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第二部分膜与细胞生物物理 第二章 跨生物膜的物质运输 Chapter Two: Transport across Cell Membranes 生物膜的功能 What keeps intracellular traffic running smoothly? Membranes inside cells transport key nutrients around, and through, various cell compartments without sticking to each other or losing their way. Insights into how membranes stay on track could help conquer diseases, such as cystic fibrosis. 囊泡运输障碍(traffic jam)可导致许多重大 疾病的发生，如白化病、神经退行性疾病、 糖尿病、肿瘤、感染与免疫缺陷等。 导言 • 细胞通过细胞膜与环境或通过细胞内膜与胞浆 进行物质交换称物质跨膜输运 • 跨膜输运的意义 – 维持细胞内成分与外界的差别 – 保持细胞内生理环境的稳定 • 跨膜输运具有选择性 – 营养物质进入细胞 – 中间产物留在细胞 – 废物排出细胞 简单扩散 被动运输 促进扩散 载体蛋白介导 通道蛋白介导 • 小分子物质 ATP驱动 初级（单载体） 电子传递链驱动 主动运输 同向运输 次级（耦联载体） 组成性分泌 逆向运输 胞吐 调节性分泌 • 生物大分子 吞噬 内吞 胞饮 受体介导的胞饮 §2.2.1 小分子物质的跨膜运输 细胞内外各种化学物质是不均匀的，有 一定浓度梯度。根据物质跨膜运输的方向， 可以将其分为两类： 被动运输：顺着浓度梯度，不消耗能量 主动运输：逆浓度梯度，消耗能量 （不一定是ATP ，可以是NADH ） 1. 物质跨膜转运的能力学 • 假设物质在膜两侧的浓度分别为[C ]和[C ] 1 2 • 物质在膜两侧的自由能分别为 • μ = μ°+ RTln[C ] 1