细胞膜的结构和物质转运功能.ppt

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1、第二章细胞的基本功能Functionofcell第一节细胞膜的结构和物质转运功能一、细胞膜的结构概述液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有不同结构和功能的蛋白质1.脂质双分子层:磷脂、胆固醇双嗜分子构成基架,体温条件下具有流动性2.蛋白质:分表面蛋白(如:RBC骨架蛋白)和整合蛋白(载体、通道、离子泵、转运体)3.糖类:与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖脂成为抗原决定簇、受体可识别部分二、膜的跨膜物质转运功能跨膜转运transmembranetransport:体内各种物质经过

2、细胞膜进出细胞的过程。转运方式:单纯扩散①被动转运passivetransport易化扩散原发性主动转运②主动转运activetransport继发性主动转运③出胞和入胞作用膜蛋白介导(一)单纯扩散Simplediffusion脂溶性物质由高→低浓度侧的净移动。通量(flux):摩尔/cm2.秒扩散浓度差膜通透性(脂溶性,分子量,带电状况)单纯扩散物质：O2、CO2、乙醇、尿素、少量激素、水(还可通过水通道waterchannel即水孔蛋白aquaprin来跨膜转运)(二)易化扩散Facilitateddiffusio

3、n非脂溶性物质借助细胞膜蛋白质(通道、载体)帮助顺电化学梯度的跨膜转运。特点:①由高到低顺浓度差扩散(离子扩散还与电位差有关)②转运蛋白与转运物质间有选择性③转运蛋白的功能受环境因素的影响1.经载体的易化扩散Facilitateddiffusionviacarrier转运物质:小分子物质,如GS、AA、核苷酸载体：是贯穿脂质双层的整合蛋白。经载体的易化扩散的特点：①顺浓度差转运,速度比依溶质物理特性预期的快;②饱和现象saturation;③结构特异性:如对GS转运,只转运右旋GS,因为载体是D-GScarrier或称

4、glucosetransporter;④竞争抑制competitiveinhibition;2.经通道的易化扩散Facilitateddiffusionviachannel：转运物质:带电离子离子通道：是一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白。通道的分类：化学门控通道Chemically-gatedchannel电压门控通道Voltage-gatedchannel机械门控通道Mechanical-gatedchannel电压门控通道化学门控通道化学化学通道的特征：①离子选择性②门控性通道转运的功能特点：①转运速

5、率比载体快②无饱和现象，无竞争性抑制③通道有不同的功能状态通道蛋白状态：静息、激活、失活(三)主动转运activetransport细胞膜通过本身某种耗能过程，借助细胞膜某些蛋白质的帮助，将非脂溶性物质分子或离子逆电化学梯度差进行的转运。根据转运能量是否直接来源于ATP的不同分为:原发和继发两种主动转运形式。1.原发性主动转运Primaryactivetransport指细胞直接利用代谢产生的能量(ATP)将物质(通常是带电离子)逆浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运过程。介导这一过程的膜蛋白称为离子泵(ionpump),

6、如：钠-钾泵sodium-potassiumpump简称钠泵sodiumpump,又称Na+-K+-ATP酶(Na+-K+-ATPase)PrimaryactivetransportNa+-K+依赖式ATP酶（钠泵）3Na+(由胞内向胞外):2K+(由胞外向胞内)①Na+-K+依赖式ATP酶由一对α和一对β亚单位构成的四联体,水解ATP及与阳离子结合部位均在α亚单位(功能亚单位)。当：细胞内[Na+]↑ATP→钠泵激活→↓细胞外[K+]↑ADP+Pi+E3Na+(移出胞外):2K+（移入胞内）同时逆向转运。②钠泵抑制剂

7、:哇巴因ouabainPrimaryactivetransport钠泵活动的生理意义：①细胞内高K+—胞内代谢反应所必需；②膜内外K+、Na+浓度差—RP、AP产生前提；③维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定；④生电性活动—影响RP数值；⑤胞外高Na+势能储备：—GS、AA继发性主动转运；—Na+-H+交换,维持胞内pH稳定；—Na+-Ca2+交换,维持胞内Ca2+浓度稳定；H+泵(H+-ATP酶；H+-K+-ATP酶):分布于胃粘膜壁细胞表面，与胃酸分泌有关Ca2+泵(Ca2+-ATP酶)：主要分布于骨骼肌与心肌细胞内

8、部的肌质网上,与肌肉收缩有关其它泵：Primaryactivetransport2.继发主动转运(又简称联合转运)secondaryactivetransport细胞膜间接利用钠泵分解ATP释放的能量完成的主动转运。即细胞膜利用钠泵分解ATP释放的能量所建立起的细胞膜内外Na+浓度差的势能储备，再由转运体蛋白完成的逆电化学梯差的跨