細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)

關(guān)于細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)第一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三細(xì)胞膜的功能第二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三運(yùn)輸形式穿膜運(yùn)輸

——小分子和離子膜泡運(yùn)輸

——大分子和顆粒物質(zhì)第三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三穿膜運(yùn)輸

被動(dòng)運(yùn)輸(passivetransport)

主動(dòng)運(yùn)輸(activetransport)第四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三概念：物質(zhì)順濃度梯度且不消耗能量的運(yùn)輸類型：簡單擴(kuò)散易化擴(kuò)散離子通道擴(kuò)散

被動(dòng)運(yùn)輸(passivetransport)

第五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三概念：物質(zhì)逆濃度梯度且需要消耗能量的運(yùn)輸類型：離子泵伴隨運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸(activetransport)

第六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三簡單擴(kuò)散————易化擴(kuò)散離子通道擴(kuò)散

離子泵伴隨運(yùn)輸工具工具×膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白第七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三

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

通道蛋白——被動(dòng)運(yùn)輸膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

載體蛋白被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸?shù)诎隧?，共五十五頁，編輯?023年，星期三載體蛋白又稱做載體、通透酶和轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)蛋白。載體蛋白第九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三載體蛋白第十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三跨膜蛋白，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(shí)特定的溶質(zhì)可以經(jīng)過通道穿透細(xì)胞膜。通道蛋白第十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三

跨膜蛋白跨膜蛋白改變構(gòu)象形成通道

作用機(jī)理

性質(zhì)

作用方式主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)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(dòng)運(yùn)輸?shù)谑摚参迨屙?，編輯?023年，星期三簡單擴(kuò)散(simplediffusion)特點(diǎn)：①沿濃度梯度（或電化學(xué)梯度）擴(kuò)散；②不需要提供能量；③沒有膜蛋白的協(xié)助。

被動(dòng)運(yùn)輸

第十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三適合簡單擴(kuò)散的物質(zhì):脂溶性(疏水)小分子:苯、氧氣、氮?dú)獠粠щ姌O性小分子:水、尿素不適合簡單擴(kuò)散的物質(zhì):分子量大，水溶性帶電荷的分子第十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三非脂溶性（親水性）物質(zhì)在膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助下順濃度梯度（或電化學(xué)梯度）的跨膜運(yùn)輸。被動(dòng)運(yùn)輸

易化擴(kuò)散（facilitatieddiffusion）

第十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三親水物質(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(yùn)速率高易化擴(kuò)散（facilitatieddiffusion）

特點(diǎn)：被動(dòng)運(yùn)輸

第十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三紅細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，溶質(zhì)：葡萄糖易化擴(kuò)散（facilitatieddiffusion）被動(dòng)運(yùn)輸

第十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三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(diǎn)：轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)；離子通道擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸

跨膜的通道蛋白介導(dǎo)的擴(kuò)散第十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三電壓門控通道配體門控通道機(jī)械門控通道離子通道擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸

第十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三離子通道擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸

第二十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三配體門通道(ligandgatedchannel)離子通道擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸

第二十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三乙酰膽堿受體

離子通道擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸

第二十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三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(jī)械敏感門通道作用原理第二十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三又如：神經(jīng)---肌肉興奮，不到１秒鐘的時(shí)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(dòng)－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(jìn)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(jìn)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(jìn)入肌細(xì)胞，肌細(xì)胞膜進(jìn)一步去極化，產(chǎn)生動(dòng)作電位，擴(kuò)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(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，引起肌肉收縮。第二十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三離子泵

能夠水解ATP，并利用ATP水解釋放出的能量驅(qū)動(dòng)物質(zhì)進(jìn)行逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白稱為泵。其轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)象多為離子，所以稱作離子泵。

主動(dòng)運(yùn)輸如：Na+-K+ATP酶/鈉泵Ca2+-ATP酶/鈣泵第二十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三Na+-K+ATP酶/鈉泵主動(dòng)運(yùn)輸離子泵:

具有載體和酶的雙重作用。由兩個(gè)大亞基、兩個(gè)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)的高鉀離子第二十六頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三膜外膜內(nèi)第二十七頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^程以Na+-K+-ATP酶為例介紹：它分別由大小兩個(gè)亞基組成，小亞基是個(gè)糖蛋白，大亞基是跨膜蛋白，在其胞質(zhì)面有一個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)和三個(gè)高親和結(jié)合位點(diǎn)，在膜的外表面有二個(gè)K+高結(jié)合位點(diǎn)和一個(gè)硅巴因的結(jié)合位點(diǎn)。離子泵的作用過程是通過ATP驅(qū)動(dòng)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(diǎn)，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(diǎn)面向胞外，使Na+釋放至胞外；與此同時(shí)，也將K+結(jié)合位點(diǎn)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(diǎn)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。第二十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三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(yùn)輸泵提供了驅(qū)動(dòng)力；③維持細(xì)胞的靜息電位。主動(dòng)運(yùn)輸Na+-K+ATP酶/鈉泵離子泵:

第二十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三鈣泵（Ca2+-ATP酶）主動(dòng)運(yùn)輸離子泵:

維持細(xì)胞質(zhì)中低水平的Ca2+濃度第三十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三是一類靠間接提供能量完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式。物質(zhì)跨膜運(yùn)動(dòng)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(shì)的是鈉鉀泵或質(zhì)子泵。

伴隨運(yùn)輸（cotransport）主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谌豁?，共五十五頁，編輯?023年，星期三主動(dòng)運(yùn)輸伴隨運(yùn)輸（cotransport）：第三十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三可分為：同向協(xié)同（symport）與反向協(xié)同（antiport）伴隨運(yùn)輸（cotransport）主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谌?，共五十五頁，編輯?023年，星期三同向協(xié)同（symport）主動(dòng)運(yùn)輸伴隨運(yùn)輸（cotransport）：第三十四頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三反向協(xié)同（antiport）如動(dòng)物細(xì)胞常通過Na+/H+反向協(xié)同運(yùn)輸?shù)姆绞絹磙D(zhuǎn)運(yùn)H+，以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的pH值。主動(dòng)運(yùn)輸伴隨運(yùn)輸（cotransport）：第三十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三伴隨運(yùn)輸（cotransport）主動(dòng)運(yùn)輸單運(yùn)輸協(xié)同運(yùn)輸?shù)谌?，共五十五頁，編輯?023年，星期三所需的能量來源：①水解ATP獲得能量；②協(xié)同運(yùn)輸中的離子梯度動(dòng)力；主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谌唔?，共五十五頁，編輯?023年，星期三主動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸比較被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谌隧?，共五十五頁，編輯?023年，星期三膜泡運(yùn)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(yùn)輸。在轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)輸。

第三十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三胞吞作用吞噬作用胞飲作用受體介導(dǎo)的胞吞作用第四十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三細(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。吞噬泡吞噬作用第四十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三細(xì)胞吞入的物質(zhì)為液體或極小的顆粒物質(zhì)。胞飲泡胞飲作用第四十二頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三大分子與細(xì)胞表面的受體結(jié)合，通過有被小窩進(jìn)入細(xì)胞，此過程稱為受體介導(dǎo)的胞吞作用。受體介導(dǎo)的胞吞作用第四十三頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三膜泡運(yùn)輸?shù)谒氖捻?，共五十五頁，編輯?023年，星期三網(wǎng)格蛋白膜泡運(yùn)輸籠形蛋白衣被模型籠形蛋白電鏡照片第四十五頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三籠形衣被小泡的形成膜泡運(yùn)輸?shù)谒氖摚参迨屙?，編輯?023年，星期三LDL膜泡運(yùn)輸?shù)兔芏戎鞍椎谒氖唔摚参迨屙?，編輯?023年，星期三膜泡運(yùn)輸LDL的受體介導(dǎo)內(nèi)吞第四十八頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三某些大分子物質(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。胞吐作用第四十九頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三組成型外排途徑：所有真核細(xì)胞都有分泌蛋白從高爾基體分泌囊泡向質(zhì)膜運(yùn)輸?shù)倪^程。調(diào)節(jié)型外排途徑：分泌細(xì)胞產(chǎn)生的分泌物儲(chǔ)存在特定的分泌泡內(nèi)，當(dāng)細(xì)胞在受到胞外信號(hào)刺激時(shí)，分泌泡與質(zhì)膜融合并將內(nèi)含物釋放出去。胞吐作用第五十頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三胞吐作用第五十一頁，共五十五頁，編輯于2023年，星期三在具有極性的上皮細(xì)胞，轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)通過胞吞作用從上皮細(xì)胞的一側(cè)被攝人細(xì)胞，再通過胞吐作用從細(xì)胞的另一側(cè)輸出。穿胞運(yùn)輸?shù)谖迨摚参迨屙?/p>