《细胞的功能1》青海大学田今

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1、第二章生命的基本单位－－细胞（TheBasicUnitoflife--cell）第四节细胞的功能(FunctionsofCell)●细胞的物质运输功能●细胞的能量转换功能●细胞的信息传递功能●细胞的识别功能●细胞的支持与运动功能●细胞的消化与防御功能1、细胞的物质运输功能1.1细胞膜的物质运输细胞必须与周围环境发生信息、物质与能量的交换，才能完成特定的生理功能。细胞膜对物质的运输最显著的特点是具有选择性。●根据被运输物质的大小分为：穿膜运输transmembranetransport离子与小分子的运输膜泡运输transportbyvesicleformation大分子和颗粒物质的运输膜内外

2、物质的运输小分子运输大分子运输被动运输主动运输胞吐作用胞吞作用穿膜运输膜泡运输1.1.1穿膜运输transmembranetransport●是小分子物质和离子穿过细胞膜的运输方式。●根据是否消耗细胞代谢能，穿膜运输分为被动运输主动运输不需要消耗细胞代谢的能量,而将物质从浓度高的一侧经细胞膜转运至浓度低的一侧—顺浓度梯度的穿膜扩散。1.1.1.1被动运输●特点：①顺电化学梯度运输②不消耗细胞的代谢能●根据是否需要运输蛋白的协助分为：简单扩散（自由扩散）和协助扩散●简单扩散（Simplediffusion）自由扩散(Freediffusion)不需要消耗能量和不依靠专一膜蛋白分子（载体）而使

3、物质顺浓度梯度（浓度较高的一侧穿膜到浓度较低的一侧）从膜的一侧转运到另一侧的运输方式。高浓度低浓度脂质双分子层电化学梯度简单扩散的特点：①顺浓度梯度②不消耗代谢能③不依靠膜转运蛋白一些气体和脂溶性物质(非极性物质):氧、二氧化碳、乙醚、氯仿、甾类激素不带电荷的极性小分子物质:水.尿素.甘油等，但速度较慢。能直接穿过脂双层的物质:决定扩散速度的因素★浓度梯度★通过物质的分子大小★通过物质在脂质中的相对溶解度●协助扩散facilitateddiffusion一些物质需要借助于膜转运蛋白的帮助，才能由高浓度一侧向低浓度一侧扩散。特点：①顺化学梯度运输②不消耗代谢能③须借助膜上的运输蛋白的帮助膜转

4、运蛋白（跨膜蛋白）通道蛋白：形成贯穿脂双层之间的通道。载体蛋白：与特定溶质结合改变构象使溶质穿越细胞膜。●载体蛋白(carrierprotein)与特定分子结合，发生构想变化来转运物质，载体与转运物分离后又恢复原有的构象。载体蛋白有专一性（一种载体蛋白可特异性的连接和传送一种特定的分子跨膜）。一些亲水性物质和无机离子等通过载体蛋白运输载体蛋白高浓度低浓度电化学梯度●通道蛋白(channelprotein)是细胞膜中一类贯穿整层的镶嵌蛋白，能在膜上形成开放的亲水通道，允许一定大小和携带电荷的溶质顺浓度梯度直接通过。高浓度低浓度电化学梯度通道蛋白★大多数通道蛋白都与离子的转运有关，把这些通道蛋

5、白又称离子通道。离子通道是一类不持续开放的，特定的刺激才可引起这类通道短时间开放。膜电位变化引起开放--电位门通道特定配体结合引起开放--配体门通道通道蛋白配体高浓度低浓度电化学梯度配体门通道电位门通道★离子通道蛋白介导的离子转运有以下主要特征：①转运速度快②高度选择性③被动转运1.1.1.2主动运输activetransport借助于镶嵌在细胞膜上专一性很强的载体蛋白，通过消耗代谢能量，将物质从低浓度处向高浓度处的运输方式。●特点：①逆电化学梯度运输②依赖于膜运输蛋白（载体）③需要代谢能，并对代谢毒性敏感④具有选择性和特异性●主动运输有两种：（1）离子泵★离子泵是膜上一种能将离子逆电化学

6、梯度转运的载体蛋白，实质是ATP酶。★具有载体和酶的两重作用★种类：钠钾泵、钙泵、质子泵以钠钾泵为例说明离子泵的作用机制：Na+-K+ATP泵的实质为Na+-K+ATP酶具有载体和酶的双重作用。大亚基：为贯穿膜全层的跨膜蛋白,是该酶的催化部位，具ATP酶活性。在细胞质侧有Na+和ATP地结合部位，外侧有K+和鸟苷的结合部位小亚基:为细胞膜外侧半嵌合糖蛋白,其作用机制不详。细胞质Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+小亚基大亚基大亚基ATPADP+Pi钾浓度梯度[30倍]钠浓度梯度[

7、13倍]小亚基大亚基大亚基小亚基大亚基大亚基Pi钠结合部位钾结合部位Na+Na+Na+Na+K+Na++Mg+PiPiK+K+K+大亚基小亚基大亚基大亚基小亚基大亚基大亚基细胞质Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+小亚基大亚基大亚基ATPADP+Pi钾浓度梯度[30倍]钠浓度梯度[13倍]小亚基大亚基大亚基小亚