第21章生物膜与物质运送课件.pptVIP

* * Chapter21 生物膜与物质运送 Membrane Transportation 生物膜具有保护、转运、能量转换、信息传递、运动和免疫等生物功能。 细胞或细胞器需要经常与外界进行物质交换以维持其正常的功能。 细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性地吸收所需要的养料，同时也要排出不需要的物质。 在各种物质跨膜转运过程中，细胞膜起着重要的调控作用。 生物膜的功能 转运功能 一、被动运送与主动运送 根据物质运送自由能变化的情况分： （一）被动运输（passive transport） 即顺浓度梯度的方向跨膜运送的过程。特点是：物质的运送速率即依赖于膜两侧运送物质的浓度差，又与被运送物质的分子大小、电荷和在脂双层中的溶解性有关。 不需供能，自发进行（自由能减少，熵增加）。 （二）主动运送（active transport） 即逆浓度梯度（或电荷梯度或电化学梯度）的方向跨膜运送的过程。特点是（1）专一性(膜转运蛋白)；（2）运送速度可以达到饱和状态；（3）方向性；（4）选择性抑制。 需要供给能量，不能自发进行（自由能增加，熵减少） 。 转运通道 载体蛋白和通道蛋白 ※膜的通透性——膜允许一定物质穿越的性能。跟膜蛋白无关。 特点：具有选择性 O2 , CO2 , N2 尿素,H2O 葡萄糖,蔗糖 H+,Na+ , Ca2+ 二、小分子物质的运送 ★★膜对物质分子的通透性取决于 膜的结构属性及分子特性： ①脂溶性越强的分子越容易穿膜； 非极性物质脂溶性强，易穿膜，如O2，CO2，N2， 但H2O例外。 ②分子量越小越容易穿膜； ③不带电荷的分子容易穿膜，带电荷的离子不能或很难穿膜。 1. 膜的选择性通透和单纯扩散 高浓度 低浓度 不需要消耗细胞代谢能，不依靠专一的膜蛋白分子而使物质顺浓度梯度从膜的一侧转运到另一侧的运输方式。如CO2、O2、乙醇、尿素和H2O等。 ★★ 二、小分子物质的运送 运送蛋白；单向运送和协同运送（同向运送和反向运送） 小分子运送主要通过运送蛋白体系来实现： （一）“Na+—K+泵”与“Na+，K+—ATP 酶” 是一个四聚体膜蛋白，乌本苷是特异性抑制剂。 （二）“Ca+泵”与“Ca+—ATP 酶” 是一个四聚体膜。 其活性受钙调蛋白影响，因此钙调蛋白可刺激细胞对Ca+的吸收。 运送蛋白；单向运送和协同运送（同向运送和反向运送） 2. 膜运输蛋白及其介导的跨膜运输 ★根据运输机制不同，将膜运输蛋白分为两类： ①载体蛋白：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：在蛋白质中心形成一个亲水性的通道，使特定溶质穿越。 被运输的物质借助于膜运输蛋白，顺着浓度梯度或电化学梯度穿越细胞膜，且不需要消耗细胞代谢能,这种运输方式称…。 ★★根据膜运输蛋白转运物质方向不同及有无能量耦联，分为两种运输方式： 被运输的物质借助于膜运输蛋白，逆着浓度梯度或电化学梯度穿越细胞膜，且需 要 消耗细胞代谢能,这种运输方式称…。 载体蛋白 既参与主动运输又参与被动运输， 通道蛋白 只参与被动运输。 高浓度 低浓度 载体蛋白 凡借助于载体蛋白的帮助，不消耗代谢能，顺浓度梯度转运物质的方式称…。如葡萄糖、氨基酸等。 载体蛋白介导的被动运输 载体蛋白有特异性和饱和性 主要动力是物质的电化学梯度和膜电位 载体蛋白介导的主动运输 ★★（1）钠钾泵(Na+-K+pump) ——逆电化学梯度转运Na+和K+ 化学本质： Na+-K+ ATP酶 §兼有载体蛋白和酶的双重功能 吞饮作用 吞噬作用 大分子及颗粒物质并不直接穿越细胞膜,而是通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成物质转运的。(此过程耗能） (endocytosis) (exocytosis) ★ 三、大分子和颗粒物质的膜泡运输 三、生物大分子的跨膜运送（55页） （一）胞吐作用（endocytosis） 囊泡的形成 与细胞膜融合 释放外排物质 （二）胞吞作用（exocytosis） 摄入大分子物质 细胞膜内陷 囊泡的形成 作用：完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，又称膜泡运输或批量运输（bulk transport）。属于主动运输。 外吐作用 吞噬作用 吞饮作用 吞噬体 吞饮体 一、内吞作用 细胞表面发生内陷，由细胞膜将胞外大分子或颗粒物质包围成膜泡，脱离细胞膜进入细胞内的运输过程。 （一）吞噬作用 ※是指细胞内吞较大的固体颗粒或分子复合物的过程， 如细菌、细胞碎片、无机尘粒等。 ※吞噬作用形成的囊泡称吞噬体。 ※是原生动物获取营养的重要方式 ※在高等动物和人类是机体免疫系统的重要功能。 （二）吞饮作用 ※是指细胞内吞液体或小溶质分子的活动。 ※吞饮形成的囊泡称吞饮体。 ※大多