胞吞作用

发生的部位

胞吞作用发生在细胞膜上，用于摄入那些太大、无法通过载体蛋白或通道蛋白的物质。它既用于摄入固体颗粒（如细菌），也用于摄入含有溶质的液滴。

教学大纲中最常见的例子是吞噬细胞（一种白细胞）在身体防御反应中吞入细菌。变形虫以同样方式取食，用伪足包裹食物颗粒形成食物泡。

胞饮作用即摄入液滴，发生在吸收溶解养分的小肠内壁细胞、从滤液中回收小分子蛋白质的肾小管细胞，以及发育中的胚胎细胞中。细胞膜的磷脂双分子层因具有流动性而能折叠与融合，其下方由三磷酸腺苷驱动的细胞骨架提供牵拉力。

输入与输出

• 输入：细菌、死细胞碎片或食物颗粒等固体颗粒（吞噬作用），或携带溶质的细胞外液液滴（胞饮作用）。
• 输入：线粒体中有氧呼吸产生的三磷酸腺苷，用于改变膜的形状并把囊泡向内移动。
• 输入：一段细胞膜，暂时用来构成囊泡壁。
• 输出：细胞质内一个由膜包裹的囊泡，含固体颗粒时称为吞噬体或食物泡。
• 消化后的输出：囊泡与溶酶体融合后，氨基酸、葡萄糖等可溶产物释放到细胞质中。
• 输出：未消化的残渣，之后经胞吐作用排出；以及被回收到细胞表面的膜。

步骤

1. 细胞膜上的受体或黏性表面与细胞外的颗粒或液滴接触。
2. 利用三磷酸腺苷的能量，细胞膜向内凹陷（内陷），或向外伸出伪足包绕该物质。
3. 延伸的膜边缘在物质的另一侧相遇。
4. 两侧膜边缘融合，把物质封闭在由膜围成的小袋内。
5. 小袋从细胞膜上缢断，成为细胞质中的游离囊泡，固体为吞噬体，液体为胞饮囊泡。
6. 囊泡沿细胞骨架被运往细胞深处。
7. 溶酶体与囊泡融合，释放水解酶，消化其中内容物。
8. 可溶产物扩散进入细胞质，残渣经胞吐作用排出细胞。

为何重要以及如何受控

胞吞作用让细胞能够摄入那些对扩散或主动运输而言太大的物质，例如整个细菌或大量液滴。吞噬作用是对固体颗粒的胞吞作用，胞饮作用是对液滴的胞吞作用；两者都需要呼吸作用提供的能量来改变细胞膜的形状。

胞吞作用受到调控，而非持续不断。吞噬细胞只吞入它识别为异物的物质，因此当膜上受体与病原体表面的抗原、或已附着其上的抗体结合时，过程才开始。

细胞还会调节自身损失的膜量：每个囊泡都带走一片表面，所以细胞用胞吐作用来平衡胞吞作用，把膜送回表面。凡是减少三磷酸腺苷供应的因素，缺氧、呼吸抑制剂或低温，都会减慢或停止胞吞作用，这也是证明它是主动过程的标准证据。

就教学大纲而言，胞吞作用补全了膜运输机制的全套：简单扩散负责小的非极性分子；协助扩散与渗透负责顺梯度移动的极性分子和水；主动运输负责逆梯度移动的离子与分子；胞吞与胞吐作用则负责任何蛋白通道都容纳不了的大块物质。能把某种物质归入正确的类别，正是本章大部分考题所考查的能力。

胞吞作用与其他膜运输方式的比较

如何考查

题目可能要求用图解描述胞吞作用的各阶段，解释为何它需要能量而扩散不需要，或把胞吞作用与白细胞摄入病原体联系起来。

各阶段通常以四五幅连续图的形式出现，要求排序或用文字描述，评分标准关注这些词汇：内陷、囊泡、融合、缢断、溶酶体。常见的比较题给出两种过程，要求写出异同；好的答案会先指出胞吞作用与主动运输都需要三磷酸腺苷，再对比所走途径，囊泡还是载体蛋白，以及所运物质的大小。

与免疫系统相关的题目会问吞噬细胞如何消灭细菌，期望的顺序是：吞入、吞噬体、溶酶体融合、酶消化。

常见误解

考试风格例题

题目。 一名研究者观察两个培养皿中白细胞摄入细菌的情况。

培养皿1保持在37 °C。培养皿2同样保持在37 °C，但加入了一种阻断三磷酸腺苷生成的化学物质。

30分钟后，培养皿1中的细胞内出现了含细菌的囊泡，而培养皿2中的细菌仅附着在细胞表面。(a) 写出培养皿1中观察到的过程名称，并指出它属于哪一类胞吞作用。

(b) 描述含细菌的囊泡如何形成。(c) 解释培养皿2的结果。

(d) 描述囊泡形成后细菌的去向。

参考答案。 (a) 胞吞作用；具体为吞噬作用，因为摄入的是固体颗粒。

(b) 细胞膜与细菌结合，并向内凹陷/伸出伪足包绕细菌；膜边缘相遇并融合，小袋缢断，在细胞质中形成囊泡（吞噬体）。(c) 胞吞作用是主动过程，需要三磷酸腺苷提供能量来改变膜的形状；该化学物质阻止三磷酸腺苷生成，膜无法折叠与融合，细菌只能停留在表面。

两皿温度相同，因此三磷酸腺苷供应是唯一差异。(d) 溶酶体融合到囊泡上并释放水解酶，把细菌消化；有用产物吸收进入细胞质，残渣经胞吐作用排出。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题