第一章細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運

細(xì)胞膜的功能當(dāng)前1頁，總共51頁。運輸形式穿膜運輸

——小分子和離子膜泡運輸

——大分子和顆粒物質(zhì)當(dāng)前2頁，總共51頁。穿膜運輸

被動運輸(passivetransport)

主動運輸(activetransport)當(dāng)前3頁，總共51頁。概念：物質(zhì)順濃度梯度且不消耗能量的運輸類型：簡單擴散易化擴散離子通道擴散

被動運輸(passivetransport)

當(dāng)前4頁，總共51頁。概念：物質(zhì)逆濃度梯度且需要消耗能量的運輸類型：離子泵伴隨運輸主動運輸(activetransport)

當(dāng)前5頁，總共51頁。簡單擴散————易化擴散離子通道擴散

離子泵伴隨運輸工具工具×膜轉(zhuǎn)運蛋白當(dāng)前6頁，總共51頁。

細(xì)胞膜上負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運物質(zhì)的特定的膜蛋白

通道蛋白——被動運輸膜轉(zhuǎn)運蛋白

載體蛋白被動運輸主動運輸當(dāng)前7頁，總共51頁。載體蛋白又稱做載體、通透酶和轉(zhuǎn)運器與特定的溶質(zhì)結(jié)合，改變蛋白本身構(gòu)象，使溶質(zhì)穿越細(xì)胞膜的膜轉(zhuǎn)運蛋白。載體蛋白當(dāng)前8頁，總共51頁。載體蛋白當(dāng)前9頁，總共51頁。跨膜蛋白，通過疏水的氨基酸鏈形成親水性通道，貫穿脂雙層，當(dāng)孔開放時特定的溶質(zhì)可以經(jīng)過通道穿透細(xì)胞膜。通道蛋白當(dāng)前10頁，總共51頁。

跨膜蛋白跨膜蛋白改變構(gòu)象形成通道

作用機理

性質(zhì)

作用方式主動運輸被動運輸

作用條件細(xì)胞能量

載體蛋白

通道蛋白

非細(xì)胞能量

非細(xì)胞能量被動運輸當(dāng)前11頁，總共51頁。簡單擴散(simplediffusion)特點：①沿濃度梯度（或電化學(xué)梯度）擴散；②不需要提供能量；③沒有膜蛋白的協(xié)助。

被動運輸

當(dāng)前12頁，總共51頁。適合簡單擴散的物質(zhì):脂溶性(疏水)小分子:苯、氧氣、氮氣不帶電極性小分子:水、尿素不適合簡單擴散的物質(zhì):分子量大，水溶性帶電荷的分子當(dāng)前13頁，總共51頁。非脂溶性（親水性）物質(zhì)在膜轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助下順濃度梯度（或電化學(xué)梯度）的跨膜運輸。被動運輸

易化擴散（facilitatieddiffusion）

當(dāng)前14頁，總共51頁。親水物質(zhì)：糖，氨基酸，核苷酸等專一的載體蛋白利用濃度差，無需消耗代謝能轉(zhuǎn)運速率高易化擴散（facilitatieddiffusion）

特點：被動運輸

當(dāng)前15頁，總共51頁。紅細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白，溶質(zhì)：葡萄糖易化擴散（facilitatieddiffusion）被動運輸

當(dāng)前16頁，總共51頁。有些通道蛋白長期開放，有些通道蛋白僅在特定刺激下才打開，又稱為門通道（gatedchannel）。作用特點：轉(zhuǎn)運速度迅速；具有高度的選擇性；不需要代謝能，順電化學(xué)梯度的轉(zhuǎn)運；離子通道擴散被動運輸

跨膜的通道蛋白介導(dǎo)的擴散當(dāng)前17頁，總共51頁。電壓門控通道配體門控通道機械門控通道離子通道擴散被動運輸

當(dāng)前18頁，總共51頁。離子通道擴散被動運輸

當(dāng)前19頁，總共51頁。配體門通道(ligandgatedchannel)離子通道擴散被動運輸

當(dāng)前20頁，總共51頁。乙酰膽堿受體

離子通道擴散被動運輸

當(dāng)前21頁，總共51頁。含羞草展開與收縮受電位-門控通道的控制聽覺毛狀細(xì)胞的機械敏感門通道作用原理當(dāng)前22頁，總共51頁。又如：神經(jīng)---肌肉興奮，不到１秒鐘的時間內(nèi)完成，這一過程包括四次通道順次開放：A、刺激－神經(jīng)沖動－神經(jīng)末梢，膜去極化，電壓閘門通道鈣離子通道開放，鈣離子進入神經(jīng)末梢，刺激乙酰膽堿（ACH）分泌到突觸間隙中；B、ACH與突觸后肌細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，配體閘門鈉離子通道開放，鈉離子進入肌細(xì)胞，肌細(xì)胞膜去極化；C、肌細(xì)胞膜上電壓閘門鈉離子通道開放，更多的鈉離子進入肌細(xì)胞，肌細(xì)胞膜進一步去極化，產(chǎn)生動作電位，擴散到肌細(xì)胞膜；D、肌漿網(wǎng)上的鈣離子通道開放，鈣離子進入細(xì)胞質(zhì)，引起肌肉收縮。當(dāng)前23頁，總共51頁。離子泵

能夠水解ATP，并利用ATP水解釋放出的能量驅(qū)動物質(zhì)進行逆濃度梯度跨膜運輸?shù)妮d體蛋白稱為泵。其轉(zhuǎn)運對象多為離子，所以稱作離子泵。

主動運輸如：Na+-K+ATP酶/鈉泵Ca2+-ATP酶/鈣泵當(dāng)前24頁，總共51頁。Na+-K+ATP酶/鈉泵主動運輸離子泵:

具有載體和酶的雙重作用。由兩個大亞基、兩個小亞基組成的四聚體。膜外膜內(nèi)維持胞外的高鈉離子和胞內(nèi)的高鉀離子當(dāng)前25頁，總共51頁。膜外膜內(nèi)當(dāng)前26頁，總共51頁。主動運輸?shù)倪^程以Na+-K+-ATP酶為例介紹：它分別由大小兩個亞基組成，小亞基是個糖蛋白，大亞基是跨膜蛋白，在其胞質(zhì)面有一個ATP結(jié)合位點和三個高親和結(jié)合位點，在膜的外表面有二個K+高結(jié)合位點和一個硅巴因的結(jié)合位點。離子泵的作用過程是通過ATP驅(qū)動的泵的構(gòu)型變化來完成。首先，由Na+結(jié)合到原胞質(zhì)面的Na+結(jié)合位點，這一結(jié)合刺激了ATP的水解，使泵磷酸化，導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)型改變，并暴露Na+結(jié)合位點面向胞外，使Na+釋放至胞外；與此同時，也將K+結(jié)合位點朝向細(xì)胞表面，結(jié)合胞外K+后刺激泵去磷酸化，并導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)型再次變化，將K+結(jié)合位點朝向胞質(zhì)面，隨即釋放K+至胞質(zhì)溶膠內(nèi)，最后蛋白構(gòu)形又恢復(fù)原狀。當(dāng)前27頁，總共51頁。Na+-K+泵的意義（作用）：①維持細(xì)胞的滲透壓，保持細(xì)胞的體積；②為葡萄糖協(xié)同運輸泵提供了驅(qū)動力；③維持細(xì)胞的靜息電位。主動運輸Na+-K+ATP酶/鈉泵離子泵:

當(dāng)前28頁，總共51頁。鈣泵（Ca2+-ATP酶）主動運輸離子泵:

維持細(xì)胞質(zhì)中低水平的Ca2+濃度當(dāng)前29頁，總共51頁。是一類靠間接提供能量完成的主動運輸方式。物質(zhì)跨膜運動所需要的能量來自膜兩側(cè)離子的

電化學(xué)濃度梯度，而維持這種電化學(xué)勢的是鈉鉀泵或質(zhì)子泵。

伴隨運輸（cotransport）主動運輸當(dāng)前30頁，總共51頁。主動運輸伴隨運輸（cotransport）：當(dāng)前31頁，總共51頁。可分為：同向協(xié)同（symport）與反向協(xié)同（antiport）伴隨運輸（cotransport）主動運輸當(dāng)前32頁，總共51頁。同向協(xié)同（symport）主動運輸伴隨運輸（cotransport）：當(dāng)前33頁，總共51頁。反向協(xié)同（antiport）如動物細(xì)胞常通過Na+/H+反向協(xié)同運輸?shù)姆绞絹磙D(zhuǎn)運H+，以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的pH值。主動運輸伴隨運輸（cotransport）：當(dāng)前34頁，總共51頁。伴隨運輸（cotransport）主動運輸單運輸協(xié)同運輸當(dāng)前35頁，總共51頁。所需的能量來源：①水解ATP獲得能量；②協(xié)同運輸中的離子梯度動力；主動運輸當(dāng)前36頁，總共51頁。主動運輸被動運輸比較被動運輸主動運輸當(dāng)前37頁，總共51頁。膜泡運輸

真核細(xì)胞通過胞吞作用和胞吐作用完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運輸。在轉(zhuǎn)運過程中，質(zhì)膜內(nèi)陷，形成包圍細(xì)胞外物質(zhì)的囊泡，因此又稱膜泡運輸。

當(dāng)前38頁，總共51頁。胞吞作用吞噬作用胞飲作用受體介導(dǎo)的胞吞作用當(dāng)前39頁，總共51頁。細(xì)胞內(nèi)吞較大的固體顆粒物質(zhì)，如細(xì)菌、細(xì)胞碎片等。吞噬泡吞噬作用當(dāng)前40頁，總共51頁。細(xì)胞吞入的物質(zhì)為液體或極小的顆粒物質(zhì)。胞飲泡胞飲作用當(dāng)前41頁，總共51頁。大分子與細(xì)胞表面的受體結(jié)合，通過有被小窩進入細(xì)胞，此過程稱為受體介導(dǎo)的胞吞作用。受體介導(dǎo)的胞吞作用當(dāng)前42頁，總共51頁。膜泡運輸當(dāng)前43頁，總共51頁。網(wǎng)格蛋白膜泡運輸籠形蛋白衣被模型籠形蛋白電鏡照片當(dāng)前44頁，總共51頁。籠形衣被小泡的形成膜泡運輸當(dāng)前45頁，總共51頁。LDL膜泡運輸?shù)兔芏戎鞍桩?dāng)前46頁，總共51頁。膜泡運輸LDL的受體介導(dǎo)內(nèi)吞當(dāng)前47頁，總共51頁。某些大分子物質(zhì)通過形成小囊泡從細(xì)胞內(nèi)部移至細(xì)胞表面，小囊泡的膜與質(zhì)膜融合，將物質(zhì)排出細(xì)胞之外。胞吐作用當(dāng)前48頁，總共51頁。組成型外排途徑：所有