物质的跨膜运输与信号传递 (4)课件.ppt
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1、上页下页返回结束关于物质的跨膜关于物质的跨膜运输与信号传递运输与信号传递(4)第1页,此课件共67页哦上页结束返回下页第一节第一节 物质的跨膜运输物质的跨膜运输返回物质的跨膜运输的主要途径:物质的跨膜运输的主要途径:被动运输被动运输主动运输主动运输胞吞与胞吐胞吞与胞吐第2页,此课件共67页哦上页结束返回下页小分子和离子通过细胞膜的方式不同,根据是否需要小分子和离子通过细胞膜的方式不同,根据是否需要ATPATP的参与,分为:的参与,分为:动画被动运输:被动运输:不消耗细胞的代谢能(不消耗细胞的代谢能(ATPATP),顺浓),顺浓度梯度的运输。度梯度的运输。主动运输:主动运输:消耗细胞的代谢能(消
2、耗细胞的代谢能(ATPATP),逆浓度),逆浓度梯度的运输。梯度的运输。第3页,此课件共67页哦上页结束返回下页一、被动运输一、被动运输返回被动运输被动运输(passivetransprt)是指物质由高浓度向低浓是指物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运,度方向的跨膜转运,转运不需要细胞提供代谢能量(而转运不需要细胞提供代谢能量(而是浓度梯度)。是浓度梯度)。第4页,此课件共67页哦上页结束返回下页一、被动运输一、被动运输返回(一一)简单扩散简单扩散(simple diffusion)小分子小分子浓度梯度浓度梯度无需能量和膜蛋白无需能量和膜蛋白膜另一侧膜另一侧通透系数通透系数通透性通透性分子大小和
3、分子的极性(非极分子大小和分子的极性(非极性分子极性分子带电荷的离子)性分子极性分子带电荷的离子)第5页,此课件共67页哦上页结束返回下页扩散扩散扩散扩散脂溶性物质脂溶性物质动画第6页,此课件共67页哦上页结束返回下页扩散现象:扩散现象:nH H2 2O O中滴一滴墨水后的扩散现象;中滴一滴墨水后的扩散现象;动画(一一)简单扩散简单扩散(simple diffusion)n半透膜内外加入不同物质后的渗透现象。半透膜内外加入不同物质后的渗透现象。nCOCO、CH4CH4等气体的扩散知识;等气体的扩散知识;第7页,此课件共67页哦上页结束返回下页动画(一一)简单扩散简单扩散(simple diff
4、usion)n细胞膜有半透膜的特性,膜脂分子间有很小的间隙,部分细胞膜有半透膜的特性,膜脂分子间有很小的间隙,部分小分子可直接通过此间隙由浓度高侧向浓度低侧扩散。小分子可直接通过此间隙由浓度高侧向浓度低侧扩散。第8页,此课件共67页哦上页结束返回下页进行简单扩散的分子有:进行简单扩散的分子有:n非极性小分子:如非极性小分子:如O2、N2、苯。、苯。动画n脂溶性物质:如乙醇、甾类激素、磺胺脂溶性物质:如乙醇、甾类激素、磺胺类等。类等。n带电荷的极性小分子:如带电荷的极性小分子:如CO2、H2O、甘油、尿素等甘油、尿素等。第9页,此课件共67页哦上页结束返回下页简单扩散的特点:简单扩散的特点:n高
5、浓度向低浓度高浓度向低浓度 动画返回n扩散通过脂质双分子层扩散通过脂质双分子层 n不消耗细胞的代谢能不消耗细胞的代谢能扩散速度决定于:分子的大小,浓度差的扩散速度决定于:分子的大小,浓度差的大小,脂溶性大小。大小,脂溶性大小。第10页,此课件共67页哦上页结束返回下页一、被动运输一、被动运输返回(二二)协助扩散协助扩散(facilitated diffusion)极性分子和无机离子极性分子和无机离子浓度梯度或电化学梯度浓度梯度或电化学梯度无需无需能量但需特异的膜转运蛋白能量但需特异的膜转运蛋白膜另一侧膜另一侧特点:增加转运速率,增强转运特异性。特点:增加转运速率,增强转运特异性。第11页,此课
6、件共67页哦上页结束返回下页载体蛋白:介导被动运输和主动运输载体蛋白:介导被动运输和主动运输返回(二二)协助扩散协助扩散(facilitated diffusion)膜转运蛋白类型膜转运蛋白类型通道蛋白通道蛋白第12页,此课件共67页哦上页结束返回下页 载体蛋白载体蛋白(通透酶,通透酶,permease)特定溶质分子特定溶质分子构象变化构象变化跨膜运输跨膜运输.返回载体蛋白及其功能载体蛋白及其功能 载体蛋白具酶的一般特性且具自身特性载体蛋白具酶的一般特性且具自身特性第13页,此课件共67页哦上页结束返回下页n葡萄糖、氨基酸、核苷酸等分子量较大,属不带电荷的极性分子,葡萄糖、氨基酸、核苷酸等分子
7、量较大,属不带电荷的极性分子,不能扩散通过脂双分子层,没有相应通道,必须通过膜上载体蛋不能扩散通过脂双分子层,没有相应通道,必须通过膜上载体蛋白的帮助才能通过膜。白的帮助才能通过膜。动画n载体载体蛋白:膜上一类转运蛋白,可特异的、可逆地与某物蛋白:膜上一类转运蛋白,可特异的、可逆地与某物质结合,通过构象变化将物质从膜的一侧运到另一侧。质结合,通过构象变化将物质从膜的一侧运到另一侧。第14页,此课件共67页哦上页结束返回下页动画第15页,此课件共67页哦上页结束返回下页载体蛋白介导跨膜运输跨膜运输:n高浓度低浓度 返回n不消耗细胞代谢能n有载体帮助当载体蛋白处于饱和状态时,速度最大。第16页,此
8、课件共67页哦上页结束返回下页通道通道蛋白蛋白跨膜亲水通道跨膜亲水通道适宜大适宜大小分子带电荷的小分子带电荷的离子离子跨膜运输跨膜运输.返回通道蛋白及其功能通道蛋白及其功能 非选择性非选择性(细菌外膜细菌外膜,线粒体和叶绿体外膜线粒体和叶绿体外膜)跨膜通道跨膜通道 选择性选择性离子离子通道(具通道(具“各各开关开关”)第17页,此课件共67页哦上页结束返回下页通道蛋白通道蛋白介导跨膜运输跨膜运输:n细胞膜上的运输蛋白:细胞膜上的运输蛋白:动画n载体蛋白:通过构象变化运输物质载体蛋白:通过构象变化运输物质n通道蛋白:形成通道、运输物质通道蛋白:形成通道、运输物质 第18页,此课件共67页哦上页结
9、束返回下页通道蛋白通道蛋白介导跨膜运输跨膜运输:n 通道蛋白形成通道:持续开放(如水通道)通道蛋白形成通道:持续开放(如水通道)间断开放(闸门通道)间断开放(闸门通道)配体闸门通道:配体与受体结合,通道开放。配体闸门通道:配体与受体结合,通道开放。电压闸门通道:膜电位变化,启动通道开放。电压闸门通道:膜电位变化,启动通道开放。离子闸门通道:特定离子浓度变化,启动通道。离子闸门通道:特定离子浓度变化,启动通道。动画第19页,此课件共67页哦上页结束返回下页有通道蛋白,物质有通道蛋白,物质由高浓度到低度,由高浓度到低度,无需无需ATPATP参与参与动画第20页,此课件共67页哦上页结束返回下页离子
10、通道特性:离子通道特性:返回通道蛋白及其功能通道蛋白及其功能(1)离子离子选择性选择性和和快速快速通过性通过性(浓度梯度和跨膜电位差浓度梯度和跨膜电位差).(2)离子通道的离子通道的门控性门控性(电压门(电压门、配体门和压力激活门)、配体门和压力激活门)第21页,此课件共67页哦上页结束返回下页通道蛋白通道蛋白介导跨膜运输的分子有:跨膜运输的分子有:n离子离子n神经递质神经递质第22页,此课件共67页哦上页结束返回下页例如:神经例如:神经-肌肉兴奋,不到肌肉兴奋,不到秒钟的时间内完秒钟的时间内完成,这一过程包括四种通道顺次开放成,这一过程包括四种通道顺次开放:A A、刺激神经冲动神经末梢,膜去
11、极化,电压闸门通道钙离子、刺激神经冲动神经末梢,膜去极化,电压闸门通道钙离子通道开放,钙离子进入神经末梢,刺激乙酰胆碱(通道开放,钙离子进入神经末梢,刺激乙酰胆碱(ACHACH)分泌到)分泌到突触间隙中;突触间隙中;B B、ACHACH与突触后肌细胞膜上的受体结合,配体闸门钠离子通道开放与突触后肌细胞膜上的受体结合,配体闸门钠离子通道开放,钠离子进入肌细胞,肌细胞膜去极化;,钠离子进入肌细胞,肌细胞膜去极化;第23页,此课件共67页哦上页结束返回下页C C、肌细胞膜上电压闸门钠离子通道开放,更多的钠离子、肌细胞膜上电压闸门钠离子通道开放,更多的钠离子进入肌细胞,肌细胞膜进一步去极化,产生动作电
12、位,扩进入肌细胞,肌细胞膜进一步去极化,产生动作电位,扩散到肌细胞膜;散到肌细胞膜;D D、肌浆网上的离子闸门通道钙离子通道开放,钙离子进入细胞、肌浆网上的离子闸门通道钙离子通道开放,钙离子进入细胞质,引起肌肉收缩。质,引起肌肉收缩。第24页,此课件共67页哦上页结束返回下页被动运输和主动运输被动运输和主动运输动画通道扩散通道扩散载体扩散载体扩散简单扩散简单扩散被动运输被动运输主动运输主动运输第25页,此课件共67页哦上页结束返回下页二、主动运输(二、主动运输(active transport)n由低浓度到高浓度(或电化学梯度),不依赖物质的浓度高低,依靠自身细胞代谢的能量,通过载体来进行运输
13、。动画第26页,此课件共67页哦上页结束返回下页二、主动运输二、主动运输主动运输的特点:主动运输的特点:动画F低浓度低浓度高浓度(或电化学梯度)高浓度(或电化学梯度)F消耗细胞代谢能(消耗细胞代谢能(ATP,间接能量和光能),间接能量和光能)F需需载体蛋白载体蛋白协助协助 第27页,此课件共67页哦上页结束返回下页主动运输的物质:主动运输的物质:n各种离子(如钠离子、钾离子、氯离子、碳酸根各种离子(如钠离子、钾离子、氯离子、碳酸根离子、钙离子等)。离子、钙离子等)。n葡萄糖、氨基酸等带电荷极性分子葡萄糖、氨基酸等带电荷极性分子 。第28页,此课件共67页哦上页结束返回下页依能量来源不同分为依能
14、量来源不同分为3 3种类型:种类型:n直接供能(钠钾泵,钙泵和质子泵)直接供能(钠钾泵,钙泵和质子泵)n间接供能(协同运输)间接供能(协同运输)n光能光能第29页,此课件共67页哦上页结束返回下页nNa+-K+ATP酶返回 进行主动运输的载体又称进行主动运输的载体又称“离子泵离子泵”,膜上有许多进行主膜上有许多进行主动运输的载体动运输的载体:nCa2+ATP酶nH+ATP酶nNa+-H+交换载体nCl-HCO3-交换载体等 第30页,此课件共67页哦上页结束返回下页(一)钠钾泵(一)钠钾泵(Na(Na+-K-K+pump)pump)细胞膜细胞膜钠钾泵钠钾泵维持低维持低钠高钾内环钠高钾内环境境神
15、经冲动传递神经冲动传递、维持渗透压平衡维持渗透压平衡、维持正维持正常生命活动和维持恒定细胞体积常生命活动和维持恒定细胞体积第31页,此课件共67页哦上页结束返回下页(一)钠钾泵(一)钠钾泵(Na(Na+-K-K+pump)pump)亚基酶活性亚基酶活性钠和钾结合位点钠和钾结合位点钠钾泵(钠钾泵(酶)酶)亚基糖蛋白亚基糖蛋白消耗消耗1个泵出个泵出3个个Na+和泵进和泵进2个个K+第32页,此课件共67页哦上页结束返回下页n亚基(亚基(120000DN):):外侧:外侧:1、钾结合位点、钾结合位点 2、鸟苯苷结合位点、鸟苯苷结合位点 内侧:内侧:1、钠结合点、钠结合点 2、ATP结合点结合点 膜上
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