05 物质的跨膜运输

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1、第五章物质的跨膜运输细胞膜防止胞外物质自由进出，保证细胞内环境。细胞必须与周围环境发生信息、物质与能量的交换。物质的跨膜运输被动运输主动运输胞吞作用、胞吐作用第一节、被动运输被动运输(passivetransport)：通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。不需要消耗能量。转运动力：来自物质的浓度梯度。一、简单扩散(simplediffusion)可运输疏水的小分子和小的不带电荷的极性分子。特点：①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散；②不需要提供能量；③没有膜蛋白的协助二、协助扩散(facilitateddiffusion)可运输各种极

2、性分子和无机离子依靠膜运输蛋白特点：①转运速率高；②存在最大转运速率③有特异性载体蛋白(carrierproteins）通道蛋白(channelproteins）三、膜转运蛋白有特异性结合位点。一种载体只转运一种类型的分子(离子)1.载体蛋白与酶的区别：可改变过程的平衡点；对转运的溶质分子不作任何共价修饰特点：不需要与溶质分子结合，横跨膜形成亲水通道。允许适宜大小的分子和离子通过两类：非选择性的通道——G-细菌、线粒体、叶绿体的外膜选择性开关的通道——离子通道2通道蛋白离子通道是门控的，电压门通道；配体门通道；压力激活通道。乙酰胆碱受体肌细胞中的Ca2+

3、闸门通道可以调节细胞Ca2+浓度触发肌肉收缩。主动运输(activetransport)：载体蛋白所介导的物质由低浓度一侧向高浓度一侧进行跨膜转运的方式。特点：①逆浓度梯度运输；②需要能量；③都有载体蛋白。第二节、主动运输能量来源：①ATP直接驱动；②间接能量驱动(协同运输)；③光驱动(见细菌)。一、ATP直接驱动1钠钾泵构成：由2个大亚基、2个小亚基组成的4聚体，具有ATP结合位点，又称为Na+-K+ATP酶，ATP直接驱动，属于P-type离子泵。工作原理：Na+-K+ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。每

4、个循环消耗1分子ATP,泵出3个Na+,泵入2个K+分布于动物细胞的质膜。一般的动物细胞要消耗1/3得总ATP来维持细胞内低Na+高K+的内环境。作用：①维持细胞的渗透平衡，保持细胞的体积；②维持低Na+高K+的细胞内环境；③维持细胞的静息电位。2钙离子泵（Ca2+pump)分布：在所有真核细胞的质膜和某些细胞器膜上，如肌细胞的内质网膜。P型离子泵：其原理与钠钾泵相似，每分解一个ATP分子，泵出2个Ca2+。作用：将Ca2+泵出细胞或泵入内质网储存起来，维持细胞内较低的钙离子浓度。3质子泵P-type：ATP自磷酸化发生构象的改变，如植物、真菌和细菌细胞质膜

5、上的H+泵将H+泵出细胞，建立和维持跨膜的H+电化学梯度；动物胃表皮细胞的H+-K+泵（分泌胃酸）将H+泵出，将K+泵入细胞。主动运输——质子泵四种ATP驱动的离子泵V-type：水解ATP产生能量，但不发生自磷酸化，位于动物细胞溶酶体膜、胞内体、植物和真菌细胞液泡膜上。作用是维持细胞质基质pH中性和细胞器内的pH酸性。F-type：也叫ATP合酶，位于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。H+顺浓度梯度运动，释放的能量合成ATP。如：线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光和磷酸化作用。ABC转运器：有两个高度保守的ATP结合区，广泛分布在各种生物体中。不同的转

6、运器可转运离子、氨基酸、核苷酸、多糖、多肽、甚至蛋白质。二、协同运输（cotransport）靠间接能量完成的主动运输。能量来自膜两侧的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。质子泵协同运输1、同向协同（symport）物质运输方向与离子转移方向相同。2、反向协同（antiport）物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反。动物细胞利用Na+浓度梯度驱动。植物细胞和细菌利用H+浓度梯度驱动。第三节胞吞作用与胞吐作用真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输，如蛋白质、多核苷酸、多糖等。运输过程中涉及膜的融合与断裂，需要消耗能量

7、，属于主动运输一、胞吞作用通过细胞膜内陷形成囊泡(胞吞泡)，将外界物质裹进并输入细胞的过程。根据胞吞泡的大小和胞吞物质可分为：-胞饮作用(pinocytosis)——胞吞物为溶液。-吞噬作用(phagocytosis)——胞吞物为大的颗粒性物质。胞吞作用胞吞作用类别泡的大小不同发生的过程不同形成机制不同胞饮作用直径＜150nm连续发生的过程需要网格蛋白或这一类蛋白的帮助吞噬作用直径＞250nm需要被吞噬物与细胞表面结合并激活细胞表面受体，是一个信号触发过程需要有微丝及其结合蛋白的帮助巨噬细胞产生的吞噬泡嗜中性白细胞吞噬细菌二、胞吐作用将细胞内的分泌泡或其他膜

8、泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程类型：组成型胞吐