细胞膜有多方面的重要功能,它与细胞的物质交换、细胞识别、分泌、排泄、免疫等都有密切的关系。

活细胞不停地进行新陈代谢作用,它必须不断地与周围环境交换物质,物质通过细胞膜进出细胞。离子和小分子物质进出细胞主要通过自由扩散和主动运输等方式,而大分子和颗粒性物质主要通过内吞作用进入细胞。

自由扩散 这种方式是被选择吸收的物质,从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运,例如O2、CO2、甘油、乙醇、苯等物质,可以从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧。这种物质出入细胞的方式叫做自由扩散。自由扩散不需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量,是一种简单的运输方式。这种方式与主动运输相比,叫做被动运输。

主动运输 主动运输的特点是被选择吸收的物质是从浓度低的一侧,通过细胞膜运输到浓度高的一侧,必须有载体蛋白质的协助,需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量(下图)。例如,轮藻细胞中K+的含量比它所生存的水环境中的K+多63倍。人的红细胞中K+的浓度比血浆中K+的浓度要高出30倍,而红细胞中Na+的浓度却是血浆中的1/6。可见,轮藻细胞和人的红细胞具有不断地积累K+和运出Na+的能力,以致不会使细胞膜内外的K+和Na+的浓度达到平衡。因为这种物质出入细胞的方式,一般是物质从浓度低的一侧运输到浓度高的一侧,所以,需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。

 主动运输这种物质出入细胞的方式,能够保证活细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要的营养物质,排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。可见,主动运输对于活细胞完成各项生命活动有重要作用。

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