第二章 细胞的基本功能(1).ppt

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 体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程 转运方式 单纯扩散 被动转运passivetransport易化扩散原发性主动转运 主动转运activetransport继发性主动转运 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Facilitateddiffusion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 由高到低顺浓度差扩散 离子扩散还与电位差有关 转运蛋白与转运物质间有选择性 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 顺浓度差转运 速度比依溶质物理特性预期的快 饱和现象saturation 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glucosetransporter 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 离子选择性 门控性通道转运的功能特点 转运速率比载体快 无饱和现象 无竞争性抑制 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 如 钠 钾泵sodium potassiumpump简称钠泵sodiumpump 又称Na K ATP酶 Na K ATPase Primaryactivetransport Na K 依赖式ATP酶 钠泵 3Na 由胞内向胞外 2K 由胞外向胞内 Na K 依赖式ATP酶由一对 和一对 亚单位构成的四联体 水解ATP及与阳离子结合部位均在 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 钠泵抑制剂 哇巴因ouabain Primaryactivetransport 钠泵活动的生理意义 细胞内高K 胞内代谢反应所必需 膜内外K Na 浓度差 RP AP产生前提 维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定 生电性活动 影响RP数值 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部的肌质网上 与肌肉收缩有关 其它泵 Primaryactivetransport 2 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膜转运 如 小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收GS AA为继发主动转运 介导继发主动转运的是特殊的转运蛋白 转运体transporter 肾小管上皮细胞对GS的转运 基侧膜钠泵活动 Na 浓度势能差 管腔膜Na GS同向转运体 GS再易化扩散入血 转运体transporter 转运体和载体具有相似的转运机制 也会出现饱和现象 同向转运体反向转运体 交换体 典型的继发性主动转运 GS和AA在小肠粘膜上皮的吸收 GS和AA在肾小管上皮的重吸收 神经递质在突触间隙被神经末梢所重摄取 甲状腺上皮细胞的聚碘过程 Na H 交换 Na Ca2 交换 一 出胞和入胞exocytosisandendocytosis Exocytosis 指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程 分泌物的出胞过程 粗面内质网上合成 转移到高尔基体 修饰 由质膜包裹 分泌囊泡 移向细胞膜内侧 融合 破裂 分泌 信号 Endocytosis 大分子物质或物质团块借助于细胞膜