《生物膜与物质运输》PPT课件

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1、第21章生物膜与物质运输物质运输能量转换信息识别与传递生物膜的主要功能有3点：生物膜（细胞膜、细胞器膜）细胞膜磷脂（7成）、胆固醇（3成）、鞘脂蛋白质流动镶嵌模型流动的脂质双分子层构成膜的连续体，而蛋白质象一群岛屿一样无规则地分散在脂质的“海洋中”。极性头非极性尾提问：脂类在细胞膜中的功能是什么？答案：屏障（保持细胞内环境稳定）；阻止膜两侧物质间的自由往来，脂溶性的物质可在浓度梯度下自由扩散如膜内；提问：为什么以液态的磷脂居多而不是固醇呢？使膜具有流动性，有利于蛋白质的运动；使膜具有韧性，细胞自由变形。提问：膜流动性强弱与哪些因素有关？脂的种类；温度；胆固醇的比例愈小、温度高，流动性强。提问

2、：细胞膜上的蛋白质有什么功能？选择透过物质运输通道（“海关检查”）信息识别受体（“通信员”）运输通道非脂溶性的物质（营养物、废物、神经递质、激素）必须在由槽蛋白形成的通道进入，或与穿膜蛋白结合被有选择的载入入膜内；槽蛋白信息识别受体抗体蛋白数条α螺旋构成通道识别部位（常有糖链连接）通道细胞核细胞器膜结构与细胞膜类似，但常常是双层膜。线粒体叶绿体细胞核线粒体为什么是双层膜呢？功能分化核膜—形成核孔内膜面积扩大，成为代谢场所离子、小分子物质的运输（穿膜运输）被动运输、主动运输生物大分子的跨膜运输（膜泡运输）生物膜是具有选择通透性的屏障，细胞能主动地从环境中摄取所需要的营养物质，同时排出代谢产物和

3、废物，使细胞维持动态的恒定，这对于维持细胞的生命活动极为重要。一、被动运输和主动运输（一）被动运输指物质从高浓度的一侧，通过膜运输到低浓度的一侧，物质顺浓度梯度的方向跨膜运输的过程。不需要消耗代谢能的穿膜运输。特点：物质的运送速率既依赖于膜两侧运送物质的浓度差；又与被运送物质的分予大小，电荷和在脂双层中的溶解性有关。指物质逆浓度梯度的穿膜运输过程。需消耗代谢能，并需专一性的载体蛋白。特点：①专一性。有的细胞膜能主动运输某些氨基酸，但不能运送葡萄糖。有的则相反。②运送速度可以达到“饱利“状态。③方向性。如细胞为了保持其内、外的K+、Na+的浓度梯度差以维持其正常的生理活动，细胞主动地向外运送N

4、a+，而向内运送K+。④选择性抑制。各种物质的运送有其专一的抑制剂阻遏这种运送。⑤需要提供能量。（二）主动运输根据运输物质的大小，物质运输分为小分子的运输和大分子的运输。二、小分子物质的运输由于生物膜的脂双层结构含有疏水区，它对被运送物质具有高度的选择通透性。一般来说，分子越小且疏水性或非极性较强，通过膜较易。不带电荷的极性小分子也能迅速地经扩散通过膜。图21-1表示脂双层对不同类型分子的透性．小分子的跨膜运送大都是通过专一性运送蛋白的作用实现的。如果只是运输送一种分子由膜的一侧到另一侧，称为单向运输；如果一种物质的运输与另一种物质的运输相关而且方向相同，称为同向运输。方向相反则称为反向运输

5、，这二者又统称为协同运输。图21-2图21-3（一）Na+、K+-泵生物细胞一般是细胞内高K+低Na+，细胞外则相反。Na+、K+-泵实际是分布在膜上的Na+、K+-ATP酶。通过水解ATP提供的能量主动向外运输Na+，而向内运输K+。Na+、K+-泵由α、β两个亚基组成，其中α亚基跨膜，β亚基是一个糖蛋白，在膜上以α2β2四聚体存在。α亚基上在膜内侧表面上有Na+、ATP的结合位点，在膜外侧有K+、乌本苷结合位点。Na+、K+-泵的作用机制，人们普遍接受的是构象变化假说E1E1E1-PE2-PE2-PE2（二）Ca2+的运输1.Ca2+泵和Ca2+-ATP酶细胞质中浓度低，细胞外浓度高。肌

6、质网是肌细胞含有的一种特化的内质网膜系统。在肌细胞中它形成一种由许多精细的通道构成的网状结构，是细胞内重要的Ca2+库之一。当肌细胞受到外界刺激（如电刺激产生神经冲动使膜去极化）时，Ca2+由肌质网释放进入细胞质中。引起肌肉收缩，而当肌肉松弛时，Ca2+重新摄入肌质网。可见肌肉的收缩和松弛过程，是Ca2+从肌质网释放和再摄入的主动运送过程。这一过程又受到分布于膜上的Ca2+泵即Ca2+”-ATP酶的调节。Ca2+”-ATP酶酶催化以下反应：Ca2+泵的主要性质：Ca2+泵具有Ca2+激活的Ca2+－ATP酶活性。心肌和骨骼肌中Ca2+主动运送是通过Ca2+－ATP酶的作用实现的。Ca2+泵主

7、动运送Ca2+是通过水解ATP提供的能量驱动的。每一分子的ATP酶每秒钟大约可水解达10个ATP分子。每水解一分子ATP运送2分子Ca2+；Ca2+－ATP酶是肌质网膜的主要成份。占膜总蛋白的90%。2.钙调蛋白（CAM）主要功能：在Ca2+浓度极低时，不与Ca2+结合，不能激活Ca2+－ATP酶，当Ca2+浓度较高时，与Ca2+结合，能迅速激活Ca2+－ATP酶。从而运输Ca2+，使Ca2+－浓度维持一定水