第四章B跨膜运输.ppt
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1、第四章 B 物质的跨膜运输,第三节 小分子物质的跨膜转运,细胞膜是选择性半透膜,不同物质对人工脂双层膜的相对通透性,被动运输(passive transport):物质顺浓度梯度 进出细胞,不需要消耗能量。,主动运输(active transport):物质逆浓度梯度 进出细胞,而且需要载体蛋白、消耗能量。,小分子物质跨膜转运的主要方式:,Figure 11-4a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008),物质跨膜转运的主要方式:,Passive and active transport compared,一、 简单扩散(sim
2、ple diffusion),1. 概念:指物质顺浓度梯度从高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧移动的方式,不需消耗能量,又称被动扩散(passive diffusion) 。 2. 特点: 不消耗能量; 不需要膜蛋白协助; 运输速度取决于分子的大小和脂溶性。 3. 运输对象: O2、 CO2、乙醇、尿素,简单扩散,细胞外,细胞内,小分子物质,细胞膜,肺泡与肺毛细血管之间的气体交换,二、膜转运蛋白介导的跨膜运输,膜转运蛋白可分为两类:,载体蛋白(carrier protein),通道蛋白 (channel protein),与特定物质结合改变构象使物质穿越细胞膜。,形成贯穿脂双层之间的通道。,1.
3、离子通道的特点: 物质的运输速度快。 离子通道具有高度选择性。 大多数离子通道不是持续开放的,受“闸门”控制。 均为被动运输。,(一)通道蛋白介导的跨膜运输,典型的由通道蛋白介导的:是离子通道,离子通道的类型 配体闸门通道(ligand-gated channels)乙酰胆碱受体。 电压闸门通道(voltage-gated channels) 主要存在于可兴奋细胞,如神经元、肌细胞等。 (3)压力激活通道(stress-activated channel)如内耳毛细胞感受声波震动。,(二)载体蛋白介导的易化扩散,1.易化扩散(facilitated diffusion): 各种极性分子和无机离
4、子通过膜转运蛋白 顺浓度梯度 的跨膜转运过程。,2. 运输对象:葡萄糖、氨基酸及细胞代谢物,3. 特点: 不消耗代谢能 需要载体蛋白的协助 具有特异性 具有饱和性 可被竞争性阻断剂阻断,Figure 11-5 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008),易化扩散,(三)载体蛋白介导的主动运输,概念: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,消耗能量。,主要特点: 消耗代谢能 需要特定载体蛋白即离子泵的介导 具有特异性 对维持细胞内外溶质浓度的差异和稳定性有重要作用 可被竞争性阻断剂阻断,Figure 11-7
5、Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008),主动运输,1.Na-K泵Na-K-ATP酶,功能:泵入K+ 泵出Na+,形成并保持膜内高钾 膜外高钠的分布。维持渗透压平衡维持正常细胞体积, 建立势能贮备,提供驱动力。为蛋白质合成及许多代谢反应提供必要的离子浓度。,特性:,Figure 11-14 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008),The Na- Kpump,钠钾泵(Na+-K+ -ATP酶)的结构,Figure 11-15 Molecular Biology o
6、f the Cell ( Garland Science 2008),A model of the pumping cycle of the Na- Kpump,2.Ca2泵Ca2- ATP酶,作用:维持细胞内较低的钙离子浓度。 (细胞内Ca2+浓度10-7 M,细胞外10-3 M) 特性:泵出2个Ca2+ /每ATP 。 位置:肌细胞肌浆网,同向运输 对向运输,载体蛋白介导的协同运输 协同运输:常见于小肠上皮细胞, 常见于Na+- 葡萄糖,Na+- H+交换载体,小分子物质的跨膜转运,转运分子,单向运输,同向运输,对向运输,协同转运的离子,协同转运,脂双层,3.协同运输(co-transpo
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