物质的跨膜运输与信号传递 (4)精选PPT.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,讲稿共67张,创作于星期二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,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页小小分分子子和和离离子子通通过过细细胞胞膜膜的的方方式式不不同同,根根据据是是否否需需要要ATPATP的参与,分为:的参与,分为:动画被被动动运运输输:不不消消耗耗细细胞胞的的代代谢谢能能(ATPATP),顺顺浓度梯度的运输。浓度梯度的运输。主主动动运运输输:消消耗耗细细
2、胞胞的的代代谢谢能能(ATPATP),逆逆浓浓度度梯度的运输。梯度的运输。第3页,讲稿共67张,创作于星期二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度方是指物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运,向的跨膜转运,转运不需要细胞提供代谢能量(而是浓度梯度)。转运不需要细胞提供代谢能量(而是浓度梯度)。第4页,讲稿共67张,创作于星期二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
3、通透性通透性分子大小和分子的极性(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,讲稿共67张,创作于星期二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,讲稿共67张,创作于星期二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,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页
4、动画(一一)简单扩散简单扩散(simple diffusion)n细细胞胞膜膜有有半半透透膜膜的的特特性性,膜膜脂脂分分子子间间有有很很小小的的间间隙隙,部部分分小小分子可直接通过此间隙由浓度高侧向浓度低侧扩散。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,讲稿共67张,创作于星期二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,讲稿共67
5、张,创作于星期二上页结束返回下页简单扩散的特点:简单扩散的特点:n高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扩散散速速度度决决定定于于:分分子子的的大大小小,浓浓度度差差的的大小,脂溶性大小。大小,脂溶性大小。第10页,讲稿共67张,创作于星期二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能量但无需能量但需特异的膜转运蛋白需特异的膜转运蛋白膜另一侧膜另一侧特点:增加转
6、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,讲稿共67张,创作于星期二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,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页 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,讲稿共67张,创作于星期二
7、上页结束返回下页n葡葡萄萄糖糖、氨氨基基酸酸、核核苷苷酸酸等等分分子子量量较较大大,属属不不带带电电荷荷的的极极性性分分子子,不不能能扩扩散散通通过过脂脂双双分分子子层层,没没有有相相应应通通道道,必须通过膜上载体蛋白的帮助才能通过膜。必须通过膜上载体蛋白的帮助才能通过膜。动画n载载体体蛋蛋白白:膜膜上上一一类类转转运运蛋蛋白白,可可特特异异的的、可可逆逆地地与与某某物质结合,通过构象变化将物质从膜的一侧运到另一侧。物质结合,通过构象变化将物质从膜的一侧运到另一侧。第14页,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页动画第15页,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页载体蛋白介导跨膜运输跨
8、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,讲稿共67张,创作于星期二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,讲稿共67张,创作于星期二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
9、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,讲稿共67张,创作于星期二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 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,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回
10、下页有通道蛋白,物质由有通道蛋白,物质由高浓度到低度,无需高浓度到低度,无需ATPATP参与参与动画第20页,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页离子通道特性: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,讲稿共67张,创作于星期二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,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页例
11、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、刺刺激激神神经经冲冲动动神神经经末末梢梢,膜膜去去极极化化,电电压压闸闸门门通通道道钙钙离离子子通通道道开开放放,钙钙离离子子进进入入神神经经末末梢梢,刺刺激激乙乙酰酰胆胆碱碱(ACHACH)分泌到突触间隙中;)分泌到突触间隙中;B B、ACHACH与与突突触触后后肌肌细细胞胞膜膜上上的的受受体体结结合合,配配体体闸闸门门钠钠离离子子通通道道开开放放,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,讲稿共67张,创作
12、于星期二上页结束返回下页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,更多的钠离子进进入入肌肌细细胞胞,肌肌细细胞胞膜膜进进一一步步去去极极化化,产产生生动动作作电电位位,扩扩散散到到肌肌细胞膜;细胞膜;D D、肌肌浆浆网网上上的的离离子子闸闸门门通通道道钙钙离离子子通通道道开开放放,钙钙离离子子进进入入细细胞胞质质,引起肌肉收缩。引起肌肉收缩。第24页,讲稿共67张,创作于星期二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,讲稿共67张,创作于星期二
13、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。动画第26页,讲稿共67张,创作于星期二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,讲稿共67张,创作于星期二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、碳各种离子(如钠
14、离子、钾离子、氯离子、碳酸根离子、钙离子等)。酸根离子、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,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页依能量来源不同分为依能量来源不同分为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,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页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
15、+-H+交换载体nCl-HCO3-交换载体等 第30页,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页(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,讲稿共67张,创作于星期二上页结束返回下页(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
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