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1、Chapter 5 transmembrane transport 第五章 物质的跨膜运输,Important function of plasma membrane,Chapter 5 transmembrane transport 第五章 物质的跨膜运输,如何过河？,会游泳的,不会游泳的,桥,船,Chapter 5 transmembrane transport 第五章 物质的跨膜运输,如何过膜？,谁会游泳？游泳的速度如何？,游泳,扩散,Chapter 5 transmembrane transport 第五章 物质的跨膜运输,如何过膜？,不会游泳的如何过？,桥,通道 channel,船,

2、载体 carrier,由蛋白构成,Chapter 5 transmembrane transport 第五章 物质的跨膜运输,如何过膜？,过膜能量来源,不需能量,需能量,被动运输 passive transport,主动运输 active transport,Chapter 5 transmembrane transport 第五章 物质的跨膜运输,如何过膜？,过膜能量来源,被动运输 passive transport,主动运输 active transport,简单扩散（游泳）simple diffusion,协助扩散（载体 漂流筏facilitated diffusion,通道扩散（通道打

3、开后）,ATP驱动泵（载体 油轮）离子泵,偶联转运蛋白（载体 电船）协同转运,光驱动泵（载体 太阳能船）,Chapter 5 transmembrane transport 第五章 物质的跨膜运输,胞吞 endocytosis 胞吐 exocytosis,Section 1 Passive transport 第一节 被动运输,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,Section 3 endocytosis and exocytosis 第三节 胞吞和胞吐,Chapter 5 transmembrane transport 第五章 物质的跨膜运输,Sectio

4、n 1 Passive transport 第一节 被动运输,1.1 简单扩散（游泳）simple diffusion,物质的通透性取决于：分子的大小 和 分子的极性 ,通过简单扩散和协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。 动力来自于 物质的浓度梯度，不需细胞提供代谢能量。,Section 1 Passive transport 第一节 被动运输,1.2 协助扩散（载体 漂流筏）facilitated diffusion,各种极性分子和无机离子，不需要细胞提供能量，在膜蛋白的帮助下，沿着浓度梯度降低的方向穿过细胞膜。,Section 1 Passive transport 第一节 被

5、动运输,1.2 协助扩散（载体 漂流筏）facilitated diffusion,a协助扩散的特点 a)转运速率高 b)存在最大转运速率 c)转运具有特异性 d)转运需要膜转运蛋白,Section 1 Passive transport 第一节 被动运输,1.2 协助扩散（载体 漂流筏）facilitated diffusion,载体 carrier,主动运输和被动运输 特异结合 构想的变化 和酶的特点类似 疾病,Section 1 Passive transport 第一节 被动运输,1.3 通道扩散（通道打开后）,离子通道 离子选择性和高效性 门控性 电 配体 压力 神经冲动传递,Sec

6、tion 1 Passive transport 第一节 被动运输,1.3 通道扩散（通道打开后）,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度进行跨膜转运的方式。 2.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 2.2 间接供能 偶联转运蛋白 协同转运 2.3 光能驱动 光驱动泵,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 ATP driven pump,低,高,高,低,ATP结合位点,外,内,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2

7、.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 ATP driven pump,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 ATP driven pump,2.1.1 Pclass pump P型离子泵,A: 钠钾泵,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 ATP driven pump,2.1.1 Pclass pump P型离子泵,A: 钠钾泵,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 ATP dri

8、ven pump,2.1.1 Pclass pump P型离子泵,A: 钠钾泵,The active transport of Na+/K+ ATPase is used to maintains electrochemical ion gradients, and thereby maintains cells excitability.,The Na+/K+ pumo is required to maintain osmotic balance and stabilize cell volume,The biological functions of Na+/K+ pump,Sectio

9、n 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 ATP driven pump,2.1.1 Pclass pump P型离子泵,B: 质子泵,Plant cells have a H+-transporting plasma membrane pump . This proton pump plays a key role in the secondary transport of solutes, in the control of cytosolic pH, and possibly in control of cell growth by

10、 means of acidification of the plant cell wall.,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 ATP driven pump,2.1.1 Pclass pump P型离子泵,B: 质子泵,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 ATP driven pump,2.1.1 Pclass pump P型离子泵,C: 钙泵,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 A

11、TP驱动泵 ATP driven pump,2.1.2 Vclass pump and Fclass pump V型质子泵和F型质子泵,Vacuolar proton pump,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 ATP驱动泵 ATP driven pump,2.1.3 ABC superfamily,ATP-binding cassette,Transporter associated with Antigen Processing,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.1 ATP直接供能 AT

12、P驱动泵 ATP driven pump,2.1.3 ABC superfamily,ATP-binding cassette,Distribution of GFP-tagged TAP1 in living cells. CLSM analysis shows a typical ER distribution with a large reticular membranous network in the cytoplasm and a pronounced nuclear envelope.,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.2 ATP间接供能

13、 偶联转运蛋白 协同转运 cotransport,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.2 ATP间接供能 偶联转运蛋白 协同转运 cotransport,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.2 ATP间接供能 偶联转运蛋白 协同转运 cotransport,高,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,2.3 光能驱动泵 light driven pump,高,Section 2 Active transport 第二节 主动运输,Section 2 Active transport

14、第二节 主动运输,Section 3 endocytosis and exocytosis 第三节 胞吞和胞吐,高,真核细胞通过内吞作用（endocytosis）和外排作用（exocytosis）完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。在转运过程中，质膜内陷，形成包围细胞外物质的囊泡，因此又称膜泡运输。,Section 3 endocytosis and exocytosis 第三节 胞吞和胞吐,高,3.1 吞噬作用 phagocytosis,细胞内吞较大的固体颗粒物质如细菌、细胞碎片等，称为吞噬作用。吞噬现象是原生动物获取营养物质的主要方式，在后生动物中亦存在吞噬现象。如：在哺乳动物中，中性颗粒白

15、细胞和巨噬细胞具有极强的吞噬能力，以保护机体免受异物侵害。,Section 3 endocytosis and exocytosis 第三节 胞吞和胞吐,高,3.2 胞饮作用 pinocytosis,细胞吞入的物质为液体或极小的颗粒物质，这种内吞作用称为胞饮作用。胞饮作用存在于白细胞、肾细胞、小肠上皮细胞、肝巨噬细胞和植物细胞。,Section 3 endocytosis and exocytosis 第三节 胞吞和胞吐,3.3 受体介导的胞吞作用 receptor-mediated endocytosis,Section 3 endocytosis and exocytosis 第三节 胞吞

16、和胞吐,高,3.3 受体介导的胞吞作用 receptor-mediated endocytosis,Section 3 endocytosis and exocytosis 第三节 胞吞和胞吐,高,3.3 受体介导的胞吞作用 receptor-mediated endocytosis,Section 3 endocytosis and exocytosis 第三节 胞吞和胞吐,高,3.3 受体介导的胞吞作用 receptor-mediated endocytosis,Section 3 endocytosis and exocytosis 第三节 胞吞和胞吐,高,3.3 受体介导的胞吞作用 receptor-mediated endocytosis,网格蛋白(clathrin)是一种进化上高度保守的蛋白质，由分子量为180kDa的重链和分子量为3540kDa的轻链组成二聚体, 三个二聚体形成包被的基本结构单位-三联体骨架(triskelion), 称为三腿蛋白(three-legged protein)。有两种类型