《qu细胞的物质运输》PPT课件

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1、Chap3.细胞的物质运输细胞的物质运输离子和小分子的跨膜运输生物大分子和颗粒物质的跨膜运输细胞内的物质运输第一节、离子和小分子的跨膜运输细胞质膜具有选择性地进行物质跨膜运输、调节细胞内外物质和离子浓度的平衡及渗透压平衡的能力。膜对物质的通透性由物质本身的性质和膜的结构属性共同决定。小分子和离子跨膜运输的基本类型分为被动运输和主动运输。被动运输（passivetransport）主动运输（activetransport）一、被动运输（passivetransport）被动运输指物质从高浓度一侧通过质膜运输到浓度低的一侧。不需细胞代谢供能，动力来自浓

2、度梯度和电位差。单纯扩散（simplediffusion）易化/协助扩散（facilitateddiffusion）1.单纯扩散（simplediffusion）顺浓度差或电化学梯度自由穿越脂质双分子层的运输方式，不需要膜上特定蛋白参与。特点：脂溶性越强的分子越容易通过；非极性分子比极性分子更容易通过；小分子比大分子容易通过；不带电荷的分子容易通过。膜的通透性允许通过质膜的主要是小的脂溶性分子和小的不带电荷的极性分子2.易化/协助扩散（facilitateddiffusion）一些非脂溶性物质需要借助一定的载体即膜转运蛋白顺浓度梯度运输。特点：①比

3、单纯扩散转运速率高；②特异性；③饱和性。膜转运蛋白：①载体蛋白②通道蛋白。载体蛋白（carrierprotein）与特异性的分子结合后通过自身构象的改变介导该物质的跨膜转运。也可介导主动运输。特点：特异性；可逆性；饱和性。通道蛋白（channelprotein）是跨膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，又称离子通道（IonChannel）。对离子具有选择性和高度亲和力有些通道蛋白长期开放，如钾泄漏通道，水通道有些通道蛋白平时处于关闭状态，仅在特定刺激下才打开，称为门控通道（gatedchannel）。根据刺激信号的类型分为：配体门控通道

4、（ligand-gatedchannel）、电压门控通道（voltage-gatedchannel）、压力门控通道（stress-gatedchannel）等美国科学家因离子通道的研究获2003年诺贝尔化学奖Typesofgatedchannel电压门控通道(voltage-gatedchannel）特点：细胞内或细胞外特异离子浓度或电位发生变化时，致使其构象变化，“门”打开。闸门的开闭主要受膜电位的变化控制。电压门控通道具有三种状态：开放、关闭和失活。Na+、K+、Ca2+三种电压门控通道结构相似。VoltagegatedK+channelK+通

5、道有四个亚单位，每个亚基有6个跨膜α螺旋(S1-S6)，连接S5-S6段的发夹样β折叠，构成通道的内衬，大小可允许K+通过。配体门控通道（ligand-gatedchannel）通道蛋白作为受体与细胞外或细胞内的配体结合，引起门控通道蛋白发生构象变化，“门”打开。又称离子通道型受体。例如ACh受体是由4种不同的亚单位组成的5聚体蛋白质，形成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构，其中的两个α亚单位是同两分子ACh相结合的部位。ligand-gatedchannel——Nicotinicacetylcholinereceptor神经肌肉连接处：由AC

6、h配体门控通道开放而出现终板电位时，可使肌细胞膜中的电压门控Na+通道和K+通道相继激活，出现动作电位；引起肌质网Ca2+通道打开，Ca2+进入细胞质，引发肌肉收缩。二、主动运输（activetransport）主动运输的特点：逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；需要能量；都有载体蛋白参与。主动运输的类型（能量来源）：ATP驱动的主动运输——离子泵（ionpump）离子梯度驱动的主动运输——协同运输（cotransport）光驱动的泵（见于细菌）1.离子泵（ionpump）介导特定离子跨膜主动运输的载体蛋白，由ATP分解直接提供能量，本质是ATP酶，具有

7、载体和酶的双重活性。Na+-K+pump(Na+-K+ATPase)Ca2+pump(Ca2+ATPase)H+pump(H+ATPase，质子泵)Na+-K+pump(Na+-K+ATPase)Na+-K+泵本质就是Na+-K+ATP酶，由2个大亚基、2个小亚基组成的4聚体，大亚基为跨膜蛋白，内侧有结合Na+和ATP的位点，外侧有结合K+和乌本苷（ouabain）的位点。Na+-K+pump作用原理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。在膜内侧Na+与酶结合，激活ATP酶活性，使ATP分解

8、，酶被磷酸化，构象发生变化，于是与Na+结合的部位转向膜外侧；这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低，对K+的亲和力高，因而在膜