细胞膜与物质的跨膜转运.ppt
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1、Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 Cell Membrane and Transmembrane TransportCell Membrane and Transmembrane Transport 医用生物学教研室医用生物学教研室 李延兰李延兰 Tel:3831928(O) Tel:3831928(O) 2010.03 2010.03 第2章 细胞膜与物质运输 抚 碌 日 帜 胜 掺 机 粤 笨 皮 犊 舜 翻 测 畸 赵 丰 械 围 花 垮 胁 愤 屯 顾 瘩 疟 馏 扛 蓖 暮 翅 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物
2、质 的 跨 膜 转 运 1 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 内容提要内容提要 小分子和离子的穿膜运输小分子和离子的穿膜运输 (transmembrane transporttransmembrane transport) 大分子和颗粒物质的膜泡运输大分子和颗粒物质的膜泡运输 (transport by vesicle formation)(transport by vesicle formation) l l 细胞膜与疾病细胞膜与疾病 棕 淮 民 姆 风 伙 厦 龄 冰 考 吝 偿 碎 癌 嚏 伞 柜 旁 嘲 谋 托 箔 滇 哑 谈 啪 拯 忱 欧 陪
3、仪 派 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 2 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 细胞膜是细胞与外界环境之间的一种选择性 通透屏障,具有保障细胞摄取营养物质、排出代 谢产物、调节细胞内离子浓度、维持内环境稳定 等与细胞代谢活动密切相关的基本功能。总的来 看,和细胞膜有关的物质运输活动有两种形式: 一是小分子和离子的穿膜运输;另一种是大分子 和颗粒物质的膜泡运输。物质主要经3种途径通 过细胞膜:被动运输、主动运输、胞吞和胞吐作 用。 明 狡 翘 行 谎 肩 雕 张 揩 南 玻 盏 同 啄 笺 闸 船 篓 酋
4、 狼 锄 嫡 筏 刻 疫 藐 竣 淹 赚 侍 萌 坟 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 3 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 一、小分子和离子的穿膜运输一、小分子和离子的穿膜运输 质膜对溶质的通透性具有以下四个特点:脂溶 性大的分子容易穿过质膜;分子越小越易穿膜;不 带电荷的分子易穿过膜;绝大多数离子和亲水性分子 的穿膜要依赖于专一的跨膜蛋白。 羌 龋 狂 舷 爽 开 幽 扁 脱 胚 腐 色 箕 程 国 脏 显 罪 烂 病 引 彻 孺 勤 滁 忘 友 救 恃 颓 慰 烘 细 胞 膜 与 物 质 的 跨
5、膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 4 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 物质穿膜运输的基本类型分为被动运输被动运输和主动运输主动运输。 孕 心 览 乒 棍 帚 圾 潞 器 谎 蛙 寄 户 贩 袭 曙 刚 叮 俘 悯 诸 挑 画 椭 骇 生 稳 暮 飞 忱 犊 漏 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 5 羞 通 植 侮 王 请 荔 涉 招 售 急 迂 雌 帐 某 渣 贸 狸 贯 荐 较 恳 赌 峻 倍 胃 邮 能 委 种 嚎 河 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜
6、与 物 质 的 跨 膜 转 运 6 Cell Membrane PermeabilityCell Membrane Permeability H2O H2O Steroid Ion channels(open/close) Na+ Cl- 蜂 剂 刊 好 劣 隙 裁 糜 老 扛 跟 瞎 氛 个 冗 乖 搪 蝉 蓝 给 搪 帕 汰 炯 按 坠 闸 母 驭 讹 彰 侮 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 7 Cell Membrane PermeabilityCell Membrane Permeability H2O H2O Steroid T
7、ransporter Sucrose Proteins Ion channels (open/close) Na+ Cl- Na+ Cl- 蔗糖 环 拟 甲 幢 凰 膨 浪 纽 各 忧 墅 茹 翼 琢 材 卓 如 蔽 冗 兹 稠 淄 螺 淹 墨 散 昧 蠢 伸 盐 辱 歹 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 8 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 小分子和离子进出细胞要 横穿细胞膜。 逞 藤 碘 汽 蓖 墒 南 把 孔 嘛 舀 剥 壶 幸 膘 骗 森 翅 汁 接 赢 效 琵 觉 挂 厨 懈 癣 匿 匠 鹰
8、辗 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 9 简单扩散 离子通道扩散 易化扩散(载体) 协助扩散 (一)被动运输(passive transport) 不需要消耗细胞代谢的能量,而将物质 从浓度高的一侧经细胞膜转运至浓度 低的一侧,动力来自于浓度梯度形成的势 能。 (帮助扩散) 麓 哼 喀 劣 允 今 肢 勾 孜 邀 忘 夜 射 翼 醒 芽 泰 备 刊 程 湿 长 案 狙 戚 茅 援 段 峻 编 港 颓 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 10 高浓度 低浓度 不需要消耗能量和不依靠专一膜蛋白
9、 分子而使物质顺浓度梯度顺浓度梯度从膜的一侧 转运到另一侧的运输方式。 叁 扼 猖 扬 聊 惠 宇 蛊 纠 罕 辨 勒 照 阅 灯 害 踞 立 惩 琳 修 视 已 纫 诬 简 驹 框 琴 盅 乘 踏 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 11 脂溶性物质(非极性物 质): 苯.乙醇.氧.氮 不带电荷小分子物质: 水.尿素.二氧化碳 适合简单扩散的物质适合简单扩散的物质: : 不适合简单扩散的物质不适合简单扩散的物质: : 带电荷物质 捶 翰 慷 惑 鱼 久 瞅 饲 帜 上 撑 添 贾 料 镍 旅 周 邻 谷 笛 绞 宗 发 襄 釉 其 写 咒
10、潘 宇 徐 菌 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 12 Cell Membrane PermeabilityCell Membrane Permeability H2O H2O Steroid Na+ Cl- Sucrose 哈 朗 哩 队 公 盾 捆 杉 镶 屈 炬 喷 抒 畴 啪 逃 常 砍 抢 豁 浚 勉 笨 嘉 奄 豹 概 切 逻 五 懊 镑 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 13 简单扩散 寇 颇 噬 耸 狸 橇 猴 搪 抠 著 悔 解 留 网 圃 孝 爸 计 硒 衅 载 巳
11、戏 黑 秩 狡 括 申 简 臻 髓 域 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 14 通道蛋白(channel pr.):形成贯穿 载体蛋白( carrier pr. ):与特定 溶质结合改变构 象使溶质穿越 细胞膜。 脂双层之间的通道。 转运蛋白转运蛋白 (跨膜蛋白)(跨膜蛋白) 种 结 啪 撬 现 贬 增 源 森 篆 盖 萨 找 歹 驻 坍 填 碌 灾 齿 阳 瑞 产 移 皱 嫡 襄 收 制 威 糕 骆 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 15 Medical Cell Biology *李
12、延兰 医用生物学教研室 离子通道扩散离子通道扩散 绝大多数离子通过膜上通 道蛋白的协助,实现顺浓度梯 度的跨膜转运。离子通道是镶 嵌在膜上的跨膜蛋白质,它由 - 螺旋蛋白构成,称为通道蛋通道蛋 白(白(channel proteinchannel protein)。其中 心具有亲水性通道,对离子具 有高度的亲和力,允许适当大 小的离子顺顺浓度梯度瞬间大量 地通过。 抿 忿 厌 爹 秸 琴 耳 缎 助 洁 茸 褪 腊 零 妒 干 啤 唯 截 逞 大 仅 味 弥 赛 赃 涤 决 电 惯 菏 昔 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 16 Medi
13、cal Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 离子通道可迅速地开放和关闭,受通道闸门所 控制,而闸门是由通道蛋白的带电分子或基团 (如羟基或磷酸基)所构成。有的持续开放, 有的间断开放。间断开放的通道包括三类即 电位依赖性电位依赖性电压门控通道电压门控通道(闸门的开闭受膜电 压控制;Na通道、Ca通道、K通道);化学化学 物质控制的物质控制的配体门控通道配体门控通道(闸门开闭受化学物 质即配体调节;乙酰胆碱通道等)和 机械门 控通道。 疆 悲 阀 睹 翼 棋 诡 吮 蓑 吵 耪 虎 绅 召 饺 横 此 欺 房 坑 杏 侠 踪 示 波 茁 街 娟 遥 牧 嫡 笆 细 胞 膜 与
14、 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 17 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 通道蛋白 高浓度 低浓度 膨 汝 害 桌 谜 魁 晰 薄 奋 藕 留 接 畴 伟 肖 拦 牧 汐 棒 并 耻 雨 纺 蚌 淄 断 辩 稗 抹 颂 豁 盘 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 18 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 高浓度 低浓度 通道蛋白 物质顺浓度梯度经过闸门孔道扩散 到细胞膜的另一侧这样的转运过程 称闸门通道扩散。 配体 惮 虑 儿 缀
15、 茄 冯 滓 戒 务 肪 吟 归 疆 蛆 坟 毯 瓷 扫 在 韦 捏 匝 频 墅 妄 耸 傻 堑 逾 并 茎 除 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 19 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 通道扩散 霄 酥 院 携 串 晓 般 番 蜜 傅 雍 婶 焉 反 沛 颂 哮 踢 末 碧 对 较 蕾 覆 您 沛 洋 骋 红 臀 迟 让 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 20 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 电 压 闸 门
16、通 道1 吕 辅 紫 瞧 歧 绷 寨 露 浮 特 跟 撒 巡 夸 菊 孔 正 报 凯 俘 经 丢 宴 乾 叫 酣 樱 缎 碳 轨 掉 雹 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 21 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 高浓度 低浓度 通道蛋白 配体 咎 历 磁 穴 袖 恭 涎 畅 腔 攫 唤 琐 岩 惊 优 姨 钞 兔 捷 做 食 罕 熄 坛 腐 葛 某 艇 闲 地 板 啡 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 22 Medical Cell Biology
17、*李延兰 医用生物学教研室 神经末梢膜上的电压闸 门Ca2+通道 肌肉细胞膜上的配体闸 门通道 肌肉细胞膜上的电压闸 门Na+通道 肌浆网上的钙离子通道 神经肌肉连接系统:神经肌肉连接系统:在神经肌肉接头处,沿神经 传来的冲动刺激肌肉收缩,整个反应在不到一秒内完 成,这样一个看来似乎很简单的反应至少包括4 4个不 同部位的离子通道闸门离子通道闸门按一定的顺序开放和关闭。 v神经肌肉接头处的闸门通道 议 宗 香 矽 磺 珐 毙 存 邪 渝 贰 瞩 肋 穷 那 争 嘴 迹 揣 姥 抗 篇 拜 焙 磕 像 彝 柜 效 宫 殆 荔 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质
18、的 跨 膜 转 运 23 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 当冲动到达神经末梢 ,去极化发生,膜电位降低 ,引起神经末梢膜上的电压 闸门通道开放,Ca2+急速进 入神经末梢,刺激分泌神经 递质乙酰胆碱;释放 的乙酰胆碱与肌肉细胞膜上 的配体闸门通道上的特异部 位(受体)结合,闸门瞬间 开放,Na+大量涌入细胞, 引起局部膜去极化,膜电位 改变; 梅 巢 俯 涉 兔 仅 榴 娱 删 喇 扫 骋 仁 福 鸭 刻 厌 乳 硼 步 亭 聪 道 历 匪 庙 幕 蛊 吨 氰 于 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运
19、 24 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 肌肉细胞膜的去极 化,又使其膜上的电压闸 门Na+通道依次开放, Na+更多地进入, 进一步促进膜的去极化扩 展到整个肌膜;肌肉细 胞膜去极化又引起肌肉细 胞内肌浆网上的钙离子通 道开放,钙离子从肌浆网 内流入细胞质,细胞质内 钙离子浓度急剧升高,肌 原纤维收缩。 烛 茬 公 龟 宫 控 重 亢 备 雅 凶 照 炼 赛 壕 拉 缔 暮 哼 抬 搞 破 愚 琳 肪 哇 窝 膳 匝 肌 霉 镍 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 25 Medical Cell Bio
20、logy *李延兰 医用生物学教研室 闸门通道闸门通道 挠 宪 痘 樊 帕 讫 陶 碴 林 潞 烷 灰 绎 案 快 邻 柞 品 至 宋 霹 寺 掌 氖 旷 豹 鸿 绘 垢 侠 葫 捂 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 26 高浓度 低浓度 载体蛋白 凡借助于载体蛋白的帮助不消耗能量将 物质顺浓度梯度进行转运,这种方式称易化或帮助扩散。 易化扩散可运输一些亲水性物质和无机离子等。 : 音 砖 锣 姬 崩 伎 翔 育 抒 蘸 援 君 遏 盒 些 镰 馏 装 骤 栈 璃 氖 览 纬 蔫 夹 尾 唁 宁 灾 离 国 细 胞 膜 与 物 质 的 跨
21、 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 27 载体蛋白4 圆 遇 香 蚌 无 扬 洒 起 处 爪 硒 靖 惫 牲 涯 臆 阎 哦 榴 理 颓 瞳 健 蹿 哩 撩 斜 俘 休 已 菠 财 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 28 高浓度 低浓度 洗 哎 坷 抗 刹 济 饭 预 钉 盆 障 艳 吭 漓 遵 豌 嚼 浆 抓 躬 吮 哇 翼 显 惋 荆 镁 禄 柯 暑 再 绘 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 29 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教
22、研室 借助于镶嵌在细胞膜上专一性很强的载体蛋白, 通过消耗代谢能量,将物质从低低浓度处向高高浓度 处的运输方式。 实质:泵为 Na-K ATP 酶具有载体和酶的双重作用。 + 小亚基:为细胞膜外侧半嵌合糖蛋白,其作用机制不详。 大亚基:为贯穿膜全层的脂蛋白,是该酶的催化部位。 (二)主动运输(二)主动运输(active transportactive transport) 斯 辆 勃 奥 砰 东 罢 赎 笑 销 请 聚 艾 炬 句 曲 份 僳 斧 猫 济 除 接 棵 岩 干 谜 锦 宇 机 凸 绊 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 30
23、Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 大亚基 小亚基 ATP ADP+Pi 细胞质 钾浓度梯度30倍 钠浓度梯度13倍 钾离子 钠离子 乌本苷 钾与乌本苷结合部位 钠结合部位 + 返 悦 谣 轻 柒 纱 膛 煌 威 宇 漠 论 茧 团 杏 渐 净 檄 娶 撵 找 译 原 感 蓬 歌 颈 讥 图 钵 疾 遥 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 细 胞 膜 与 物 质 的 跨 膜 转 运 31 Medical Cell Biology *李延兰 医用生物学教研室 细胞质 钾浓度梯度30倍 钠浓度梯度13倍 + 大亚基 大亚基 小亚基 Na+ Na+ Na
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- 细胞膜 物质 转运
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