第五章细胞膜及其表面-2幻灯片.pptVIP

* * 第五章 细胞膜及其表面 第三节 细胞膜与物质的跨膜转运 膜的通透性 (permeability)--- 膜选择性的允许或阻止一定物质穿越的性能。 概述： 物质运输形式 穿膜运输(transmembrane transport) 小分子和离子的运输 膜泡运输(transport by vesicle formation) 大分子和颗粒物质的运输 一、穿膜运输 1、膜对物质分子的通透性 ------取决于物质本身分子特性及膜的结构属性 物质本身分子特性 1、分子量大小 2、脂溶性程度 3、电荷极性强弱 人工脂双层膜对不同分子的相对透性 膜结构属性 1、脂质双层 2、膜蛋白特性 (一)小分子和离子的穿膜机制 2、膜物质转运工具 ----膜转运蛋白：转运特定类型物质的膜蛋白 (一)小分子和离子的穿膜机制 ①载体蛋白(carrier protein)： 通过蛋白质发生可逆的构象变化进行物质运输 ②通道蛋白(channel protein)： 蛋白质在膜上形成一个亲水性通道，允许特定溶质穿越 ★按运输 机制分类 (一)小分子和离子的穿膜机制 3、膜物质转运方向的控制因素 ----物质的电化学梯度（包括浓度梯度和跨膜电压） ★根据物质转运与能量耦联，分为两种运输方式： ①被动转运(passive transport)： 物质借助于膜转运蛋白，顺着电化学梯度自发穿越细胞膜，不需消耗能量 ②主动转运(active transport)： 物质借助于膜转运蛋白，逆着电化学梯度穿越细胞膜，需消耗能量 载体蛋白----既参与主动转运又参与被动转运 通道蛋白----只参与被动转运 (二)小分子和离子的穿膜运输方式 1、简单扩散(simple diffusion) 特点：不需要消耗细胞代谢能，不依靠专一膜蛋白分子，使物质 顺浓度梯度从膜一侧转运到另一侧 2、离子通道扩散 特点：快速、特异性强， 由通道蛋白构成的闸门控制间断开放， 顺电化学梯度转运物质，不需要消耗细胞代谢能 离子通道蛋白的类型： A 电压门控通道(voltage gated channel) B 配体门控通道(ligand gated channel) C 机械门控通道(mechanical gated channel) (二)小分子和离子的穿膜运输方式 (二)小分子和离子的穿膜运输方式 3、易化扩散（facilitated diffusion) 简单扩散速率与易化扩散速率比较 在一定限度内与物质的浓度差成正比，当所有载体蛋白的结合部位全部被占据时，速率达最大并维持在此水平上。 与物质浓度差成正比 特点：借助于载体蛋白的帮助，不消耗 代谢能， 顺浓度梯度“易位”转 运物质 高度专一性 (二)小分子和离子的穿膜运输方式 4、离子泵 ★ 钠钾泵(Na+-K+pump) ①化学本质： Na+-K+ ATP酶，兼有载体蛋白和酶的双重活性 ②化学组成： 大亚基：跨膜蛋白，催化部位 小亚基：膜外半嵌入的糖蛋白，作用不详 内侧：Na+、ATP的结合部位 外侧：K+、乌本苷的结合部位 特点：借助于载体蛋白的帮助，消耗代谢能 (二)小分子和离子的穿膜运输方式 4、离子泵 ★ 钠钾泵(Na+-K+pump) ③运输过程： ——逆电化学梯度转运Na+和K+ (二)小分子和离子的穿膜运输方式 4、离子泵 ★ 钠钾泵(Na+-K+pump) ④工作效率 1个ATP酶分子每秒钟水解1000个ATP分子； 每水解1分子ATP所释放的能量可泵出3个Na+，同时泵入2个K+。 ⑤生理意义 A、维持细胞内外钠、钾离子的浓度梯度； B、维持膜电位； C、调节细胞内外渗透压； D、为细胞主动运输葡萄糖、氨基酸提供驱动力。 (二)小分子和离子的穿膜运输方式 5、伴随运输 (cotransport) 由Na+-K+泵与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。 ★钠离子浓度梯度驱动的葡萄糖主动运输 由两种载体蛋白协同完成 ①钠钾泵：将Na+泵出细胞，造成胞内外的Na+浓度梯度 ②钠驱动葡萄糖载体蛋白：利用Na+ 势能驱动，结合葡萄糖， 使之与Na+相伴进入细胞（因此又 称同向协同运输） (二)小分子和离子的穿膜运输方式 思考题： 1、各类小分子物质的穿膜机制有何不同？ 各自有哪些穿膜运输方式？ 2、为什么细胞中葡萄糖的穿膜运输要有两种 形式？分别是如何完成的？ 二、膜泡运输 概念：