细胞膜与物质的跨膜转运.ppt

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1、关于细胞膜与物质的跨膜转运现在学习的是第1页，共55页细胞膜的功能细胞膜的功能现在学习的是第2页，共55页运输形式运输形式n穿膜运输穿膜运输 小分子和离子小分子和离子n膜泡运输膜泡运输 大分子和颗粒物质大分子和颗粒物质现在学习的是第3页，共55页穿膜运输穿膜运输 被动运输被动运输(passive transport)主动运输主动运输(active transport)现在学习的是第4页，共55页概念：概念：物质顺浓度梯度且不消耗能量的运输物质顺浓度梯度且不消耗能量的运输类型：简单扩散类型：简单扩散 易化扩散易化扩散 离子通道扩散离子通道扩散 被被 动动 运运 输输(passive transp

2、ort)现在学习的是第5页，共55页概念：概念：物质逆浓度梯度且需要消耗能量的物质逆浓度梯度且需要消耗能量的 运输运输类型：离子泵类型：离子泵 伴随运输伴随运输主主 动动 运运 输输(active transport)现在学习的是第6页，共55页简单扩散简单扩散 易化扩散易化扩散离子通道扩散离子通道扩散 离子泵离子泵伴随运输伴随运输工具工具工具工具膜转运蛋白膜转运蛋白现在学习的是第7页，共55页 细胞膜上负责转运物质的特定的膜蛋白细胞膜上负责转运物质的特定的膜蛋白n 通道蛋白通道蛋白被动运输被动运输膜转运蛋白膜转运蛋白n 载体蛋白载体蛋白被动运输被动运输主动运输主动运输现在学习的是第8页，共5

3、5页载体蛋白又称做载体、通透酶和转运器载体蛋白又称做载体、通透酶和转运器与特定的溶质结合，改变蛋白本身构象，与特定的溶质结合，改变蛋白本身构象，使溶质穿越细胞膜的膜转运蛋白。使溶质穿越细胞膜的膜转运蛋白。载体蛋白载体蛋白现在学习的是第9页，共55页载体蛋白载体蛋白现在学习的是第10页，共55页跨膜蛋白，通过疏水的氨基酸链形成亲水性通道，跨膜蛋白，通过疏水的氨基酸链形成亲水性通道，贯穿脂双层，当孔开放时特定的溶质可以经过通贯穿脂双层，当孔开放时特定的溶质可以经过通道穿透细胞膜。道穿透细胞膜。通道蛋白通道蛋白现在学习的是第11页，共55页 跨膜蛋白跨膜蛋白 跨膜蛋白跨膜蛋白 改变构象改变构象 形成

4、通道形成通道 作用机理作用机理 性性 质质 作用方式作用方式主动运输主动运输被动运输被动运输 作用条件作用条件细胞能量细胞能量 载体蛋白载体蛋白 通道蛋白通道蛋白 非细胞能量非细胞能量 非细胞能量非细胞能量被动运输被动运输现在学习的是第12页，共55页简单扩散简单扩散(simple diffusion)特点：特点：特点：特点：沿浓度梯度（或电沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；化学梯度）扩散；不需要提供能量；不需要提供能量；不需要提供能量；不需要提供能量；没有膜蛋白的协助。没有膜蛋白的协助。没有膜蛋白的协助。没有膜蛋白的协助。被被 动动 运运 输输 现在学习的是第13页，共55页适合简单扩散的物质

5、适合简单扩散的物质:脂溶性脂溶性(疏水疏水)小分子小分子:苯、苯、氧气、氮气氧气、氮气不带电极性小分子不带电极性小分子:水、尿水、尿素素不适合简单扩散的物质不适合简单扩散的物质:分子量大，水溶性分子量大，水溶性带电荷的分子带电荷的分子现在学习的是第14页，共55页非脂溶性（亲水性）物质在膜转运蛋白协助下顺浓度梯非脂溶性（亲水性）物质在膜转运蛋白协助下顺浓度梯非脂溶性（亲水性）物质在膜转运蛋白协助下顺浓度梯非脂溶性（亲水性）物质在膜转运蛋白协助下顺浓度梯度（或电化学梯度）的跨膜运输。度（或电化学梯度）的跨膜运输。度（或电化学梯度）的跨膜运输。度（或电化学梯度）的跨膜运输。被被 动动 运运 输输

6、易化扩散（易化扩散（facilitatied diffusion）现在学习的是第15页，共55页n亲水物质：糖，氨基酸，核苷酸等亲水物质：糖，氨基酸，核苷酸等亲水物质：糖，氨基酸，核苷酸等亲水物质：糖，氨基酸，核苷酸等n专一的载体蛋白专一的载体蛋白专一的载体蛋白专一的载体蛋白 n利用浓度差，无需消耗代谢能利用浓度差，无需消耗代谢能n转运速率高转运速率高易化扩散（易化扩散（facilitatied diffusion）特点：特点：被被 动动 运运 输输 现在学习的是第16页，共55页红细胞膜上的葡萄糖转运蛋白，溶质：葡萄糖红细胞膜上的葡萄糖转运蛋白，溶质：葡萄糖易化扩散（易化扩散（facilit

7、atied diffusion）被被 动动 运运 输输 现在学习的是第17页，共55页n有些通道蛋白长期开放，有些通道蛋白仅有些通道蛋白长期开放，有些通道蛋白仅有些通道蛋白长期开放，有些通道蛋白仅有些通道蛋白长期开放，有些通道蛋白仅 在特定刺激下才打开在特定刺激下才打开，又称为，又称为门通道（门通道（gated gated channelchannel）。）。）。）。作用特点：作用特点：作用特点：作用特点：n转运速度迅速；转运速度迅速；转运速度迅速；转运速度迅速；n具有高度的选择性；具有高度的选择性；n不需要代谢能，顺电化学梯度的转运；不需要代谢能，顺电化学梯度的转运；离子通道扩散离子通道扩散

8、被被 动动 运运 输输 跨膜的通道蛋白介导的扩散跨膜的通道蛋白介导的扩散现在学习的是第18页，共55页电压门控通道电压门控通道配体门控通道配体门控通道机械门控通道机械门控通道离子通道扩散离子通道扩散被被 动动 运运 输输 现在学习的是第19页，共55页离子通道扩散离子通道扩散被被 动动 运运 输输 现在学习的是第20页，共55页配体门通道配体门通道(ligand gated channel)离子通道扩散离子通道扩散被被 动动 运运 输输 现在学习的是第21页，共55页乙酰胆碱受体 离子通道扩散离子通道扩散被被 动动 运运 输输 现在学习的是第22页，共55页含羞草展开与收缩受电位含羞草展开与收

9、缩受电位含羞草展开与收缩受电位含羞草展开与收缩受电位-门控通道的控制门控通道的控制门控通道的控制门控通道的控制 听觉毛状细胞的机械敏感门通道作用原理听觉毛状细胞的机械敏感门通道作用原理听觉毛状细胞的机械敏感门通道作用原理听觉毛状细胞的机械敏感门通道作用原理现在学习的是第23页，共55页又如：神经又如：神经-肌肉兴奋，不到秒钟的时间内完肌肉兴奋，不到秒钟的时间内完成，这一过程包括成，这一过程包括四次通道四次通道顺次开放：顺次开放：A A A A、刺刺刺刺激激激激神神神神经经经经冲冲冲冲动动动动神神神神经经经经末末末末梢梢梢梢，膜膜膜膜去去去去极极极极化化化化，电电电电压压压压闸闸闸闸门门门门通通

10、通通道道道道钙钙钙钙离离离离子子子子通通通通道道道道开开开开放放放放，钙钙钙钙离离离离子子子子进进进进入入入入神神神神经经经经末末末末梢梢梢梢，刺刺刺刺激激激激乙乙乙乙酰酰酰酰胆胆胆胆碱碱碱碱（ACHACHACHACH）分泌到突触间隙中；分泌到突触间隙中；分泌到突触间隙中；分泌到突触间隙中；B B B B、ACHACHACHACH与与与与突突突突触触触触后后后后肌肌肌肌细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜上上上上的的的的受受受受体体体体结结结结合合合合，配配配配体体体体闸闸闸闸门门门门钠钠钠钠离离离离子子子子通通通通道道道道开开开开放，钠离子进入肌细胞，放，钠离子进入肌细胞，放，钠离子进入肌细胞，放，钠离

11、子进入肌细胞，肌细胞膜去极化肌细胞膜去极化肌细胞膜去极化肌细胞膜去极化；C C C C、肌肌肌肌细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜上上上上电电电电压压压压闸闸闸闸门门门门钠钠钠钠离离离离子子子子通通通通道道道道开开开开放放放放，更更更更多多多多的的的的钠钠钠钠离离离离子子子子进进进进入入入入肌肌肌肌细细细细胞胞胞胞，肌肌肌肌细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜进进进进一一一一步步步步去去去去极极极极化化化化，产产产产生生生生动动动动作作作作电电电电位位位位，扩扩扩扩散散散散到到到到肌肌肌肌细细细细胞胞胞胞膜；膜；膜；膜；D D D D、肌肌肌肌浆浆浆浆网网网网上上上上的的的的钙钙钙钙离离离离子子子子通通通通道道道道

12、开开开开放放放放，钙钙钙钙离离离离子子子子进进进进入入入入细细细细胞胞胞胞质质质质，引引引引起起起起肌肌肌肌肉肉肉肉收收收收缩。缩。缩。缩。现在学习的是第24页，共55页离子泵离子泵 能够水解能够水解ATPATP，并利用，并利用ATPATP水解释放出的能量驱水解释放出的能量驱动物质进行逆浓度梯度跨膜运输的载体蛋白称为泵。动物质进行逆浓度梯度跨膜运输的载体蛋白称为泵。其转运对象多为离子，所以称作离子泵。其转运对象多为离子，所以称作离子泵。主动运输主动运输如：如：Na+-K-K+ATPATP酶酶酶酶/钠泵钠泵CaCa2+-ATP酶酶酶酶/钙钙 泵泵现在学习的是第25页，共55页Na+-K+ATP酶

13、酶/钠泵钠泵主动运输主动运输离子泵离子泵:具有载体和酶的双重具有载体和酶的双重作用。作用。由两个大亚基、两个小亚基组成的四聚体。由两个大亚基、两个小亚基组成的四聚体。膜外膜外膜外膜外膜内膜内膜内膜内维持胞外的高钠离子和胞维持胞外的高钠离子和胞维持胞外的高钠离子和胞维持胞外的高钠离子和胞内的高钾离子内的高钾离子内的高钾离子内的高钾离子现在学习的是第26页，共55页膜外膜外膜外膜外膜内膜内现在学习的是第27页，共55页主动运输的过程以Na+-K+-ATP酶为例介绍：它分别由大小两个亚基组成，小亚基是个糖蛋白，大亚基是跨膜蛋白，在其胞质面有一个ATP结合位点和三个高亲和结合位点，在膜的外表面有二个K

14、+高结合位点和一个硅巴因的结合位点。离子泵的作用过程是通过ATP驱动的泵的构型变化来完成。首先，由Na+结合到原胞质面的Na+结合位点，这一结合刺激了ATP的水解，使泵磷酸化，导致蛋白质构型改变，并暴露Na+结合位点面向胞外，使Na+释放至胞外；与此同时，也将K+结合位点朝向细胞表面，结合胞外K+后刺激泵去磷酸化，并导致蛋白质构型再次变化，将K+结合位点朝向胞质面，随即释放K+至胞质溶胶内，最后蛋白构形又恢复原状。现在学习的是第28页，共55页NaNa+-K-K+泵的意义（作用）：泵的意义（作用）：维持细胞的渗透压，保持细胞的体积；维持细胞的渗透压，保持细胞的体积；为葡萄糖协同运输泵提供了驱动

15、力；为葡萄糖协同运输泵提供了驱动力；维持细胞的静息电位。维持细胞的静息电位。主动运输主动运输Na+-K+ATP酶酶/钠泵钠泵离子泵离子泵:现在学习的是第29页，共55页钙钙 泵（泵（Ca2+2+-ATP酶）酶）主动运输主动运输离子泵离子泵:维持细胞质中低水平的维持细胞质中低水平的CaCa2+2+浓度浓度现在学习的是第30页，共55页是一类靠是一类靠间接提供能量间接提供能量间接提供能量间接提供能量完成的主动运输方式。完成的主动运输方式。完成的主动运输方式。完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的物

16、质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的 电化学浓度梯度电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是，而维持这种电化学势的是，而维持这种电化学势的是，而维持这种电化学势的是 钠钾泵或质子泵。钠钾泵或质子泵。钠钾泵或质子泵。钠钾泵或质子泵。伴随运输（伴随运输（cotransport）主动运输主动运输现在学习的是第31页，共55页主动运输主动运输伴随运输（伴随运输（cotransport）：）：现在学习的是第32页，共55页可分为：可分为：同向协同（同向协同（同向协同（同向协同（symportsymportsymportsymport）与反向协同（）与反向协同（antiportantiport）伴随运输（

17、伴随运输（cotransport）主动运输主动运输现在学习的是第33页，共55页同向协同（同向协同（symport）主动运输主动运输伴随运输（伴随运输（cotransport）：）：现在学习的是第34页，共55页反向协同（反向协同（antiportantiport）如动物细胞常通过如动物细胞常通过NaNa+/H/H+反向协同运输的方式来转反向协同运输的方式来转运运H H+，以调节细胞内的，以调节细胞内的pHpH值。值。主动运输主动运输伴随运输（伴随运输（cotransport）：）：现在学习的是第35页，共55页伴随运输（伴随运输（cotransport）主动运输主动运输单运输单运输协同运输协

18、同运输现在学习的是第36页，共55页所需的能量来源：所需的能量来源：水解水解ATPATP获得能量；获得能量；协同运输中的离子梯度动力；协同运输中的离子梯度动力；主动运输主动运输现在学习的是第37页，共55页主动运输被动运输比较主动运输被动运输比较被动运输被动运输主动运输主动运输现在学习的是第38页，共55页膜泡运输膜泡运输 真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。在转运过程中，质膜内陷，颗粒性物质的跨膜运输。在转运过程中，质膜内陷，形成包围细胞外物质的囊泡，因此又称膜泡运输。形成包围细胞外物质的囊泡，因此又称膜泡运输。现在学习的

19、是第39页，共55页胞吞作用胞吞作用n吞噬作用吞噬作用n胞饮作用胞饮作用n受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用现在学习的是第40页，共55页细胞内吞较大的固体颗粒物质，如细菌、细胞碎片等。细胞内吞较大的固体颗粒物质，如细菌、细胞碎片等。吞噬泡吞噬泡吞噬作用吞噬作用现在学习的是第41页，共55页细胞吞入的物质为细胞吞入的物质为液体或极小的颗粒液体或极小的颗粒物质。胞饮泡物质。胞饮泡 胞饮作用胞饮作用现在学习的是第42页，共55页大分子与细胞表面的受体结合，通过大分子与细胞表面的受体结合，通过有被小窝有被小窝进进入细胞，此过程称为受体介导的胞吞作用。入细胞，此过程称为受体介导的胞吞作用。受体介导的

20、胞吞作用受体介导的胞吞作用现在学习的是第43页，共55页膜泡运输膜泡运输 现在学习的是第44页，共55页网格蛋白网格蛋白网格蛋白网格蛋白膜泡运输膜泡运输 笼形蛋白衣被模型笼形蛋白衣被模型 笼形蛋白电镜照片现在学习的是第45页，共55页笼形衣被小泡的形成笼形衣被小泡的形成 膜泡运输膜泡运输 现在学习的是第46页，共55页LDL膜泡运输膜泡运输 低密度脂蛋白低密度脂蛋白低密度脂蛋白低密度脂蛋白现在学习的是第47页，共55页膜泡运输膜泡运输 LDLLDL的受体介导内吞的受体介导内吞现在学习的是第48页，共55页某些大分子物质通过形成某些大分子物质通过形成某些大分子物质通过形成某些大分子物质通过形成小

21、囊泡从细胞内部移至细小囊泡从细胞内部移至细小囊泡从细胞内部移至细小囊泡从细胞内部移至细胞表面，小囊泡的膜与质胞表面，小囊泡的膜与质胞表面，小囊泡的膜与质胞表面，小囊泡的膜与质膜融合，将物质排出细胞膜融合，将物质排出细胞膜融合，将物质排出细胞膜融合，将物质排出细胞之外。之外。之外。之外。胞吐作用胞吐作用现在学习的是第49页，共55页组成型外排途径：组成型外排途径：所有真核细胞都有分泌蛋白所有真核细胞都有分泌蛋白从高尔基体分泌囊泡向质膜运输的过程。从高尔基体分泌囊泡向质膜运输的过程。调节型外排途径：调节型外排途径：分泌细胞产生的分泌物储存分泌细胞产生的分泌物储存在特定的分泌泡内，当细胞在受到在特定

22、的分泌泡内，当细胞在受到胞外信号刺胞外信号刺激激时，分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去。时，分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去。胞吐作用胞吐作用现在学习的是第50页，共55页胞吐作用胞吐作用现在学习的是第51页，共55页在具有极性的上皮细胞，转运的物质通过胞吞在具有极性的上皮细胞，转运的物质通过胞吞作用从上皮细胞的一侧被摄人细胞，再通过胞作用从上皮细胞的一侧被摄人细胞，再通过胞吐作用从细胞的另一侧输出。吐作用从细胞的另一侧输出。穿胞运输穿胞运输现在学习的是第52页，共55页小小 结结膜转运蛋白膜转运蛋白膜转运蛋白膜转运蛋白被动运输被动运输主动运输主动运输膜泡运输膜泡运输自由扩散自由扩散自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散离子通道扩散离子通道扩散离子通道扩散离子通道扩散离子泵离子泵 协同运输协同运输穿膜运输穿膜运输胞吞胞吞胞吐胞吐现在学习的是第53页，共55页1 1 叙述细胞膜小分子及离子物质的运输方式。叙述细胞膜小分子及离子物质的运输方式。2 2 以钠钾泵为例说明细胞膜的主动运输过程及以钠钾泵为例说明细胞膜的主动运输过程及 其生物学意义。其生物学意义。3 3 叙述细胞膜大分子及颗粒性物质的运输方式。叙述细胞膜大分子及颗粒性物质的运输方式。复习思考题复习思考题现在学习的是第54页，共55页感谢大家观看现在学习的是第55页，共55页