14種類のGLUTタンパク質が存在し、配列の類似性に基づいて3つのクラスに分類されている。GLUT1から4と14がクラス1に属し、GLUT5、7、9、11がクラス2に、GLUT6、8、10、12、13がクラス3に属する。それぞれのGLUTタンパク質の配列には差異が存在するものの、基本的な構造的要素は共通である。例えば、GLUTタンパク質のN末端とC末端は細胞質側に露出しており、全てが12箇所の膜貫通領域を持つ。
1936年、秋田県大曲町（現・大仙市）に生まれる。幼少期より周囲の子供より一回り大柄で、ガキ大将だった。少年期は近所の物持ちの家に入りびたり、倉の中にあった立川文庫などの講談本や少年向けの小説などを読み、それを学校で同級生に語って聞かせる。1955年秋田県立秋田高等学校、1959年中央大学法学部卒。中学校から大学まで剣道部に在籍する。大学時代は『桃太郎侍』で知られる時代小説家山手樹一郎に師事し、小説家を目指すが断念。その後弁護士を目指すが、司法試験に三度失敗。雀荘の店員・経営または雀ゴロ、農林省、外国航路の船員、ゴルフ場勤務等の職業を経験。1968年春、たまたま目にした『少年マガジン』に、さいとうプロダクションが原作者募集をしているのを見て、「枯れ葉の紳士録」という原稿を書き、応募。締切りを大幅に過ぎていたにも拘らず、採用される。以後、さいとうプロに所属し、『無用之介』『ゴルゴ13』などの原作に携わった後、1970年に独立、7月に『ノスパイプ作戦』（ヤングコミック）で原作者デビュー（ただし原稿依頼は『白地に黒く死の丸染めて』の方が先行しており、一時期はこれがデビュー作とされていた）。1972年には、叶精作、神江里見、小山ゆう、やまさき拓味、伊賀和洋、神田たけ志らとともにスタジオ・シップ（現・小池書院）を起こし、所属メンバーのほかにも多くの実力派漫画家を作画に迎え、多数の漫画作品を発表する。遅咲きデビューからわずか数年で劇画界に一勢力を築く形となった。1970年代は、『子連れ狼』、『御用牙』、『修羅雪姫』、『忘八武士道』など、セックスとバイオレンスに満ちたアナーキーな時代劇作品を多数発表。仕事も多忙を極め1970年代前半には、月に15本程度連載を抱えていた。また、その多くが映画化またはドラマ化され、1970年代の映画界に大きな影響を与えた。クエンティン・タランティーノ、ジョン・ウーなど、日本国外にも多くのファンを生んだ。なお、一部の映像化作品では、小池自身が脚本を担当している。漫画原作者としては先輩の梶原一騎も小池の活躍に脅威を覚え、セックスとバイオレンスを主題とした作品を書くようになった。『子連れ狼』は1987年と、最も早い時期にアメリカで出版され、成功を収めた数少ない日本漫画の一つであり、今日の日本漫画ブームの草分けとなった。アメリカン・コミックの巨匠であるフランク・ミラーは『子連れ狼』の大ファンであり、ダークホース社から出版された『子連れ狼』アメリカ版の表紙絵を描いている。小池劇画はアメリカン・コミックスにまで影響を与えたといえ、2001年のアイズナー賞受賞以降の、アメリカでの多くの受賞はそのことを裏付けている。興行収入が1億ドルを超える大ヒットを記録した2002年のハリウッド映画『ロード・トゥ・パーディション』は、『子連れ狼』をモチーフにしている。1980年代以降は、時代の変化もあり、刺激を弱めて、週刊少年サンデーでキャリア唯一の少年誌ラブコメ『ラブZ』（1982年）を発表するなど、娯楽性を主にした作品に作風を切り替えた。1984年には、雑誌『週刊サンケイ』に初の小説「乾いて候」を連載開始し、小説家としてもデビュー。後進の育成にも力を入れており、1977年に「小池一夫劇画村塾」を開設。出身者に高橋留美子、原哲夫、板垣恵介、山口貴由、山本貴嗣、堀井雄二、さくまあきら、西村しのぶ、山本直樹らがいる。2000年に大阪芸術大学芸術学部映像学科の教授に招聘され、『小池一夫のキャラクター原論』を上梓。2001年、同大学にて漫画家養成を目的とした「小池一夫ゼミ」第一期をスタート。以後、主な小池ゼミ出身者としては椎橋寛、森橋ビンゴ、田雑芳一、宮本和也、険持ちよ、矢寺圭太、篠丸のどからがいる。2002年、同学部文芸学科長。2005年、同大学でキャラクター造形学科の開設に尽力し、同学科長に就任。佐藤健太郎、金田陽介、鳴海アミヤらを輩出している。2009年、同大学を退任。2003年、プロ養成漫画塾「小池一夫塾」を新宿にある映像テクノアカデミア内に開講（現在は終了）。また『子連れ狼』の続編、『新・子連れ狼』を連載開始している。2006年、劇画村塾を再開（東京第9期、大阪第1期）。2007年、同塾、東京第10期、大阪第2期をスタート。同年9月、劇画村塾を株式会社化するも、2009年に同社と訣別。2005年、生まれ故郷である秋田県大仙市に百歳寓という別荘を設けている。現在は売りに出されている。。2011年、4月に独自の講座「キャラクターマンWEB講座」を開講し、同年11月創作ブランド「小池工房」を設立。小泉政権時代より政府の「知的財産戦略本部」に参加し、「知的財産」に関する講演も多い。日本文藝家協会・日本映像学会・日本アカデミー賞協会の会員。星野仙一新仙組総長、阪神タイガース金本知憲後援会会長。2019年4月17日、肺炎のため死去。82歳没。