

F 型质子泵为什么又叫 ATP 合酶?★★★

(2)F型质子泵利用质子动力势合成ATP,即当H⁺顺着电化学梯度通过质子泵时,所释放的能量驱动F型质子泵合成ATP,如线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化作用,F型质子泵称作H⁺-ATP合酶或F₀F₁-ATP合酶。★★★F型质子泵质子动力势氧化磷酸化光合磷酸化ATP合酶

两种质子泵的共同点是什么?★★

(3)两种质子泵都只转运质子,在转运 H⁺ 过程中不形成磷酸化的中间体。★★V型质子泵F型质子泵共同点磷酸化中间体

(四)总结V型质子泵F型质子泵总结
V 型质子泵与 F 型质子泵在存在位置、功能、能量来源、结构、转运物质与别称上有何区别?★★★
特性V型质子泵F型质子泵
存在位置动物细胞的内体膜、溶酶体膜,破骨细胞和某些肾小管细胞的质膜,植物、酵母和其他真菌细胞的液泡膜细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜
功能从细胞质基质中逆 H⁺电化学梯度将 H⁺泵入细胞器,维持细胞质基质 pH 中性和细胞器内的 pH 酸性利用质子动力势合成 ATP,即当 H⁺顺着电化学梯度通过质子泵时,所释放的能量驱动 F 型质子泵合成 ATP
能量来源利用 ATP 水解供能利用质子动力势
结构特点含有几种不同的跨膜和胞质侧亚基结构更为复杂,含有几种不同的跨膜和胞质侧亚基
转运物质只转运质子只转运质子
中间体形成不形成磷酸化的中间体不形成磷酸化的中间体
别称H⁺-ATP 合酶或 F₀F₁-ATP 合酶

四、ABC 超家族(ABC 超家族名解经常考,问答题不怎么考)ABC超家族名词解释

(一)结构与工作模式ABC超家族结构工作模式
ABC 超家族分布在哪些生物中?地位如何?★★★

1、分布:从细菌到人类各种生物中,是最大的一类转运蛋白★★★ABC超家族分布最大的转运蛋白家族

2、结构:ABC超家族结构
ABC 转运蛋白的跨膜结构域有何组成与作用?★★★

(1)2个跨膜结构域(T),每个结构域由6个跨膜α螺旋组成,形成底物运输的通路并决定底物的特异性;★★★ABC超家族跨膜结构域T结构域α螺旋底物特异性

ABC 转运蛋白的 ATP 结合域有何特点?★★★

(2)2 个胞质侧 ATP 结合域(A),具有 ATPase 活性,凸向胞质★★★ABC超家族ATP结合域A结构域ATPase

3、工作模式ABC超家族工作模式
ATP 结合如何驱动 ABC 转运蛋白的构象变化?★★★

(1)ATP 分子结合前,ABC 转运蛋白的底物结合位点暴露于胞外一侧(原核细胞)或胞质一侧(真核细胞),一旦 ATP 分子与 ABC 转运蛋白结合,将诱导 ABC 转运蛋白 2 个 ATP 结合域二聚化,引起转运蛋白构象改变,使底物结合部位暴露于质膜的另一侧;★★★ABC超家族工作模式ATP结合二聚化构象改变

ATP 水解后 ABC 转运蛋白如何复位?★★★

(2)ATP 水解以及 ADP 的解离将导致 ATP 结合域解离,引起转运蛋白构象恢复原有状态。★★★ABC超家族工作模式ATP水解ADP构象恢复

(二)ABC 转运蛋白与疾病ABC超家族疾病
ABC 转运蛋白转运哪些物质?在哪些器官分布丰富?★★★

(1)ABC 转运蛋白是细菌质膜上糖、氨基酸、磷脂和肽的转运蛋白,是哺乳类细胞质膜上磷脂、亲脂性药物、胆固醇和其他小分子的转运蛋白,ABC 转运蛋白在肝、小肠和肾等器官分布丰富,它们能将天然毒物和代谢废物排出体外;★★★ABC超家族转运物质小肠解毒

多药抗性转运蛋白如何导致肿瘤细胞抗药性?★★★

(2)有些 ABC 转运蛋白能够将抗生素或其他抗癌药物泵出细胞而赋予细胞抗药性;从肿瘤细胞鉴定出的 ABC 转运蛋白称为多药抗性转运蛋白,在多种肿瘤细胞中高表达,能利用水解 ATP 的能量将脂溶性的抗癌药物从细胞内转运到细胞外,从而降低细胞内药物浓度,导致肿瘤细胞抗药性增强而降低患者化疗效果。此外,引起疟疾的疟原虫对药物氯喹的抗性也与病原体 ABC 转运蛋白高表达有关。★★★ABC超家族多药抗性转运蛋白抗药性化疗疟原虫氯喹

囊性纤维化的病因是什么?CFTR 有何功能?★★★

(3)一些人类遗传病的发生与 ABC 转运蛋白功能改变有关,如囊性纤维化。囊性纤维化是白人中最常见的一种常染色体隐性遗传病,又称黏稠物阻塞症,是由于囊性纤维化跨膜转运调节蛋白发生突变。CFTR 是一种 ABC 转运蛋白,常位于肺、汗腺和胰腺等上皮细胞的顶面(又称游离面),调节 Cl⁻ 转运。但由于 CFTR 突变功能异常时,Cl⁻ 转运发生问题,导致细胞外缺水而使得肺部黏稠分泌物堵塞支气管。★★★ABC超家族囊性纤维化CFTR常染色体隐性遗传黏稠物阻塞症Cl⁻转运

ABC 超家族的定义与分布、核心结构、工作模式、主要功能及与疾病的关系分别是什么?★★★
ABC 超家族
类别内容
定义与分布一类广泛存在于从细菌到人类的生物体中、最大且高度保守的转运蛋白家族。
核心结构包含 2 个跨膜结构域(T)和 2 个胞质 ATP 结合域(A)。
工作模式1. ATP 结合:诱导两个 ATP 结合域二聚化,引发构象变化,使底物结合部位暴露于质膜的另一侧。
1. ATP 水解:ADP 解离,ATP 结合域解离,引起转运蛋白构象恢复原有状态。
主要功能转运多种物质,如细菌中的糖、氨基酸;哺乳动物细胞中的磷脂、胆固醇、药物等。
与疾病的关系1. 抗药性:可将抗生素或抗癌药物泵出细胞,导致耐药。
2. 遗传病:其功能异常与某些疾病相关,如囊性纤维化。
P 型离子泵(Na⁺-K⁺泵、Ca²⁺泵、P型H⁺泵)、V 型质子泵、F 型质子泵与 ABC 超家族在运输物质、结构、存在部位和功能上有何区别?★★★
类型运输物质结构存在部位功能
P型离子泵Na⁺-K⁺泵Na⁺、K⁺具有2个独立的α催化亚基,具有ATP结合位点;绝大多数还具有2个调节作用的小的β亚基。α亚基发生磷酸化和去磷酸化动物细胞的质膜维持细胞膜电位;维持动物细胞渗透平衡;吸收营养
Ca²⁺泵Ca²⁺所有真核细胞的质膜和某些细胞器膜;肌肉细胞的肌质网膜将 Ca²⁺输出细胞或泵入内质网腔中储存起来,以维持细胞质基质中低浓度的游离 Ca²⁺
P型 H⁺泵H⁺植物细胞、真菌(包括酵母)和细菌细胞质膜将 H⁺泵出细胞,建立和维持跨膜的 H⁺电化学梯度,并用来驱动转运溶质进入细胞
V型质子泵H⁺多个跨膜和胞质亚基动物细胞的胞内体膜、溶酶体膜,破骨细胞和某些肾小管细胞的质膜,以及植物、酵母及其他真菌细胞的液泡膜上利用ATP水解供能从细胞质基质中逆 H⁺电化学梯度将 H⁺泵入细胞器,以维持细胞质基质pH中性和细胞器内pH酸性
F型质子泵H⁺多个跨膜和胞质亚基细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜利用质子动力势合成ATP,即当 H⁺顺着电化学梯度通过质子泵时,所释放的能量驱动F型质子泵合成ATP
ABC超家族主要转运小分子2个跨膜结构域(T)形成底物运输的通路并决定底物的特异性;2个胞质侧ATP结合域(A),具有ATPase活性,凸向胞质细菌质膜;哺乳动物内质网膜;哺乳动物细胞质膜将天然毒物和代谢废物排出体外;将抗生素或其他抗癌药物泵出细胞而赋予细胞抗药性

五、离子跨膜转运与膜电位(几乎不考,但是如果考得比较偏,也可能会考)离子跨膜转运膜电位

(一)静息电位静息电位
什么是膜电位?★★

(1)膜电位概念:不同方式的物质跨膜运动,其结果是产生并维持了膜两侧不同物质特定的浓度分布。对某些带有电荷的物质,特别是对离子来说,就形成了膜两侧的电位差。插入细胞微电极便可测出细胞质膜两侧各种带电物质形成的电位差的总和,即膜电位。★★膜电位概念名词解释微电极

什么是静息电位?动物细胞静息电位的数值范围是多少?★★★

(2)静息电位概念:静息电位是细胞在静息状态下的膜电位,其特点是质膜内为负值,质膜外为正值,这种现象称为极化。静息电位的值在动物细胞中通常在-70到-30毫伏特之间。★★★静息电位概念极化数值名词解释

静息电位是怎样产生的?★★★

(3)静息电位产生:静息电位的产生主要与质膜上离子的跨膜运输有关。在静息状态下,动物细胞的质膜对钾离子的通透性大于钠离子,导致钾离子顺电化学梯度从细胞内流向细胞外,而Na⁺则很少通过开放的通道流出。这种K⁺的外流导致细胞内部积累负电荷,形成外正内负的静息电位。★★★静息电位产生机制K⁺外流通透性

(4)静息电位影响因素:静息电位影响因素
Na⁺-K⁺泵如何参与静息电位的维持?★★★

Na⁺-K⁺泵在维持静息电位中起着重要作用。该泵利用ATP的能量,逆着电化学梯度将3个Na⁺泵出细胞外,同时泵入2个K⁺进入细胞内,从而维持细胞内外Na⁺和K⁺的浓度梯度。★★★静息电位Na⁺-K⁺泵3Na⁺出2K⁺入浓度梯度

K⁺渗漏通道在静息电位中起什么作用?★★★

静息电位的维持还与细胞质膜上非门控的 K⁺渗漏通道有关,这些通道在静息状态下通常是开放的,允许 K⁺的持续外流。★★★静息电位K⁺渗漏通道非门控通道

静息电位的大小受哪些因素影响?★★

静息电位的大小受到多种因素的影响,包括细胞内外离子浓度、离子通道的开放状态、细胞膜对不同离子的通透性以及细胞内蛋白质分子的电荷等。★★静息电位影响因素离子浓度通透性

(二)动作电位动作电位
什么是动作电位?★★★

(1)动作电位是细胞在受到刺激时,其膜电位发生快速、短暂的去极化和复极化过程,形成一种电信号,用于细胞间的通讯和信号传递。★★★动作电位概念名词解释去极化复极化

(2)动作电位的发生过程可以分为以下几个阶段:动作电位发生过程

动作电位的去极化阶段发生了什么?★★★

①去极化:当细胞接收到足够的刺激信号(电信号或化学信号)超过一定阈值时,电压门控 Na⁺通道打开,Na⁺的通透性大大增加,导致 Na⁺大量流入细胞内,使得静息电位减小乃至消失,即质膜的去极化过程。★★★动作电位去极化电压门控Na⁺通道阈值

什么是反极化?★★★

②反极化:当细胞内 Na⁺进一步增加达到 Na⁺平衡电位,形成瞬间的内正外负的动作电位,称为反极化,动作电位随即达到最大值。★★★动作电位反极化Na⁺平衡电位内正外负

什么是超极化?膜电位如何恢复静息状态?★★★

③超极化:随着 Na⁺ 通道的关闭和 K⁺ 通道的打开,K⁺ 流出细胞,使得质膜再度极化,超过原来的静息电位,此时称为超极化。超极化时膜电位使 K⁺ 通道关闭,膜电位又恢复至静息状态。★★★动作电位超极化K⁺通道复极化

为什么说动作电位是「全或无」的现象?它与哪些膜蛋白有关?★★★

(3)动作电位是一种全或无的现象,即只有达到一定的刺激阈值,动作电位才会出现。动作电位的产生和膜电位改变与质膜上 Na⁺、K⁺通道蛋白及 Na⁺-K⁺泵等膜蛋白的规律性关闭和开启有关。★★★动作电位全或无刺激阈值通道蛋白Na⁺-K⁺泵

静息电位与动作电位在定义、电位范围、形成原因、通道状态、生物学意义及 Na⁺-K⁺泵作用上有何区别?★★★
特性静息电位动作电位
定义细胞在未受刺激时质膜两侧的电位差细胞受到刺激时质膜电位的快速变化
膜电位范围-70~-30 mV从静息电位开始,去极化至正值,再超极化至比静息电位更负的值
形成原因质膜对 K⁺的通透性大于 Na⁺,导致 K⁺顺电化学梯度流出细胞Na⁺通道打开,Na⁺流入细胞导致去极化;随后 K⁺通道打开,K⁺流出细胞导致超极化
Na⁺和 K⁺通道状态静息状态下,Na⁺通道关闭,K⁺通道部分开放Na⁺通道在去极化阶段打开,K⁺通道在超极化阶段打开
膜电位变化相对稳定全或无的正反馈信号,即动作电位
生物学意义维持细胞内外的电化学梯度,为细胞提供稳定的环境传递神经或肌肉的兴奋信号
Na⁺-K⁺泵的作用维持静息电位的相对恒定在动作电位后帮助恢复细胞内外离子浓度至静息状态的分布

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考点三:胞吞作用与胞吐作用★★★考点三胞吞作用胞吐作用什么是胞吞作用?什么是胞吐作用?

名词解释:胞吞作用、胞吐作用(各自的定义与去向)★★★

所谓胞吞作用,就是细胞通过质膜内陷形成囊泡,将胞外的生物大分子,颗粒性物质或液体等摄取到细胞内,以维持细胞正常的代谢活动;而胞吐作用则是细胞内合成的生物分子(蛋白质和脂质等)和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程。★★★胞吞作用胞吐作用名词解释必背

一、胞吞作用的类型胞吞作用类型

(一)定义胞吞作用定义
名词解释:胞吞泡;胞吞作用按什么标准分为哪两类?★★★

胞吞时质膜内陷脱落形成的囊泡,称胞吞泡;根据胞吞泡形成的分子机制不同和胞吞泡的大小差异,胞吞作用可分为两种类型:吞噬作用和胞饮作用。★★★胞吞泡吞噬作用胞饮作用名词解释必背

吞噬泡与胞饮泡的直径各是多少?(易考数值)★★★

吞噬作用形成的吞噬泡直径往往大于 250 nm,而胞饮作用形成的胞饮泡直径一般小于 150 nm。★★★吞噬泡胞饮泡数值250 nm150 nm必背

胞饮作用与吞噬作用分别发生于哪些细胞?★★★

此外,所有真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶液及可溶性分子,而吞噬作用往往发生于一些特化的吞噬细胞如巨噬细胞★★★胞饮作用吞噬作用巨噬细胞易混必背

(二)吞噬作用(phagocytosis)吞噬作用phagocytosis
名词解释:吞噬作用(形成的胞吞泡叫什么?)★★★

1、定义:吞噬作用是一类特殊的胞吞作用,通过吞噬作用形成的胞吞泡叫做吞噬体。★★★吞噬作用吞噬体名词解释必背

2、特点:吞噬作用特点
为什么说吞噬作用是一个信号触发的过程?举例?★★★

(1)吞噬作用常发生于一些特化的吞噬细胞中,需要被吞噬物与吞噬细胞表面结合并激活细胞表面的受体,将信号传递到细胞内并引起细胞应答反应,是一个信号触发的过程。例如:抗体诱发的吞噬作用。★★★吞噬作用信号触发受体抗体诱发必背

(2)吞噬作用形成的吞噬泡直径往往大于 250 nm。★★吞噬泡数值250 nm

3、作用:吞噬作用作用

(1)对于原生生物,细胞通过吞噬作用将胞外的营养物摄取到吞噬体,最后在溶酶体中消化降解成小分子物质供细胞利用。吞噬作用原生生物溶酶体营养

(2)对于高等多细胞生物体,吞噬作用常发生于巨噬细胞和中性粒细胞,除了摄取营养物,更主要是清除侵染机体的病原体以及衰老或凋亡的细胞。吞噬作用巨噬细胞中性粒细胞病原体清除

简述吞噬作用的全过程(伪足→吞噬体→溶酶体→残余小体)★★★

4、吞噬作用过程:吞噬细胞伸出伪足,包裹病原微生物形成吞噬体,吞噬体与溶酶体融合,在各种酸性水解酶的作用下,将病原微生物分解。未被分解的物质形成残余小体,可通过胞吐作用的方式将残余物质释放到细胞外。★★★吞噬作用过程伪足吞噬体残余小体大题

(三)胞饮作用(pinocytosis)胞饮作用pinocytosis
1、定义胞饮作用定义
胞饮作用可分为哪四类?★★★

与吞噬作用不同的是,胞饮作用几乎发生于所有类型的真核细胞中。胞饮作用可以分为网格蛋白依赖的胞吞作用、胞膜窖依赖的胞吞作用、大型胞饮作用以及非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用。★★★胞饮作用网格蛋白胞膜窖大型胞饮作用分类必背

2、特点胞饮作用特点

(1)真核细胞都能通过胞饮作用连续摄入溶液及可溶性分子。★★胞饮作用真核细胞可溶性分子

(2)胞饮作用形成的胞饮泡直径一般小于 150 nm。★★胞饮泡数值150 nm

3、网格蛋白依赖的胞吞作用(学界了解最多的胞饮作用)网格蛋白依赖的胞吞作用Clathrin
网格蛋白由几个二聚体组成?重链、轻链分子量各多少?基本结构单位叫什么?★★★

网格蛋白结构:网格蛋白由 3 个二聚体组成,每个二聚体包括 1 条 180 kDa 的重链和 1 条 35~40 kDa 的轻链。3 个二聚体形成三脚蛋白复合体,是包被的结构单位。★★★网格蛋白Clathrin三脚蛋白复合体重链轻链数值必背

网格蛋白包被小泡形成机制(过程)网格蛋白包被小泡形成机制
网格蛋白包被小窝是怎样形成的?直径多少?★★★

①网格蛋白包被小窝形成:当配体与膜上受体结合后,网格蛋白聚集在膜下,逐渐形成直径 50~100 nm 的质膜凹陷,称网格蛋白包被小窝★★★网格蛋白包被小窝Clathrin配体受体数值必背

发动蛋白是什么?它靠什么完成颈部缢缩?★★★

②发动蛋白组装成环:一种小分子GTP结合蛋白——发动蛋白在深陷的包被小窝的颈部组装成环,发动蛋白水解与其结合的GTP引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白包被膜泡。★★★发动蛋白DynaminGTP缢缩必背

脱包被后的囊泡与什么融合?网格蛋白去哪了?★★★

③包被的完成与去装配:网格蛋白便脱离包被膜泡返回质膜附近区域以便重复使用。脱包被的囊泡与早期内体融合,从而将转运分子及胞外液体摄入细胞。★★★去装配脱包被早期内体重复使用必背

几种蛋白作用网格蛋白衔接蛋白发动蛋白对比
网格蛋白、衔接蛋白、发动蛋白三者分工分别是什么?(第一条)★★★

网格蛋白包被小泡形成过程中网格蛋白起到形成凹陷的作用★★★网格蛋白Clathrin凹陷易混必背

衔接蛋白起到捕获特异转运分子、有特异性选择作用★★★衔接蛋白特异性选择易混必背

发动蛋白起到缢缩包被小窝将其从质膜上脱离下来作用。★★★发动蛋白Dynamin缢缩易混必背

4、受体介导的内吞过程受体介导的胞吞作用内吞过程
名词解释:受体介导的胞吞作用(选择性浓缩机制);有哪些实例?★★★

(1)根据胞吞的物质是否具有专一性,可将胞吞作用分为受体介导的胞吞作用和非特异性胞吞作用。受体介导的胞吞作用是一种选择性浓缩机制,既可摄入特定的大分子,同时又可避免吸入大量胞外液体。(例:动物细胞摄取胆固醇,鸟类卵细胞摄取卵黄蛋白,肝细胞摄取转铁蛋白,胰岛素与靶细胞表面受体结合进入细胞,巨噬细胞通过表面受体对免疫球蛋白及其复合物、病毒、细菌乃至衰老细胞的识别和摄入,以及其他一些基本代谢物如合成血红蛋白所必需的维生素 B₁₂和铁的摄取,流感病毒和AIDS病毒(HIV))★★★受体介导的胞吞作用选择性浓缩机制LDL转铁蛋白名词解释必背

以 LDL 为例说明受体介导的内吞作用的全过程(六步,大题必背)★★★

(2)以低密度脂蛋白为例来说明受体介导的内吞作用的过程(其实就是上述网格蛋白包被小泡形成机制的应用,考试很容易考,难理解,但要重点掌握):★★★LDL受体介导的胞吞作用大题必背

LDL 内吞第①步:LDL 与什么结合?形成什么?★★★

①LDL 与受体结合:LDL 颗粒与细胞表面的低密度脂蛋白受体特异性结合,形成受体-LDL 复合物。★★★LDL低密度脂蛋白受体受体-LDL 复合物必背

LDL 内吞第②步:网格蛋白包被小窝如何形成?★★★

②网格蛋白包被小窝形成:当形成受体-LDL 复合物后,网格蛋白聚集在膜下,逐渐形成直径 50~100 nm 的质膜凹陷,称网格蛋白包被小窝★★★网格蛋白包被小窝Clathrin数值必背

LDL 内吞第③步:发动蛋白如何使膜泡脱离质膜?★★★

③发动蛋白组装成环:一种小分子 GTP 结合蛋白一发动蛋白在深陷的包被小窝的颈部组装成环,发动蛋白水解与其结合的 GTP 引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白包被膜泡。★★★发动蛋白DynaminGTP缢缩必背

LDL 内吞第④步:网格蛋白何时脱落?囊泡与谁融合?★★★

④膜泡的脱离与融合:网格蛋白包被膜泡脱离质膜,几秒钟后,网格蛋白从包被膜泡上脱离,返回质膜附近区域以便重复使用。脱包被的囊泡与早期内体融合。★★★脱包被早期内体重复使用必背

LDL 内吞第⑤步:内体中靠什么使 LDL 与受体分离?受体怎样回收?★★★

⑤受体的循环利用:在内体中,低pH环境引起LDL与受体分离。内体以出芽的方式形成含有受体的小囊泡,返回细胞质膜,受体重复使用。★★★内体低 pH受体循环出芽必背

LDL 内吞第⑥步:LDL 最终被水解成什么?★★★

⑥LDL 的消化:含有 LDL 的内体与溶酶体融合,低密度脂蛋白被水解,释放出胆固醇和脂肪酸供细胞利用。★★★溶酶体胆固醇脂肪酸必背

(3)受体的命运(基本不考,了解跨细胞转运概念即可):受体的命运跨细胞转运

①大部分受体返回它们原来的质膜区域,如上述 LDL 受体循环到质膜再利用;受体循环LDL 受体

名词解释:受体下行调节(以 EGF 受体为例)★★

②有些受体不能再循环而是最后进入溶酶体被消化,如与表皮生长因子(EGF)结合的细胞表面受体,大部分在溶酶体被降解,从而导致细胞表面EGF受体浓度降低,这种现象称为受体下行调节;★★受体下行调节EGF溶酶体降解名词解释

名词解释:跨细胞转运★★

③有些受体被运至细胞另一侧的质膜。该过程称为跨细胞转运,在具有极性的上皮细胞中,这是一种将胞吞作用与胞吐作用相结合的物质跨细胞转运方式。即转运的物质通过胞吞作用从上皮细胞的一侧被摄入细胞,再通过胞吐作用从细胞的★★跨细胞转运极性上皮细胞胞吞胞吐名词解释

另一侧释放出去。母鼠的抗体从血液通过上皮细胞进入母乳中,乳鼠肠上皮细胞将抗体摄入体内,都是通过跨细胞转运完成的。★★跨细胞转运抗体母乳实例

5、其他胞饮作用(考试最多考名词解释)其他胞饮作用名词解释
名词解释:胞膜窖依赖的胞吞作用(在哪形成?特征性蛋白?去向?)★★★

(1)胞膜窖依赖的胞吞作用:胞膜窖在质膜的脂筏区域形成,特征性蛋白是窖蛋白。胞吞时,胞膜窖携带着内吞物,利用发动蛋白的收缩作用从质膜上脱落,然后转交给内体样的细胞器——膜窖体,或者跨细胞转运到质膜的另一侧。★★★胞膜窖Caveolin窖蛋白脂筏膜窖体名词解释必背

名词解释:大型胞饮作用(靠什么包裹?依赖什么骨架?)★★★

(2)大型胞饮作用:通过质膜皱褶包裹内吞物形成囊泡完成胞吞作用。与吞噬作用类似,大型胞饮作用形成的胞吞泡也比较大,质膜皱褶的形成过程也依赖微丝及其结合蛋白。★★★大型胞饮作用质膜皱褶微丝名词解释必背

名词解释:非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用(举一例)★★★

(3)非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用:这种胞吞作用不依赖于网格蛋白或胞膜窖,例如位于淋巴细胞膜上的白介素2受体就是介导非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用。★★★非网格蛋白/胞膜窖依赖白介素2受体淋巴细胞名词解释必背

6、对比总结胞饮作用对比总结
四类胞饮作用的特点与作用各是什么?(表格必背)★★★
胞饮作用类型特点作用
网格蛋白依赖的胞吞作用需要网格蛋白参与,形成网格蛋白包被小窝和膜泡选择性运输跨膜受体及其结合配体
胞膜窖依赖的胞吞作用胞膜窖在脂筏区域形成,特征性蛋白是窖蛋白可能作为细胞信号转导的平台
大型胞饮作用通过质膜皱褶包裹内吞物形成囊泡启动者受体位于多种细胞表面,参与细胞生长等生理功能
非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用不依赖网格蛋白或胞膜窖例如淋巴细胞膜上的白介素2受体介导的胞吞作用
(四)胞饮作用与吞噬作用的区别胞饮作用吞噬作用区别
吞噬作用与胞饮作用在定义、囊泡大小、发生细胞、功能、例子上有何区别?(大题必背)★★★
特征吞噬作用胞饮作用
定义吞噬作用是一类特殊的胞吞作用,通过吞噬作用形成的胞吞泡叫作吞噬体。胞饮作用几乎发生于所有类型的真核细胞中,可以分为网格蛋白依赖的胞吞作用、胞膜窖依赖的胞吞作用、大型胞饮作用以及非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用。
形成囊泡大小吞噬泡直径往往大于 250 nm。胞饮泡直径一般小于 150 nm。
发生细胞吞噬作用往往发生于一些特化的吞噬细胞如巨噬细胞。胞饮作用几乎发生于所有类型的真核细胞中。
功能吞噬作用在原生生物中是摄取食物的一种方式,在高等多细胞生物体中主要是清除侵染机体的病原体以及衰老或凋亡的细胞。胞饮作用是细胞从胞外摄取特定大分子的有效途径,也是一种选择性浓缩机制,避免了摄入细胞外大量的液体。
例子巨噬细胞通过吞噬作用清除衰老的红细胞。动物细胞通过受体介导的胞饮作用对胆固醇的摄取、鸟类卵细胞摄取卵黄蛋白以及肝细胞摄入转铁蛋白等。

二、胞吞作用与细胞信号转导关系胞吞作用细胞信号转导

胞吞作用对信号转导的影响体现在哪两个方面?★★★

胞吞作用参与了细胞信号转导,而信号转导过程也对胞吞作用进行调控,二者相互调节、彼此整合,在细胞生长、发育、代谢及增殖等过程中发挥着重要作用。胞吞作用对信号转导的影响主要体现在两个方面,一是下调信号转导活性,二是激活信号转导活性。★★★胞吞作用信号转导下调激活必背

胞吞作用如何下调信号转导?(EGF 例子)★★★

①胞吞作用对信号转导的下调:EGF 是一类分子量较小的胞外信号蛋白分子,能够刺激上皮细胞及其他多种细胞增殖。细胞通过胞吞作用,将 EGF 受体及 EGF 吞入细胞内降解,从而导致细胞信号转导活性下调,这种调节作用即受体下行调节。★★★EGF受体下行调节信号转导下调必背

胞吞作用激活信号转导的最典型例子是哪条通路?★★★

②胞吞作用对信号转导的激活:胞吞作用激活信号转导的最典型例子就是 Notch 信号通路,Notch 信号是细胞与细胞间相互作用的主要信号通路之一,对多细胞生物中细胞分化命运的决定起关键作用。★★★Notch 信号通路信号转导激活细胞分化必背

胞吞作用与细胞信号转导相互调节,对生命活动的调控发挥了很重要的作用。除了网格蛋白依赖性胞吞方式以外,细胞还通过非网格蛋白依赖性胞吞作用调节其他很多的细胞表面受体。不同类型的受体有不同的胞吞方式,对细胞信号调节、受体活性关闭与放大、信号持续时间长短等发挥着关键作用。胞吞作用信号转导非网格蛋白依赖性胞吞总结

三、胞吐作用胞吐作用

名词解释:胞吐作用★★★

定义:胞吐作用是指细胞内合成的生物分子(蛋白质和脂质等)和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程。★★★胞吐作用分泌泡质膜融合名词解释必背

分类:胞吐作用分类
名词解释:组成型胞吐途径(从哪里出发?有何意义?)★★★

①组成型胞吐途径:真核细胞具有从高尔基体反面网状结构分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的稳定过程,通过这种组成型的胞吐途径,新合成的蛋白质和脂质以囊泡形式连续不断地供应质膜更新,从而确保细胞分裂前质膜的生长;囊泡内可溶性蛋白分泌到细胞外,有的成为质膜外周蛋白,有的形成胞外基质组分,有的作为营养成分或信号分子扩散到胞外液。★★★组成型胞吐途径高尔基体反面网状结构质膜更新胞外基质名词解释必背

名词解释:调节型胞吐途径(发生于何种细胞?何时释放?)★★★

②调节型胞吐途径:特化的分泌细胞还有一种调节型胞吐途径,这些分泌细胞产生的分泌物(如激素、黏液或消化酶)储存在分泌泡内,当细胞在受到胞外信号刺激时,分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去。★★★调节型胞吐途径特化的分泌细胞分泌泡胞外信号名词解释必背

章节题库 · A组+B组 共 120 题(C组、D组按你的要求未收录)

有官方答案,且完整覆盖。660题原书本专题(PDF p30–p36,书内页码第44–50页)末尾没有印答案:第30页页面配图的图注原话为「答案与解析电子版请查看售后群公告」;全书第19页「本章答案与解析」页的原话为「第二章开始答案与解析以电子版形式呈现给大家,请加入求臻淘宝客服给你发的售后群,进入后查看群公告,即可看到在线的答案与解析电子版,如需纸质版,可自行导出打印。」。该电子版即《细胞生物学通关660解析》PDF p33–p49,其首页原话为「专题四:物质的跨膜运输 本章答案与解析 注意:①此习题是求臻完整备考路线的一环,请勿脱离总体复习体系单独使用 ②刷题是为了巩固知识,第一遍做题要开卷做 ②篇幅限制,第2章开始的解析放在了求臻公众号 ③视频课讲解,联系淘宝客服购买」。其中 A 组题部分逐题给出答案,覆盖本专题 A 组全部 61 题(考点一 23 题、考点二 18 题、考点三 20 题),无一遗漏;选择题另附文字解析,填空题只给答案不给解析。

AA 组题(一轮复习,注意按照发给你的学习计划刷题)

考点一:膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输混合

1选择题
下列哪种分子可通过简单扩散直接通过脂双层?()
A. 葡萄糖B. Na⁺C. O₂D. 氨基酸
C
官方解析
简单扩散是小分子物质直接通过脂双层的运输方式,疏水性小分子如 O₂、N₂ 以及不带电荷的极性小分子很容易通过。葡萄糖、氨基酸为极性分子,Na⁺ 为离子,均无法通过简单扩散直接通过脂双层。依据:官方解析 专题四 考点一第1题。
2选择题
关于载体蛋白的功能特点,下列说法错误的是()
A. 可介导被动运输和主动运输B. 转运过程中会对溶质进行共价修饰C. 具有高度的特异性结合能力D. 转运速率存在饱和点
B
官方解析
载体蛋白在转运过程中不对溶质进行共价修饰,只是借助自身构象变化实现转运。其可介导被动运输和主动运输,具有高度特异性结合能力,转运速率存在饱和点。依据:官方解析 专题四 考点一第2题。
3选择题
所有通道蛋白介导的物质跨膜运输类型是()
A. 简单扩散B. 协助扩散C. 主动运输D. 协同转运
B
官方解析
所有通道蛋白均以协助扩散的方式运输溶质,只介导协助扩散,不需要细胞提供能量,转运动力来自物质的电化学梯度或浓度梯度。依据:官方解析 专题四 考点一第3题。
4选择题
下列哪种通道蛋白的开启/关闭依赖于跨膜电位梯度的改变? ()
A. 配体门控通道B. 电压门控通道C. 应力激活通道D. 水孔蛋白
B
官方解析
电压门控通道的带电荷蛋白质结构域会随跨膜电位梯度的改变而移动,从而开启或关闭通道;配体门控通道由小分子配体结合激活;应力激活通道由应力信号激活。依据:官方解析 专题四 考点一第4题。
5选择题
与载体蛋白相比,通道蛋白的转运特点不包括()
A. 转运速率极高B. 存在明显的饱和动力学特征C. 通过亲水性通道转运D. 受特定信号调控开启/关闭
B
官方解析
通道蛋白转运速率极高,通过亲水性通道转运,受特定信号调控开启/关闭,无明显饱和动力学特征;载体蛋白才具有明显的饱和动力学特征。依据:官方解析 专题四 考点一第5题。
6选择题
协助扩散与简单扩散的核心区别在于()
A. 是否顺浓度梯度转运B. 是否需要细胞提供能量C. 是否需要膜转运蛋白协助D. 是否转运极性分子
C
官方解析
协助扩散与简单扩散均顺浓度梯度转运,不需要细胞提供能量;核心区别在于协助扩散需要膜转运蛋白协助,而简单扩散不需要。依据:官方解析 专题四 考点一第6题。
7选择题
人类红细胞及血脑屏障中介导葡萄糖转运的主要蛋白是()
A. AQP1B. GLUT1C. 电压门控通道蛋白D. Na⁺/H⁺ 交换载体
B
官方解析
GLUT1 是介导葡萄糖进入红细胞及通过血脑屏障的主要转运蛋白;AQP1 是水孔蛋白;电压门控通道蛋白主要转运离子;Na⁺/H⁺ 交换载体是反向协同转运蛋白。依据:官方解析 专题四 考点一第7题。
8选择题
关于水孔蛋白 AQP1 的结构特点,下列说法正确的是()
A. 由 2 个亚基组成二聚体B. 每个亚基含 12 个跨膜 α 螺旋C. 中央孔直径约 0.28 nmD. 可允许离子通过
C
官方解析
AQP1 由 4 个亚基组成四聚体,每个亚基由 6 个跨膜 α 螺旋组成,中央孔直径约 0.28 nm,是高度特异的亲水通道,只允许水而不允许离子或其他小分子溶质通过。依据:官方解析 专题四 考点一第8题;高分笔记 p48「水孔蛋白」。
9选择题
主动运输区别于被动运输的关键特征是()
A. 依赖膜转运蛋白B. 逆电化学梯度转运C. 具有选择性D. 转运小分子物质
B
官方解析
主动运输的关键特征是逆电化学梯度或浓度梯度转运,需要细胞提供能量;被动运输顺浓度梯度转运。两者均可能依赖膜转运蛋白、具有选择性,均可转运小分子物质。依据:官方解析 专题四 考点一第9题。
10选择题
下列哪种主动运输类型的能量来源是跨膜电化学梯度? ()
A. ATP 驱动泵B. 协同转运蛋白C. 光驱动泵D. 离子通道介导的运输
B
官方解析
协同转运蛋白利用的能量储存在一种溶质的电化学梯度中,属于间接供能的主动运输;ATP 驱动泵由 ATP 水解直接供能;光驱动泵由光能供能;离子通道介导协助扩散,不属于主动运输。依据:官方解析 专题四 考点一第10题。
11选择题
小肠上皮细胞吸收葡萄糖时,伴随 Na⁺ 顺浓度梯度流入细胞,该转运方式属于()
A. 简单扩散B. 反向协同转运C. 同向协同转运D. ATP 直接驱动的主动运输
C
官方解析
同向协同转运蛋白是指一种物质逆浓度梯度转运与另一种物质顺浓度梯度转运方向相同;小肠上皮细胞吸收葡萄糖伴随 Na⁺ 顺浓度流入细胞,属于同向协同转运。依据:官方解析 专题四 考点一第11题。
12选择题
下列关于脂双层通透性的描述,错误的是()
A. 脂溶性越高通透性越大B. 极性分子比非极性分子易透过C. 小分子比大分子易透过D. 带电荷物质高度不通透
B
官方解析
脂双层通透性特点为:脂溶性越高通透性越大,水溶性越低;非极性分子比极性分子易透过;小分子比大分子易透过;带电荷物质高度不通透。故 B 项说反了。依据:官方解析 专题四 考点一第12题。
13选择题
关于离子通道蛋白的特征,下列说法正确的是()
A. 需与溶质结合才能转运B. 转运速率每秒可达 10⁷-10⁸ 个离子C. 具有明显的饱和动力学特征D. 可介导主动运输
B
官方解析
离子通道蛋白不需要与溶质结合,只有大小和电荷适宜的离子才能通过,转运速率极高,每秒可转运 10⁷-10⁸ 个离子,无明显饱和动力学特征,仅介导协助扩散。依据:官方解析 专题四 考点一第13题。(B 选项 OCR 误作「10⁻⁷-10⁸」,按官方解析与高分笔记 p46「离子通道蛋白特征」订正为 10⁷-10⁸)〔OCR订正〕
14选择题
下列哪种物质的转运不需要膜转运蛋白参与? ()
A. 水分子(通过水孔蛋白)B. N₂C. 葡萄糖(通过 GLUT)D. K⁺
B
官方解析
N₂ 为疏水性小分子,可通过简单扩散直接通过脂双层,不需要膜转运蛋白参与;水分子通过水孔蛋白、葡萄糖通过 GLUT、K⁺ 通过离子通道或载体蛋白转运,均需要膜转运蛋白。依据:官方解析 专题四 考点一第14题。
15填空题
物质通过细胞质膜的转运主要有三种途径:()、()以及胞吞与胞吐作用。
被动运输(包括简单扩散和协助扩散);主动运输
官方解析
物质跨膜转运按是否耗能分为被动运输与主动运输,大分子和颗粒物质则依靠胞吞与胞吐作用完成。依据:官方解析 专题四 考点一第15题填空答案;高分笔记 p45 考点一「概述」。
16填空题
()是细胞外最丰富的阳离子,而()是细胞内最丰富的阳离子。
Na⁺;K⁺
官方解析
Na⁺-K⁺ 泵持续泵出 Na⁺、泵入 K⁺,使细胞内维持高 K⁺ 低 Na⁺、细胞外高 Na⁺ 的离子分布。依据:官方解析 专题四 考点一第16题填空答案;高分笔记 p50「Na⁺-K⁺ 泵主要生理功能」。
17填空题
通道蛋白根据激活信号不同可分为电压门控通道、()和()三类。
配体门控通道;应力激活通道
官方解析
离子通道按门控信号分为电压门控通道、配体门控通道和应力激活通道三类,分别由跨膜电位改变、小分子配体结合和机械应力激活。依据:官方解析 专题四 考点一第17题填空答案;高分笔记 p46「离子通道蛋白特征」。
18填空题
被动运输根据是否需要膜转运蛋白参与,可分为()和()两种类型。
简单扩散;协助扩散
官方解析
被动运输均顺电化学梯度进行且不耗能,其中不需膜转运蛋白的是简单扩散,需膜转运蛋白协助的是协助扩散。依据:官方解析 专题四 考点一第18题填空答案;高分笔记 p47「简单扩散/协助扩散」。
19填空题
协助扩散中,膜转运蛋白可以是()或()。
载体蛋白;通道蛋白
官方解析
膜转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两类,二者都能介导协助扩散(载体蛋白还可介导主动运输)。依据:官方解析 专题四 考点一第19题填空答案;高分笔记 p45「膜转运蛋白」。
20填空题
根据能量来源的不同,主动运输可分为由 ATP 直接提供能量、( )以及( )三种基本类型。
间接提供能量(协同转运或偶联转运蛋白);光驱动泵
官方解析
主动运输的三种基本类型是 ATP 直接供能的 ATP 驱动泵、间接供能的协同转运(偶联转运)蛋白以及光驱动泵。依据:官方解析 专题四 考点一第20题填空答案;高分笔记 p49「主动运输」。
21填空题
协同转运蛋白根据转运方向可分为同向协同转运蛋白和()两类。
反向协同转运蛋白
官方解析
按被转运物质与驱动离子的移动方向是否一致,协同转运蛋白分为同向协同转运蛋白(symporter)和反向协同转运蛋白(antiporter)。依据:官方解析 专题四 考点一第21题填空答案;高分笔记 p49「主动运输」。
22填空题
简单扩散的转运动力是物质的()或(),不需要细胞提供能量。
电化学梯度;浓度梯度
官方解析
简单扩散是小分子或离子以热自由运动的方式顺电化学梯度或浓度梯度直接通过脂双层,动力即来自该梯度本身,无需细胞供能。依据:官方解析 专题四 考点一第22题填空答案;高分笔记 p47「简单扩散」。
23填空题
载体蛋白通过()的改变实现物质的跨膜转运,而通道蛋白通过形成()实现溶质的跨膜转运。
自身构象;亲水的通道
官方解析
载体蛋白借助一系列自身构象改变把溶质递送到膜另一侧,通道蛋白则形成贯穿脂双层的亲水性通道让适宜大小和电荷的溶质通过。依据:官方解析 专题四 考点一第23题填空答案;高分笔记 p45「载体蛋白及其功能/通道蛋白及其功能」。

考点二:ATP 驱动泵与主动运输混合

1选择题
下列关于 ATP 驱动泵的分类及转运物质的描述,正确的是()
A. P 型泵、V 型质子泵、F 型质子泵均主要转运小分子B. ABC 超家族主要转运离子C. P 型泵、V 型质子泵、F 型质子泵均转运离子D. 所有 ATP 驱动泵均同时转运离子和小分子
C
官方解析
ATP 驱动泵可分为 4 类:P 型泵、V 型质子泵、F 型质子泵和 ABC 超家族,前三种转运离子,后一种主要转运小分子。依据:官方解析 专题四 考点二第1题;高分笔记 p50「ATP 驱动泵」。
2选择题
Na⁺-K⁺ 泵的结构组成是()
A. 1个α亚基和1个β亚基组成二聚体B. 2个α亚基和2个β亚基组成四聚体C. 仅由2个α亚基组成D. 仅由2个β亚基组成
B
官方解析
Na⁺-K⁺ 泵由 2 个 α 和 2 个 β 亚基组成四聚体,β 亚基是糖基化的多肽,并不直接参与离子跨膜转运,但帮助在内质网新合成的 α 亚基进行折叠。依据:官方解析 专题四 考点二第2题;高分笔记 p50「Na⁺-K⁺ 泵」。
3选择题
Na⁺-K⁺泵每次循环的能量消耗及离子转运情况是()
A. 消耗1分子ATP,泵出2个Na⁺、泵入3个K⁺B. 消耗1分子ATP,泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺C. 消耗2分子ATP,泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺D. 消耗2分子ATP,泵出2个Na⁺、泵入3个K⁺
B
官方解析
Na⁺-K⁺ 泵每次循环消耗 1 分子 ATP,泵出 3 个 Na⁺、泵进 2 个 K⁺;Na⁺ 依赖的磷酸化和 K⁺ 依赖的去磷酸化引起构象变化有序交替发生。依据:官方解析 专题四 考点二第3题;高分笔记 p50 钠钾泵工作循环。
4选择题
下列哪种物质可抑制 Na⁺-K⁺ 泵的活性? ()
A. Mg²⁺B. 膜脂C. 乌本苷D. 葡萄糖
C
官方解析
极少量的乌本苷便可抑制 Na⁺-K⁺ 泵的活性,而 Mg²⁺ 和少量的膜脂有助于 Na⁺-K⁺ 泵活性的提高,葡萄糖不影响其活性。依据:官方解析 专题四 考点二第4题。
5选择题
Na⁺-K⁺ 泵不具备的生理功能是()
A. 维持细胞膜电位B. 维持动物细胞渗透平衡C. 直接合成 ATPD. 为营养物质吸收提供能量势能
C
官方解析
Na⁺-K⁺ 泵的生理功能包括维持细胞膜电位、维持动物细胞渗透平衡、为动物细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物提供能量势能;其功能是消耗 ATP 进行主动转运,不能直接合成 ATP。依据:官方解析 专题四 考点二第5题;高分笔记 p50「主要生理功能」。
6选择题
关于 Ca²⁺ 泵的分布,下列说法错误的是()
A. 分布在所有真核细胞的质膜上B. 分布在肌肉细胞的肌质网膜上C. 分布在原核细胞的质膜上D. 分布在某些细胞器膜上(如内质网、叶绿体膜)
C
官方解析
Ca²⁺ 泵是 P 型泵的一种,分布在所有真核细胞的质膜和某些细胞器如内质网、叶绿体和液泡膜上,在肌肉细胞的肌质网膜上含量丰富,不分布在原核细胞的质膜上。依据:官方解析 专题四 考点二第6题;高分笔记 p51「Ca²⁺ 泵及其他 P 型泵」。
7选择题
【多选】Ca²⁺ 泵的转运机制特点是()
A. 每消耗 1 分子 ATP 泵出 1 个 Ca²⁺B. 每消耗1分子ATP泵出2个Ca²⁺C. 无需 ATP 供能,顺浓度梯度转运 Ca²⁺D. 转运过程中形成磷酸化中间体
BD
官方解析
Ca²⁺ 泵工作与 ATP 的水解相偶联,每消耗 1 分子 ATP 从细胞质基质泵出 2 个 Ca²⁺,转运过程中会形成磷酸化的中间体(相邻结构域天冬氨酸残基磷酸化)。依据:官方解析 专题四 考点二第7题(答案 B.D)。
8选择题
调节动物细胞质膜上 Ca²⁺ 泵活性的物质是()
A. 乌本苷B. 钙调蛋白(CaM)C. Mg²⁺D. 氰化物
B
官方解析
动物细胞质膜上的 Ca²⁺ 泵 C 端是钙调蛋白(CaM)的结合位点,胞内 Ca²⁺ 浓度升高时形成的 Ca²⁺-CaM 复合物与 Ca²⁺ 泵结合以调节其活性;乌本苷抑制 Na⁺-K⁺ 泵,Mg²⁺ 促进 Na⁺-K⁺ 泵活性,氰化物抑制 ATP 合成。依据:官方解析 专题四 考点二第8题。
9选择题
P 型 H⁺ 泵主要分布在下列哪种细胞的质膜上? ()
A. 动物细胞B. 植物细胞、真菌和细菌细胞C. 肌肉细胞D. 红细胞
B
官方解析
P 型 H⁺ 泵分布在植物细胞、真菌(包括酵母)和细菌细胞质膜上,其功能是将 H⁺ 泵出细胞,建立和维持跨膜的 H⁺ 电化学梯度,驱动转运溶质进入细胞。依据:官方解析 专题四 考点二第9题;高分笔记 p51「Ca²⁺ 泵及其他 P 型泵」。
10选择题
关于 V 型质子泵和 F 型质子泵的共性,下列说法正确的是()
A. 均利用 ATP 水解供能B. 均利用质子动力势合成 ATPC. 均只转运质子,且不形成磷酸化中间体D. 均分布在细胞质膜上
C
官方解析
V 型质子泵利用 ATP 水解供能转运 H⁺,F 型质子泵利用质子动力势合成 ATP;两者的共性是只转运质子且转运 H⁺ 过程中不形成磷酸化中间体,且均不主要分布在细胞质膜。依据:官方解析 专题四 考点二第10题;高分笔记 p52「两种质子泵功能」。
11选择题
F 型质子泵的主要功能是()
A. 将 H⁺ 泵入细胞器,维持细胞质基质 pH 中性B. 利用质子动力势合成 ATPC. 转运小分子物质D. 维持细胞内外 Na⁺、K⁺ 浓度梯度
B
官方解析
F 型质子泵的主要功能是利用质子动力势合成 ATP,即 H⁺ 顺电化学梯度通过质子泵时释放的能量驱动其合成 ATP;A 是 V 型质子泵的功能,C 是 ABC 超家族的功能,D 是 Na⁺-K⁺ 泵的功能。依据:官方解析 专题四 考点二第11题;高分笔记 p52「F 型质子泵」。
12选择题
静息电位产生的主要原因是()
A. 质膜对 Na⁺ 的通透性大于 K⁺,Na⁺ 大量内流B. 质膜对 K⁺ 的通透性大于 Na⁺,K⁺ 顺电化学梯度外流C. Na⁺-K⁺ 泵主动转运产生的电位差D. 质膜对 Ca²⁺ 的通透性增加
B
官方解析
静息状态下动物细胞质膜对 K⁺ 的通透性大于 Na⁺,K⁺ 顺电化学梯度由胞内流向胞外,使细胞内部积累负电荷,形成外正内负的静息电位。依据:官方解析 专题四 考点二第12题;高分笔记 p54「静息电位」。
13填空题
ATP 驱动泵可分为 4 类,分别是()、()、F 型质子泵和 ABC 超家族。
P 型泵;V 型质子泵
官方解析
ATP 驱动泵包括 P 型泵、V 型质子泵、F 型质子泵和 ABC 超家族,前三者转运离子,ABC 超家族主要转运小分子。依据:官方解析 专题四 考点二第13题填空答案;高分笔记 p50「ATP 驱动泵」。
14填空题
Na⁺-K⁺ 泵又称(),其β亚基不直接参与离子转运,但可帮助新合成的α亚基进行()。
Na⁺-K⁺ ATP 酶;折叠
官方解析
Na⁺-K⁺ 泵因兼具 ATP 酶活性又称 Na⁺-K⁺ ATP 酶;β 亚基是糖基化多肽,作用是帮助在内质网新合成的 α 亚基正确折叠。依据:官方解析 专题四 考点二第14题填空答案;高分笔记 p50「Na⁺-K⁺ 泵」。
15填空题
Ca²⁺ 泵主要将 Ca²⁺ 输出细胞或泵入()中储存,以维持细胞质基质中()的游离 Ca²⁺ 浓度。
内质网腔;低浓度
官方解析
Ca²⁺ 泵水解 ATP 把 Ca²⁺ 泵出细胞或泵入内质网(肌细胞为肌质网)腔中储存,使细胞质基质游离 Ca²⁺ 维持在极低水平,为 Ca²⁺ 信号提供背景。依据:官方解析 专题四 考点二第15题填空答案;高分笔记 p51「Ca²⁺ 泵」。
16填空题
V型质子泵广泛存在于动物细胞的()膜、溶酶体膜,以及植物、酵母及其他真菌细胞的()膜上。
胞内体;液泡
官方解析
V 型质子泵分布于动物细胞的胞内体膜、溶酶体膜(以及破骨细胞和某些肾小管细胞质膜)和植物、酵母及其他真菌细胞的液泡膜上,利用 ATP 水解把 H⁺ 逆梯度泵入细胞器以维持其酸性。依据:官方解析 专题四 考点二第16题填空答案;高分笔记 p52「V 型质子泵」。
17填空题
F型质子泵又称(),其分布在细菌质膜、()和叶绿体类囊体膜上。
H⁺-ATP 合酶(或 F₀F₁-ATP 合酶);线粒体内膜
官方解析
F 型质子泵因其功能是合成 ATP 而又称 H⁺-ATP 合酶(F₀F₁-ATP 合酶),分布于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜,参与氧化磷酸化与光合磷酸化。依据:官方解析 专题四 考点二第17题填空答案;高分笔记 p52「F 型质子泵」。
18填空题
一些人类遗传病的发生与 ABC 转运蛋白功能改变有关,例如()。
囊性纤维化
官方解析
囊性纤维化由 ABC 转运蛋白家族成员 CFTR(囊性纤维化跨膜传导调节因子)基因突变引起,导致上皮细胞 Cl⁻ 转运障碍。依据:官方解析 专题四 考点二第18题填空答案;高分笔记 p53「ABC 转运蛋白与疾病」。

考点三:胞吞作用与胞吐作用混合

1选择题
下列关于胞吞作用的描述,正确的是()
A. 仅发生于特化的吞噬细胞中B. 通过质膜内陷形成囊泡摄取胞外物质C. 胞吞的物质仅为颗粒性物质D. 不需要消耗能量
B
官方解析
胞吞作用是细胞通过质膜内陷形成囊泡,将胞外的生物大分子、颗粒性物质或液体等摄取到细胞内的过程;胞饮作用发生于所有真核细胞,仅吞噬作用限于特化细胞,且胞吞作用需要消耗能量。依据:官方解析 专题四 考点三第1题;高分笔记 p56「胞吞作用的类型」。
2选择题
下列哪种细胞最易发生吞噬作用? ( )
A. 红细胞B. 巨噬细胞C. 上皮细胞D. 肝细胞
B
官方解析
吞噬作用往往发生于一些特化的吞噬细胞如巨噬细胞和中性粒细胞,红细胞、上皮细胞、肝细胞主要发生胞饮作用。依据:官方解析 专题四 考点三第2题;高分笔记 p56「吞噬作用」。
3选择题
网格蛋白依赖的胞吞作用中,负责缢缩包被小窝使其脱离质膜的蛋白是()
A. 网格蛋白B. 衔接蛋白C. 发动蛋白D. 窖蛋白
C
官方解析
发动蛋白在包被小窝颈部组装成环,水解 GTP 引起颈部缢缩使膜泡脱离质膜;网格蛋白负责形成凹陷,衔接蛋白负责捕获特异转运分子,窖蛋白是胞膜窖依赖胞吞的特征蛋白。依据:官方解析 专题四 考点三第3题;高分笔记 p57「网格蛋白包被小泡形成机制」。
4选择题
受体介导的胞吞作用的核心特点是()
A. 非选择性摄取大量胞外液体B. 选择性浓缩特定大分子C. 仅发生于植物细胞D. 不需要受体参与
B
官方解析
受体介导的胞吞作用是一种选择性浓缩机制,可摄入特定大分子同时避免吸入大量胞外液体;该过程需要受体参与,发生于动物细胞等真核细胞。依据:官方解析 专题四 考点三第4题;高分笔记 p57「受体介导的内吞过程」。
5选择题
动物细胞摄取胆固醇的方式属于()
A. 吞噬作用B. 组成型胞吐作用C. 受体介导的胞吞作用D. 大型胞饮作用
C
官方解析
动物细胞摄取胆固醇(以 LDL 形式)、鸟类卵细胞摄取卵黄蛋白、肝细胞摄取转铁蛋白均属于受体介导的胞吞作用。依据:官方解析 专题四 考点三第5题;高分笔记 p57「受体介导的内吞过程」。
6选择题
在 LDL 受体介导的胞吞过程中,LDL 与受体分离的场所是()
A. 质膜表面B. 网格蛋白包被小泡C. 早期内体D. 溶酶体
C
官方解析
脱包被的囊泡与早期内体融合,内体的低 pH 环境引起 LDL 与受体分离;受体可循环利用,LDL 最终随内体与溶酶体融合被水解。依据:官方解析 专题四 考点三第6题;高分笔记 p57「受体介导的内吞过程」。
7选择题
胞膜窖依赖的胞吞作用的特征性蛋白是()
A. 网格蛋白B. 发动蛋白C. 窖蛋白D. 衔接蛋白
C
官方解析
胞膜窖依赖的胞吞作用的特征性蛋白是窖蛋白(caveolin),胞膜窖在质膜的脂筏区域形成。依据:官方解析 专题四 考点三第7题;高分笔记 p58「其他胞饮作用」。
8选择题
大型胞饮作用形成囊泡的关键依赖于()
A. 微丝及其结合蛋白B. 微管C. 中间纤维D. 脂筏
A
官方解析
大型胞饮作用通过质膜皱褶包裹内吞物形成囊泡,该过程依赖微丝及其结合蛋白,与吞噬作用类似。依据:官方解析 专题四 考点三第8题;高分笔记 p58「其他胞饮作用」。
9选择题
下列关于胞饮作用与吞噬作用的区别,错误的是()
A. 胞饮泡直径小于吞噬泡B. 胞饮作用发生于所有真核细胞,吞噬作用仅发生于特化细胞C. 二者均为非选择性摄取物质D. 胞饮作用主要摄取可溶性分子,吞噬作用主要摄取颗粒性物质
C
官方解析
胞饮作用中的受体介导胞吞是选择性的,吞噬作用也是信号触发的选择性过程,故 C 错误;A、B、D 三项均为二者的正确区别。依据:官方解析 专题四 考点三第9题;高分笔记 p58「胞饮作用与吞噬作用的区别」。
10选择题
组成型胞吐途径的特点是()
A. 仅发生于特化分泌细胞B. 需要特殊刺激才能触发C. 连续不断地向质膜供应囊泡D. 分泌物主要为激素和消化酶
C
官方解析
组成型胞吐途径发生于所有真核细胞,不受特殊刺激影响,由高尔基体反面网状结构分泌的囊泡持续向质膜流动并融合,供应质膜更新;A、B、D 均为调节型胞吐的特点。依据:官方解析 专题四 考点三第10题;高分笔记 p59「胞吐作用」。
11选择题
胰腺β细胞分泌胰岛素的方式属于()
A. 调节型胞吐作用B. 组成型胞吐作用C. 网格蛋白依赖的胞吞作用D. 大型胞饮作用
A
官方解析
胰腺 β 细胞的胰岛素储存在特殊分泌泡内,仅在血糖升高的特殊刺激下才分泌,属于调节型胞吐作用。依据:官方解析 专题四 考点三第11题;高分笔记 p59「胞吐作用」。
12选择题
跨细胞转运是指()
A. 物质在细胞内的运输B. 受体从质膜进入溶酶体降解C. 物质通过胞吞从上皮细胞一侧摄入,再通过胞吐从另一侧释放D. 囊泡与质膜的融合过程
C
官方解析
跨细胞转运是指有些受体被运至细胞另一侧的质膜,物质通过胞吞作用从上皮细胞一侧摄入、再通过胞吐作用从另一侧释放,常见于极性上皮细胞(如母婴间抗体的传递)。依据:官方解析 专题四 考点三第12题;高分笔记 p58「胞吞作用与细胞信号转导关系」。
13选择题
【多选】下列哪种胞吞作用不依赖网格蛋白或胞膜窖?()
A. 网格蛋白依赖的胞吞作用B. 胞膜窖依赖的胞吞作用C. 非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用D. 大型胞饮作用
CD
官方解析
非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用不依赖网格蛋白或胞膜窖(如淋巴细胞膜上白介素 2 受体介导的胞吞);官方解析明确指出 D 大型胞饮作用也应选,它同样不依赖网格蛋白或胞膜窖。依据:官方解析 专题四 考点三第13题(答案 C.D)。
14填空题
胞吞作用可分为()和()两种主要类型。
吞噬作用;胞饮作用
官方解析
根据胞吞泡的大小和所摄取物质的性质,胞吞作用分为吞噬作用(形成吞噬体,直径常大于 250 nm)和胞饮作用(胞饮泡一般小于 150 nm)。依据:官方解析 专题四 考点三第14题填空答案;高分笔记 p56「胞吞作用的类型」。
15填空题
胞饮作用可以分为网格蛋白依赖的胞吞作用、()、大型胞饮作用以及()四种类型。
胞膜窖依赖的胞吞作用;非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用
官方解析
胞饮作用几乎发生于所有真核细胞,可分为网格蛋白依赖的胞吞作用、胞膜窖依赖的胞吞作用、大型胞饮作用以及非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用四种。依据:官方解析 专题四 考点三第15题填空答案;高分笔记 p58「其他胞饮作用」。
16填空题
网格蛋白依赖的胞吞作用中,()起到捕获特异转运分子的特异性选择作用。
衔接蛋白
官方解析
衔接蛋白(adaptin)位于网格蛋白与膜之间,一端结合网格蛋白、一端识别并捕获带有分选信号的特异转运分子(受体-配体复合物),从而实现选择性内吞。依据:官方解析 专题四 考点三第16题填空答案;高分笔记 p57「几种蛋白作用」。
17填空题
受体介导的胞吞作用中,脱包被的囊泡与()融合,从而将转运分子摄入细胞。
早期内体
官方解析
网格蛋白包被膜泡脱离质膜后数秒内脱包被,随后与早期内体融合,把转运分子及胞外液体摄入细胞,内体的低 pH 使配体与受体分离。依据:官方解析 专题四 考点三第17题填空答案;高分笔记 p57「受体介导的内吞过程」。
18填空题
胞吐作用根据分泌特点可分为()和()两种途径。
组成型胞吐途径;调节型胞吐途径
官方解析
组成型胞吐途径存在于所有真核细胞、持续进行且不需刺激;调节型胞吐途径仅见于特化的分泌细胞,需特殊刺激触发,分泌激素、消化酶等。依据:官方解析 专题四 考点三第18题填空答案;高分笔记 p59「胞吐作用」。
19填空题
组成型胞吐途径中,囊泡来源于高尔基体的(),可确保细胞分裂前质膜的生长。
反面网状结构(TGN)
官方解析
组成型胞吐途径的分泌泡由高尔基体反面网状结构(TGN)出芽形成,持续向质膜运送膜脂和膜蛋白,实现质膜更新与细胞分裂前的质膜生长。依据:官方解析 专题四 考点三第19题填空答案;高分笔记 p59「胞吐作用」。
20填空题
在 LDL 受体介导的胞吞过程中,含有 LDL 的内体最终与()融合,LDL 被水解释放胆固醇供细胞利用。
溶酶体
官方解析
受体在内体中与 LDL 分离后经出芽小泡返回质膜重复使用,含 LDL 的内体则与溶酶体融合,低密度脂蛋白被水解酶降解,释放胆固醇和脂肪酸供细胞利用。依据:官方解析 专题四 考点三第20题填空答案;高分笔记 p57「受体介导的内吞过程」。

BB 组题(二轮复习,经典题、经典真题合集)

一、填空题填空题

1填空题
物质跨膜运输的主要途径有___、___、___。
被动运输;主动运输;胞吞与胞吐作用
官方解析
官方解析:物质通过细胞质膜的转运主要有三种途径——被动运输(含简单扩散与协助扩散)、主动运输,以及针对大分子和颗粒物质的胞吞与胞吐作用。
2填空题
被动运输可以分为___和___两种方式。
简单扩散;协助扩散
官方解析
官方解析:被动运输按是否需要膜转运蛋白参与,分为简单扩散(不需转运蛋白)和协助扩散(需膜转运蛋白协助),二者均顺电化学梯度、不耗能。
3填空题
小分子物质通过脂双层膜的速度主要取决于___和___。
分子的大小;分子的极性(脂溶性)
官方解析
官方解析:小分子通过脂双层的速度主要取决于分子大小和极性——分子越小、极性越低(脂溶性越高)越易透过,带电荷者高度不通透。
4填空题
协助扩散需要特异的___完成物质的跨膜转运,根据其转运特性,该蛋白又可以分为___和___两类。
膜转运蛋白;载体蛋白;通道蛋白
官方解析
官方解析:协助扩散需特异的膜转运蛋白协助,按转运特性分为载体蛋白(构象改变、有饱和动力学)和通道蛋白(亲水通道、门控、速率极高)两类。
5填空题
协助扩散和主动运输的相同之处主要在于___,主要区别在于___。
都需要膜转运蛋白(都涉及蛋白介导的跨膜转运);协助扩散不需细胞提供能量、顺梯度,主动运输需消耗能量、逆电化学梯度
官方解析
官方解析:二者相同点在于都由膜转运蛋白介导物质的跨膜转运;主要区别是协助扩散不需要细胞提供能量,而主动运输需要细胞提供能量并逆梯度进行。
6填空题
ATP 驱动泵分为 ___、___、___ 和 ___。
P 型泵;V 型质子泵;F 型质子泵;ABC 超家族(ABC 转运蛋白)
官方解析
官方解析:ATP 驱动泵分为 P 型泵、V 型质子泵、F 型质子泵和 ABC 超家族,前三种转运离子,后一种主要转运小分子。
7填空题
Na⁺-K⁺泵的能量来源是___,植物细胞协同运输时能量的直接来源是___。
ATP(ATP 水解);H⁺ 电化学梯度
官方解析
官方解析:Na⁺-K⁺泵直接水解 ATP 供能;植物细胞(以及真菌、细菌)由质膜 P 型 H⁺-ATP 酶建立 H⁺ 电化学梯度,协同运输直接利用该梯度的势能。
8填空题
真核细胞中,大分子的跨膜运输是通过___作用和___作用来完成的。
胞吞;胞吐
官方解析
官方解析:真核细胞中大分子和颗粒物质的跨膜运输由胞吞作用(内吞)和胞吐作用(外排)借膜泡形成与融合完成。原题此处印为「3.」,按页面实际顺序应为第 8 题〔OCR订正〕
9填空题
根据胞吞泡的大小和胞吞物质,胞吞作用可以分为___和___两种。
吞噬作用;胞饮作用
官方解析
官方解析:按胞吞泡大小与所摄物质,胞吞作用分为吞噬作用(吞噬泡>250 nm,摄取颗粒性物质,多见于特化吞噬细胞)和胞饮作用(胞饮泡<150 nm,摄取可溶性分子,见于所有真核细胞)。
10填空题
离子通道可分为 ___ 、 ___ 、 ___ 三种不同形式。
电压门控通道;配体门控通道;应力激活通道
官方解析
官方解析:离子通道按门控信号分为电压门控通道(跨膜电位变化)、配体门控通道(小分子配体结合)和应力激活通道(机械力刺激)三类。
11填空题
主动运输根据能量来源可以分为三种类型:___、___、___。
由 ATP 直接提供能量的 ATP 驱动泵;间接提供能量的协同转运蛋白(偶联转运蛋白);光驱动泵
官方解析
官方解析:主动运输按能量来源分为 ATP 驱动泵(ATP 水解直接供能)、协同转运蛋白/偶联转运蛋白(利用另一溶质的电化学梯度间接供能)和光驱动泵(光能供能,多见于细菌)。
12填空题
离子通道具有的两个显著特征:一是具有 ___;二是离子通道是 ___。
极高的转运速率(比最快的载体蛋白高 1000 倍以上,每通道每秒可通过 10⁶–10⁷ 个离子,接近自由扩散的理论值);门控的(并非持续开放,开关受膜电位变化、化学信号或压力刺激调控)
官方解析
官方解析:离子通道的两大显著特征即极高的转运速率与门控性,后者使离子通道的活性由开、关两种构象调节。
13填空题
协同运输在物质运输中属于___(主动、被动)运输。根据物质运输方向与离子顺电化学梯度的转移方向的关系,可以分为___和___。
主动;同向协同转运(symporter);反向协同转运(antiporter)
官方解析
官方解析:协同运输利用储存在另一溶质电化学梯度中的能量间接供能,属主动运输;按被转运物质与顺梯度离子的方向是否相同,分为同向协同转运蛋白和反向协同转运蛋白。

二、判断题判断题

1判断题
协助扩散就是协同运输,是物质从高浓度侧转运到低浓度侧,不需要消耗能量。
官方解析
官方解析:错在把协助扩散等同于协同运输。协助扩散属被动运输、顺梯度、不耗能;协同运输属主动运输,靠另一溶质的电化学梯度间接消耗 ATP 把溶质逆梯度转运。
2判断题
载体蛋白既可以介导协助扩散,又可以介导主动运输。
官方解析
官方解析:载体蛋白介导主动运输与被动运输的差别只在于前者需细胞提供能量、后者不需要;而通道蛋白只介导协助扩散。
3判断题
构成溶质跨膜的电化学梯度净驱动力来自溶质的浓度梯度和跨膜电位差。
官方解析
官方解析:带电溶质的净驱动力由浓度梯度与膜电位两部分合成即电化学梯度,细胞借此维持高钾低钠的内环境。
4判断题
钠钾泵,每消耗1分子的ATP可以泵出3个钠离子和2个钾离子。
官方解析
官方解析:错在钾离子的方向。每消耗 1 分子 ATP 是泵出 3 个 Na⁺、泵入(而非泵出)2 个 K⁺。
5判断题
质膜对 K⁺的通透性大于 Na⁺是静息电位产生的主要原因。
官方解析
官方解析:静息状态下质膜对 K⁺ 的通透性大于其他离子,K⁺ 顺电化学梯度外流带走正电荷,胞内留下非平衡负电荷,形成外正内负的静息电位。
6判断题
所有的胞吞作用都是受体介导的。
官方解析
官方解析:错在「所有」。按所摄物质是否有专一性,胞吞分为受体介导的胞吞作用和非特异性的胞吞运输,后者不需要受体。
7判断题
胞吐作用和胞吞作用在转运大分子物质的同时,进行细胞质膜与细胞内膜的交流。
官方解析
官方解析:二者都通过膜泡的出芽与融合实现转运,膜泡的转移必然伴随膜脂与膜蛋白在质膜和内膜系统之间的交流与更新。
8判断题
膜转运蛋白都参与主动运输过程。()
官方解析
官方解析:错在「都」。膜转运蛋白分载体蛋白和通道蛋白,载体蛋白有的介导主动运输、有的介导协助扩散,而通道蛋白只介导协助扩散、不参与主动运输。
9判断题
V 型质子泵利用 ATP 水解供能从细胞质基质中将 H⁺ 逆着电化学梯度泵入细胞器,以维持细胞质基质 pH 中性和细胞器内的 pH 酸性,而 F 型质子泵以相反的方式发挥其生理作用。()
官方解析
官方解析:V 型质子泵水解 ATP 把 H⁺ 逆梯度泵入胞内体、溶酶体、液泡;F 型质子泵作用相反,利用 H⁺ 顺电化学梯度回流释放的质子动力势合成 ATP(氧化磷酸化、光合磷酸化)。
10判断题
所有胞吞的物质最终都会进入溶酶体被降解。()
官方解析
官方解析:错在「所有……都」。有些胞吞物质经跨细胞转运从细胞另一侧释放而不进入溶酶体降解,如母婴间抗体的传递。
11判断题
Ca²⁺ 是细胞内重要的信号分子,因此,细胞质基质中游离的 Ca²⁺ 浓度始终维持在一个较高水平。()
官方解析
官方解析:错在「较高水平」。正因 Ca²⁺ 是信号分子,Ca²⁺ 泵不断将其泵出细胞或泵入内质网等细胞器,使细胞质基质游离 Ca²⁺ 维持在极低水平,信号到来时才骤升。
12判断题
细菌质膜上含有 ABC 转运蛋白,能将细菌细胞中的营养物逆着浓度梯度转运到细胞外。()
官方解析
官方解析:错在转运方向。细菌质膜的 ABC 转运蛋白是水解 ATP 逆浓度梯度从环境中「摄取」营养物进入细胞,而不是把营养物转运到细胞外。
13判断题
主动运输都需要消耗能量,且都有 ATP 提供。()
官方解析
官方解析:错在能量来源唯一化。主动运输必然耗能,但能量除 ATP 水解外还可来自离子电化学梯度(协同转运)和光能(光驱动泵)。
14判断题
作为真核细胞重要的生命活动,胞吞作用不仅调控细胞对营养物的摄取,还参与了细胞信号转导等过程。()
官方解析
官方解析:胞吞下调信号转导最清楚的例子是表皮生长因子及其受体的胞吞;胞吞激活信号转导的典型例子是 Notch 信号通路。
15判断题
在受体介导的胞吞作用过程中,受体一旦被胞吞进入胞内体,最后都会在溶酶体中降解。()
官方解析
官方解析:错在「都会降解」。受体有四种去向:返回质膜重复利用(如 LDL 受体)、进入溶酶体消化、激活信号转导通路(如 Notch)、跨细胞转运(如母婴间抗体传递)。
16判断题
协同运输是直接消耗 ATP 的主动运输。
官方解析
官方解析:错在「直接」。协同运输是间接消耗能量的主动运输,所用能量储存在其中一种溶质(如 Na⁺、H⁺)的电化学梯度中,该梯度才由 ATP 驱动泵建立。
17判断题
人体内 O₂ 和 CO₂ 进入细胞膜是通过简单扩散。
官方解析
官方解析:疏水性小分子(O₂、N₂)以及极性不带电荷的小分子(CO₂、水、尿素、甘油)可直接顺梯度通过脂双层,属简单扩散。
18判断题
载体蛋白与溶质分子结合后,通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运,而通道蛋白不需要与溶质分子结合,所以跨膜转运时不发生构象的改变。
官方解析
官方解析:错在后半句。通道蛋白确实不与溶质结合,但离子通道是门控的,接受信号刺激后通道蛋白构象发生改变而处于开或关状态,即其活性正是由两种构象调节的。
19判断题
水孔蛋白除容许水分子通过细胞质膜之外,还可跨膜转运脂溶性分子和不带电荷的有机小分子。
官方解析
官方解析:绝大多数水孔蛋白只容许水分子通过,但部分成员对溶质也有通透性,如 AQP8 对尿素、AQP7 对甘油具有通透性。
20判断题
溶酶体的膜含有质子泵,可用 ATP 水解释放的能量将质子泵出溶酶体,从而维持溶酶体腔的低 pH。
官方解析
官方解析:错在方向。溶酶体膜上的 V 型质子泵是把 H⁺ 泵「入」溶酶体腔,使腔内 H⁺ 浓度高于细胞质基质;同时膜上 Cl⁻ 通道向腔内运 Cl⁻,二者相当于运入 HCl 以维持酸性环境。

三、选择题选择题

1选择题
人工双层膜对不同分子的相对通透性由大到小的排列是:
A. H₂O、葡萄糖、甘油、Na⁺B. H₂O、Na⁺、甘油、葡萄糖C. H₂O、尿素、葡萄糖、K⁺D. H₂O、甘油、K⁺、葡萄糖
C
官方解析
官方解析:人工脂双层的通透性取决于分子大小与极性——水等小的不带电分子最易通过,尿素为较小有机分子、通透性高于葡萄糖,带电离子(Na⁺、K⁺)跨膜自由能最高、几乎不通透,故排序为 H₂O>尿素>葡萄糖>K⁺。
2选择题
下列对协助扩散的描述,不正确的是:
A. 转运速率高、存在最大转运速率B. 需要膜转运蛋白的“协助”C. 对物质的转运是非特异性的D. 物质由高浓度侧向低浓度侧转运
C
官方解析
官方解析:膜转运蛋白对溶质具有高度选择性,故 C「非特异性」错误;A、B、D 均为协助扩散的正确描述(受转运蛋白数量与活性限制而存在最大转运速率,需转运蛋白协助,顺浓度梯度转运)。
3选择题
下列哪种方式不消耗 ATP:
A. 胞吐作用B. Na⁺门控通道C. 次级主动运输D. Na⁺-K⁺泵
B
官方解析
官方解析:Na⁺ 门控通道介导协助扩散,动力来自电化学梯度,不消耗 ATP;胞吐作用、次级主动运输、Na⁺-K⁺泵均属(直接或间接)消耗 ATP 的过程。
4选择题
离子通道一般都具有选择性,K⁺通道允许( )
A. K⁺通过,Na⁺、Ca²⁺不通过B. K⁺、Na⁺通过,Ca²⁺不通过C. K⁺、Ca²⁺通过,Na⁺不通过D. K⁺、Na⁺、Ca²⁺通过,Cl⁻不通过
A
官方解析
官方解析:离子通道的选择性由通道直径、形状及带电氨基酸残基分布决定,K⁺ 通道主要允许 K⁺ 通过,对 Na⁺、Ca²⁺ 的通透性很低。
5选择题
维持细胞内低钠高钾的蛋白分子是:
A. Na⁺-K⁺泵B. Na⁺通道蛋白C. K⁺通道蛋白D. Na⁺-K⁺通道蛋白
A
官方解析
官方解析:Na⁺-K⁺泵是跨膜蛋白,消耗 ATP 将 Na⁺ 泵出、K⁺ 泵入,从而建立并维持细胞内低钠高钾的离子梯度和渗透平衡。
6选择题
在活细胞的跨膜转运中,一般情况下,下列转运速率最高的是:
A. Na⁺简单扩散B. 电压门 Na⁺通道C. 钠钾泵D. 钠氢泵
B
官方解析
官方解析:通道蛋白转运速率比最快的载体蛋白还高 1000 倍以上,电压门 Na⁺ 通道属离子通道蛋白;钠钾泵、钠氢泵为载体蛋白,简单扩散靠热运动、速率低。
7选择题
下列有关钙泵的叙述错误的是:
A. 是一种跨膜蛋白,与 Na⁺-K⁺泵的 α 亚基有高度同源性B. 细胞内钙调蛋白与质膜钙泵可结合并调节钙泵的活性C. 钙泵每消耗一分子 ATP,转运两个 Ca²⁺D. 钙泵仅存在于细胞质膜上,转运钙的方向是将其泵出细胞外
D
官方解析
官方解析:D 错——钙泵不仅存在于质膜,还分布于内质网(肌质网)、叶绿体和液泡膜上,可将 Ca²⁺ 泵入内质网储存,并非「仅」在质膜、也不只向胞外泵。
8选择题
母鼠抗体从血液通过上皮细胞进入母乳,或者乳鼠的肠上皮细胞将抗体摄入体内,都涉及将胞吞和胞吐作用相结合。这种跨膜转运方式称为()。
A. 胞吞作用B. 跨细胞转运C. 协同转运D. 受体介导的胞吞作用
B
官方解析
官方解析:受体由细胞一侧转运到另一侧即跨细胞转运——抗体经受体介导的胞吞进入小肠上皮细胞,受体-抗体复合物被呈递到细胞另一侧再胞吐入血,完成吸收。
9选择题
动物细胞对葡萄糖或氨基酸等有机物的吸收依靠()。
A. 受体介导的胞吞作用B. Na⁺-K⁺泵工作形成的 Na⁺电化学梯度驱动C. Na⁺-K⁺泵工作形成的 K⁺电化学梯度驱动D. H⁺-ATPase 形成的 H⁺电化学梯度驱动
B
官方解析
官方解析:动物细胞利用膜两侧 Na⁺ 电化学梯度以同向协同转运方式吸收营养物,葡萄糖由 Na⁺ 驱动进入上皮细胞,再经 GLUT2 以协助扩散转运入血;D 项 H⁺ 梯度驱动见于植物、真菌和细菌。
10选择题
有关动物细胞胞内体膜或溶酶体膜上的 V 型质子泵的描述,错误的是()。
A. V 型质子泵利用 ATP 水解供能从细胞质基质中逆 H⁺ 电化学梯度将 H⁺ 泵入细胞器B. V 型质子泵利用 ATP 水解供能从细胞器中逆 H⁺ 电化学梯度将 H⁺ 泵入细胞质基质C. V 型质子泵可以维持细胞质基质 pH 中性D. V 型质子泵有利于维持胞内体膜或溶酶体的 pH 酸性
B
官方解析
官方解析:B 项方向说反了。V 型质子泵水解 ATP,把细胞质基质中的 H⁺ 逆电化学梯度泵「入」膜泡(胞内体、溶酶体、液泡),从而维持基质中性、腔内酸性。
11选择题
下面哪种转运蛋白是离子通道蛋白()。
A. Na⁺-K⁺ ATPaseB. ABC 转运蛋白C. Na⁺-Ca²⁺ 协同转运蛋白D. Ca²⁺通道
D
官方解析
官方解析:A、B、C 都是载体蛋白且需要消耗能量(直接或间接);只有 D 是通道蛋白,介导协助扩散、不消耗能量。
12选择题
对 P 型泵描述正确的是()。
A. 位于液泡膜上B. 位于线粒体和叶绿体上C. 其 ATP 结合位点位于质膜外侧D. 水解 ATP 使自身形成磷酸化的中间体
D
官方解析
官方解析:P 型泵因水解 ATP 使自身(α 亚基天冬氨酸残基)形成磷酸化中间体而得名,故 D 对;液泡膜上是 V 型泵、线粒体与叶绿体上是 F 型泵,且 ATP 结合位点位于胞质侧。
13选择题
在受体介导的胞吞作用中,大部分受体的命运是()。
A. 受体不再循环进入溶酶体消化B. 返回原来的质膜结构域C. 参与跨细胞膜的转运D. 与胞内体融合
B
官方解析
官方解析:大部分受体在内体低 pH 环境中与配体(如 LDL)分离后,由内体出芽形成含受体的小囊泡返回原质膜结构域重复使用。
14选择题
低密度脂蛋白依赖哪种方式进行运输()。
A. 非特异性的胞吞作用B. 受体介导的胞吞作用C. 协助运输D. 组成型胞吐途径
B
官方解析
官方解析:LDL 颗粒与细胞表面 LDL 受体特异结合形成受体-LDL 复合物,数分钟内经网格蛋白包被膜泡内化进入细胞,属受体介导的胞吞作用。
15选择题
载体蛋白可以看作是结合在生物膜上的酶,但下列有关载体蛋白与酶的比较错误的是:
A. 都有特异的结合位点,可同特异的底物(溶质)结合B. 载体蛋白转运过程具有类似于酶与底物作用的饱和动力学曲线C. 都可以被底物类似物竞争性抑制,都有对 pH 的依赖性D. 都能改变反应平衡点,加快物质沿自由能减少的方向跨膜运动的速率
D
官方解析
官方解析:D 错——酶(及载体蛋白)不能改变反应的平衡点,只能加快达到平衡的速率;A、B、C 所述特异结合位点、饱和动力学、竞争性抑制与 pH 依赖性均正确。
16选择题
有关 Na⁺-K⁺ 泵的特征,下列描述错误的是:
A. 具有 ATP 酶活性B. 由大、小两种亚基构成C. 离子的结合位点位于包膜外侧D. 鸟本苷可抑制其活性
C
官方解析
官方解析:C 错——钠钾泵为 α₂β₂ 四聚体,α 大亚基具 ATP 酶活性,Na⁺ 结合位点在膜内侧(胞质侧)、K⁺ 结合位点才在胞外侧,并非离子结合位点都在膜外侧;极少量乌本苷即可抑制其活性。
17选择题
下列有关 V-型质子泵及 F-型质子泵的叙述错误的是:
A. V型质子泵将 H⁺由逆电化学梯度由细胞质基质泵入细胞器,维持胞质基质中性,细胞器内酸性B. F型质子泵协助 H⁺顺浓度梯度运动,所释放的能量参与合成ATP,如参与氧化磷酸化和光合磷酸化过程C. 两者在功能上只转运质子D. 在转运 H⁺过程中形成磷酸化中间体
D
官方解析
官方解析:D 错——形成磷酸化中间体是 P 型泵的特征,V 型和 F 型质子泵在转运 H⁺ 过程中不形成磷酸化中间体;A、B、C 的叙述均正确。
18选择题
既能执行主动运输,又能执行被动运输的膜转运蛋白是()。
A. 载体蛋白B. 通道蛋白C. 孔蛋白(porin)D. ABC转运蛋白
A
官方解析
官方解析:通道蛋白(含孔蛋白)只参与被动运输,ABC 转运蛋白只行主动运输;只有载体蛋白既可介导协助扩散又可介导主动运输。

四、问答题问答题

1问答题
比较两种膜转运蛋白及其特点。
(1)膜转运蛋白分为两种:载体蛋白(carrier protein)和通道蛋白(channel protein),二者在跨膜运输中角色不同、特点各异。 (2)相同点:①都是膜蛋白,位于细胞膜上,参与物质的跨膜运输;②都可依赖物质的电化学梯度或浓度梯度来驱动溶质转运。 (3)不同点(按七条对比背): ①跨膜机制:通道蛋白通过形成亲水性通道实现溶质跨膜转运;载体蛋白通过一系列构象改变介导溶质跨膜转运。 ②饱和性:离子通道没有饱和值;载体蛋白的转运过程具有类似酶与底物作用的饱和动力学特征。 ③对溶质的修饰:通道蛋白不对溶质进行修饰,只有大小和电荷适宜的离子才能通过;载体蛋白对转运的溶质也不作任何共价修饰,只借自身构象变化完成转运。 ④转运速率:通道蛋白极高,每个通道每秒钟可通过 10⁷~10⁸ 个离子;载体蛋白较低,且转运速率存在饱和点。 ⑤调控机制:通道的开启或关闭受膜电位变化、化学信号或压力刺激的调控(门控);载体蛋白无门控性,转运过程不依赖膜电位变化,有类似于酶的调节方式。 ⑥能量需求:通道蛋白通常不需要能量;载体蛋白可以是被动的也可以是主动的,主动运输需要能量。 ⑦运输类型与选择性:通道蛋白只介导协助扩散,对离子的选择性取决于通道的直径、形状和带电氨基酸残基的分布;载体蛋白可介导主动运输和协助扩散,每种载体蛋白能与特定的溶质结合,具有高度选择性。
官方解析
答案按官方解析的「相同点 2 条+不同点表格 7 项」整理成背诵条目;表格在 OCR 中被压成连续文本,此处按「跨膜机制/饱和性/修饰/速率/调控/能量/运输类型与选择性」还原分栏。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §Summary(PRINCIPLES OF MEMBRANE TRANSPORT) · 教材 p. 640

There are two types of membrane transport proteins—transporters and channels. Both form protein pathways across the lipid bilayer. Whereas transmembrane movement mediated by transporters can be either active or passive, solute flow through channel proteins is always passive. Ion transport across the membrane is influenced by the ion’s concentration gradient and the membrane potential; that is, its electrochemical gradient.

膜转运蛋白有两类——载体蛋白和通道蛋白。二者都在脂双层上形成蛋白质通路。载体蛋白介导的跨膜运动可以是主动的也可以是被动的,而通过通道蛋白的溶质流动则始终是被动的。离子的跨膜转运受其浓度梯度和膜电位共同影响,即受其电化学梯度影响。

英文答题用 transporter、channel、always passive。这段是「两类膜转运蛋白」对比的最短标准表述,中文答案的七条对比可用它开头,再展开饱和性、速率、门控等差异。
2问答题
比较被动运输和主动运输及其生物学意义。
物质跨膜运输的方式分为被动运输和主动运输两种。 (1)能量需求:①被动运输是物质顺着电化学梯度或浓度梯度通过细胞膜的转运方式,不需要消耗细胞能量;②主动运输是物质逆着电化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式,需要消耗细胞能量,能量来自 ATP 或离子电化学梯度(还可来自光能)。 (2)转运类型:①被动运输包括简单扩散和协助扩散。简单扩散指小分子或离子以热自由运动方式顺梯度直接通过脂双层进出细胞,既不需要能量也不需要膜转运蛋白协助;协助扩散指溶质顺梯度、在膜转运蛋白协助下的跨膜转运,不需要代谢能量。②主动运输由载体蛋白介导,按能量来源分为 ATP 直接提供能量(ATP 驱动泵)、间接提供能量(协同转运蛋白或偶联转运蛋白)以及光驱动泵三种基本类型。 (3)生物学意义: ①主动运输:a. 保证细胞或细胞器从周围环境中摄取必需的营养物质,即使这些物质在环境中浓度很低;b. 能将细胞内的分泌物、代谢废物及一些离子排到细胞外,即使胞外浓度远高于胞内;c. 能维持一些无机离子在细胞内恒定和最适的浓度,特别是 K⁺、Ca²⁺ 和 H⁺ 的浓度。(具体到某种形式亦可作答,如钠钾泵维持细胞膜电位、维持渗透平衡、为吸收营养供能;钙泵维持细胞质基质低 Ca²⁺ 浓度等。) ②被动运输:能维持细胞内外物质的浓度平衡,保证细胞对营养物质的摄取和代谢产物的排出,同时调节细胞内离子浓度,维持稳定的内环境。
官方解析
按官方解析的三段式(能量需求/转运类型/生物学意义)整理,主动运输三条意义为教材原文式表述,可直接背诵。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §Active Transport Is Mediated by Transporters Coupled to an Energy Source · 教材 p. 639

All channels and some transporters allow solutes to cross the membrane only passively (“downhill”), a process called passive transport. In the case of transport of a single uncharged molecule, the difference in the concentration on the two sides of the membrane—its concentration gradient—drives passive transport and determines its direction

所有通道蛋白以及部分载体蛋白只允许溶质被动地(「顺坡」)跨膜,这一过程称为被动运输。转运单一不带电分子时,膜两侧的浓度差——即浓度梯度——驱动被动运输并决定其方向。

英文答题用 passive transport、downhill、concentration gradient。教材用 downhill / uphill 这对形象说法区分被动与主动运输;注意带电溶质要改用 electrochemical gradient。
3问答题
钠钾泵的结构、工作原理、生物学意义?
(1)结构:钠钾泵又叫 Na⁺-K⁺ ATP 酶,位于动物细胞质膜上,由 2 个 α 亚基和 2 个 β 亚基组成四聚体(α₂β₂)。α 亚基是多次跨膜的大亚基,具有 ATP 结合位点并具有 Na⁺ 和 K⁺ 结合位点(Na⁺ 位点在胞质侧、K⁺ 位点在胞外侧),具 ATP 酶活性;β 亚基是糖基化的多肽,不直接参与离子跨膜转运,而是帮助新合成的 α 亚基在内质网中折叠。 (2)工作原理:①α 亚基内表面与 Na⁺ 结合 → ATP 水解 → α 亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化 → α 亚基构象改变 → Na⁺ 被泵出细胞外;②磷酸化的 α 亚基外表面与 K⁺ 结合 → α 亚基去磷酸化 → 构象复原 → K⁺ 被泵入细胞;③Na⁺ 依赖的磷酸化和 K⁺ 依赖的去磷酸化引起的构象变化有序交替发生,循环约 1000 次/s;④每次循环消耗 1 分子 ATP,泵出 3 个 Na⁺、泵进 2 个 K⁺。(极少量乌本苷即可抑制其活性。) (3)生物学意义:①维持细胞膜电位:每一循环净泵出一个正电荷,对静息状态下质膜内负外正的膜电位形成起一定作用;②维持动物细胞渗透平衡:若无钠钾泵将 Na⁺ 泵出,水会因渗透压顺梯度经水孔蛋白大量进入细胞,引起细胞吸水膨胀甚至破裂;③吸收营养:动物细胞对葡萄糖或氨基酸等有机物的吸收,其能量由蕴藏在 Na⁺ 电化学梯度中的势能提供,以协同转运方式完成(植物、真菌和细菌则利用质膜 H⁺-ATP 酶形成的 H⁺ 电化学梯度)。
官方解析
结构、四步工作循环与三条生理意义均取自官方解析;乌本苷抑制、Na⁺/K⁺ 结合位点侧别据同专题选择题 16 的官方解析补足。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §The Membrane Potential in Animal Cells Depends Mainly on K+ Leak Channels and the K+ Gradient Across the Plasma Membrane · 教材 p. 655

As explained earlier, because of the action of the Na+-K+ pump, there is little Na+ inside the cell, and other intracellular inorganic cations have to be plentiful enough to balance the charge carried by the cell’s fixed anions—the negatively charged organic molecules that are confined inside the cell. This balancing role is performed largely by K+, which is actively pumped into the cell by the Na+-K+ pump and can also move in or out through the K1 leak channels in the plasma membrane.

如前所述,由于Na⁺-K⁺泵的作用,细胞内Na⁺很少,因此必须有足量的其他胞内无机阳离子来平衡细胞固定阴离子(被限制在细胞内的带负电荷有机分子)所带的电荷。承担这一平衡作用的主要是K⁺:它被Na⁺-K⁺泵主动泵入细胞,也可经质膜上的K⁺渗漏通道进出。

注意干净副本此处上标丢失:`K1 leak channels` 实为 K⁺ 渗漏通道。英文答题用 K+ leak channel、fixed anions、resting membrane potential;教材说明静息电位主要由K⁺渗漏通道决定,钠钾泵是通过建立K⁺梯度间接起作用,中文答案「每一循环净泵出一个正电荷」只是其中很小的直接部分。
4问答题
Ca²⁺ 泵的结构与工作原理?
(1)结构:Ca²⁺ 泵又称 Ca²⁺-ATP 酶,是另一类 P 型泵,分布在所有真核细胞的质膜和某些细胞器如内质网、叶绿体和液泡膜上(在肌细胞肌质网膜上含量极丰富,占肌质网膜蛋白 90% 以上)。它是由约 1000 个氨基酸残基组成的跨膜蛋白,与 Na⁺-K⁺泵的 α 亚基同源,含有 10 个跨膜 α 螺旋,其中 3 个螺旋形成跨越脂双层的中央通道。 (2)工作原理:①非磷酸化状态时,2 个通道螺旋中断,在胞质侧形成结合 2 个 Ca²⁺ 的空穴;②ATP 在胞质侧与其结合位点结合,ATP 水解使相邻结构域的天冬氨酸残基磷酸化;③磷酸化导致跨膜螺旋明显重排,破坏原有的 Ca²⁺ 结合位点,把 Ca²⁺ 释放到膜的另一侧;④去磷酸化后构象复原,进入下一循环。Ca²⁺ 泵工作与 ATP 水解相偶联,每消耗 1 分子 ATP 从细胞质基质泵出 2 个 Ca²⁺。 (3)调节与意义(补充得分点):动物细胞质膜 Ca²⁺ 泵的 C 端是钙调蛋白(CaM)结合位点,胞内 Ca²⁺ 浓度升高时形成 Ca²⁺-CaM 复合物结合并激活钙泵;其作用是维持细胞质基质中极低的游离 Ca²⁺ 浓度,保证 Ca²⁺ 作为信号分子发挥作用。
官方解析
结构与工作原理逐条取自官方解析问答题 4;第(3)点的钙调蛋白调节据同专题 A 组考点二第 8 题官方解析补充,作为加分点。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §A P-type ATPase Pumps Ca2+ into the Sarcoplasmic Reticulum in Muscle Cells · 教材 p. 647

The SR is a specialized type of endoplasmic reticulum that forms a network of tubular sacs in the muscle-cell cytoplasm, and it serves as an intracellular store of Ca2+. When an action potential depolarizes the muscle-cell plasma membrane, Ca2+ is released into the cytosol from the SR through Ca21-release channels, stimulating the muscle to contract

肌质网是一种特化的内质网,在肌细胞胞质中形成管状囊网络,充当细胞内的Ca²⁺储库。当动作电位使肌细胞质膜去极化时,Ca²⁺经Ca²⁺释放通道从肌质网释放到细胞质基质,激发肌肉收缩。

注意干净副本此处上标丢失:`Ca21-release channels` 实为 Ca²⁺释放通道。英文答题用 sarcoplasmic reticulum (SR)、Ca2+-release channel、intracellular store;中文答案只说钙泵「对调节肌细胞收缩至关重要」,教材把「释放通道放钙→收缩、钙泵回收→舒张」这对反向过程讲全了。
5问答题
比较吞噬作用与胞饮作用的异同点。
(1)相同点:①胞饮作用与吞噬作用都是通过质膜内陷形成囊泡(胞吞泡),将外界物质输入细胞内;②都涉及质膜的断裂与融合,都是耗能过程;③都参与了细胞信号转导,与细胞生长、发育、代谢及增殖等过程有关。 (2)不同点: ①定义:吞噬作用是一类特殊的胞吞作用,形成的胞吞泡叫吞噬体(phagosome);胞饮作用几乎发生于所有类型的真核细胞,可分为网格蛋白依赖的胞吞作用、胞膜窖依赖的胞吞作用、大型胞饮作用以及非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞作用四种。 ②囊泡大小:吞噬泡直径往往大于 250 nm;胞饮泡直径一般小于 150 nm。 ③发生细胞:吞噬作用往往发生于一些特化的吞噬细胞如巨噬细胞(和中性粒细胞);胞饮作用几乎发生于所有类型的真核细胞。 ④摄取对象与功能:吞噬作用摄取颗粒性物质,在原生生物中是摄取食物的方式,在高等多细胞生物中主要是清除侵染机体的病原体以及衰老或凋亡的细胞;胞饮作用主要摄取可溶性分子,是细胞从胞外摄取特定大分子的有效途径,也是一种选择性浓缩机制,避免摄入大量细胞外液体。 ⑤例子:巨噬细胞通过吞噬作用清除衰老的红细胞;动物细胞通过受体介导的胞吞对胆固醇(LDL)的摄取、鸟类卵细胞摄取卵黄蛋白以及肝细胞摄入转铁蛋白等属于胞饮作用。
官方解析
官方解析原为「相同点 3 条+不同点表格」,表格在 OCR 中被压成连续文本,此处按定义/囊泡大小/发生细胞/功能/例子五栏还原。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Pinocytic Vesicles Form from Coated Pits in the Plasma Membrane · 教材 p. 789

Virtually all eukaryotic cells continually ingest portions of their plasma membrane in the form of small pinocytic (endocytic) vesicles. The rate at which plasma membrane is internalized in this process of pinocytosis varies between cell types, but it is usually surprisingly high. A macrophage, for example, ingests 25% of its own volume of fluid each hour.

几乎所有真核细胞都持续以小胞饮泡(胞吞泡)的形式摄入自身的一部分质膜。不同细胞类型中质膜经胞饮作用被内化的速率不同,但通常高得惊人。例如一个巨噬细胞每小时摄入的液体相当于自身体积的25%。

英文答题用 pinocytosis、pinocytic (endocytic) vesicle。教材的量化对比很好用——巨噬细胞每小时胞饮相当于自身体积25%的液体,正说明胞饮是「持续、几乎所有真核细胞都有」的,与需要受体触发的吞噬作用形成对照。
6问答题
以 LDL 为例,说明受体介导的内吞过程,并从受体的角度解读家庭型高胆固醇血症的发病机理。
(1)受体介导的内吞过程(六步):胆固醇主要在肝细胞合成,极难溶于水,在血液中与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL)运输。 ①LDL 与受体结合:LDL 颗粒与细胞表面的 LDL 受体特异性结合,形成受体-LDL 复合物。 ②网格蛋白包被小窝形成:网格蛋白聚集在膜下,逐渐形成直径 50~100 nm 的质膜凹陷,称网格蛋白包被小窝。 ③发动蛋白组装成环:小分子 GTP 结合蛋白——发动蛋白在深陷的包被小窝颈部组装成环,水解与其结合的 GTP 引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白包被膜泡。 ④膜泡的脱离与脱包被:包被膜泡脱离质膜数秒后网格蛋白解聚脱离,返回质膜附近区域重复使用;脱包被的囊泡与早期内体融合,把转运分子及胞外液体摄入细胞。 ⑤受体的循环利用:内体中低 pH 环境引起 LDL 与受体分离,内体以出芽方式形成含受体的小囊泡返回质膜,受体重复使用。 ⑥LDL 的消化:含 LDL 的内体与溶酶体融合,LDL 被水解,释放出胆固醇和脂肪酸供细胞利用。 (2)家族(家庭)型高胆固醇血症(FH)的发病机理:FH 是遗传性疾病,其病因是 LDL 受体基因突变,导致 LDL 受体数量减少或功能缺陷(如不能与 LDL 结合、或不能聚集到包被小窝而无法内化)。结果 LDL 不能被正常内吞进入细胞、不能有效地从血液中清除,血浆 LDL-胆固醇水平异常升高并在血管壁沉积,引起代谢异常并显著增加动脉粥样硬化和心血管疾病风险。总结:受体数量减少或功能缺陷 → LDL 不能有效结合并被摄取 → 血中 LDL 浓度异常升高。
官方解析
六步内吞过程与 FH 机理均按官方解析逐条整理;解析中「家庭型」即家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolemia)。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Cells Use Receptor-mediated Endocytosis to Import Selected Extracellular Macromolecules · 教材 p. 791

A particularly well-understood and physiologically important example is the process that mammalian cells use to import cholesterol. Many animal cells take up cholesterol through receptor-mediated endocytosis and, in this way, acquire most of the cholesterol they require to make new membrane. If the uptake is blocked, cholesterol accumulates in the blood and can contribute to the formation in blood vessel (artery) walls of atherosclerotic plaques, deposits of lipid and fibrous tissue that can cause strokes and heart attacks by blocking arterial blood flow.

一个研究得特别透彻、生理上又很重要的例子,是哺乳动物细胞摄取胆固醇的过程。许多动物细胞通过受体介导的胞吞摄取胆固醇,并以此获得合成新膜所需的大部分胆固醇。一旦摄取受阻,胆固醇就在血液中蓄积,可促成血管(动脉)壁上动脉簥样硬化斑块的形成——由脂质和纤维组织构成的沉积物,会阻塞动脉血流而引起中风和心肌梗死。

英文答题用 receptor-mediated endocytosis、atherosclerotic plaque、stroke and heart attack。教材点明细胞造新膜所需胆固醇「大部分」靠这条通路摄取,因此LDL受体缺陷不仅使血胆固醇升高,也说明了该通路的生理必需性。
7问答题
如何理解“被动运输减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力创造差别,维持生命的活力”?
(1)被动运输「减少差别」:被动运输包括简单扩散和协助扩散。简单扩散是小分子或离子以热自由运动方式顺着电化学梯度或浓度梯度直接通过脂双层进出细胞;协助扩散是溶质顺着电化学梯度或浓度梯度、在膜转运蛋白协助下的跨膜转运。二者的净效果都是使溶质由高浓度侧向低浓度侧移动,趋向膜两侧浓度平衡,因而减少了细胞与周围环境的差别(这是自发的、熵增的过程,不需细胞供能)。 (2)主动运输「创造差别」:主动运输是载体蛋白介导的物质逆着电化学梯度或浓度梯度的跨膜转运,必须消耗能量(ATP 水解、离子电化学梯度或光能)。它对维持细胞和细胞器的正常功能有三个重要作用:①保证细胞或细胞器从周围环境中摄取必需的营养物质,即使这些物质在环境中浓度很低;②能将细胞内的分泌物、代谢废物以及一些离子排到细胞外,即使胞外浓度比胞内高得多;③能维持一些无机离子在细胞内恒定和最适的浓度,特别是 K⁺、Ca²⁺ 和 H⁺ 的浓度。 (3)总结:概括地说,主动运输逆自发方向做功,主要是维持细胞内环境的稳定以及在不同生理条件下对内环境的快速调整——正是这种被主动建立并维持的浓度差与电位差(如 Na⁺/K⁺ 梯度、膜电位、低 Ca²⁺、溶酶体酸性环境),构成了神经冲动、肌肉收缩、营养吸收和 ATP 合成等生命活动的能量储备,故说它「维持生命的活力」;而被动运输则是这些梯度被利用、被消解的过程。
官方解析
第(1)(2)段逐条取自官方解析;第(3)段的总结句「主动运输主要是维持细胞内环境的稳定及其快速调整」亦为官方解析原意,并按题干要求点明梯度即生命活动的能量储备。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §Chapter 11 章首导言 · 教材 p. 637

By generating inorganic ion–concentration differences across the lipid bilayer, cell membranes can store potential energy in the form of electrochemical gradients, which drive various transport processes, convey electrical signals in electrically excitable cells, and (in mitochondria, chloroplasts, and bacteria) are harnessed to make most of the cell’s ATP.

通过在脂双层两侧制造无机离子的浓度差,细胞膜能以电化学梯度的形式储存势能;这些梯度驱动各种转运过程,在可兴奋细胞中传递电信号,并且(在线粒体、叶绿体和细菌中)被用来合成细胞的大部分ATP。

英文答题用 store potential energy、electrochemical gradient。这句正是「主动运输努力创造差别」的教材原话依据——被创造出来的离子浓度差本身就是细胞的势能库,供转运、电信号和ATP合成三用。

五、实验题实验题

1实验题
在研究肾脏蛋白表达谱时,你获得了一个未知蛋白 X 的一段氨基酸序列(30 个氨基酸),现在已知该蛋白质分子量为 60 kDa,并且是膜蛋白,其余一切不知。 (1)列出一个策略得以克隆该未知蛋白 X 的基因 cDNA。 (2)设计一个实验,证明该蛋白是否有水通道。 (3)列出三种实验方法证明该蛋白在膜上具有流动性。
(1)克隆未知蛋白 X 的基因 cDNA 的策略(简并引物 RT-PCR + RACE): ①获取 mRNA 并逆转录:从肾脏(表达该蛋白的组织)细胞中提取总 RNA,用逆转录酶以 oligo(dT) 引物将 mRNA 逆转录成 cDNA,建立 cDNA 模板/文库。 ②设计引物:根据已知的 30 个氨基酸序列,按密码子的简并性设计简并 PCR 引物(优先选用 Met、Trp 等简并度低的密码子区段);同时用该肽段做蛋白质序列数据库同源性检索,找到与蛋白 X 相似的已知蛋白序列,据此设计更准确的引物。 ③PCR 扩增:以肾脏 cDNA 为模板、用设计的引物进行 PCR,扩增出蛋白 X 的 cDNA 片段。 ④克隆和测序:将 PCR 产物克隆到适当载体中并测序分析,把测得序列翻译后与已知的 30 个氨基酸比对,确认是否得到正确的 cDNA。 ⑤获取全长 cDNA:若仅得到部分序列,用 RACE(Rapid Amplification of cDNA Ends,cDNA 末端快速扩增)技术分别扩增 5′ 端和 3′ 端,拼出全长 cDNA;开放阅读框应编码约 60 kDa(约 540 个氨基酸)的蛋白,且疏水性分析(Kyte-Doolittle)应显示多个跨膜 α 螺旋,与「膜蛋白」信息吻合。 (2)证明该蛋白是否具有水通道功能的实验(核心:异源表达 + 低渗膨胀,设阴性对照与抑制剂对照): ①表达和纯化蛋白 X:把克隆得到的蛋白 X cDNA 导入合适的表达系统(大肠杆菌或真核细胞表达系统)中表达,再经亲和层析、离子交换层析等纯化。 ②脂质体(蛋白脂质体)重建实验:制备含纯化蛋白 X 的脂质体,与只含脂质、不含蛋白 X 的空脂质体(阴性对照)一同置于渗透压突变(如加入高渗蔗糖)或含荧光标记水分子的溶液中;若蛋白 X 是水通道,含蛋白 X 的脂质体水通透性显著升高(体积快速收缩/内部荧光强度快速增加),可用停流光散射法测定水渗透系数 Pf。 ③爪蟾卵母细胞表达系统检测(经典法):把蛋白 X 的 cRNA/cDNA 显微注射入非洲爪蟾卵母细胞使其表达,以注射等体积水的卵母细胞为阴性对照、以注射 AQP1 cRNA 的卵母细胞为阳性对照;将各组移入低渗溶液中,显微镜下记录体积随时间的变化。预期结果:若蛋白 X 具有水通道功能,则表达组卵母细胞迅速吸水膨胀、数分钟内胀破,而对照组仅缓慢膨胀。 ④特异性验证:加 HgCl₂(多数水孔蛋白的经典抑制剂)应可逆地阻断上述快速吸水;另测定其对离子和质子的通透性(膜片钳/电流记录)——真正的水孔蛋白只透水而不导离子、不导 H⁺,以此排除该蛋白是离子通道。 (3)证明该蛋白在膜上具有流动性的三种实验方法: ①荧光漂白恢复技术(FRAP,又称光漂白荧光恢复):用荧光素标记的抗蛋白 X 抗体(或表达 GFP-蛋白 X 融合蛋白)标记该膜蛋白,用激光束照射细胞表面某一小区域使该区荧光淬灭变暗;因膜具有流动性,周围未漂白的荧光分子扩散进入,淬灭区亮度逐渐恢复至与周围相等,根据荧光恢复速度即可推算蛋白 X 的侧向扩散速率与可移动分数。 ②单分子(单颗粒)追踪技术 SPT:用高分辨率显微镜观察荧光(或胶体金)标记的单个蛋白 X 分子在细胞膜上的运动轨迹,分析其运动路径、均方位移和速度,判断其流动性及是否受骨架束缚。 ③荧光抗体免疫标记的细胞融合实验(人-鼠细胞融合实验):用抗人细胞质膜蛋白的红色荧光抗体和抗鼠细胞质膜蛋白的绿色荧光抗体分别标记两种细胞表面的膜蛋白(此处以荧光抗体标记蛋白 X 与另一物种同源蛋白),经灭活仙台病毒介导两种细胞融合;初期融合细胞表面荧光呈分区分布,约 40 min 后两种荧光均匀混合分布,说明膜蛋白随膜流动而移动,即证明蛋白 X 在膜上具有流动性。
官方解析
(1)(2)两问逐条取自官方解析(RT-PCR+RACE 克隆策略、脂质体重建与爪蟾卵母细胞低渗膨胀实验),并按题目「实验设计」要求补齐了阴/阳性对照、HgCl₂ 抑制剂对照与「只透水不导离子」的特异性验证。(3)官方解析只列出 FPR 和单分子追踪两种,第三种「荧光抗体免疫标记的人-鼠细胞融合实验」据《2027 求臻细胞学 高分笔记》专题三「膜流动性的证明」(page_0038)补足。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §There Are Two Main Classes of Membrane Transport Proteins: Transporters and Channels · 教材 p. 639

Although water can slowly diffuse across synthetic lipid bilayers, cells use dedicated channel proteins (called water channels, or aquaporins) that greatly increase the permeability of their membranes to water, as we discuss later.

虽然水能缓慢地扩散通过人工脂双层,但细胞使用专门的通道蛋白(称为水通道或水孔蛋白)来大幅提高其膜对水的通透性,这一点后文还会讨论。

英文答题用 water channel、aquaporin、permeability to water。这句正是「证明未知蛋白X是否为水通道」的判据来源——判定标准不是「能否透水」(脂双层本身就透水),而是「膜的水通透性是否被大幅提高」,所以实验必须设不表达该蛋白的阴性对照做定量比较。

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【细胞真题】来源A《细胞真题》(华中农业大学2007—2026年历年真题回忆版,PaddleOCR 共36页,只有题目、没有参考答案)已逐页通读第1—36页全文,未抽样。共命中专题4考题39道,按题型拆为4个文件:1a=名词解释9题、1b=名词解释8题+填空题2题、1c=选择题10题、1d=简答/问答/论述/实验题10题。因该资料的答案部分位于原PDF第37页之后、本次OCR未覆盖,故全部答案依《2027求臻细胞学 高分笔记》专题4(page_0043~0058;考点一=膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输,考点二=ATP驱动泵与主动运输,考点三=胞吞作用与胞吐作用)与 MBoC 7e 第11章整理,answer_source 统一标注为「据高分笔记整理」或「据教材整理」;relevance 采用《高分笔记》本章自身的三个考点编号。按章界排除的边缘题(逐条列名):①2018年一、4「离子通道偶联受体」与2025年一、5「Ion Channel-Coupled Receptor」——《高分笔记》把离子通道偶联受体列在细胞信号转导专题,《真题狂背》亦归第十一章,两个名词解释均不收;②2014年一、2「神经递质」——属细胞通讯/信号转导专题(《真题狂背》归第十六章),不收;③2014年二、10「Sarcoplasmic reticulum(肌质网)」与2013年二、3「细胞内有哪些Ca²⁺库?说明钙库储存Ca²⁺有何生理意义」——虽牵涉Ca²⁺泵,但主体考内质网/肌质网与钙信号(《真题狂背》分别归第五章、第十一章),不收;④2015年一、5「ATP合酶『结合变构』模型」与2026年二、14「提供合成ATP的跨膜质子梯度的是」——虽与F型质子泵相关,但主体属专题7线粒体与叶绿体的能量转换,不收;⑤2008年一、3、2010年一、1、2011年一、3、2015年一、7「晚胞内体」、2019年一、5「胞内体(endosome)」——属专题5内膜系统,不收;⑥2013年四、3「脂质体是人工制备的连续脂双层的球形脂质小囊。如何利用脂质体研究膜蛋白(以ATP酶为例)的功能?」——虽以ATP酶(泵)为例,但主体考脂质体这一膜研究手段,已收入专题3(exam_cell_ch3_1c),此处不重复收;⑦2022年二、7「从高尔基体TGN出芽的包被膜泡,从外到内的分子排列顺序」与2025年二、12「下列哪种蛋白不属于包被蛋白」——虽涉网格蛋白,但考的是高尔基体出芽的膜泡运输,属专题6,不收;⑧2024年三、1(2)「简述AVP被分泌出细胞的过程」——该小问考调节型胞吐,但整题主体为cAMP信号通路与泛素化降解,归信号转导专题,不收;⑨2026年二、19「GPCR激活的下游分子是」(干扰项D为ABC转运家族蛋白)——主体考GPCR,不收;⑩2016年四、2「细胞在激素处理后cAMP-诱导的基因会被大大诱导……蛋白磷酸酶1会直接影响cAMP-门控的离子通道吗」——主体考蛋白磷酸化与信号转导,不收;⑪2009年二、8/2017年二、2/2022年二、6「膜蛋白糖基化程度最高的是」与2022年二、15「构成细胞膜的磷脂主要在哪个细胞器中合成」——分别属专题5、专题3,不收;⑫2022年三、3「一种有毒植物的多肽能使线粒体在膜上形成一个跨膜通道,线粒体膜间隙中的蛋白质通过这一跨膜通道进入细胞质基质中……」——虽出现「跨膜通道」,但实质考细胞色素c释放与细胞凋亡(《真题狂背》归第七章),不收;⑬2026年二、9「核糖体完成新生肽链的合成和跨内质网膜转运的是」(干扰项D为胞吞作用)——主体考共翻译转运,属专题6,不收。已收入的边界题(relevance 内另有说明):2017年二、14「关于离子通道受体,下列哪项叙述是错误的」——受体属性偏信号转导,但《真题狂背》明确将该选择题归入第四章且实质考配体门控离子通道,故收;2025年四、1「霍乱毒素+口服补液疗法」——前半问考GPCR信号,后半问「90 mM氯化钠与110 mM葡萄糖」正是Na⁺驱动的葡萄糖同向协同转运,《真题狂背》解析注明「教材出处:第四章;第十一章」,故收;2010年四、1「高渗、低渗和等渗介质」与2026年二、7「血红细胞盐浓度0.7%放入0.5%盐溶液」——考渗透与水的跨膜运动,属考点一中脂双层通透性与水孔蛋白,故收。 | 【细胞真题】接 exam_cell_ch4_1a.json(完整说明见该文件)。本文件收录来源A《细胞真题》专题4的名词解释后8题(第10~17题)与填空题2题,共10题。 | 【细胞真题】接 exam_cell_ch4_1a.json(完整说明见该文件)。本文件收录来源A《细胞真题》专题4的选择题10题(第20~29题)。 | 【细胞真题】接 exam_cell_ch4_1a.json(完整说明见该文件)。本文件收录来源A《细胞真题》专题4的简答题、问答题、论述题与实验设计题共10题(第30~39题)。 | 【细胞真题狂背】来源B《细胞真题狂背》(华中农大27版按章节,PaddleOCR 共104页,自带参考答案)已逐页通读全文(目录、第一章至第十六章及卷末「求臻-其他未分类」全部小节),未抽样。共命中专题4考题30道,按题型拆为3个文件:2a=名词解释11题、2b=小题9题(填空2+选择7)、2c=大题10题。答案全部照抄原资料的【参考答案】/【求臻答案】,answer_source 一律为「真题资料原答案」;LaTeX 公式已还原为 Unicode,OCR 明显错字已按上下文订正并在 explain 中注明。relevance 采用《2027求臻细胞学 高分笔记》专题4(page_0043~0058)自身的三个考点编号:考点一=膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输,考点二=ATP驱动泵与主动运输,考点三=胞吞作用与胞吐作用。 《狂背》章节归类核查结果:本资料「求臻-第四章-物质的跨膜运输」小节(原PDF第17~22页)内共28题,经逐题按考点内容复核,全部确属专题4(其中「关于离子通道受体,下列哪项叙述是错误的」【2017】为边界题,题面以受体立论但实质考配体门控离子通道,予以保留并在 relevance 注明);另有2题被归错章、需从别处捞回:①「将细胞分别放入高渗、低渗和等渗介质中,会发生什么现象,并解释原因」【2010】被放在卷末「求臻-其他未分类 三、大题背诵 第5题」(p94),实为脂双层通透性/水孔蛋白/渗透,属专题4;②「霍乱毒素干扰GPCR信号通路……口服补液疗法(90 mM氯化钠与110 mM葡萄糖)的工作原理」【2025】被放在「第十一章-细胞信号转导 三、第20题」(p68~69),但其自带解析已明确注明「教材出处:第四章;第十一章」,后半问正是Na⁺驱动的葡萄糖同向协同转运。故本章归错章比例为 2/30 ≈ 6.7%,明显低于前三章约40%的水平,《狂背》第四章的归类总体可信。 按章界排除的边缘题(逐条列名):①第十一章 一、9「离子通道偶联受体(ion channel-coupled receptor)」【2018】【2025】——《高分笔记》把它列在细胞信号转导专题,不收;②第五章 三、3「细胞内有哪些Ca²⁺库?说明钙库储存Ca²⁺有何生理意义?」——虽牵涉Ca²⁺-ATP酶,但主体考内质网/肌质网与钙信号,其解析注明「第五章、第十一章」,不收;③第五章 一、2「胞内体(endosome)」【2008】【2010】【2011】【2015】【2019】——属专题5内膜系统,不收;④第五章 二、7 判断题「溶酶体只消化由细胞内吞作用吞入细胞的物质」【2017】——考溶酶体功能,不收;⑤第六章 二、4「从高尔基体TGN出芽的包被膜泡,从外到内的分子排列顺序」【2022】与二、5「下列哪种蛋白不属于包被蛋白」【2025】——虽涉网格蛋白,但属专题6蛋白质分选与膜泡运输,不收;⑥其他未分类 三、11「脂质体是人工制备的连续脂双层的球形脂质小囊。如何利用脂质体研究膜蛋白(以ATP酶为例)的功能?」【2013】——虽以ATP酶(泵)为例,主体考脂质体这一膜研究手段,已收入专题3(exam_cell_ch3_2b),不重复收;⑦第十六章 一、9「神经递质(neurotransmitter)」【2014】——属细胞通讯专题,不收;⑧第七章 三、5「一种有毒植物的多肽能使线粒体在膜上形成一个跨膜通道……」【2022】——考线粒体膜间隙蛋白释放与凋亡,属专题7/专题15,不收。 另需说明:《狂背》为27版,收录范围截至2025年真题,未包含2026年真题;2026年的4道专题4考题(名词解释 active transport,选择题「血液中的葡萄糖如何进入肌肉」「血红细胞盐浓度0.7%放入0.5%盐溶液」「受体介导的胞吞作用中大部分受体最后的去路」)仅见于来源A《细胞真题》,已收入 exam_cell_ch4_1b/1c。 | 【细胞真题狂背】接 exam_cell_ch4_2a.json(完整说明见该文件)。本文件收录来源B《细胞真题狂背》「第四章-物质的跨膜运输 二、华中农业大学历年真题小题知识」全部9题(填空题2题+选择题7题)。原资料该小节标注「如需解析,请移步求臻第4册历年真题资料」,仅给出括号内答案而无解析,故 explain 由《2027求臻细胞学 高分笔记》专题4整理补充,答案本身仍为原资料原文。 | 【细胞真题狂背】接 exam_cell_ch4_2a.json(完整说明见该文件)。本文件收录来源B《细胞真题狂背》专题4的大题共10题:第21~28题为「第四章-物质的跨膜运输 三、华中农业大学历年真题大题背诵」全部8题;第29、30题为被原资料归错章、按考点内容捞回本章的2题——第29题原在卷末「求臻-其他未分类 三、大题背诵 第5题」(p94),第30题原在「第十一章-细胞信号转导 三、第20题」(p68~69,其自带解析已注明「教材出处:第四章;第十一章」)。答案均照抄原资料原文。

名词解释16 题

1名词解释2009 · 华中农业大学 · 细胞真题 p5(2009年 一、名词解释 第5题);细胞真题狂背 p17(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第1题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——通道蛋白及其功能
通道蛋白
通道蛋白是膜转运蛋白的两大类之一,普遍存在于各类真核细胞的质膜以及细胞内膜上【分布】。通道蛋白通过形成贯穿脂双层的亲水性通道,实现对特异溶质的跨膜转运;所有通道蛋白均以协助扩散(被动运输)的方式运输溶质,不需要细胞提供代谢能量【机制】。通道蛋白有三种类型:离子通道(占大多数)、孔蛋白以及水孔蛋白【分类】。主要特点:①转运时通道蛋白本身并不直接与溶质结合,也不对溶质作任何共价修饰,只有大小和电荷适宜的离子才能通过,其离子选择性取决于通道的直径、形状和带电氨基酸残基的分布;②转运速率极高,每个通道每秒可通过10⁷~10⁸个离子,比已知任何一种载体蛋白最快的转运速率高1000倍以上,且没有饱和值;③离子通道并非连续性开放而是门控的,即通道的开启或关闭受膜电位变化、化学信号或压力刺激的调控【特点】。
据高分笔记整理
按「定义+分布+机制+分类+特点」分段作答最稳;答题时务必与载体蛋白对照记忆——通道蛋白只介导协助扩散、速率极高、无饱和值,载体蛋白靠一系列构象改变转运、具饱和动力学且可介导主动运输。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §Summary(CHANNELS AND THE ELECTRICAL PROPERTIES OF MEMBRANES) · 教材 p. 679

Ion channels form aqueous pores across the lipid bilayer and allow inorganic ions of appropriate size and charge to cross the membrane down their electrochemical gradients at rates about 1000 times greater than those achieved by any known transporter. The channels are “gated” and usually open transiently in response to a specific perturbation in the membrane, such as a change in membrane potential (voltage-gated channels), or the binding of a neurotransmitter to the channel (transmitter-gated channels).

离子通道在脂双层上形成含水的孔道,允许大小和电荷合适的无机离子顺各自的电化学梯度跨膜,速率比任何已知载体蛋白高约1000倍。这类通道是「门控」的,通常只在膜受到特定扰动时短暂开放,例如膜电位改变(电压门控通道),或神经递质与通道结合(递质门控通道)。

英文答题用 ion channel、gated、electrochemical gradient。教材把「速率比载体蛋白高1000倍」直接写成对比句,比中文答案的「10⁷~10⁸个离子/秒」更适合写进英文定义。
MBoC 7e Ch.11 · §Ion Channels Are Ion-selective and Fluctuate Between Open and Closed States · 教材 p. 654

The second important distinction between ion channels and aqueous pores is that ion channels are not continually open. Instead, they are gated, which allows them to open briefly and then close again. Moreover, with prolonged (chemical or electrical) stimulation, most ion channels go into a closed “desensitized,” or “inactivated,” state, in which they are refractory to further opening until the stimulus has been removed, as we discuss later.

离子通道与普通含水孔道的第二个重要区别是:离子通道并非持续开放,而是门控的,使其能短暂开启后再次关闭。而且在持续的(化学或电)刺激下,大多数离子通道会进入一种关闭的「脱敏」或「失活」状态,在刺激撤除前对进一步开放不再反应。

英文答题用 gated、desensitized、inactivated。除「门控」外,教材还强调持续刺激会让通道进入脱敏/失活态,这是中文答案没有的一层,答名词解释时可作加分点。
2名词解释2010 · 华中农业大学 · 细胞真题 p9(2010年 一、名词解释 第6题);细胞真题狂背 p17(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第2题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——离子通道的门控类型(配体门控)
配体门控通道
配体门控通道属于离子通道的一种,是膜转运蛋白【定义】。离子通道蛋白按激活信号不同分为电压门控通道、配体门控通道和应力激活通道三类,配体门控通道的门控机制是:细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合后,引起通道蛋白构象改变,从而使离子通道开启或关闭【机制】。按配体来源可分为细胞外配体门控通道和细胞内配体门控通道两种类型【分类】。以神经递质门控离子通道为例,当神经递质(如乙酰胆碱、γ-氨基丁酸)与通道蛋白上的受体部位结合后,通道开放,离子顺电化学梯度快速通过,从而改变细胞的兴奋性【举例】。
据高分笔记整理
本名解的采分点是「离子通道的一种+配体结合引起构象改变而开关+分胞内/胞外配体两类+神经递质门控通道举例」;注意与「离子通道偶联受体」区分,后者是信号转导专题的受体类型。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §Transmitter-gated Ion Channels Convert Chemical Signals into Electrical Ones at Chemical Synapses · 教材 p. 669

When an action potential arrives at the presynaptic site, the depolarization of the membrane opens voltage-gated Ca2+ channels that are clustered in the presynaptic membrane. Ca2+ influx triggers the release into the cleft of small signal molecules known as neurotransmitters that are stored in membrane-enclosed synaptic vesicles and released by exocytosis

动作电位到达突触前部位时,膜去极化使聚集在突触前膜的电压门控Ca²⁺通道开放。Ca²⁺内流触发神经递质释放到突触间隙——这些小信号分子储存在有膜包裹的突触小泡内,靠胞吐作用释放。

教材把神经递质激活的一类配体门控通道叫 transmitter-gated channel(递质门控通道),英文答题用这个词最稳;教材强调的是「电压门控Ca²⁺通道开放→胞吐释放递质→配体门控通道开放」的接力,中文答案未提这一上游环节。
MBoC 7e Ch.11 · §Transmitter-gated Ion Channels Convert Chemical Signals into Electrical Ones at Chemical Synapses · 教材 p. 670

Unlike the voltage-gated channels responsible for action potentials, transmitter-gated channels are relatively insensitive to the membrane potential and therefore cannot by themselves produce a selfamplifying excitation. Instead, they produce local permeability increases, and hence changes of membrane potential, that are graded according to the amount of neurotransmitter released at the synapse and how long it persists there.

与产生动作电位的电压门控通道不同,递质门控通道对膜电位相对不敏感,因而自身不能产生自我放大的兴奋。它们引起的是局部通透性升高、进而引起膜电位改变,其幅度随突触处释放的神经递质量以及递质滞留时间的长短而分级。

注意干净副本此处连字符丢失:`selfamplifying` 实为 self-amplifying。英文答题用 transmitter-gated channel、ionotropic receptor、graded;教材指出递质门控通道产生的是分级电位而非全或无的动作电位,中文答案只说「通道开放、改变兴奋性」,这一点可补。
3名词解释2012 · 华中农业大学 · 细胞真题 p11(2012年 一、名词解释 第2题);细胞真题狂背 p17(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第3题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——通道蛋白及其功能
膜通道蛋白
膜通道蛋白即通道蛋白,是膜转运蛋白的两大类之一,普遍存在于各类真核细胞的质膜以及细胞内膜上【分布】。通道蛋白通过形成亲水性通道,实现对特异溶质的跨膜转运,所有通道蛋白均以协助扩散的方式运输溶质【机制】。通道蛋白有三种类型:离子通道、孔蛋白以及水孔蛋白【分类】。其运输作用具有选择性,本身并不直接与小的带电荷的分子相互作用,只有大小和电荷适宜的离子才能通过;转运速率极高且无饱和值;离子通道具有门控性,开启或关闭受膜电位变化、化学信号或压力刺激的调控【特点】。
据高分笔记整理
与2009年、2023年考的「通道蛋白(channel protein)」为同一名词,答案通用;华中农大近20年三次考查此名词,属高频必背。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §There Are Two Main Classes of Membrane Transport Proteins: Transporters and Channels · 教材 p. 639

The pores allow specific solutes (such as inorganic ions of appropriate size and charge, and in some cases small molecules, including water, glycerol, and ammonia) to pass through them and thereby cross the membrane. Because no stepwise conformational changes are required once a channel is opened, it is not surprising that transport through channels occurs at a much faster rate than transport mediated by transporters.

这些孔道允许特定溶质通过从而跨膜,包括大小与电荷合适的无机离子,某些情况下还包括水、甘油和氨等小分子。通道一旦开放就不再需要逐步的构象改变,所以通过通道的转运速率远高于载体蛋白介导的转运。

英文答题用 channel、pore、transporter。教材点明通道之所以快,是因为开放后无需逐步构象改变——这是中文答案「转运速率极高、无饱和值」背后的机制原因;教材还把甘油、氨也列为通道可过的小分子。
MBoC 7e Ch.11 · §There Are Two Main Classes of Membrane Transport Proteins: Transporters and Channels · 教材 p. 639

Transporters (sometimes called carriers or permeases) bind the specific solute to be transported and undergo a series of conformational changes that alternately expose solute-binding sites on one side of the membrane and then on the other side to transfer the solute across it. Channels, by contrast, interact much more transiently with the solute to be transported. When opened by conformational changes, channels form continuous pores that extend across the lipid bilayer.

载体蛋白(有时称 carrier 或 permease)结合待转运的特定溶质,并经历一系列构象改变,使溶质结合位点交替暴露于膜的一侧再暴露于另一侧,从而把溶质转运过膜。相比之下,通道蛋白与待转运溶质的相互作用短暂得多;构象改变使其开放时,通道形成贯穿脂双层的连续孔道。

英文答题用 transporter (carrier/permease)、channel、conformational change。这段是「载体蛋白 vs 通道蛋白」对比的标准教材句式,中文答案「通过形成亲水性通道实现转运」对应 form continuous pores that extend across the lipid bilayer。
4名词解释2013 · 华中农业大学 · 细胞真题 p12(2013年 一、名词解释 第3题);细胞真题狂背 p17(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第4题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——离子通道的门控类型(电压门控)
电压门控通道
电压门控通道是离子通道的一种,属于膜转运蛋白【定义】。其门控机制是:通道蛋白中带电荷的蛋白质结构域会随跨膜电位梯度的改变而发生相应的移动,从而使离子通道开启或关闭【机制】。它主要存在于神经元、肌细胞及腺上皮细胞等可兴奋细胞上,包括电压门控K⁺通道、Ca²⁺通道、Na⁺通道和Cl⁻通道【分布与举例】。动作电位的产生即依赖电压门控Na⁺通道与K⁺通道的规律性开启和关闭:去极化时电压门控Na⁺通道打开使Na⁺大量内流,随后Na⁺通道关闭、K⁺通道打开使K⁺外流而复极化【意义】。
据高分笔记整理
答题时把「电压感受器随膜电位改变而移动」这一机制写清楚是关键采分点;可顺带联系动作电位加分。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §Voltage-gated Cation Channels Generate Action Potentials in Electrically Excitable Cells · 教材 p. 662

The plasma membrane of all electrically excitable cells—not only neurons, but also muscle, endocrine, and egg cells—contains voltage-gated cation channels, which are responsible for generating the action potentials. An action potential is triggered by a depolarization of the plasma membrane; that is, by a shift in the membrane potential to a less negative value inside.

所有可兴奋细胞的质膜——不只是神经元,还有肌细胞、内分泌细胞和卵细胞——都含有电压门控阳离子通道,动作电位由它们产生。动作电位由质膜去极化触发,即膜电位向膜内负值减小的方向移动。

英文答题用 voltage-gated cation channel、depolarization。教材把可兴奋细胞的范围列到内分泌细胞和卵细胞,比中文答案的「神经元、肌细胞及腺上皮细胞」更宽。
MBoC 7e Ch.11 · §Voltage-gated Cation Channels Generate Action Potentials in Electrically Excitable Cells · 教材 p. 663

Each domain also contains a voltage sensor that is characterized by an unusual transmembrane helix, S4, that contains many positively charged amino acids. When the membrane is polarized, these charges are exposed on the negatively charged cytosolic side of the membrane. Because of the charge compensation, this conformation is thermodynamically stabilized in a polarized membrane. As the membrane becomes depolarized, the S4 helices experience the electrostatic force that now stabilizes an alternative conformation in which the helices have twisted and expose the charges to the opposite, extracellular side of the membrane.

每个结构域还含有一个电压感受器,其特征是一条不寻常的跨膜螺旋S4,内含许多带正电荷的氨基酸。膜处于极化状态时,这些电荷暴露在膜的带负电荷的胞质侧;由于电荷补偿,该构象在极化膜中被热力学稳定。当膜去极化时,S4螺旋受到静电力作用,此时被稳定的是另一种构象——螺旋发生扭转,把电荷暴露到膜的另一侧即胞外侧。

英文答题用 voltage sensor、S4 helix、polarized / depolarized。中文答案「带电荷的蛋白质结构域随跨膜电位梯度改变而移动」,教材具体到S4螺旋上的正电荷及其扭转,可作机制细化。
5名词解释2015 · 华中农业大学 · 细胞真题 p14(2015年 一、名词解释 第3题);细胞真题狂背 p17(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第5题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——通道蛋白之水孔蛋白
水孔蛋白
水孔蛋白(aquaporin,AQP)是通道蛋白的一种,是水分子的跨膜通道【定义】。从细菌到植物、从动物到人,水孔蛋白广泛存在于所有细胞的质膜上【分布】。红细胞是研究水孔蛋白的理想模型,第一个水孔蛋白CHIP28即从红细胞膜中发现,后统一命名为AQP1;水孔蛋白由4个亚基组成四聚体,每个亚基由6个跨膜α螺旋组成,每个亚基单独形成一个供水分子通过的中央孔,孔径约0.28 nm、水孔长约2 nm【结构】。AQP1对水分子表现出高度特异的通透性,这与两个半跨膜区的Asn-Pro-Ala模式有关,其孔径无法通过比水分子大的物质,Asn残基所带的正电荷又排除了质子的通过,故只允许水而不允许离子或其他小分子溶质通过(AQP8对尿素、AQP7对甘油有通透性属特例)【特异性】。功能上,水孔蛋白介导水分子的快速被动跨膜转运,对细胞渗透压以及生理与病理调节十分重要,如人肾近曲小管对原尿中水的重吸收(每天产生约180 L原尿,最终仅约1 L排出体外)、从脑中排出额外的水、唾液和眼泪的形成等;植物水孔蛋白在种子萌发、细胞伸长、气孔运动、受精以及抗旱等逆境应答中调节水分的快速跨膜转运【功能】。
据高分笔记整理
本名解按「定义+分布+结构(四聚体、6个跨膜α螺旋、0.28 nm孔径)+特异性(Asn-Pro-Ala排斥质子)+功能举例」作答;2021年华中农大还以「水孔蛋白发现简史」出过大题,需连带掌握。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §Aquaporins Are Permeable to Water but Impermeable to Ions · 教材 p. 652

In addition to the direct diffusion of water across the lipid bilayer, some prokaryotic and eukaryotic cells have water channels, or aquaporins, embedded in their plasma membranes to allow water to move more rapidly. Aquaporins are particularly abundant in animal cells that must transport water at high rates, such as the epithelial cells of the kidney or exocrine cells that must transport or secrete large volumes of fluids

除水分子直接经脂双层扩散外,一些原核细胞和真核细胞的质膜上还嵌有水通道(水孔蛋白),使水的移动更快。水孔蛋白在必须高速转运水的动物细胞中特别丰富,例如肾的上皮细胞,以及必须转运或分泌大量液体的外分泌细胞。

英文答题用 water channel / aquaporin。教材强调水孔蛋白并非水跨膜的唯一途径,脂双层直接扩散始终存在,水孔蛋白只是把速率大幅提高;另注意教材用词是「some prokaryotic and eukaryotic cells」,比中文答案「广泛存在于所有细胞质膜」更谨慎。
MBoC 7e Ch.11 · §Aquaporins Are Permeable to Water but Impermeable to Ions · 教材 p. 653

The pore is too narrow for any hydrated ion to enter, and the energy cost of dehydrating an ion would be enormous because the hydrophobic wall of the pore cannot interact with a dehydrated ion to compensate for the loss of water. This design readily explains why the aquaporins cannot conduct K+, Na+, Ca2+, or Cl– ions.

孔道太窄,任何水合离子都进不去;而使离子脱水的能量代价极大,因为孔道的疏水壁无法与脱水离子相互作用来补偿失水的损失。这一设计很容易解释水孔蛋白为何不能通过K⁺、Na⁺、Ca²⁺或Cl⁻。

英文答题用 hydrated ion、dehydration、impermeable to ions。教材给出的离子排斥机制是「孔太窄+脱水代价太大+疏水壁无法补偿」,中文答案只说「孔径无法通过比水大的物质」,按教材补上能量论证更完整。
6名词解释2015 · 华中农业大学 · 细胞真题 p14(2015年 一、名词解释 第4题);细胞真题狂背 p17(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第6题)考点二 ATP驱动泵与主动运输——ABC超家族
ABC 超家族
ABC超家族又称ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter),是ATP驱动泵的四大类之一(其余三类为P型泵、V型质子泵和F型质子泵),前三类转运离子,ABC超家族则主要转运小分子【定义】。该家族含有几百种不同的转运蛋白,广泛分布于从细菌到人类的各种生物中,是最大的一类转运蛋白【分布】。每种ABC转运蛋白对底物或底物基团具有特异性,共享由4个「核心」结构域组成的结构模式:2个跨膜结构域(T),每个由6个跨膜α螺旋组成,形成底物运输的通路并决定底物特异性;2个凸向胞质侧的ATP结合域(A),具有ATPase活性【结构】。工作模式为:ATP与转运蛋白结合诱导2个ATP结合域二聚化,引起构象改变,使底物结合部位暴露于质膜的另一侧;ATP水解及ADP解离使ATP结合域解离,构象恢复原状【机制】。ABC转运蛋白是细菌质膜上糖、氨基酸、磷脂和肽的转运蛋白,也是哺乳类细胞质膜上磷脂、亲脂性药物、胆固醇等的转运蛋白,在肝、小肠和肾分布丰富,可将天然毒物和代谢废物排出体外;其中从肿瘤细胞鉴定出的多药抗性转运蛋白能将抗生素或抗癌药物泵出细胞而赋予细胞抗药性,人类遗传病囊性纤维化则由ABC转运蛋白CFTR突变导致Cl⁻转运异常引起【意义】。
据高分笔记整理
《高分笔记》明确提示「ABC超家族名解经常考,问答题不怎么考」;采分点为「ATP驱动泵之一+最大转运蛋白家族+2个T结构域+2个A结构域+多药抗性与囊性纤维化」。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §ABC Transporters Constitute the Largest Family of Membrane Transport Proteins · 教材 p. 649

The last type of transport ATPase that we discuss here is the family of ABC transporters, so named because each member contains two highly conserved ATPase domains, or ATP-binding “cassettes,” on the cytosolic side of the membrane. ATP binding brings together the two ATPase domains, and ATP hydrolysis leads to their dissociation

本节讨论的最后一类转运ATP酶是ABC转运蛋白家族,得名于每个成员在膜的胞质侧都含有两个高度保守的ATP酶结构域,即ATP结合「盒」。ATP结合使这两个ATP酶结构域靠拢,ATP水解则使它们解离。

英文答题用 ABC transporter、ATP-binding cassette、ATPase domain。教材把「ATP结合→二聚化、ATP水解→解离」写成一个循环,正是中文答案的工作模式;英文答题时「跨膜结构域」写 transmembrane domain、「ATP结合域」写 ATPase domain。
MBoC 7e Ch.11 · §ABC Transporters Constitute the Largest Family of Membrane Transport Proteins · 教材 p. 650

Although each transporter is thought to be specific for a particular molecule or class of molecules, the variety of substrates transported by this superfamily is great and includes inorganic ions, amino acids, monosaccharides and polysaccharides, peptides, lipids, drugs, and, in some cases, even proteins that can be larger than the transporter itself. The first eukaryotic ABC transporters identified were discovered because they pump hydrophobic drugs out of the cytosol. One of these transporters is the multidrug resistance (MDR) protein, also called P-glycoprotein.

虽然每种转运蛋白被认为只对某一特定分子或某类分子有特异性,但这个超家族转运的底物种类极多,包括无机离子、氨基酸、单糖和多糖、肽、脂质、药物,某些情况下甚至包括比转运蛋白本身还大的蛋白质。最早被鉴定出来的真核ABC转运蛋白,是因为能把疏水性药物泵出细胞质基质而被发现的;其中之一就是多药抗性(MDR)蛋白,又称P-糖蛋白。

英文答题用 multidrug resistance (MDR) protein、P-glycoprotein、substrate specificity。教材的底物清单比中文答案更全(含多糖和比转运蛋白本身还大的蛋白质),MDR蛋白的正式别名 P-glycoprotein 是常考英文名。
7名词解释2016 · 华中农业大学 · 细胞真题 p15(2016年 一、名词解释 第9题);细胞真题狂背 p17(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第7题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——主动运输的定义、特点与分类
主动运输 (active transport)
主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式【定义】,普遍存在于动物、植物细胞和微生物细胞。其特点是:①逆浓度梯度(逆电化学梯度)运输;②依赖于膜转运蛋白;③需要细胞代谢提供能量,并对代谢毒性敏感;④具有选择性和特异性【特点】。根据能量来源的不同,主动运输可分为三种基本类型:由ATP直接提供能量的ATP驱动泵(含P型泵、V型质子泵、F型质子泵和ABC超家族)、由电化学梯度间接提供能量的协同转运(偶联转运蛋白,含同向协同转运与反向协同转运),以及利用光能的光驱动泵(主要见于细菌,如菌紫红质)【分类】。
据高分笔记整理
2026年该名词以英文 active transport 再考一次。答题必须写全「三种能量来源分类」,这是本名解的核心采分点。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §Active Transport Is Mediated by Transporters Coupled to an Energy Source · 教材 p. 640

In addition to passive transport, cells need to be able to actively pump certain solutes across the membrane “uphill,” against their electrochemical gradients. Such active transport is mediated by transporters whose pumping activity is directional because it is tightly coupled to a source of metabolic energy, such as an ion gradient or ATP hydrolysis, as discussed later. Transmembrane movement of small molecules mediated by transporters can be either active or passive, whereas that mediated by channels is always passive

除被动运输外,细胞还须能把某些溶质逆电化学梯度「上坡」主动泵过膜。这种主动运输由载体蛋白介导,其泵送具有方向性,因为它与代谢能量来源紧密偶联,如离子梯度或ATP水解。载体蛋白介导的小分子跨膜运动可以是主动的也可以是被动的,而通道蛋白介导的则始终是被动的。

英文答题用 active transport、uphill、against the electrochemical gradient。教材明确主动运输由载体蛋白介导、通道蛋白永远只做被动运输,与中文答案「由载体蛋白所介导」一致,可直接引作定义句。
MBoC 7e Ch.11 · §There Are Three Classes of ATP-driven Pumps · 教材 p. 646

ATP-driven pumps are often called transport ATPases because they hydrolyze ATP to ADP and phosphate and use the energy released to pump ions or other solutes across a membrane. There are three principal classes of ATP-driven pumps

ATP驱动泵常被称为转运ATP酶,因为它们把ATP水解为ADP和磷酸,并利用释放的能量把离子或其他溶质泵过膜。ATP驱动泵主要有三类。

英文答题用 ATP-driven pump、transport ATPase。注意教材把ATP驱动泵分为P型泵、ABC转运蛋白、V型泵(F型ATP合酶为其近亲)三大类,与中文答案「P型、V型、F型、ABC」四分法口径不同,答英文题时按教材的三类写。
8名词解释2018 · 华中农业大学 · 细胞真题 p19(2018年 一、名词解释 第2题);细胞真题狂背 p17—p18(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第8题)考点二 ATP驱动泵与主动运输——P型泵之Ca²⁺泵
Ca²⁺泵
Ca²⁺泵又称Ca²⁺-ATP酶,属于ATP驱动泵中的P型泵【定义】。它分布在所有真核细胞的质膜和某些细胞器如内质网、叶绿体和液泡膜上;在肌肉细胞的肌质网膜上,Ca²⁺泵占肌质网膜蛋白的90%以上【分布】。Ca²⁺泵是由约1000个氨基酸残基组成的跨膜蛋白,与Na⁺-K⁺泵的α亚基同源,含10个跨膜α螺旋,其中3个螺旋形成跨越脂双层的中央通道【结构】。其工作与ATP水解相偶联:非磷酸化状态时2个通道螺旋中断形成胞质侧结合2个Ca²⁺的空穴,ATP结合并水解使相邻结构域的天冬氨酸残基磷酸化,导致跨膜螺旋明显重排,破坏Ca²⁺结合位点并把Ca²⁺释放到膜的另一侧;每消耗1分子ATP从细胞质基质泵出2个Ca²⁺【机制】。功能上,Ca²⁺泵主要将Ca²⁺输出细胞或泵入内质网腔中储存起来,以维持细胞质基质中极低浓度的游离Ca²⁺;肌质网膜上的Ca²⁺泵将Ca²⁺泵入肌质网,对调节肌细胞的收缩运动至关重要。此外,动物细胞质膜上的Ca²⁺泵C端是钙调蛋白(CaM)的结合位点,胞内Ca²⁺升高时Ca²⁺-CaM复合物与之结合可调节泵活性,而内质网型Ca²⁺泵没有钙调蛋白结合域【功能】。
据高分笔记整理
该名词2018、2021、2023年三次考查(2023年以英文 Ca²⁺ pump 出现),属超高频;采分点为「P型泵+与Na⁺-K⁺泵α亚基同源+每水解1分子ATP泵出2个Ca²⁺+维持胞质低钙、调节肌肉收缩」。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §A P-type ATPase Pumps Ca2+ into the Sarcoplasmic Reticulum in Muscle Cells · 教材 p. 647

Enzymatic studies and analyses of the three-dimensional structures of transport intermediates of the SR Ca2+ pump and related pumps have revealed the molecular mechanism of P-type transport ATPases in great detail. They all have similar structures, containing 10 transmembrane α helices connected to three cytosolic domains

对肌质网Ca²⁺泵及相关泵的转运中间体所做的酶学研究和三维结构分析,已十分详尽地揭示了P型转运ATP酶的分子机制。它们的结构都相似,含10个跨膜α螺旋,连接3个胞质侧结构域。

英文答题用 P-type transport ATPase、transmembrane α helix、cytosolic domain。教材把胞质侧结构域数清为3个(核苷酸结合域、磷酸化域、致动域);中文答案只说「10个跨膜α螺旋、其中3个形成中央通道」,可把这3个胞质结构域补上。
MBoC 7e Ch.11 · §A P-type ATPase Pumps Ca2+ into the Sarcoplasmic Reticulum in Muscle Cells · 教材 p. 647

Ca2+ binding triggers a series of conformational changes that close the passageway to the cytosol and activate a phosphotransfer reaction in which the terminal phosphate of the ATP is transferred to an aspartate that is conserved among all P-type ATPases. The ADP then dissociates and is replaced with a fresh ATP, causing another conformational change that opens a passageway to the SR lumen through which the two Ca2+ ions exit.

Ca²⁺结合触发一系列构象改变,关闭通向细胞质基质的通路,并激活一次磷酸基转移反应——ATP的末端磷酸被转移到一个在所有P型ATP酶中都保守的天冬氨酸残基上。随后ADP解离,由新的ATP取代,引起另一次构象改变,打开通向肌质网腔的通路,2个Ca²⁺由此排出。

英文答题用 phosphotransfer、conserved aspartate。教材特别指出ADP解离后还要再结合一分子新的ATP才发生第二次构象改变,中文答案的「ATP水解→磷酸化→螺旋重排」略去了这一步。
9名词解释2021 · 华中农业大学 · 细胞真题 p22(2021年 一、名词解释 第3题);细胞真题狂背 p18(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第9题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——胞吐作用的定义与两条途径
胞吐作用(exocytosis)
胞吐作用是指细胞内合成的生物分子(蛋白质和脂质等)和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合,从而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程【定义】。主要有两种途径:①组成型胞吐途径,真核细胞从高尔基体反面网状结构(TGN)分泌的囊泡持续向质膜流动并与之融合,新合成的蛋白质和脂质以囊泡形式连续不断地供应质膜更新,确保细胞分裂前质膜的生长,囊泡内可溶性蛋白分泌到细胞外,有的成为质膜外周蛋白,有的形成胞外基质组分,有的作为营养成分或信号分子扩散到胞外液;②调节型胞吐途径,特化的分泌细胞把分泌物(如激素、黏液或消化酶)储存在分泌泡内,当细胞受到胞外信号刺激时分泌泡才与质膜融合并释放内含物【分类】。意义:胞吐使质膜表面积增加,而质膜其他区域的胞吞作用使表面积减少,这一动态平衡对质膜成分的更新和维持细胞的生存与生长是必要的【意义】。
据高分笔记整理
该名词2021、2023、2025年三次考查(2023、2025以英文 Exocytosis 出现),属超高频;必须写出组成型与调节型两条途径,并点出与胞吞共同维持质膜面积动态平衡这一意义。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Many Proteins and Lipids Are Carried Automatically from the Trans Golgi Network to the Cell Surface · 教材 p. 777

The nonselective constitutive secretory pathway transports most other proteins directly to the cell surface. Because entry into this pathway does not require a particular signal, it is also called the default pathway. Thus, in an unpolarized cell such as a white blood cell or a fibroblast, it seems that any protein in the lumen of the Golgi apparatus is automatically carried by the constitutive pathway to the cell surface unless it is specifically returned to the ER, retained as a resident protein in the Golgi apparatus itself, or selected for the pathways that lead to regulated secretion or to endosomes.

非选择性的组成型分泌途径把其余大多数蛋白质直接送到细胞表面。由于进入该途径不需要特定信号,它又称为默认途径。因此,在白细胞、成纤维细胞这类非极性细胞中,高尔基体腔内的任何蛋白质似乎都会被组成型途径自动带到细胞表面,除非它被专门送回内质网、作为驻留蛋白留在高尔基体内,或被选入通向调节型分泌或内体的途径。

英文答题用 constitutive secretory pathway、default pathway、regulated secretion。教材强调组成型途径是「默认」的、不需分选信号,需要信号的反而是调节型分泌和溶酶体途径——这一点中文答案没写。
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Secretory Vesicle Membrane Components Are Quickly Removed from the Plasma Membrane · 教材 p. 784

When a secretory vesicle fuses with the plasma membrane, its contents are discharged from the cell by exocytosis and its membrane becomes part of the plasma membrane. Although this should increase the surface area of the plasma membrane, it does so only transiently, because an equivalent amount of membrane is removed from the surface by endocytosis almost as fast as it is added by exocytosis, a process reminiscent of the endocytic–exocytic cycle discussed later.

分泌泡与质膜融合时,其内含物经胞吐作用排出细胞,其膜则成为质膜的一部分。虽然这本应增加质膜表面积,但这种增加只是暂时的,因为胞吞作用几乎以同样快的速度从表面移走等量的膜,这一过程令人想到后文讨论的胞吞-胞吐循环。

英文答题用 exocytosis、endocytosis、endocytic–exocytic cycle。教材把中文答案的「动态平衡」正式称为 endocytic–exocytic cycle,并给了量化例子:胰腺腺泡细胞分泌时约900 μm²膜插入面积仅S30 μm²的顶端质膜。
10名词解释2021 · 华中农业大学 · 细胞真题 p22(2021年 一、名词解释 第4题)考点二 ATP驱动泵与主动运输——P型泵之Ca²⁺泵
Ca²⁺离子泵(Ca²⁺ pump)
Ca²⁺泵又称Ca²⁺-ATP酶,属于ATP驱动泵中的P型泵【定义】。分布在所有真核细胞的质膜和某些细胞器如内质网、叶绿体和液泡膜上,在肌肉细胞的肌质网膜上Ca²⁺泵占肌质网膜蛋白90%以上【分布】。它是由约1000个氨基酸残基组成的跨膜蛋白,与Na⁺-K⁺泵的α亚基同源,含10个跨膜α螺旋,其中3个螺旋形成跨越脂双层的中央通道【结构】。Ca²⁺泵的工作与ATP的水解相偶联:ATP水解使相邻结构域的天冬氨酸残基磷酸化,引起跨膜螺旋重排,破坏Ca²⁺结合位点并将Ca²⁺释放到膜的另一侧,每消耗1分子ATP从细胞质基质泵出2个Ca²⁺【机制】。功能:主要将Ca²⁺输出细胞或泵入内质网腔中储存起来,以维持细胞质基质中低浓度的游离Ca²⁺;同时把Ca²⁺泵入肌质网,对调节肌细胞的收缩运动至关重要【功能】。
据高分笔记整理
与2018年「Ca²⁺泵」、2023年「Ca²⁺ pump」为同一名词,答案通用;Ca²⁺泵的意义要落在「维持胞质基质极低游离Ca²⁺浓度,使Ca²⁺能作为胞内信使」这一点上。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §A P-type ATPase Pumps Ca2+ into the Sarcoplasmic Reticulum in Muscle Cells · 教材 p. 647

The Ca2+ pump, which accounts for about 90% of the membrane protein of the SR, moves Ca2+ from the cytosol back into the SR. The endoplasmic reticulum of non-muscle cells also stores Ca2+ using a closely homologous Ca2+ pump and Ca2+-release channels.

Ca²⁺泵约占肌质网膜蛋白的90%,它把Ca²⁺从细胞质基质送回肌质网。非肌细胞的内质网也用一种高度同源的Ca²⁺泵和Ca²⁺释放通道储存Ca²⁺。

英文答题用 Ca2+ pump、sarcoplasmic reticulum (SR)、cytosol。教材补充:非肌细胞内质网用的是与肌质网泵高度同源的Ca²⁺泵,并配有Ca²⁺释放通道,中文答案只列了分布。
11名词解释2022 · 华中农业大学 · 细胞真题 p24(2022年 一、名词解释 第2题);细胞真题狂背 p18(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第10题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——胞吞作用的类型之吞噬作用
吞噬作用(phagocytosis)
吞噬作用是一类特殊的胞吞作用,通过吞噬作用形成的胞吞泡叫作吞噬体(phagosome)【定义】。特点:①吞噬作用常发生于一些特化的吞噬细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞)中,需要被吞噬物先与吞噬细胞表面结合并激活细胞表面受体,把信号传递到细胞内引起细胞应答,是一个信号触发的过程(如抗体诱发的吞噬作用);②吞噬作用形成的吞噬泡直径往往大于250 nm,而胞饮泡一般小于150 nm【特点】。过程:吞噬细胞伸出伪足包裹病原微生物形成吞噬体,吞噬体与溶酶体融合,在各种酸性水解酶作用下将病原微生物分解,未被分解的物质形成残余小体,可通过胞吐作用释放到细胞外【过程】。作用:对于原生生物,吞噬作用是摄取胞外营养物的方式,营养物在溶酶体中被降解成小分子供细胞利用;对于高等多细胞生物体,吞噬作用主要发生于巨噬细胞和中性粒细胞,除摄取营养物外,更主要是清除侵染机体的病原体以及衰老或凋亡的细胞【作用】。
据高分笔记整理
《高分笔记》提示「胞饮作用和吞噬作用的区别常考小题,建议以表格形式记忆」:吞噬泡>250 nm/胞饮泡<150 nm、特化吞噬细胞/几乎所有真核细胞、信号触发/连续摄入。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Specialized Phagocytic Cells Can Ingest Large Particles · 教材 p. 802

Phagocytosis is a special form of endocytosis in which a cell uses large endocytic vesicles called phagosomes to ingest large particles such as microorganisms and dead cells. Phagocytosis is distinct, both in purpose and mechanism, from macropinocytosis, which we discussed earlier. In protozoa, phagocytosis is a form of feeding: large particles taken up into phagosomes end up in lysosomes, and the products of the subsequent digestive processes pass into the cytosol to be used as food.

吞噬作用是胞吞作用的一种特殊形式,细胞用称为吞噬体的大型胞吞泡摄入微生物、死细胞等大颗粒。吞噬作用在目的和机制上都不同于前面讨论过的大型胞饮作用。在原生动物中,吞噬作用是一种取食方式:进入吞噬体的大颗粒最终到达溶酶体,随后消化产生的产物进入细胞质基质作为食物利用。

英文答题用 phagocytosis、phagosome、endocytosis。教材特意把吞噬作用与大型胞饮作用(macropinocytosis)区分开——二者都吞大体积,但目的与机制不同,中文答案只与一般胞饮作用对比。
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Cargo Recognition by Cell-surface Receptors Initiates Phagocytosis · 教材 p. 803

Phagocytosis is a cargo-triggered process. That is, it requires the activation of cell-surface receptors that transmit signals to the cell interior. Thus, to be phagocytosed, particles must first bind to the surface of the phagocyte (although not all particles that bind are ingested). Phagocytes have a variety of cell-surface receptors that are functionally linked to the phagocytic machinery of the cell.

吞噬作用是由货物触发的过程,也就是说,它需要细胞表面受体被激活并把信号传向细胞内部。因此,颗粒要被吞噬,必先结合到吞噬细胞表面(不过并非所有结合上去的颗粒都会被摄入)。吞噬细胞具有多种细胞表面受体,它们在功能上与细胞的吞噬机器相连。

英文答题用 cargo-triggered、professional phagocyte、Fc receptor。教材补了一句中文答案没有的限定——结合到吞噬细胞表面的颗粒并非都会被摄入,是否吞噬还取决于「吃我/别吃我」信号的平衡。
12名词解释2023 · 华中农业大学 · 细胞真题 p27(2023年 一、名词解释 第1题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——通道蛋白及其功能
Channel protein
Channel protein 即通道蛋白,是膜转运蛋白的两大类之一,普遍存在于各类真核细胞的质膜以及细胞内膜上【分布】。通道蛋白通过形成亲水性通道,实现对特异溶质的跨膜转运,所有通道蛋白均以协助扩散的方式运输溶质,不消耗代谢能量【机制】。通道蛋白有三种类型:离子通道(占大多数,按激活信号又分电压门控通道、配体门控通道和应力激活通道)、孔蛋白以及水孔蛋白【分类】。特点:本身并不直接与小的带电荷的分子相互作用,只有大小和电荷适宜的离子才能通过,其选择性取决于通道的直径、形状和带电氨基酸残基的分布;转运速率极高(每个通道每秒10⁷~10⁸个离子)且没有饱和值;离子通道是门控的,开启或关闭受膜电位变化、化学信号或压力刺激的调控【特点】。
据高分笔记整理
英文名解,答案与2009年「通道蛋白」、2012年「膜通道蛋白」相同;先译出中文名再按中文答题即可。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §Ion Channels Are Ion-selective and Fluctuate Between Open and Closed States · 教材 p. 653

Two important properties distinguish ion channels from aqueous pores. First, they show ion selectivity, permitting some inorganic ions to pass, but not others. This suggests that their pores must be narrow enough in places to force permeating ions into intimate contact with the walls of the channel so that only ions of appropriate size and charge can pass.

有两个重要性质把离子通道与普通含水孔道区分开。第一,它们表现出离子选择性,只让某些无机离子通过而不让另一些通过。这说明其孔道必有足够狭窄之处,迫使通过的离子与通道壁紧密接触,因而只有大小和电荷合适的离子才能通过。

英文答题用 ion selectivity、selectivity filter。中文答案说选择性「取决于通道的直径、形状和带电氨基酸残基的分布」,教材更具体:孔道最窄处(选择性滤器)迫使离子与通道壁紧密接触,并且流量会饱和。
14名词解释2023 · 华中农业大学 · 细胞真题 p27(2023年 一、名词解释 第8题)考点二 ATP驱动泵与主动运输——P型泵之Ca²⁺泵
Ca²⁺ pump
Ca²⁺ pump 即钙泵,又称Ca²⁺-ATP酶,属于ATP驱动泵中的P型泵【定义】。分布在所有真核细胞的质膜和某些细胞器如内质网、叶绿体和液泡膜上;肌肉细胞肌质网膜上Ca²⁺泵占肌质网膜蛋白90%以上【分布】。结构上是由约1000个氨基酸残基组成的跨膜蛋白,与Na⁺-K⁺泵的α亚基同源,含10个跨膜α螺旋,其中3个形成跨越脂双层的中央通道【结构】。转运机制:非磷酸化状态时2个通道螺旋中断形成胞质侧结合2个Ca²⁺的空穴,ATP结合并水解使天冬氨酸残基磷酸化,跨膜螺旋重排破坏Ca²⁺结合位点并把Ca²⁺释放到膜的另一侧;每消耗1分子ATP泵出2个Ca²⁺【机制】。功能:将Ca²⁺输出细胞或泵入内质网腔储存,以维持细胞质基质中低浓度的游离Ca²⁺,并把Ca²⁺泵入肌质网以调节肌细胞收缩运动【功能】。
据高分笔记整理
英文名解,与2018、2021两年的中文「Ca²⁺泵」同题;华中农大对钙泵已连考三次,属必背。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §A P-type ATPase Pumps Ca2+ into the Sarcoplasmic Reticulum in Muscle Cells · 教材 p. 647

Eukaryotic cells maintain very low concentrations of free Ca2+ in their cytosol (∼10–7 M) in the face of a very much higher extracellular Ca2+ concentration (∼10–3 M). Therefore, even a small influx of Ca2+ significantly increases the concentration of free Ca2+ in the cytosol, and the flow of Ca2+ down its steep concentration gradient in response to extracellular signals is one means of transmitting these signals rapidly across the plasma membrane

真核细胞把细胞质基质中的游离Ca²⁺维持在很低浓度(约10⁻⁷ M),而胞外Ca²⁺浓度要高得多(约10⁻³ M)。因此,哪怕少量Ca²⁺内流也会显著提高胞质游离Ca²⁺浓度;Ca²⁺响应胞外信号顺其陡峭的浓度梯度流动,正是把信号迅速传过质膜的一种方式。

英文答题用 free Ca2+ in the cytosol、steep concentration gradient。教材给出10⁻⁷ M 与 10⁻³ M 的具体数值(相差约万倍),中文答案只说「极低浓度」,把数字补上更得分。
16名词解释考过 2 次2023、2025 · 华中农业大学 · 细胞真题 p30(2025年 一、名词解释 第8题);细胞真题 p27(2023年 一、名词解释 第3题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——胞吐作用的定义与两条途径
Exocytosis
Exocytosis 即胞吐作用,是指细胞内合成的生物分子(蛋白质和脂质等)和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程【定义】。分为组成型胞吐途径和调节型胞吐途径两类:组成型胞吐途径是真核细胞从高尔基体反面网状结构分泌的囊泡向质膜流动并与之融合的稳定过程,新合成的蛋白质和脂质连续不断地供应质膜更新,确保细胞分裂前质膜的生长,囊泡内可溶性蛋白分泌到细胞外后可成为质膜外周蛋白、胞外基质组分或作为营养成分和信号分子;调节型胞吐途径见于特化的分泌细胞,其分泌物(如激素、黏液或消化酶)先储存在分泌泡内,只有当细胞受到胞外信号刺激时分泌泡才与质膜融合并释放内含物【分类】。胞吐使质膜表面积增加,与胞吞作用共同维持质膜成分的动态平衡与更新【意义】。
据高分笔记整理
本名词在2021、2023、2025年连续三度出现,是华中农大专题4名解命中率最高的一个,务必逐字背熟两条途径。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Secretory Vesicles Wait Near the Plasma Membrane Until Signaled to Release Their Contents · 教材 p. 782

Whereas transport vesicles containing materials for constitutive release fuse with the plasma membrane once they arrive there, secretory vesicles in the regulated pathway wait at the membrane until the cell receives a signal for the vesicles to secrete their cargo. The signal can be an electrical nerve impulse (an action potential) or an extracellular signal molecule, such as a hormone. In either case, it leads to a transient increase in the concentration of free Ca2+ in the cytosol, which is the trigger for secretory vesicle fusion.

载有组成型释放物质的转运膜泡一到达质膜就与之融合;而调节型途径的分泌泡则停在膜下等待,直到细胞收到让其分泌内含物的信号。该信号可以是电性的神经冲动(动作电位),也可以是激素等胞外信号分子。两种情况下,信号都会使细胞质基质中游离Ca²⁺浓度短暂升高,这正是分泌泡融合的触发因素。

英文答题用 constitutive / regulated secretory pathway、secretory vesicle。教材点出调节型胞吐的共同末端触发因素是胞质游离Ca²⁺短暂升高,中文答案只说「受胞外信号刺激」,可补这一句。
15名词解释2024 · 华中农业大学 · 细胞真题 p29(2024年 一、名词解释 第3题);细胞真题狂背 p18(第四章-物质的跨膜运输 一、名词解释 第11题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——主动运输之协同转运(间接供能)
Cotransport
Cotransport 即协同转运(又称偶联转运、协同运输),是指由协同转运蛋白(偶联转运蛋白)介导的各种离子和分子的跨膜运动,属于主动运输中由电化学梯度间接提供能量的一类【定义】。机制:这类转运蛋白使一种离子或分子逆浓度梯度的转运,与另一种或多种其他溶质顺着电化学梯度或浓度梯度的转运偶联起来;与ATP驱动泵直接利用水解ATP供能不同,协同转运蛋白所利用的能量储存在其中一种溶质的电化学梯度中【机制】。分类:①同向协同转运,偶联物的运输方向相同,如小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物,就是伴随Na⁺从细胞外流入细胞内而完成的;②反向协同转运,偶联物的运输方向相反,如质膜上的Na⁺/H⁺交换载体在把H⁺输出细胞的同时伴随Na⁺输入细胞【分类】。在动物细胞质膜上,Na⁺是常用的协同转运离子,其电化学梯度(由Na⁺-K⁺泵建立)为另一种物质的主动运输提供了驱动力;而在细菌、酵母、植物以及动物细胞的被膜细胞器上,绝大多数协同运输是靠H⁺电化学梯度驱动的【补充】。
据高分笔记整理
采分点为「主动运输的间接供能方式+同向/反向两类+Na⁺驱动葡萄糖、Na⁺/H⁺交换两个例子+动物靠Na⁺、植物细菌靠H⁺」;2025年综合题的口服补液疗法即用此考点。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §Active Transport Can Be Driven by Ion-Concentration Gradients · 教材 p. 642

Others function as coupled transporters, in which the transfer of one solute strictly depends on the transport of a second. Coupled transport involves either the intimately coupled transfer of a second solute in the same direction, performed by symporters (also called co-transporters), or the transfer of a second solute in the opposite direction, performed by antiporters (also called exchangers)

另一些载体蛋白作为偶联转运蛋白工作,其中一种溶质的转移严格依赖于第二种溶质的转运。偶联转运要么由同向转运蛋白(协同转运蛋白)把第二种溶质紧密偶联地朝同一方向转移,要么由反向转运蛋白(交换体)把第二种溶质朝相反方向转移。

英文答题用 coupled transport、symporter (co-transporter)、antiporter (exchanger)。教材强调「严格依赖」——只有两种结合位点都被占满时转运蛋白才改变构象,这是中文答案「偶联」二字的实质。
MBoC 7e Ch.11 · §Active Transport Can Be Driven by Ion-Concentration Gradients · 教材 p. 644

In bacteria, yeasts, and plants, as well as in many membrane-enclosed organelles of animal cells, most ion-driven active transport systems depend on H+ rather than Na+ gradients, reflecting the predominance of H+ pumps in these membranes. An electrochemical H+ gradient across the bacterial plasma membrane, for example, drives the inward active transport of many sugars and amino acids.

在细菌、酵母和植物中,以及在动物细胞的许多被膜细胞器上,大多数由离子驱动的主动运输系统依赖H⁺梯度而非Na⁺梯度,这反映了这些膜上以H⁺泵为主。例如细菌质膜两侧的H⁺电化学梯度,就驱动着许多糖和氨基酸向内的主动运输。

英文答题用 H+ gradient、ion-driven active transport。这段正对应中文答案末尾「细菌、酵母、植物以及被膜细胞器靠H⁺电化学梯度驱动」,英文写作时「被膜细胞器」用 membrane-enclosed organelles。
17名词解释2026 · 华中农业大学 · 细胞真题 p33(2026年 一、名词解释 第7题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——主动运输的定义、特点与分类
active transport
active transport 即主动运输,是由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式,普遍存在于动物、植物细胞和微生物细胞【定义】。特点:①逆浓度梯度(逆电化学梯度)运输;②依赖于膜转运蛋白;③需要细胞代谢提供能量,并对代谢毒性敏感;④具有选择性和特异性【特点】。根据能量来源不同分为三种基本类型:①ATP驱动泵,由ATP直接供能,即转运ATP酶直接利用水解ATP释放的能量实现离子或小分子逆梯度跨膜运输,包括P型泵(Na⁺-K⁺泵、Ca²⁺泵、P型H⁺泵)、V型质子泵、F型质子泵和ABC超家族;②协同转运蛋白(偶联转运蛋白),由电化学梯度间接供能,分同向协同转运与反向协同转运;③光驱动泵,与光能输入相偶联,主要发现于细菌细胞,如菌紫红质【分类】。
据高分笔记整理
与2016年中文「主动运输(active transport)」同题;答题核心是三种能量来源的分类,能把ATP驱动泵再细分为四类更保险。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §Active Transport Can Be Driven by Ion-Concentration Gradients · 教材 p. 642

Such ion-driven coupled transporters are said to mediate secondary active transport. The Na+ that enters the cell during coupled transport is subsequently pumped out by an ATP-driven Na+-K+ pump in the plasma membrane (as we discuss later), which, by exchanging K+ for Na+, maintains the Na+ gradient, indirectly driving the coupled transport. Such ATP-driven pumps are therefore said to mediate primary active transport because in these the free energy of ATP hydrolysis is used to directly drive the transport of a solute against its electrochemical gradient.

这类由离子驱动的偶联转运蛋白被称为介导次级主动运输。偶联转运过程中进入细胞的Na⁺,随后被质膜上由ATP驱动的Na⁺-K⁺泵泵出;该泵以K⁺交换Na⁺,维持Na⁺梯度,从而间接驱动偶联转运。因此这类ATP驱动泵被称为介导初级主动运输,因为其中ATP水解的自由能被直接用来驱动溶质逆电化学梯度的转运。

英文答题用 primary / secondary active transport。教材把中文的「ATP直接供能」与「电化学梯度间接供能」正式命名为 primary 与 secondary active transport,答英文题时用这对术语最标准。

选择题10 题

20选择题2009 · 华中农业大学 · 细胞真题 p5(2009年 二、单项或多项选择 第3题);细胞真题狂背 p18(第四章-物质的跨膜运输 二、小题 第1题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——协同转运(Na⁺驱动的同向协同转运)
小肠上皮吸收葡萄糖以及各种氨基酸时,通过___达到逆浓度梯度运输
A. 与 Na⁺相伴运输B. 与 K⁺相伴运输C. 与 Ca⁺相伴运输D. 载体蛋白利用 ATP 能量
A
据高分笔记整理
小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于Na⁺驱动的同向协同转运:Na⁺-K⁺泵工作在质膜两侧建立Na⁺电化学梯度,葡萄糖协同转运载体利用Na⁺顺梯度内流释放的能量,把葡萄糖逆浓度梯度带入细胞,随后再经Glut2以协助扩散的方式转运进入血液。能量并非由载体蛋白直接水解ATP提供,故D错。
21选择题2017 · 华中农业大学 · 细胞真题 p16(2017年 二、选择题 第3题);细胞真题狂背 p18(第四章-物质的跨膜运输 二、小题 第4题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——被动运输与主动运输的区分
下列细胞物质运输方式中,不需要能量而属于被动运输的是
A、内吞(胞吞)B、外排(胞吐)C、通道蛋白运输D、钠钾泵
C
据高分笔记整理
通道蛋白只介导协助扩散(被动运输),转运动力来自溶质自身的电化学梯度,不需细胞供能;胞吞、胞吐是耗能的膜泡运输过程,钠钾泵是直接水解ATP的P型主动运输泵。
22选择题2017 · 华中农业大学 · 细胞真题 p16—p17(2017年 二、选择题 第14题);细胞真题狂背 p18(第四章-物质的跨膜运输 二、小题 第5题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——配体门控离子通道【边界题:题面以「受体」立论,偏细胞信号转导专题,但实质考的是配体门控离子通道的结构与门控方式,且《真题狂背》明确把该选择题归入第四章-物质的跨膜运输,故收入本章;同名的名词解释「离子通道偶联受体」(2018、2025)则按《高分笔记》归信号转导专题,不收】
关于离子通道受体,下列哪项叙述是错误的
A. 是由单条肽链一次膜糖蛋白构成,其胞质区含有酪氨酸B. 本身是一种离子通道或与离子通道相偶联C. 离子通道的“开”或“关”受细胞外配体的调节D. 常见的离子通道受体有N-乙酰胆碱受体和γ-氨基丁酸受体等
A
据高分笔记整理
A项描述的是受体酪氨酸激酶(单次跨膜、胞质区含酪氨酸激酶结构域),并非离子通道受体。离子通道受体(配体门控离子通道)由多个亚基组成多次跨膜的复合体,本身即为离子通道,其开关由细胞外配体(神经递质)结合调节,典型例子为N-乙酰胆碱受体和γ-氨基丁酸受体。
23选择题2022 · 华中农业大学 · 细胞真题 p24(2022年 二、选择题 第3题);细胞真题狂背 p18—p19(第四章-物质的跨膜运输 二、小题 第6题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——受体介导的胞吞作用
下列哪项是病毒进入宿主细胞的主要方式?
A. 主动运输B. 受体介导的胞吞作用C. 简单扩散D. 离子通道转运
B
据高分笔记整理
病毒颗粒是大分子复合体,无法通过简单扩散、离子通道或转运蛋白跨膜;流感病毒、AIDS病毒(HIV)等都是先与细胞表面特异受体结合,再经网格蛋白依赖的受体介导胞吞作用被摄入细胞。受体介导的胞吞是一种选择性浓缩机制,可摄入特定大分子同时避免吸入大量胞外液体。
24选择题2022 · 华中农业大学 · 细胞真题 p25(2022年 二、选择题 第8题);细胞真题狂背 p19(第四章-物质的跨膜运输 二、小题 第7题)考点二 ATP驱动泵与主动运输——Na⁺-K⁺泵的生理功能(维持渗透平衡)
抑制细胞膜上的 Na⁺-K⁺ 泵,可能导致的直接后果是?
A. 细胞内 Na⁺ 浓度降低B. 细胞内 K⁺ 浓度升高C. 细胞肿胀破裂D. 细胞膜电位增强
C
据高分笔记整理
Na⁺-K⁺泵的生理功能之一是维持动物细胞的渗透平衡:泵持续把Na⁺泵出细胞,使胞外维持高Na⁺(连同靠膜电位停留在胞外的Cl⁻)以平衡胞内固定阴离子造成的渗透压。泵被抑制(如用乌本苷处理)后胞内Na⁺积累、胞外Na⁺浓度相对降低,水便顺渗透压梯度经水孔蛋白大量进入细胞,导致细胞吸水膨胀甚至破裂。同时胞内Na⁺升高(A错)、K⁺降低(B错)、膜电位减弱而非增强(D错)。
25选择题2023 · 华中农业大学 · 细胞真题 p27(2023年 二、选择题 第1题);细胞真题狂背 p19(第四章-物质的跨膜运输 二、小题 第8题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——载体蛋白与通道蛋白的区别、被动运输
缬氨霉素使 K+通过膜的作用,属于以下哪种类型?
A 载体蛋白主动运输B 形成亲水性通道主动运输C 形成载体蛋白被动运输D 形成亲水性通道被动运输
C
据教材整理
缬氨霉素是一种可移动的载体型离子载体(carrier ionophore),它在膜的一侧包裹K⁺形成脂溶性复合物,穿过脂双层后在另一侧释放K⁺,属于「载体」而非「亲水性通道」的作用方式;整个过程不消耗ATP,只顺K⁺的电化学梯度进行,因而是被动运输(协助扩散)。与之相对,短杆菌肽A属于形成通道的离子载体。
26选择题2025 · 华中农业大学 · 细胞真题 p30(2025年 二、选择题 第6题);细胞真题狂背 p19(第四章-物质的跨膜运输 二、小题 第9题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——受体介导的胞吞作用中受体的命运与循环
在受体介导的胞吞作用中,其大部分受体的命运是
A. 受体不再循环B. 返回原来的质膜结构域C. 参与跨细胞的转运D. 与胞内体融合
B
据高分笔记整理
受体介导的胞吞作用中受体有三种去向:①大部分受体返回原来的质膜区域重复使用(如LDL受体在内体低pH环境下与配体分离后,经出芽小囊泡返回质膜);②有些受体不能再循环而进入溶酶体被消化(如EGF受体,即受体下行调节);③有些受体被运至细胞另一侧的质膜,即跨细胞转运。题问「大部分」,故选B。
27选择题2026 · 华中农业大学 · 细胞真题 p34(2026年 二、选择题 第5题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——协助扩散与GLUT葡萄糖转运蛋白
血液中的葡萄糖含量高于肌肉中葡萄糖的含量,则血液中的葡萄糖是如何进入肌肉中的?
A. 简单扩散B. 协助扩散C. Na⁺ 偶联的共转运D. K⁺ 偶联的共转运
B
据高分笔记整理
题干已给出血液葡萄糖浓度高于肌肉,即葡萄糖是顺浓度梯度进入肌细胞,不需消耗能量,故不是协同转运(C、D均为主动运输)。葡萄糖是分子量较大的极性分子,无法直接穿过脂双层作简单扩散(A错),必须借助GLUT家族的葡萄糖转运蛋白经构象改变完成,属载体蛋白介导的协助扩散。注意与小肠、肾小管上皮细胞逆浓度梯度吸收葡萄糖(Na⁺同向协同转运)区分。
28选择题2026 · 华中农业大学 · 细胞真题 p34(2026年 二、选择题 第7题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——脂双层的不透性与水孔蛋白介导的渗透
血红细胞中盐浓度为 0.7%,将其放入到盐浓度为 0.5% 的盐溶液中,会发生什么?
A. 盐和水都可以渗透细胞膜,因此细胞膜收缩B. 盐不可以渗透,水可以渗透,因此导致收缩C. 膨胀并可能破裂,因为盐不可以渗透,水可以渗透D. 膨胀并可能破裂,因为水不可以渗透,盐可以渗透
C
据高分笔记整理
脂双层对带电荷的各类离子是高度不通透的,盐(Na⁺、Cl⁻)不能自由跨膜;而所有生物膜对水都有相当的通透性,红细胞膜上还富含水孔蛋白,水可快速跨膜。0.5%的外液相对胞内0.7%为低渗,水顺渗透压梯度大量进入细胞,红细胞吸水膨胀甚至破裂(溶血)。
29选择题2026 · 华中农业大学 · 细胞真题 p35(2026年 二、选择题 第18题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——受体介导的胞吞作用中受体的循环利用
受体介导的胞吞作用中,大部分受体最后的去路是?
A. 不再继续利用,被溶酶体酶消化B. 大部分返回到质膜结构域C. 转运至线粒体D. 转运至内质网
B
据高分笔记整理
与2025年二、6为同一考点的重复命题。以LDL受体为例:脱包被的囊泡与早期内体融合后,内体的低pH环境使配体与受体分离,内体以出芽方式形成含受体的小囊泡返回质膜重复使用;只有少数受体(如EGF受体)会进入溶酶体降解,或被运至细胞另一侧完成跨细胞转运。

填空题2 题

18填空题2016 · 华中农业大学 · 细胞真题 p15(2016年 二、填空题 第4题);细胞真题狂背 p18(第四章-物质的跨膜运输 二、小题 第2题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——离子通道的门控分类
离子通道可以分为()、()、()三种不同形式。
电压门控通道;配体门控通道;应力激活通道(机械门控通道)。
据高分笔记整理
离子通道蛋白按「激活信号」不同分为这三类:电压门控靠带电结构域随跨膜电位改变而移动;配体门控靠胞内外小分子配体结合;应力激活靠感受机械应力(如内耳听觉毛细胞)。注意通道蛋白按「转运物质」分类则是离子通道、孔蛋白、水孔蛋白三类,两套分类不要混。
19填空题2016 · 华中农业大学 · 细胞真题 p15(2016年 二、填空题 第7题);细胞真题狂背 p18(第四章-物质的跨膜运输 二、小题 第3题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——胞吞与胞吐的分类
细胞胞吐作用的两种途径是()和(),而细胞胞吞作用的两种主要类型是()和()
组成型胞吐途径;调节型胞吐途径;吞噬作用;胞饮作用。
据高分笔记整理
胞吞按胞吞泡形成的分子机制与大小分为吞噬作用(吞噬泡>250 nm)和胞饮作用(胞饮泡<150 nm);胞饮作用之下还可再分为网格蛋白依赖的胞吞、胞膜窖依赖的胞吞、大型胞饮作用和非网格蛋白/胞膜窖依赖的胞吞四种。

简答题5 题

32简答题2013 · 华中农业大学 · 细胞真题 p12(2013年 二、简答题 第2题);细胞真题狂背 p19—p20(第四章-物质的跨膜运输 三、大题 第2题)考点二 ATP驱动泵与主动运输(Na⁺-K⁺泵)+考点一 协同转运(同向/反向)
动物细胞内外的钠离子浓度不同。说明细胞是如何形成细胞膜内外钠离子浓度差的?细胞又如何利用该浓度差进行物质的跨膜运输?
(1)细胞膜内外钠离子浓度差的形成——依靠Na⁺-K⁺泵的主动运输。动物细胞质膜上存在Na⁺-K⁺泵(Na⁺-K⁺ATP酶),它属于ATP驱动泵中的P型泵,由2个α亚基和2个β亚基组成。工作机制为:胞内3个Na⁺与α亚基内表面结合→ATP水解→α亚基上一个天冬氨酸残基磷酸化→构象改变→Na⁺被泵出细胞;胞外2个K⁺与磷酸化的α亚基外表面结合→去磷酸化→构象复原→K⁺被泵入细胞。每消耗1分子ATP,可逆着电化学梯度泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺,循环约1000次/秒,从而维持细胞内低Na⁺、高K⁺的离子环境,形成跨膜的Na⁺浓度差(电化学梯度)。此外,质膜上的离子通道(如非门控K⁺渗漏通道)介导的被动运输也参与膜两侧离子分布与膜电位的维持。 (2)细胞如何利用该浓度差进行跨膜运输——协同转运(偶联转运)。协同转运蛋白使一种溶质逆浓度梯度的转运,与Na⁺顺电化学梯度的转运偶联起来,所用能量储存在Na⁺的电化学梯度中,而非直接来自ATP水解,故又称间接供能的主动运输。分两类: ①同向协同转运:偶联物运输方向相同。如小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸等有机物,即伴随Na⁺由细胞外流入细胞内而完成;Na⁺顺梯度内流的同时把葡萄糖或氨基酸逆浓度梯度一起带入细胞,随后葡萄糖再经Glut2以协助扩散方式转运进入血液。 ②反向协同转运:偶联物运输方向相反。如质膜上的Na⁺/H⁺交换载体在把H⁺输出细胞的同时伴随Na⁺输入细胞,用以调节细胞内pH。 补充:在动物细胞质膜上Na⁺是常用的协同转运离子,而在细菌、酵母、植物细胞以及动物细胞的被膜细胞器上,绝大多数协同运输是靠H⁺(由P型H⁺泵或V型质子泵建立)的电化学梯度驱动的。
据高分笔记整理
本题是「泵—梯度—协同转运」三段式的典型串联题:先答Na⁺-K⁺泵如何建立梯度,再答同向/反向协同转运如何利用梯度,两个例子(小肠吸收葡萄糖、Na⁺/H⁺交换)缺一不可。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §The Plasma Membrane Na+-K+ Pump Establishes Na+ and K+ Gradients Across the Plasma Membrane · 教材 p. 648

An Na1-K1 pump, or Na1-K1 ATPase, found in the plasma membrane of virtually all animal cells, maintains these concentration differences. Like the Ca2+ pump, the Na+-K+ pump belongs to the family of P-type ATPases and operates as an ATP-driven antiporter, actively pumping Na+ out of the cell against its steep electrochemical gradient and pumping K+ in

几乎所有动物细胞质膜上都有的Na⁺-K⁺泵(Na⁺-K⁺ATP酶)维持着这些浓度差。与Ca²⁺泵一样,Na⁺-K⁺泵属于P型ATP酶家族,作为ATP驱动的反向转运蛋白工作,主动把Na⁺逆其陡峭的电化学梯度泵出细胞,同时把K⁺泵入。

注意干净副本此处仍有上标丢失:`Na1-K1` 实为 Na⁺-K⁺(同段后文的 Na+-K+ 才是正确形式)。英文答题用 P-type ATPase、ATP-driven antiporter;教材把钠钾泵直接定性为「ATP驱动的反向转运蛋白」,比中文答案的四聚体结构描述更适合做一句话定义。
33简答题2013 · 华中农业大学 · 细胞真题 p12(2013年 二、简答题 第4题);细胞真题狂背 p20(第四章-物质的跨膜运输 三、大题 第3题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——受体介导的胞吞作用(网格蛋白包被小泡)
受体介导的内吞作用有何特点?简述其基本过程。
(一)特点 ①选择性(选择性浓缩机制):能够选择性地摄取特定的大分子或颗粒,既可高效摄入特定大分子,又避免了摄入大量胞外液体; ②配体依赖性:依赖于特定配体与细胞表面特异受体的结合,是一种受体触发的过程; ③网格蛋白依赖性:网格蛋白包被小窝与包被膜泡的形成是关键步骤,包被小窝直径约50~100 nm; ④受体可循环利用:大部分受体在内体中与配体分离后返回原来的质膜区域重复使用; ⑤属于胞饮作用范畴,形成的胞吞泡一般小于150 nm,几乎发生于所有类型的真核细胞。 典型例子:动物细胞摄取胆固醇(LDL)、鸟类卵细胞摄取卵黄蛋白、肝细胞摄取转铁蛋白、胰岛素与靶细胞表面受体结合进入细胞、巨噬细胞摄入免疫球蛋白复合物与病毒细菌,以及维生素B₁₂和铁的摄取等。 (二)基本过程(以低密度脂蛋白LDL为例) 胆固醇主要在肝细胞中合成,极端不溶,在血液中与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL)而运输: ①LDL与受体结合:LDL颗粒与细胞表面的低密度脂蛋白受体特异性结合,形成受体-LDL复合物; ②网格蛋白包被小窝形成:形成受体-LDL复合物后,网格蛋白聚集在膜下,逐渐形成直径50~100 nm的质膜凹陷,称网格蛋白包被小窝(衔接蛋白负责捕获特异转运分子、起特异性选择作用); ③发动蛋白组装成环:一种小分子GTP结合蛋白——发动蛋白在深陷的包被小窝颈部组装成环,发动蛋白水解与其结合的GTP引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白包被膜泡; ④膜泡的脱离与融合:网格蛋白包被膜泡脱离质膜,几秒钟后网格蛋白从包被膜泡上脱离、返回质膜附近区域以便重复使用,脱包被的囊泡与早期内体融合,从而将转运分子及胞外液体摄入细胞; ⑤受体的循环利用:在内体中,低pH环境引起LDL与受体分离,内体以出芽方式形成含有受体的小囊泡返回细胞质膜,受体重复使用; ⑥LDL的消化:含有LDL的内体与溶酶体融合,低密度脂蛋白被水解,释放出胆固醇和脂肪酸供细胞利用。
据高分笔记整理
《高分笔记》标注「以低密度脂蛋白为例说明受体介导的内吞作用过程」为重点掌握内容;华中农大在2013、2017、2018、2020、2024共5年考过同一考点,六步过程必须逐字背熟。补充临床联系:LDL受体基因缺陷导致家族性高胆固醇血症。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Cells Use Receptor-mediated Endocytosis to Import Selected Extracellular Macromolecules · 教材 p. 791

Because ligands are selectively captured by receptors, receptor-mediated endocytosis provides a selective concentrating mechanism that increases the efficiency of internalization of particular ligands more than a hundredfold. In this way, even minor components of the extracellular fluid can be efficiently taken up in large amounts.

由于配体被受体选择性捕获,受体介导的胞吞提供了一种选择性浓缩机制,使特定配体的内化效率提高100倍以上。这样,即使是胞外液中含量很少的成分也能被大量高效地摄取。

英文答题用 receptor-mediated endocytosis、selective concentrating mechanism、internalization。「浓缩100倍以上」是教材给出的量化指标,中文答案的「选择性浓缩机制」可直接补上这个数字。
34简答题2017 · 华中农业大学 · 细胞真题 p18(2017年 四、简答题 第3题);细胞真题狂背 p20—p21(第四章-物质的跨膜运输 三、大题 第4题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——受体介导的胞吞作用(以LDL为例)
举例简要说明受体介导的内吞作用过程。
以低密度脂蛋白LDL为例:胆固醇主要在肝细胞中合成,是极端不溶的,它在血液中的运输是通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL),低密度脂蛋白受体介导的内吞过程如下: ①LDL与受体结合:LDL颗粒与细胞表面的低密度脂蛋白受体特异性结合,形成受体-LDL复合物。 ②网格蛋白包被小窝形成:当形成受体-LDL复合物后,网格蛋白聚集在膜下,逐渐形成直径50~100 nm的质膜凹陷,称网格蛋白包被小窝。 ③发动蛋白组装成环:一种小分子GTP结合蛋白——发动蛋白在深陷的包被小窝的颈部组装成环,发动蛋白水解与其结合的GTP引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白包被膜泡。 ④膜泡的脱离与融合:网格蛋白包被膜泡脱离质膜,几秒钟后,网格蛋白从包被膜泡上脱离,返回质膜附近区域以便重复使用;脱包被的囊泡与早期内体融合,从而将转运分子及胞外液体摄入细胞。 ⑤受体的循环利用:在内体中,低pH环境引起LDL与受体分离;内体以出芽的方式形成含有受体的小囊泡,返回细胞质膜,受体重复使用。 ⑥LDL的消化:含有LDL的内体与溶酶体融合,低密度脂蛋白被水解,释放出胆固醇和脂肪酸供细胞利用。 各蛋白的作用:网格蛋白负责使质膜形成凹陷;衔接蛋白负责捕获特异转运分子、起特异性选择作用;发动蛋白负责缢缩包被小窝的颈部并使其从质膜上脱离。
据高分笔记整理
本题只问过程不问特点,可直接照搬LDL六步;若时间允许,补一句三种蛋白(网格蛋白/衔接蛋白/发动蛋白)的分工更完整。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Cells Use Receptor-mediated Endocytosis to Import Selected Extracellular Macromolecules · 教材 p. 792

AP2 then recruits clathrin to initiate endocytosis. Because coated pits constantly pinch off to form coated vesicles, any LDL particles bound to LDL receptors in the coated pits are rapidly internalized in coated vesicles. After shedding their clathrin coats, the vesicles deliver their contents to early endosomes. Once the LDL and LDL receptors encounter the low pH in early endosomes, LDL is released from its receptor and is delivered via late endosomes to lysosomes. There, the cholesterol esters in the LDL particles are hydrolyzed to free cholesterol, which is now available to the cell for new membrane synthesis

随后AP2招募网格蛋白,启动胞吞。由于有被小窝不断缢缩形成有被小泡,凡是结合在有被小窝内LDL受体上的LDL颗粒都被迅速内化进有被小泡。小泡脱去网格蛋白外被后,把内容物送入早期内体。LDL和LDL受体一旦遇到早期内体中的低pH,LDL即从受体上释放,经晚期内体送到溶酶体。在溶酶体中,LDL颗粒里的胆固醇酯被水解为游离胆固醇,供细胞合成新膜使用。

英文答题用 coated pit、pinch off、uncoating、early endosome。教材明确被水解的是胆固醇酯(cholesterol esters),产物是游离胆固醇并直接用于造新膜;中文答案「LDL被水解释放胆固醇和脂肪酸」可按此写准。
35简答题2018 · 华中农业大学 · 细胞真题 p19(2018年 二、简答题 第4题);细胞真题狂背 p21(第四章-物质的跨膜运输 三、大题 第5题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——受体介导的胞吞作用(以LDL为例)
以细胞吸取低密度脂蛋白LDL(Low-density lipoprotein)为例,说明受体介导的胞吞作用过程。
胆固醇主要在肝细胞中合成,是极端不溶的,它在血液中的运输是通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL)。低密度脂蛋白受体介导的内吞过程如下: ①LDL与受体结合:LDL颗粒与细胞表面的低密度脂蛋白受体特异性结合,形成受体-LDL复合物。 ②网格蛋白包被小窝形成:当形成受体-LDL复合物后,网格蛋白聚集在膜下,逐渐形成直径50~100 nm的质膜凹陷,称网格蛋白包被小窝。 ③发动蛋白组装成环:一种小分子GTP结合蛋白——发动蛋白在深陷的包被小窝的颈部组装成环,发动蛋白水解与其结合的GTP引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白包被膜泡。 ④膜泡的脱离与融合:网格蛋白包被膜泡脱离质膜,几秒钟后,网格蛋白从包被膜泡上脱离,返回质膜附近区域以便重复使用;脱包被的囊泡与早期内体融合,从而将转运分子及胞外液体摄入细胞。 ⑤受体的循环利用:在内体中,低pH环境引起LDL与受体分离;内体以出芽的方式形成含有受体的小囊泡,返回细胞质膜,受体重复使用。 ⑥LDL的消化:含有LDL的内体与溶酶体融合,低密度脂蛋白被水解,释放出胆固醇和脂肪酸供细胞利用。 临床联系:人类家族性高胆固醇血症患者因LDL受体基因缺陷,受体不能与LDL正常结合或不能聚集到包被小窝,导致血浆中LDL和胆固醇水平居高不下,易引起动脉粥样硬化。
据高分笔记整理
与2013、2017、2020、2024年为同一考点的重复命题;2018年题干点明「以细胞吸取LDL为例」,可在答案末尾补上家族性高胆固醇血症的临床意义以示深度。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Cells Use Receptor-mediated Endocytosis to Import Selected Extracellular Macromolecules · 教材 p. 792

In some cases, the receptor is lacking altogether. In others, the receptors are defective—in either the extracellular binding site for LDL or the intracellular binding site for the AP2 adaptor protein in clathrin-coated pits. In the latter case, normal numbers of LDL receptors are present, but they fail to become localized in clathrin-coated pits. Although LDL binds to the surface of these mutant cells, it is not internalized, directly demonstrating the importance of clathrin-coated pits for the receptor-mediated endocytosis of cholesterol.

有些病例中受体完全缺失;另一些病例中受体有缺陷——或是LDL的胞外结合位点异常,或是网格蛋白有被小窝内衔接蛋白AP2的胞内结合位点异常。后一种情况下LDL受体数量正常,却无法定位到网格蛋白有被小窝中。这类突变细胞表面虽能结合LDL,却不能把它内化,这直接证明了网格蛋白有被小窝对胆固醇受体介导胞吞的重要性。

英文答题用 LDL receptor、clathrin-coated pit、AP2 adaptor protein。教材把家族性高胆固醇血症的受体缺陷分成「完全缺失」与「两类结合位点缺陷」,中文答案笼统说「不能结合或不能聚集到包被小窝」,按教材分类作答层次更清楚。
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Specific Proteins Are Retrieved from Early Endosomes and Returned to the Plasma Membrane · 教材 p. 792

Early endosomes are the main sorting stations in the endocytic pathway, just as the cis and trans Golgi networks serve this function in the secretory pathway. In the mildly acidic environment of the early endosome, many internalized receptor proteins change their conformation and release their ligand, as already discussed for the M6P receptors.

早期内体是胞吞途径中主要的分选站,正如高尔基体顺面网状结构和反面网状结构在分泌途径中所起的作用。在早期内体的弱酸性环境中,许多被内化的受体蛋白改变构象并释放其配体,这一点在讨论M6P受体时已经提过。

英文答题用 early endosome、sorting station、mildly acidic。教材强调是「弱酸性」(mildly acidic)而非强酸,且受体释放配体的直接原因是受体自身构象改变;中文答案笼统说「低pH环境引起LDL与受体分离」,按教材写更准确。
38简答题2024 · 华中农业大学 · 细胞真题 p29(2024年 二、简答题 第3题);细胞真题狂背 p22(第四章-物质的跨膜运输 三、大题 第8题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——网格蛋白包被小泡的形成机制与受体介导的胞吞
以肝细胞摄取 LDL 为例,说明受体介导的胞吞作用及有被小窝、有被小泡的形成在胞吞过程中的作用。
胆固醇主要在肝细胞中合成,是极端不溶的,它在血液中的运输是通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL),低密度脂蛋白受体介导的内吞过程如下: ①LDL与受体结合:LDL颗粒与细胞表面的低密度脂蛋白受体特异性结合,形成受体-LDL复合物。 ②网格蛋白包被小窝(有被小窝)形成:当形成受体-LDL复合物后,网格蛋白聚集在膜下,逐渐形成直径50~100 nm的质膜凹陷,称网格蛋白包被小窝。 ③发动蛋白组装成环:一种小分子GTP结合蛋白——发动蛋白在深陷的包被小窝的颈部组装成环,发动蛋白水解与其结合的GTP引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白包被膜泡(有被小泡)。 ④膜泡的脱离与融合:网格蛋白包被膜泡脱离质膜,几秒钟后,网格蛋白从包被膜泡上脱离,返回质膜附近区域以便重复使用;脱包被的囊泡与早期内体融合,从而将转运分子及胞外液体摄入细胞。 ⑤受体的循环利用:在内体中,低pH环境引起LDL与受体分离;内体以出芽的方式形成含有受体的小囊泡,返回细胞质膜,受体重复使用。 ⑥LDL的消化:含有LDL的内体与溶酶体融合,低密度脂蛋白被水解,释放出胆固醇和脂肪酸供细胞利用。 有被小窝与有被小泡在胞吞过程中的作用:①有被小窝是配体-受体复合物的富集平台,衔接蛋白特异识别并捕获带有分选信号的受体(连同其配体),使之在小窝处高度浓缩,从而实现「选择性浓缩机制」——既高效摄入特定大分子,又避免摄入大量胞外液体;②网格蛋白三脚蛋白复合体(由3个二聚体组成,每个二聚体含1条180 kDa重链和1条35~40 kDa轻链)在膜下聚合成笼状网架,为质膜提供机械形变的驱动力,使平坦的质膜弯曲内陷形成直径50~100 nm的凹陷;③发动蛋白在小窝颈部成环并水解GTP,使颈部缢缩、膜泡与质膜断离,形成有被小泡从而完成物质的内化;④有被小泡随即脱去网格蛋白外被(网格蛋白返回质膜循环使用),裸露的囊泡才能与早期内体识别并融合,把货物送入内体-溶酶体系统进行分选与降解。
据高分笔记整理
本题比其他LDL题多问了「有被小窝、有被小泡的作用」,必须在六步过程之外单列一段回答网格蛋白(成笼致膜弯曲)、衔接蛋白(特异捕获、选择性浓缩)、发动蛋白(缢断成泡)以及脱包被后才能与内体融合这四点。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §The Assembly of a Clathrin Coat Drives Vesicle Formation · 教材 p. 752

The major protein component of clathrin-coated vesicles is clathrin, which forms the outer layer of the coat. Clathrin is composed of a large subunit (the heavy chain) and a small subunit (the light chain). Three heavy chains and three light chains assemble into a three-legged structure called a triskelion

网格蛋白有被小泡的主要蛋白成分是网格蛋白,它构成外被的外层。网格蛋白由一个大亚基(重链)和一个小亚基(轻链)组成。3条重链和3条轻链装配成一个三脚结构,称为三脚蛋白复合体。

英文答题用 clathrin、heavy chain、light chain、triskelion。教材的三脚蛋白复合体是「3重链+3轻链」,中文答案写成「3个二聚体」是同一结构的另一种说法,写英文时按 three heavy chains and three light chains 更稳。

问答题4 题

30问答题2009 · 华中农业大学 · 细胞真题 p7(2009年 三、问答题 第1题);细胞真题狂背 p19(第四章-物质的跨膜运输 三、大题 第1题)考点二 ATP驱动泵与主动运输——P型泵之Na⁺-K⁺泵的转运机制与生理功能
以Na+K+泵为例,说明泵在物质穿膜运输中的作用原理和过程
(1)Na⁺-K⁺泵的本质与结构:Na⁺-K⁺泵又称Na⁺-K⁺ATP酶,属于ATP驱动泵中的P型泵,位于动物细胞的质膜上,由2个α亚基和2个β亚基组成四聚体。α亚基是催化亚基,具有ATP结合位点以及Na⁺、K⁺结合位点,在转运过程中发生磷酸化与去磷酸化;β亚基是糖基化的多肽,并不直接参与离子跨膜转运,而是帮助在内质网新合成的α亚基进行折叠。因转运泵水解ATP使自身形成磷酸化的中间体,故称P型泵。 (2)作用原理:ATP驱动泵即转运ATP酶,把ATP水解生成ADP和无机磷(Pi)所释放的能量,与离子逆电化学梯度的跨膜转运紧密偶联起来;正常情况下转运ATP酶并不能单独水解ATP。Na⁺依赖的磷酸化和K⁺依赖的去磷酸化交替引起α亚基构象改变,使离子结合位点交替朝向膜的两侧并改变对离子的亲和力,从而实现定向的逆梯度转运。 (3)工作过程:①胞内3个Na⁺与α亚基内表面结合→ATP水解→α亚基上的一个天冬氨酸残基磷酸化→α亚基构象改变→Na⁺被泵出细胞外;②胞外2个K⁺与磷酸化的α亚基外表面结合→α亚基去磷酸化→α亚基构象复原→K⁺被泵入细胞;③Na⁺依赖的磷酸化和K⁺依赖的去磷酸化引起的构象变化有序交替发生,循环约1000次/秒;④每次循环消耗1分子ATP,逆着电化学梯度泵出3个Na⁺、泵进2个K⁺。 (4)影响因素:极少量的乌本苷(ouabain)即可抑制Na⁺-K⁺泵活性;Mg²⁺和少量膜脂有助于提高其活性;氰化物等生物氧化抑制剂使ATP供应中断,泵因失去能源而停止工作。 (5)生理意义:①维持细胞膜电位——每一循环净泵出1个正电荷,维持细胞内低Na⁺高K⁺,参与静息电位的形成与维持;②维持动物细胞渗透平衡——若不把Na⁺泵出,水会因渗透压顺梯度经水孔蛋白大量进入细胞使细胞膨胀甚至破裂(用乌本苷处理红细胞即会吸水胀破);③吸收营养——所建立的Na⁺电化学梯度中蕴藏的势能,为葡萄糖、氨基酸等有机物的协同转运提供驱动力,如小肠上皮细胞以Na⁺同向协同转运方式吸收葡萄糖,再经Glut2以协助扩散转运入血。
据高分笔记整理
本题是华中农大专题4最经典的大题,按「结构—原理—四步工作循环—影响因素—三大生理功能」作答;「泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺、消耗1分子ATP、循环约1000次/秒」是必写的量化采分点。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §The Plasma Membrane Na+-K+ Pump Establishes Na+ and K+ Gradients Across the Plasma Membrane · 教材 p. 649

Because the Na+-K+ pump drives three positively charged ions out of the cell for every two it pumps in, it is electrogenic: it drives a net electric current across the membrane, tending to create an electrical potential, with the cell’s inside being negative relative to the outside. This electrogenic effect of the pump, however, seldom directly contributes more than 10% to the membrane potential. The remaining 90%, as we discuss later, depends only indirectly on the Na+-K+ pump.

Na⁺-K⁺泵每泵入2个正离子就泵出3个,因此是生电性的:它驱动净电流跨膜,倾向于产生一个膜内相对膜外为负的电位。不过泵的这种生电效应对膜电位的直接贡献很少超过10%,其余90%只是间接依赖Na⁺-K⁺泵。

英文答题用 electrogenic pump、membrane potential。教材校正了一个常见误区——钠钾泵对静息电位的直接贡献不超过10%,其余90%来自K⁺渗漏通道;中文答案「参与静息电位的形成与维持」应加上这一限定。
MBoC 7e Ch.11 · §Summary(TRANSPORTERS AND ACTIVE MEMBRANE TRANSPORT) · 教材 p. 651

Some transporters move a single solute “downhill,” whereas others can act as pumps to move a solute “uphill” against its electrochemical gradient, by using energy provided by ATP hydrolysis, by a downhill flow of another solute (such as Na1 or H1), or by light to drive the requisite series of conformational changes in an orderly manner. Transporters belong to a small number of protein families. Each family evolved from a common ancestral protein, and its members all operate by a similar mechanism. The family of P-type transport ATPases, which includes Ca21 and Na1-K1 pumps, is an important example; each of these ATPases sequentially phosphorylates and dephosphorylates itself during the pumping cycle.

有些载体蛋白只把单一溶质「顺坡」运输,另一些则可作为泵把溶质「逆坡」逆其电化学梯度转运,能量来自ATP水解、另一种溶质(如Na⁺或H⁺)的顺梯度流动,或来自光,用以有序地驱动所需的一系列构象改变。载体蛋白只归属于少数几个蛋白质家族。每个家族都由一个共同的祖先蛋白演化而来,成员的工作机制都相似。P型转运ATP酶家族即是一个重要例子,它包括Ca²⁺泵和Na⁺-K⁺泵,这些ATP酶在泵送循环中依次使自身磷酸化和去磷酸化。

注意干净副本此处上标丢失:`Na1`、`H1` 实为 Na⁺、H⁺,`Ca21` 实为 Ca²⁺,`Na1-K1` 实为 Na⁺-K⁺。英文答题用 pump、uphill、sequentially phosphorylates and dephosphorylates itself——「P型」得名于泵在循环中使自身磷酸化,这是中文答案「形成磷酸化中间体」的标准英文说法。
26问答题2020 · 华中农业大学 · 细胞真题狂背 p21(第四章-物质的跨膜运输 三、大题 第6题);细胞真题 p21(2020年 一、问答题 第5题)考点三 胞吞作用与胞吐作用——受体介导的胞吞作用(以LDL为例)
以 LDL 为例,简述受体介导的内吞作用基本过程?
(1)胆固醇主要在肝细胞中合成,是极端不溶的,它在血液中的运输是通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL),低密度脂蛋白受体介导的内吞过程如下: ①LDL 与受体结合:LDL 颗粒与细胞表面的低密度脂蛋白受体特异性结合,形成受体-LDL 复合物。 ②网格蛋白包被小窝形成:当形成受体-LDL 复合物后,网格蛋白聚集在膜下,逐渐形成直径 50~100 nm 的质膜凹陷,称网格蛋白包被小窝。 ③发动蛋白组装成环:一种小分子 GTP 结合蛋白——发动蛋白在深陷的包被小窝的颈部组装成环,发动蛋白水解与其结合的 GTP 引起颈部缢缩,最终脱离质膜形成网格蛋白包被膜泡。 ④膜泡的脱离与融合:网格蛋白包被膜泡脱离质膜,几秒钟后,网格蛋白从包被膜泡上脱离,返回质膜附近区域以便重复使用。脱包被的囊泡与早期内体融合,从而将转运分子及胞外液体摄入细胞。 ⑤受体的循环利用:在内体中,低 pH 环境引起 LDL 与受体分离。内体以出芽的方式形成含有受体的小囊泡,返回细胞质膜,受体重复使用。 ⑥LDL 的消化:含有 LDL 的内体与溶酶体融合,低密度脂蛋白被水解,释放出胆固醇和脂肪酸供细胞利用。
真题资料原答案
原资料解析:教材出处第五版第四章。2020年为考场回忆版试题,与2013、2017、2018、2024年同题,属华中农大专题4最稳定的大题考点。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.13 · MBoC 第13章 §Cells Use Receptor-mediated Endocytosis to Import Selected Extracellular Macromolecules · 教材 p. 791

When a cell needs cholesterol for membrane synthesis, it makes transmembrane receptor proteins for LDL at the ER and transports them to the plasma membrane. Once in the plasma membrane, the LDL receptor diffuses until an endocytosis signal in its cytoplasmic tail binds the adaptor protein AP2 after AP2’s conformation has been locally unlocked by binding to PI(4,5)P2 on the plasma membrane.

细胞需要胆固醇合成膜时,就在内质网上合成LDL的跨膜受体蛋白,并把它们运到质膜。到达质膜后,LDL受体在膜上扩散,直到其胞质尾部的胞吞信号与衔接蛋白AP2结合——此前AP2须先结合质膜上的PI(4,5)P₂,构象被局部解锁。

英文答题用 endocytosis signal、cytoplasmic tail、adaptor protein AP2。教材指出受体进入有被小窝靠的是胞质尾部的分选信号与AP2结合,且AP2须先被PI(4,5)P₂解锁;中文答案只说「衔接蛋白负责捕获特异转运分子」,这里是机制层面的补充。
37问答题2021 · 华中农业大学 · 细胞真题 p22(2021年 三、问答题 第1题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——水孔蛋白的结构、特异性与功能验证
水孔蛋白发现简史素材(原题见邹方东学习指南 P51、2) ①低渗溶液中,水孔蛋白表达的细胞膨胀快还是不表达的细胞膨胀快 ②非洲爪蟾卵细胞作为研究水孔蛋白材料的优点, ③设计实验区分水通过水孔蛋白进入细胞还是通过脂双层进入细胞, ④氢离子不通过水孔蛋白进入细胞的原因。
背景:水虽能以简单扩散方式进出细胞,但肾小管、集合管、唾液腺等器官要求水分子极快速地跨膜,简单扩散无法满足。美国科学家Peter Agre等从红细胞膜上分离到第一个水孔蛋白(CHIP28,即AQP1),并通过在非洲爪蟾卵母细胞中表达其基因以及脂质体重建实验证实了水孔蛋白对水的转运作用,因此获2003年诺贝尔化学奖。 ①在低渗溶液中,表达水孔蛋白的卵母细胞膨胀更快。因为水孔蛋白形成专一的亲水通道,可使水分子以远高于简单扩散的速率快速跨膜,细胞内外渗透压差被迅速拉平,进水速度显著加快;未表达水孔蛋白的对照细胞只能靠水分子经脂双层的简单扩散,吸水膨胀速度相对缓慢。 ②非洲爪蟾卵母细胞作为研究材料的优点:体积巨大(直径可达1 mm),便于显微注射外源mRNA/cDNA并便于直接在显微镜下观察和测量体积变化;储存了大量营养物质与合成原料(成熟卵母细胞处于第二次减数分裂中期,所储备原料可供形成10³~10⁴个细胞核),外源蛋白表达量高;其自身质膜上水孔蛋白本底表达极低、对水的通透性很小,本底干扰小、信噪比高,是理想的异源表达系统。 ③区分实验设计:设置表达水孔蛋白的卵母细胞(实验组)与注射等量水或无关mRNA的卵母细胞(对照组),置于相同低渗溶液中,用显微摄像连续记录细胞体积随时间的变化并计算水的通透系数。若实验组吸水速率显著高于对照组,说明水主要经水孔蛋白进入细胞;进一步用水孔蛋白特异性抑制剂(如汞化合物HgCl₂)处理实验组,若吸水速率回落到对照水平、加入还原剂后又恢复,则可确证该部分水流由水孔蛋白介导,剩余的基础速率即为经脂双层的简单扩散。更严格的对照是把纯化的水孔蛋白重建到人工脂质体膜上,与不含蛋白的空白脂质体比较渗透水通透性——脂质体体系可精确控制膜脂组成与蛋白量,排除其他细胞成分(如其他转运蛋白、细胞骨架)的干扰,使结论更直接明确。 ④氢离子(质子)不能通过水孔蛋白的原因:水孔蛋白具有高度的选择性。其每个亚基单独形成一个中央孔,孔径约0.28 nm,仅稍大于水分子直径,比水分子大的物质无法通过;更关键的是通道内两个半跨膜区的Asn-Pro-Ala(NPA)模式,其Asn残基所带的正电荷位于孔道最狭窄处,一方面对通过的水分子重新定向、打断水分子之间连续的氢键链(即阻断质子沿水链的Grotthuss式跳跃传导),另一方面以静电排斥直接排除带正电的质子,因此AQP1是一个高度特异的亲水通道,只允许水通过而不允许H⁺等离子或其他小分子溶质通过。
据高分笔记整理
本题为科研素材型综合题,原题共4~5小问(《真题狂背》版本另有一问「相对于卵母细胞,把水孔蛋白重建到脂质体上有什么好处」,已并入第③问作答)。第④问的采分点是「孔径0.28 nm的空间位阻+Asn-Pro-Ala中Asn正电荷排斥质子」。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §Aquaporins Are Permeable to Water but Impermeable to Ions · 教材 p. 653

Aquaporins contain two strategically placed asparagines, which bind to the oxygen atom of the central water molecule in the line of water molecules traversing the pore, imposing a bipolarity on the entire single-file column of water molecules

水孔蛋白含有两个位置关键的天冬酰胺残基,它们结合穿过孔道的那列水分子中中央那个水分子的氧原子,使整列单行排列的水分子呈现两极性。

英文答题用 asparagine、single-file column、impermeable to H+。教材的机制是两个天冬酰胺锁住中央水分子的氧、使其两个价键都被占用,从而打断质子接力;中文答案说「Asn残基所带的正电荷排除了质子」并不准确,应按教材改述。
27问答题2021 · 华中农业大学 · 细胞真题狂背 p21—p22(第四章-物质的跨膜运输 三、大题 第7题)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——水孔蛋白的结构、特异性与功能验证实验
水孔蛋白发现简史素材:水是生物体的主要组成成分,虽然能以简单扩散的方式进出细胞,但对于身体的某些器官,水分子必须快速进出细胞。显然,简单扩散不能满足水分子的快速跨膜转运需要。为此,科学家们猜测细胞膜上肯定存有某种与水的跨膜运输息息相关的蛋白质。美国科学家 Peter Agre 等从血红细胞膜上分离到了第一个水孔蛋白,并通过在非洲爪蟾卵母细胞中表达其基因以及利用脂质体重建实验证实了水孔蛋白对水分子的转运作用。Peter Agre 因此获得了 2003 年诺贝尔化学奖。 (1)请分析在低渗溶液中,表达水孔蛋白的卵母细胞和未表达水孔蛋白的对照组细胞谁更容易吸水膨胀? (2)为什么非洲爪蟾卵母细胞是一个很好的研究水孔蛋白功能的模型? (3)相对于非洲爪蟾卵母细胞,将水孔蛋白重建到脂质体膜上,对研究水孔蛋白功能又有什么好处? (4)分子既能通过脂双层以简单扩散的方式进出细胞,又能通过水孔蛋白进出细胞。请设计一个实验区分水分子是通过脂双层还是通过水孔蛋白进入细胞? (5)比水分子小的物质,如氢离子,为什么不能通过水孔蛋白?(邹方东学习指南 P51、2)
(1)在低渗溶液中,表达水孔蛋白的卵母细胞更容易吸水膨胀。因为水孔蛋白可以快速促进水分子的跨膜转运,使得细胞内外的渗透压差迅速减小,导致水分进入细胞的速度加快。未表达水孔蛋白的对照组细胞由于缺乏这种快速转运水分子的机制,吸水膨胀的速度会相对较慢。 (2)非洲爪蟾卵母细胞是一个很好的研究水孔蛋白功能的模型,因为它们体积大,直径可达 1 mm,储存了大量的营养物质,为受精后快速卵裂做准备。此外,非洲爪蟾卵母细胞的成熟卵母细胞处于第二次减数分裂中期,此时的卵母细胞所储备的原料可供形成 10³~10⁴ 个细胞核,这为研究水孔蛋白提供了充足的实验材料。 (3)将水孔蛋白重建到脂质体膜上,可以更精确地控制实验条件,如脂质体膜的组成和水孔蛋白的浓度,从而研究水孔蛋白的特性和功能。此外,脂质体模型可以排除其他细胞成分的干扰,使得研究结果更加直接和明确。 (4)为了区分水分子是通过脂双层还是通过水孔蛋白进入细胞,可以设计一个实验,比较在相同条件下,表达水孔蛋白的细胞和未表达水孔蛋白的细胞对水分子的吸收速率。如果表达水孔蛋白的细胞吸收速率显著高于未表达水孔蛋白的细胞,则说明水分子是通过水孔蛋白进入细胞的。此外,可以通过使用水孔蛋白特异性抑制剂来进一步验证。 (5)比水分子小的物质,如氢离子,不能通过水孔蛋白的原因是水孔蛋白具有选择性。水孔蛋白的通道结构和电荷特性(与 AQP1 两个半跨膜区的 Asn-Pro-Ala 模式有关,Asn 残基所带的正电荷排除了质子的通过)决定了它只允许水分子通过,而不允许其他物质,如氢离子通过。水孔蛋白的通道孔径和电荷分布与水分子的大小和电荷特性相匹配,而氢离子由于其极小的尺寸和不同的电荷特性,不能与水孔蛋白的通道孔径和电荷分布相匹配,因此不能通过水孔蛋白。
真题资料原答案
原资料解析:教材无明显答案,可参考第五版第四章。本题为科研素材型综合题(来源A《细胞真题》的考场回忆版只保留了①②④⑤四小问)。第(5)问的核心采分点是「中央孔孔径约0.28 nm的空间位阻」+「Asn-Pro-Ala中Asn残基所带正电荷静电排斥质子、并打断连续水链阻断质子跳跃传导」。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §Aquaporins Are Permeable to Water but Impermeable to Ions · 教材 p. 653

Aquaporins must solve a problem that is opposite to that facing ion channels. To avoid disrupting ion gradients across membranes, they have to allow the rapid passage of water molecules while completely blocking the passage of ions. The three-dimensional structure of an aquaporin reveals how it achieves this remarkable selectivity.

水孔蛋白必须解决一个与离子通道相反的问题:为避免破坏膜两侧的离子梯度,它们必须让水分子快速通过,同时完全阻断离子通过。水孔蛋白的三维结构揭示了它如何实现这种非凡的选择性。

英文答题用 aquaporin、selectivity、block the passage of ions。这句可直接作为「为什么比水分子小的氢离子也不能通过」的总纲——水孔蛋白的设计目标就是「只透水、不透离子」,否则会破坏细胞辛苦建立的离子梯度。

论述题1 题

39论述题2025 · 华中农业大学 · 细胞真题 p32(2025年 四、综合题 第1题);细胞真题狂背 p68—p69(第十一章-细胞信号转导 三、大题 第20题;原资料归章跨章,后半问属第四章-物质的跨膜运输)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——Na⁺驱动的葡萄糖同向协同转运与上皮细胞的跨细胞运输【边界题,另涉信号转导专题的GPCR/cAMP通路】
我们知道,一些细菌毒素,比如引发霍乱的霍乱毒素,会干扰细胞内的G蛋白偶联受体(GPCR)信号通路,进而导致腹泻症状。运用所学的细胞信号转导知识来解释这种毒素引起疾病的原因。另外,严重腹泻引起的体液丢失可以通过口服补液疗法有效地治疗,这种方法堪称二十世纪医学领域一项伟大创举,因为它显著地减少了由脱水引起的死亡。这一疗法操作简便且成本低廉,受影响的患者只需饮用包含90 mM氯化钠与110 mM葡萄糖的溶液,请解释口服液疗法的工作原理。
(1)霍乱毒素引起腹泻的机制:霍乱毒素是一种细菌毒素,具有ADP-核糖转移酶活性。它进入小肠上皮细胞后,催化胞内NAD⁺的ADP-核糖基共价结合到Gsα亚基上,致使Gsα丧失GTP酶活性;结果与Gsα结合的GTP不能被水解成GDP,Gsα被永久锁定在活化状态,持续激活腺苷酸环化酶,使细胞内cAMP水平升高100倍以上。高浓度cAMP通过激活蛋白激酶A使小肠上皮细胞顶面的Cl⁻通道(CFTR)持续开放,导致Cl⁻、Na⁺等离子和水分子大量、持续地分泌到肠腔,引起严重的水样腹泻和脱水。 (2)口服补液疗法的工作原理:小肠上皮细胞顶面(游离面)质膜上有Na⁺-葡萄糖同向协同转运蛋白(SGLT),它能同时结合并转运Na⁺和葡萄糖。该转运蛋白不直接水解ATP,而是利用基底侧质膜上Na⁺-K⁺泵建立的跨膜Na⁺电化学梯度作为驱动力:Na⁺顺电化学梯度进入细胞的同时,把葡萄糖逆浓度梯度一起带入细胞(同向协同转运)。进入细胞的葡萄糖再经基底侧的Glut2以协助扩散方式进入血液,Na⁺则由Na⁺-K⁺泵泵入组织液。因此,补液中同时含有NaCl与葡萄糖时,两者的吸收互相促进——葡萄糖的存在使Na⁺吸收显著增强,被吸收的Na⁺(及随之的Cl⁻)在细胞基底侧形成局部高渗,水便顺渗透压梯度经水孔蛋白被动地跨上皮吸收回体内,从而快速补充丢失的水和电解质、纠正脱水;同时吸收的葡萄糖还为细胞提供能量。值得注意的是,霍乱毒素破坏的是cAMP调控的分泌性Cl⁻通道,并不损伤Na⁺-葡萄糖同向协同转运系统,所以即使在霍乱急性期这条吸收通路依然有效,这正是口服补液疗法之所以简便、低廉而又高效的根本原因。 (3)小结:霍乱毒素通过锁定Gsα、抬高cAMP导致离子与水的过度分泌而腹泻脱水;口服补液疗法则利用Na⁺与葡萄糖的同向协同转运机制驱动水的重吸收,两者分属细胞信号转导与物质跨膜运输两大知识点的串联。
据高分笔记整理
边界题:前半问考GPCR/cAMP信号转导,后半问「90 mM氯化钠+110 mM葡萄糖」正是Na⁺驱动的葡萄糖同向协同转运,《真题狂背》该题解析亦注明「教材出处:第四章;第十一章」,故收入专题4;作答时后半问必须点明「转运蛋白利用Na⁺电化学梯度而非直接水解ATP」以及「水随溶质被动吸收」两条。
教材原文对照1 处
MBoC 7e Ch.11 · §An Asymmetric Distribution of Transporters in Epithelial Cells Underlies the Transcellular Transport of Solutes · 教材 p. 645

Na+-linked symporters located in the apical (absorptive) domain of the plasma membrane actively transport nutrients into the cell, building up substantial concentration gradients for these solutes across the plasma membrane. Uniporters in the basal and lateral (basolateral) domain allow the nutrients to leave the cell passively down these concentration gradients to enter the bloodstream for use in the rest of the body.

位于质膜顶端(吸收)域的Na⁺偶联同向转运蛋白把营养物主动转运进细胞,在质膜两侧为这些溶质建立起相当大的浓度梯度。基底侧(基底面与侧面)域的单向转运蛋白则让营养物顺这些浓度梯度被动离开细胞,进入血流供全身使用。

英文答题用 Na+-linked symporter、apical / basolateral domain、transcellular transport。口服补液的原理就是这条「顶端Na⁺-葡萄糖同向转运+基底侧单向转运」的跨细胞通路;注意题目前半段的霍乱毒素-GPCR-cAMP机制属教材第15章,不在本次可引的两章内。

实验题1 题

31实验题2010 · 华中农业大学 · 细胞真题 p9(2010年 四、实验设计题 第1题);细胞真题狂背 p94(其他未分类 三、大题背诵 第5题;原资料归章有误,应属第四章-物质的跨膜运输)考点一 膜转运蛋白与小分子及离子的跨膜运输——脂双层的不透性、水孔蛋白与渗透现象
将细胞分别放入高渗、低渗和等渗介质中,会发生什么现象,并解释原因
现象与原因如下: (1)高渗介质:细胞失水,体积缩小,甚至出现皱缩现象。原因是介质渗透压高于细胞内,水分子通过渗透作用(经脂双层的简单扩散及质膜上的水孔蛋白)由细胞内向细胞外移动以达到内外渗透压平衡,水分流失使细胞内溶质浓度相对增加、细胞体积缩小。 (2)低渗介质:细胞吸水膨胀,甚至可能破裂(如红细胞发生溶血)。原因是介质渗透压低于细胞内,水分子顺渗透压梯度大量进入细胞使体积增大;若质膜不能承受这种膨胀压力,细胞便会破裂。需注意低渗环境下细胞也有主动调节机制,如生活在淡水中的原生动物(草履虫)靠收缩泡收集并排出过量的水来防止破裂;植物细胞则因有细胞壁的限制而形成膨压,一般不会破裂。 (3)等渗介质:细胞体积保持不变。因为细胞内外渗透压相等,水分子在细胞内外的进出达到动态平衡。 机理基础:脂双层对带电荷的离子和大多数极性溶质高度不通透,盐等溶质不能自由跨膜;而所有生物膜对水都有相当的通透性,许多细胞(如红细胞、肾小管上皮细胞)质膜上还富含水孔蛋白使水的跨膜转运极为迅速,因此在渗透压差存在时总是水而非溶质发生跨膜移动。动物细胞在体内之所以能维持渗透平衡,主要依赖Na⁺-K⁺泵不断把Na⁺泵出细胞以抵消胞内固定阴离子造成的渗透压。
据高分笔记整理
《真题狂背》把本题错放在卷末「其他未分类」,实际考的是脂双层通透性、水孔蛋白与渗透,属专题4。答题时把「盐不透膜、水透膜」这一前提写清楚,并联系Na⁺-K⁺泵维持渗透平衡可以加分。
教材原文对照2 处
MBoC 7e Ch.11 · §Aquaporins Are Permeable to Water but Impermeable to Ions · 教材 p. 652

Cells also contain a high concentration of solutes, including numerous negatively charged organic molecules that are confined inside the cell (the so-called fixed anions) and their accompanying cations that are required for charge balance. This creates an osmotic gradient, which mostly is balanced by an opposite osmotic gradient due to a high concentration of inorganic ions—chiefly Na+ and Cl–—in the extracellular fluid. The small remaining osmotic force tends to “pull” water into the cell, causing it to swell until the forces are balanced.

细胞内还含有高浓度溶质,包括大量被限制在细胞内的带负电荷有机分子(所谓固定阴离子)以及为平衡电荷而伴随的阳离子。这造成一个渗透梯度,它大体被胞外液中高浓度无机离子(主要是Na⁺和Cl⁻)产生的相反渗透梯度所抵消。剩下的微小渗透力倾向于把水「拉」进细胞,使细胞膨胀,直到各力平衡。

英文答题用 osmotic gradient、fixed anions、swell。教材指出动物细胞胞内渗透压主要由「固定阴离子+配对阳离子」造成,靠胞外高浓度Na⁺、Cl⁻抵消——这正是中文答案「靠Na⁺-K⁺泵泵出Na⁺维持渗透平衡」的分子基础。
MBoC 7e Ch.11 · §Protein-free Lipid Bilayers Are Impermeable to Ions · 教材 p. 638

In general, the smaller the molecule and the more hydrophobic, or nonpolar, it is, the more easily it will diffuse across a lipid bilayer. Small nonpolar molecules, such as O2 and CO2, readily dissolve in lipid bilayers and therefore diffuse rapidly across them. Small uncharged polar molecules, such as water or urea, also diffuse across a bilayer, albeit much more slowly

一般来说,分子越小、疏水性(非极性)越强,就越容易扩散通过脂双层。O₂和CO₂这类小的非极性分子易溶于脂双层,因而扩散得很快。水或尿素这类小的不带电极性分子也能扩散通过脂双层,只是慢得多。

英文答题用 simple diffusion、lipid bilayer。教材指出水本身能以简单扩散跨脂双层(只是慢),而脂双层对带电离子基本不通透——这正是高渗/低渗介质中「动的是水而不是溶质」的根本原因。
答案来源标记 · 绿色 = 资料自带的原答案/官方解析,逐字抄录;橙色 = 该题在你的资料里没有现成答案,由我依据高分笔记原文与英文原版教材推导,已在解析里注明依据。