细胞生物学物质的跨膜运输.ppt

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1、物质的跨膜运输物质的跨膜运输物质的跨膜运输物质的跨膜运输膜转运蛋白与物质的跨膜运输膜转运蛋白与物质的跨膜运输细胞膜的选择通透性：指细胞膜在选择性地允许一些物质通过的同时，阻止另一些物质通过，又称为膜的半透性。细胞膜的物质运输方式：（）小分子物质和离子的跨膜运输（被动运输、主动运输）（）大分子和颗粒物质的膜泡运输（胞吞作用、胞吐作用）功能（一）被动运输被动运输：物质由高浓度一侧通过膜到低浓度一侧而不消耗代谢能的一种运输方式。1、简单扩散简单扩散：物质顺浓度梯度从膜的一侧运送到另一侧，既不需要消耗能量，也无需专一性蛋白做载体（疏水（脂溶性）非极性小分子、不带电的极性小分子）功能功能2、协助扩散协助

2、扩散：又称易化扩散，是物质由高浓度到低浓度的一种穿膜运输方式，它不消耗细胞的代谢能，但需要专一性的跨膜蛋白的帮助a.闸门通道蛋白介导的协助扩散闸门通道蛋白介导的协助扩散 电压闸门通道电压闸门通道：只有当膜电位发生变化时，闸门才开启的离子通道（例：Na+通道、Ca2+通道）配体闸门通道配体闸门通道：配体与通道蛋白上的受体结合，引起通道蛋白构象发生变化，使闸门开放。压力激活通道压力激活通道：受压力调控，如听觉毛细胞离子通道。功能功能离子通道运输离子的特点特点：(1)、速度快；(2)、具有高度选择性；(3)、开放的间断性。功能b.载体蛋白介导的协助扩散载体蛋白介导的协助扩散 在膜的一侧，溶质分子与载

3、体蛋白上专一的结合位点结合，载体蛋白构象发生变化，将溶质分子运至膜的另一侧，载体蛋白与溶质分离后，又恢复到原来的构象（例：葡萄糖、氨基酸、核苷酸）通道蛋白只进行被动运输，而载体通道蛋白只进行被动运输，而载体蛋白既可被动运输，又可主动运输。蛋白既可被动运输，又可主动运输。功能功能C.特点（1）饱和性（2）高度选择性（3）蛋白质变性剂对膜转运蛋白 有抑制作用功能（二）主动运输主动运输：物质由低浓度的一侧通过膜到高浓度的一侧，同时消耗代谢能的一种物质运输方式。在运输过程中，需要载体蛋白的参与。1、Na+-K+-ATP酶酶（Na+-K+泵泵）a、Na+、K+的转运与ATP水解偶联b、Na+与ATP在膜

4、内侧，K+的在膜外侧 c、一个ATP酶分子水解1000个ATP/秒，水解1个ATP能同时转运3个Na+出胞和2个K+入胞作用：维持细胞膜两侧正常的离子梯度、膜的正常兴奋性、渗透压的平衡和细胞体积的恒定。功能功能2、Ca2-ATP酶酶（钙泵）（钙泵）特点：每个Ca2 ATP酶每秒水解10个ATP,每个ATP转运两个Ca2出胞或进入肌质网作用：维持细胞内低外高的浓度差、跨膜信息传递、肌肉收缩。功能(一一)协同转运协同转运 由膜两侧离子梯度贮存的能量提供动由膜两侧离子梯度贮存的能量提供动力，间接消耗力，间接消耗ATP，同时也需要膜上的同时也需要膜上的特异性载体参与。特异性载体参与。同向协同运输：同向

5、协同运输：Na+与葡萄糖与葡萄糖反向协同运输：反向协同运输：Na+与与H+功能 单纯扩散单纯扩散 被动运输被动运输 通道蛋白介导的协助扩散通道蛋白介导的协助扩散 易化扩散易化扩散 载体蛋白介导的协助扩散载体蛋白介导的协助扩散 钠钾泵钠钾泵主动运输主动运输 钙泵钙泵 协同转运协同转运功能功能膜泡运输膜泡运输：细胞在转运大分子和颗粒物质的过程中，物质被包裹在膜脂双分子层围成的囊泡中，通过囊泡与细胞膜的融合进行转运，这种运输方式称为膜泡运输。膜泡运输。特点特点：不与细胞质内其他结构直接接触和混合囊泡只与特定膜融合，直接转运消耗代谢能。基本形式：胞吞作用、胞吐作用功能（一）胞吞作用胞吞作用又称入胞作用

6、，指通过细胞膜的变形运动，将细胞分外大分子或颗粒物质包裹成膜泡运进细胞的过程。胞吞作用主要分为三类：1.吞噬作用吞噬作用：摄入大的颗粒，如细菌和细胞碎片。原生动物摄食方式，哺乳动物只有少数特化的细胞，如巨噬细胞等才有摄入和消化大颗粒的吞噬作用。2.胞饮作用胞饮作用：摄入液体和溶质分子进入细胞的过程。大多数细胞都具有胞饮作用。功能3.受体介导的胞吞作用受体介导的胞吞作用：有一些物质的内吞，首先与细胞膜上的受体结合，然后细胞膜内陷形成有被小窝有被小窝，继而形成有有被小泡被小泡，这种内吞方式称为受体介导的胞吞作用。例：LDL摄取过程功能功能有被小泡有被小泡：网格蛋白有被小泡、非网格蛋白有被小泡a.网

7、格蛋白有被小泡与细胞摄取特异的膜结合配体、高尔基体到溶酶体及分泌泡之间的物质转运有关。b.非网格蛋白有被小泡与内质网到高尔基体或返回、高尔基体各扁平囊之间的物质转运有关。网格蛋白网格蛋白又称笼形蛋白，由基本骨架为三臂蛋白。功能功能（二）胞吐作用胞吐作用又称出胞作用，指将细胞内的分泌物质、未分解物质等，通过膜泡转运至细胞膜与之融合，将膜泡内物质排出细胞外的过程。过程过程：RER上合成分泌蛋白高尔基复合体上加工分泌囊泡与膜结合，释放到膜外胞吐作用分为两种途径：结构分泌途径（几乎存在于所有细胞中）、调节分泌途径（只存在于某些特化的分泌细胞）功能功能（三）质膜的循环质膜的循环胞吞作用和胞吐作用是两个相

8、反的过程。胞吞作用使部分细胞膜成为转运小泡的膜而进入细胞内，经胞吐作用分泌囊泡膜又回到细胞膜，两者相辅相成，保持了细胞膜的相对稳定和动态平衡。细胞表面细胞表面细胞表面（cell surface）是指包围在细胞质外，由细胞外被、细胞膜和膜下溶胶层构成的一个多功能复合结构体系，还包括细胞连接和细胞表面的特化结构。细胞外被细胞外被细胞表面细胞表面 细胞膜细胞膜 膜下溶胶层膜下溶胶层等等细胞表面一、细胞外被一、细胞外被（糖萼）组成：细胞膜糖蛋白和糖脂的寡糖链向外伸展、交织而成。细胞表面细胞外被的功能细胞外被的功能：1、保护作用2、细胞识别和黏着指细胞与细胞之间或细胞与大分子之间，通过受体与配体、抗原与

9、抗体的相互作用所产生的相互辨认和鉴别，具有组织特异性。3、细胞免疫细胞免疫：细胞表面抗原与抗体相互识别并产生免疫应答的过程。常见的细胞表面抗原：红细胞表面血型抗原、白细胞表面组织相容性抗原细胞表面人红细胞表面人红细胞表面ABO血型抗原血型抗原组织相容性抗原 主要是人类白细胞抗原（HLA），由第6对染色体上的HLA复合体各位点内的等位基因编码。HLA存在于所有有核细胞，包括血小板和网织红细胞表面，以淋巴细胞表面密度最高。HLA参与免疫应答、免疫调节、移植排斥等，同时HLA的某些型别与某些疾病相关。HLA的医学意义的医学意义（一）与同种器官移植的关系：（一）与同种器官移植的关系：同种异体器官移植物

10、存活率的高低主要取决于供者和受者之间HLA型别的相似程度。在同卵双生子之间的器官移植成功率最高，其次为同胞、亲属。（二）与输血反应的关系：（二）与输血反应的关系：多次接受输血的患者会发生非溶血性输血反应，主要表现为发热、白细胞减少和荨麻疹等症状。其原因是由于受者或供者体内存在抗白细胞和血小板HLA抗原的抗体。（三）与某些疾病的关系：（三）与某些疾病的关系：HLA是第一个被发现与疾病有明确关系的遗传系统，现已知60余种疾病与HLA有关联，如强直性脊柱炎患者中90以上具有HLA-B27抗原。（四）（四）HLA表达异常与疾病的关系：表达异常与疾病的关系：HLA-I类抗原在细胞癌变时表达量显著降低，因

11、此不能向Tc细胞有效地提呈抗原并结合CD8分子以激活Tc细胞的杀伤活性，从而逃避机体免疫系统的免疫监视作用。HLA-II类抗原在某些细胞表面表达异常增高，可导致器官特异性自身免疫病。如I型糖尿病患者的胰岛细胞表面可发现HLA-II类抗原的异常表达，从而将自身抗原提呈给自身反应性T细胞，引起胰岛细胞损伤，导致糖尿病。细胞表面免疫系统的B 淋巴细胞产生抗体叫做免疫球蛋白。这些抗体对由被各种各样微生物带入系统中特异的抗原(或异物分子)起反应。主要划分成五种抗体(IgA，IgG，IgM，IgD 和IgE)。各类抗体有其独特的化学结构和特异作用。IgG 代表免疫球蛋白G 或抗体G等等。每类抗体包括数以万

12、计不同的对不同的微生物，食物和化学制品抗体。体液免疫应答免疫球蛋白体液免疫应答免疫球蛋白细胞表面IgA：IgA 是介入保护鼻粘膜和小肠粘膜免受微生物侵害的抗体。IgG：当身体由同样微生物再次入侵后，IgG 抗体由B 淋巴细胞产生。还是唯一可以通过胎盘的抗体。IgM：当新的微生物进入体内，IgM 通常是免疫系统产生的第一抗体，它是人体最早的防御系统。IgD:血清中的功能不清楚，作为B淋巴细胞成熟的标志。IgE：IgE 是介入所有种类过敏的抗体。细胞表面、接触抑制当体外培养的正常细胞贴壁生长到一定密度时，就会相互接触沿培养瓶底铺展成单层细胞，并不再增殖的现象。肿瘤细胞的三个基本特征：不死性、迁移性、失去接触抑制。细胞表面二、膜下溶胶层二、膜下溶胶层：在细胞膜内侧有厚度为的较黏滞而透明的溶胶层，内含微丝、微管与膜上的蛋白质直接或间接相连，具维持细胞形态、参与调控膜蛋白移动的作用。细胞表面红细胞膜骨架红细胞膜骨架蛋白蛋白：血影蛋白肌动蛋白原肌球蛋白带蛋白锚蛋白内收蛋白细胞表面三、微绒毛三、微绒毛 指细胞膜与部分细胞质向细胞表面伸出的细长指状突起。内含肌动蛋白丝束，起固定作用。功能：扩大了细胞的表面积，有利于细胞同外环境的物质交换。细胞表面四、纤毛和鞭毛细胞表面伸出的指状突起，直径比微绒毛粗，少而长为鞭毛；多而短为纤毛。纤毛和鞭毛为细胞运动装置。变形虫吞噬草履虫变形虫吞噬草履虫