第21章生物膜與物質(zhì)運(yùn)輸

1、生物膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖生物膜的結(jié)構(gòu)模型示意圖-流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型 生物膜與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸生物膜與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸1、被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸2、小分子物質(zhì)的運(yùn)送小分子物質(zhì)的運(yùn)送 3、生物大分子的跨膜運(yùn)送生物大分子的跨膜運(yùn)送 4、跨膜運(yùn)送的分子機(jī)制跨膜運(yùn)送的分子機(jī)制 被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸 定義：定義：順濃度梯度的跨膜運(yùn)輸，不需要能量的輸入順濃度梯度的跨膜運(yùn)輸，不需要能量的輸入 簡(jiǎn)單擴(kuò)散：小分子量的不帶電或疏水分子以此方式跨簡(jiǎn)單擴(kuò)散：小分子量的不帶電或疏水分子以此方式跨膜運(yùn)輸，該過程不具有飽和性膜運(yùn)輸，該過程不具有飽和性 協(xié)助擴(kuò)散：依賴于特定的協(xié)助擴(kuò)散：依賴于特定的內(nèi)在膜蛋白內(nèi)在膜蛋白，分

2、子結(jié)合到膜，分子結(jié)合到膜一側(cè)的蛋白上，該一側(cè)的蛋白上，該蛋白質(zhì)發(fā)生構(gòu)象改變蛋白質(zhì)發(fā)生構(gòu)象改變將該分子運(yùn)送到膜的另將該分子運(yùn)送到膜的另一側(cè)釋放出來。包括親水性分子（葡萄糖和氨基酸等）一側(cè)釋放出來。包括親水性分子（葡萄糖和氨基酸等） 特點(diǎn)：特點(diǎn)：運(yùn)輸速率取決于濃度差和分子大小、電荷以及溶解性運(yùn)輸速率取決于濃度差和分子大小、電荷以及溶解性主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸定義：逆濃度梯度的運(yùn)輸，需要能量的供給定義：逆濃度梯度的運(yùn)輸，需要能量的供給 atp驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸：能量來自驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸：能量來自atp的水解的水解 離子驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸：能量來自離子順濃離子驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸：能量來自離子順濃度梯度的運(yùn)動(dòng)度梯度的運(yùn)動(dòng)

3、特點(diǎn)特點(diǎn) 專一性專一性 運(yùn)輸速度可達(dá)到飽和狀態(tài)運(yùn)輸速度可達(dá)到飽和狀態(tài) 具有方向性具有方向性 選擇性抑制選擇性抑制 需要能量需要能量 o2的胞外濃度的胞外濃度吸收速度吸收速度簡(jiǎn)單擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散葡萄糖胞外濃度葡萄糖胞外濃度吸收速度吸收速度協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散如葡萄糖進(jìn)入人的紅細(xì)胞如葡萄糖進(jìn)入人的紅細(xì)胞如如h2o、co2等小分子，等小分子，甘油、乙醇等脂溶性分子甘油、乙醇等脂溶性分子被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸示意圖被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸示意圖 2小分子物質(zhì)的運(yùn)送小分子物質(zhì)的運(yùn)送 生物膜的脂雙層結(jié)構(gòu)中含有疏水區(qū)，對(duì)運(yùn)生物膜的脂雙層結(jié)構(gòu)中含有疏水區(qū)，對(duì)運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)具有高度的選擇通透性。輸?shù)奈?/p>

4、質(zhì)具有高度的選擇通透性。 分子越小而且分子越小而且疏水性或非極性越強(qiáng)疏水性或非極性越強(qiáng)，通過，通過越容易；越容易；不帶電荷的小分子容易通過不帶電荷的小分子容易通過。 同向運(yùn)輸和反向運(yùn)輸以及協(xié)同運(yùn)輸同向運(yùn)輸和反向運(yùn)輸以及協(xié)同運(yùn)輸 小分子物質(zhì)和離子的過膜轉(zhuǎn)運(yùn)小分子物質(zhì)和離子的過膜轉(zhuǎn)運(yùn) 簡(jiǎn)單擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散（simple diffusion)順濃度梯度順濃度梯度不需要供應(yīng)能量不需要供應(yīng)能量 協(xié)助擴(kuò)散（協(xié)助擴(kuò)散（facilitated diffusion）順濃度梯度順濃度梯度不需要供應(yīng)能量不需要供應(yīng)能量需要通道蛋白或載體蛋白介導(dǎo)需要通道蛋白或載體蛋白介導(dǎo) 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（active transpo

5、rt)逆濃度梯度逆濃度梯度消耗能量消耗能量(如如atp)需要轉(zhuǎn)運(yùn)載體需要轉(zhuǎn)運(yùn)載體簡(jiǎn)單擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)的電化學(xué)梯度物質(zhì)的電化學(xué)梯度 簡(jiǎn)單擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散順濃度梯度順濃度梯度注意電荷、極性與大小的影響注意電荷、極性與大小的影響 促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散順濃度梯度順濃度梯度 注意需要載體或通道協(xié)助注意需要載體或通道協(xié)助 通道通道載體載體3、生物大分子的跨膜運(yùn)送、生物大分子的跨膜運(yùn)送 （1）胞吐胞吐作用作用 細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)被囊泡細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)被囊泡裹入形成分泌泡，與裹入形成分泌泡，與細(xì)胞質(zhì)膜接觸，融合細(xì)胞質(zhì)膜接觸，融合釋放出被裹入的物質(zhì)釋放出被裹入的物質(zhì)的過程的過程胞吞胞吞胞吐胞吐 離

6、子載體離子載體 可溶解于脂雙層的疏水性小分子，增加脂雙層對(duì)可溶解于脂雙層的疏水性小分子，增加脂雙層對(duì)離子的透性。離子的透性。 大多數(shù)離子載體是微生物合成的，有些離子載體大多數(shù)離子載體是微生物合成的，有些離子載體是抗生素是抗生素 分為：移動(dòng)性離子載體和通道形成體分為：移動(dòng)性離子載體和通道形成體4、跨膜運(yùn)送的分子機(jī)制、跨膜運(yùn)送的分子機(jī)制1、移動(dòng)性載體模型、移動(dòng)性載體模型2、孔道或、孔道或通道通道模型模型 3、構(gòu)象變化假說、構(gòu)象變化假說移動(dòng)性載體模型移動(dòng)性載體模型孔道或通道模型孔道或通道模型構(gòu)象變化假說構(gòu)象變化假說兩兩種種類類型型門門控控離離子子通通道道能力提升能力提升1 解讀圖表解讀圖表右圖表示的

7、是一個(gè)動(dòng)物細(xì)右圖表示的是一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外不同離子的相對(duì)濃胞內(nèi)外不同離子的相對(duì)濃度。分析圖表提供的信息，度。分析圖表提供的信息，結(jié)合本章所學(xué)知識(shí)，回答結(jié)合本章所學(xué)知識(shí)，回答問題。問題。1、哪種離子通過主動(dòng)運(yùn)輸、哪種離子通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞？進(jìn)入細(xì)胞？2、哪種離子通過主動(dòng)運(yùn)輸、哪種離子通過主動(dòng)運(yùn)輸排出細(xì)胞？排出細(xì)胞？3、你是如何作出以上判斷、你是如何作出以上判斷 的？的？細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞外細(xì)胞外100150離子濃度離子濃度/mmol.l 1500nakmg2cl離子種類離子種類k+ mg2+na+ cl主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸,物質(zhì)逆濃度進(jìn)行物質(zhì)逆濃度進(jìn)行2 根據(jù)下圖所示曲線回答下列問題根據(jù)下圖所示曲線回

8、答下列問題 運(yùn)輸速率濃度差協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散（1）從圖中可知該種物質(zhì)進(jìn)入細(xì)）從圖中可知該種物質(zhì)進(jìn)入細(xì) 胞的方式是什么胞的方式是什么? （2）從圖中可以看出物質(zhì)通過細(xì)胞膜的運(yùn)輸速度）從圖中可以看出物質(zhì)通過細(xì)胞膜的運(yùn)輸速度 與細(xì)胞外濃度的關(guān)系是什么與細(xì)胞外濃度的關(guān)系是什么? （3）上述運(yùn)輸方式中，加入蛋白酶后曲線是否會(huì)）上述運(yùn)輸方式中，加入蛋白酶后曲線是否會(huì) 發(fā)生變化？為什么？發(fā)生變化？為什么？ 在一范圍內(nèi)在一范圍內(nèi),物質(zhì)的運(yùn)輸速率與外界濃度成正比物質(zhì)的運(yùn)輸速率與外界濃度成正比會(huì)會(huì),載體受到破壞載體受到破壞3 下圖為物質(zhì)出入細(xì)胞膜的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：下圖為物質(zhì)出入細(xì)胞膜的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）

9、a代表代表_分子；分子；b代表代表_； d代表代表_。（3）動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)）動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)b的厚度變小，這說明的厚度變小，這說明b具有具有 _。（4）在）在ae的五種過程中，代表被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的是的五種過程中，代表被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的是_。（5）可能代表氧氣轉(zhuǎn)運(yùn)過程的是圖中編號(hào)）可能代表氧氣轉(zhuǎn)運(yùn)過程的是圖中編號(hào)_；。；。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)磷脂分子磷脂分子糖蛋白糖蛋白流動(dòng)性流動(dòng)性b、c、db思維拓展思維拓展1透析型人工腎起關(guān)鍵作用的是人工合成的血液透析膜，透析型人工腎起關(guān)鍵作用的是人工合成的血液透析膜， 其作用是能把病人血液中的代謝廢物透析掉，這是模其作用是能把病人血液中的代謝廢物透析掉，這是模 擬了生物膜的（擬了生物膜的（ ） a流動(dòng)