细胞的基本结构和跨膜转运.ppt
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1、LOGO第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能1可编辑版本本 章章 提提 纲纲 细胞膜的结构和物质转运功能细胞膜的结构和物质转运功能一一 细胞的跨膜信号转导细胞的跨膜信号转导二二 *细胞的生物电现象细胞的生物电现象三三 *肌细胞的收缩肌细胞的收缩 四四2可编辑版第一节第一节 细胞膜的结构和物质转运功能细胞膜的结构和物质转运功能一、细胞膜的结构概述一、细胞膜的结构概述 液态镶嵌模型液态镶嵌模型Fluid Mosaic Model 膜是以液态的膜是以液态的脂质双分子层脂质双分子层为基架,其间镶嵌着许多具有不为基架,其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的同结构和功能的蛋白质蛋白质及少量及少量糖类。糖
2、类。(又叫单位膜、生物膜)(又叫单位膜、生物膜)3可编辑版4可编辑版v脂质双分子层:脂质双分子层:磷脂磷脂(占占70%)、胆固醇胆固醇(占占30%),屏障作用,保持细胞内容物的相对稳定;屏障作用,保持细胞内容物的相对稳定;v细胞膜蛋白质:可分为细胞膜蛋白质:可分为表面蛋白表面蛋白和和整合蛋白。整合蛋白。组成组成膜通道蛋白,载体蛋白,受体,酶膜通道蛋白,载体蛋白,受体,酶 细胞内外物质、能量、信息交换;细胞内外物质、能量、信息交换;v细胞膜糖类:细胞膜糖类:糖蛋白,糖脂糖蛋白,糖脂 是细胞特异性的标志,作为膜蛋白受体识别是细胞特异性的标志,作为膜蛋白受体识别 部分参与免疫反应,如:部分参与免疫反
3、应,如:RBC膜膜上的抗原上的抗原 决定簇;决定簇;5可编辑版二、细胞膜的物质跨膜转运功能二、细胞膜的物质跨膜转运功能 在新陈代谢过程中,细胞内、外的营养物质和代谢产物不在新陈代谢过程中,细胞内、外的营养物质和代谢产物不断地进行交换,细胞膜是细胞内、外物质交换的唯一途径。断地进行交换,细胞膜是细胞内、外物质交换的唯一途径。可分为:可分为:(一)(一)被动转运被动转运:单纯扩散;:单纯扩散;易化扩散(通过易化扩散(通过载体、通道载体、通道被动转运);被动转运);(二)(二)主动转运主动转运:原发性主动转运;:原发性主动转运;继发性主动转运;继发性主动转运;(三)(三)出胞和入胞出胞和入胞6可编辑
4、版 图中用较大号字母表示溶液的高浓度。(图中用较大号字母表示溶液的高浓度。(a)通过脂双层的简单扩散;()通过脂双层的简单扩散;(b)通过)通过膜整合蛋白形成的水性通道进行的被动运输;(膜整合蛋白形成的水性通道进行的被动运输;(c)通过同膜蛋白的结合进行的帮助扩)通过同膜蛋白的结合进行的帮助扩散,也同(散,也同(a)和()和(b)一样,只能从高浓度向低浓度运输;()一样,只能从高浓度向低浓度运输;(d)通过载体介导的主通过载体介导的主动运输,这种载体主要是酶,能够催化物质从低浓度向高浓度运输。动运输,这种载体主要是酶,能够催化物质从低浓度向高浓度运输。7可编辑版(一)被动转运(一)被动转运(p
5、assive transport)1.单纯扩散(单纯扩散(simple diffusion):):指指脂溶性高脂溶性高(疏水性或非极性程度较高)(疏水性或非极性程度较高)的小分子物质的小分子物质顺顺浓度梯度浓度梯度的跨膜物理扩散。的跨膜物理扩散。n物质:物质:O2、N2、CO2、乙醇、尿素、乙醇、尿素、水分子水分子等;等;n决定因素:物质的浓度梯度、构型;决定因素:物质的浓度梯度、构型;温度;温度;膜对物质的通透性;膜对物质的通透性;脂溶性分子的大小;脂溶性分子的大小;n特点:顺化学梯度转运;特点:顺化学梯度转运;不消耗不消耗ATP。8可编辑版9可编辑版2.易化扩散(易化扩散(facilita
6、ted diffusion):):一些一些非脂溶性或脂溶性较小非脂溶性或脂溶性较小的小分子物质,在膜上的小分子物质,在膜上载体载体蛋白蛋白和和通道蛋白通道蛋白的帮助下,的帮助下,顺电顺电-化学梯度化学梯度,从高浓度一侧向,从高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。分低浓度一侧扩散的过程。分通道介导通道介导和和载体介导载体介导两类。两类。n特点:特点:顺化学梯度转运;顺化学梯度转运;不消耗不消耗ATP;膜蛋白对转运物质具有选择性膜蛋白对转运物质具有选择性(膜蛋白分子本身有结构特异性);(膜蛋白分子本身有结构特异性);膜通透性可变化膜通透性可变化.10可编辑版(1)载体介导载体介导的易化扩散的易化扩散n
7、物质:物质:Glu、aa和和核苷酸等核苷酸等难通过胞膜难通过胞膜的物质;的物质;n转运过程:载体蛋白与物质转运过程:载体蛋白与物质结合结合载体蛋白分子变构载体蛋白分子变构 转运至转运至低浓度侧低浓度侧被转运物与载体蛋白被转运物与载体蛋白分离分离;n特点:特点:结构特异性结构特异性:每种载体蛋白只能转运某一种或某几种特定的物质;每种载体蛋白只能转运某一种或某几种特定的物质;(当某种载体蛋白能(当某种载体蛋白能同时同时同向或逆向转运同向或逆向转运两种或两种以上两种或两种以上物质时,这物质时,这类载体蛋白又常被称为类载体蛋白又常被称为转运体转运体)饱和饱和现象现象:当被转运物的浓度升高至一定浓度后,
8、对该物的转运量将当被转运物的浓度升高至一定浓度后,对该物的转运量将不再随该物浓度的升高而增大,即达到极限;不再随该物浓度的升高而增大,即达到极限;竞争性竞争性抑制抑制11可编辑版12可编辑版 经载体易化扩散经载体易化扩散Facilitated diffusion via carrier13可编辑版14可编辑版饱饱和和现现象象15可编辑版(2)通道介导通道介导的易化扩散:的易化扩散:n物质:物质:Na+、K+、Ca2+、Cl-等带电离子,水分子等带电离子,水分子(经水通(经水通 道蛋白跨膜转运);道蛋白跨膜转运);n转运过程:转运过程:亲水性孔道开放亲水性孔道开放相应的带电离子经通道顺差相应的带
9、电离子经通道顺差 (顺浓度梯度或电位梯度)(顺浓度梯度或电位梯度)跨膜快速移动跨膜快速移动;n特点:特点:转运效率转运效率大于载体介导的易化扩散;大于载体介导的易化扩散;具有具有离子选择性离子选择性(只允许某种或几种离子通过);(只允许某种或几种离子通过);具有具有门控性门控性;n通道门控性类型:通道门控性类型:a.电压电压门控通道;门控通道;b.化学化学门控通道;门控通道;c.机械机械门控通道;门控通道;16可编辑版a.电压门控通道(电压门控通道(voltage-gated ion channel)膜两侧膜两侧电位差的改变电位差的改变,导致通道构象改变,从而控制通道的,导致通道构象改变,从而
10、控制通道的“开、关开、关”,也叫,也叫“电压依从性通道电压依从性通道”。如:。如:钠通道、钙通道和钠通道、钙通道和钾通道钾通道等。等。钠通道钾通道17可编辑版电压门控通道(电压门控通道(voltage-gated ion channel)膜通透性的大小取决于通道开放数目的多少膜通透性的大小取决于通道开放数目的多少18可编辑版静息状态静息状态激活状态激活状态失活状态失活状态刺激刺激电压依从性(随膜电位复极化进程)电压依从性(随膜电位复极化进程)时间依从性时间依从性电压门控通道(电压门控通道(voltage-gated ion channel)实例:神经轴突细胞膜上的某些实例:神经轴突细胞膜上的某
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