细胞的物质运输.ppt

第二章 细胞的基本功能,第一节细胞膜的结构和物质转运功能,一、细胞膜（cell membrane）结构概述,液态镶嵌模型(fluid mosaic model): 膜的基架是液态的脂质双分子层， 其间镶嵌着许多具有不同结构和功 能的蛋白质。,（一）脂质双分子层,磷脂 胆固醇 少量糖脂,双嗜性分子,亲水 疏水,（三）细胞膜的糖类,（二）细胞膜的蛋白 表面蛋白 整合蛋白,受体（receptor）、载体(carrier)、离子通道(ion channel)、离子泵(ion pump)、转运体(transporter),以共价键形式结合成糖蛋白或糖脂， 是分子标记或信息载体。,二、物质的跨膜转运,（一）单纯扩散（simple diffusion) 脂溶性物质和少数小分子的水溶性物质由高浓度一侧向低浓度一侧转运。 不消耗能量。,单纯扩散的方向和速度取决于：物质在膜两侧的浓度差、物质的脂溶性和分子大小,H2O转运的动力：,渗透压差,CO2、O2、NH3、H2O、乙醇 和类固醇激素等,（二）膜蛋白介导的跨膜转运,大部分水溶性物质和所有离子， 在细胞膜上特殊蛋白质的协助下 完成的跨膜转运过程。 被动转运（passive transport） 不消耗能量，物质顺浓度梯度 或电位梯度转运 主动转运（active transport） 消耗能量，物质逆浓度梯度或 电位梯度转运,1. 通道(ion channel) 介导的跨膜转运,经通道易化扩散 (facilitated diffusion via ion channel),特征:,电压门控通道(voltage-gated ion channel) 化学门控通道(chemically-gated ion channel) 机械门控通道(mechanically-gated ion channel),离子选择性(ion selectivity) 门控（gating） 开放状态、关闭状态,2. 载体(carrier)介导的跨膜转运,特征:,化学结构特异性 饱和现象 竞争性抑制,分类：经载体易化扩散 原发性主动转运 继发性主动转运,葡萄糖、氨基酸、核苷酸等物质进入细胞,（1）经载体易化扩散 (facilitated diffusion via carrier),水溶性小分子物质经载体介 导顺浓度梯度和（或）电位梯度 进行的被动跨膜转运,（2）原发性主动转运 （primary active transport）,离子泵利用分解ATP产生的能量将离子逆浓度梯度或（和）电位梯度进行跨膜转运的过程。,ion pump - ATPase,K+,Na+,Na+-K+ pump Na+ pump Na+-K+-ATPase,每分解1分子的ATP可将3个 Na+ 移出细胞，同时将2个 K+移入细胞,钠泵的功能（生理意义）：,钠泵活动造成的细胞内高K+为胞质内许多代谢反应所必需。 维持胞内渗透压和细胞容积。 建立Na+的跨膜浓度梯度，为继发性主动转运的物质提供势能储备。 钠泵活动形成的跨膜离子浓度梯度是细胞发生电活动的前提条件。 钠泵活动是生电性的，可直接影响膜电位，使膜内电位的负值增大。,每分解1分子ATP，可将1个 Ca2+由胞质内转运至胞外，或将2个Ca2+由胞质转运至肌质网内。,强心甙类药物-钠泵抑制剂 抑制心肌钠泵，强心效应,钙泵（calcium pump） - Ca2+-ATPase,（3）继发性主动转运 （secondary active transport）,驱动力并不直接来源于ATP的分解，而是来自原发性主动转运形成的离子浓度梯度而进行的逆浓度梯度和（或）电位梯度的跨膜转运。,经载体易化扩散+原发性主动转运,同向转运体 反向转运体（交换体）,Na+-葡萄糖同向转运体 小肠黏膜、近球小管 Na+-Ca2+ 交换体 同时转运3个Na+至细胞内 和1个Ca2+到细胞外,（三） 出胞和入胞,出胞（exocytosis） 胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。 神经递质、激素等的分泌 入胞（endocyt