第五章物质的跨膜运输课稿.ppt

第五章 物质的跨膜运输 本章简介 学习要求：了解物质跨膜运输的方式与过程。 重点：主动运输 考点分析 被动运输中注意区分分子穿膜与离子穿膜的扩散。应重点学习主动运输的特点及方式,如Na-K泵、钙泵等。 协助扩散与协同运输的不同;膜泡运输的胞吞作用、胞吐作用、受体介导的内吞作用等。 本章提纲 第一节 膜转运蛋白与物质的跨膜运输 第二节 离子泵和协同转运 第三节 胞吞作用与胞吐作用 第一节 膜转运蛋白与物质的跨膜运输 一、脂双层的不透性和膜转运蛋白 二、被动运输与主动运输 物质的跨膜运输对细胞生存和生长至关重要，体现在： （1）摄取营养 （2）排出废物 （3）调节胞内离子浓度 （4）维持内环境稳定性 一、脂双层的不透性和膜转运蛋白 典型哺乳类细胞内外离子浓度的比较 细胞内外的离子差别分布主要由两种机制所调控: 一是取决于一套特殊的膜转运蛋白的活性; 二是取决于质膜本身的脂双层所具有的疏水性特征。 膜转运蛋白分为两类: 一是载体蛋白(Carrier protein): 介导被动运输和主动运输。 二是通道蛋白(Channel protein):只介导被动运输。 (一) 载体蛋白(通透酶) 特点：《参见教材102页》 （1）可随机改变构象； （2）具有特异性被转运物质结合位点（特异性）； （3）具有饱和性； （4）存在竞争性抑制和非竞争性抑制； （5）对环境酸碱性有依赖性； （6）对转运物质无共价修饰作用； （7）介导被动运输与主动运输。 (二) 通道蛋白 [1]特点： （1）具有离子选择性 （2）转运速度快 （3）离子通道活性通过通道蛋白的开、关两种构象调节 （4）外界信号调控通道蛋白的开、关 （5）离子跨膜的电化学梯度是物质运输动力 （6）只介导被动运输 （7）通道蛋白不与被转运物质结合 [2]通道分类 根据刺激信号来源，分为： （1）电压门通道（voltage-gated channel） 对跨膜电压的变化发生反应。例如神经冲动传到神经末梢时，末梢质膜上的Ca2+-电压门通道暂时开放，Ca2+涌入末梢内，促使其释放神经递质。 （2）配体门通道 （ligand-gated channel） 当配体与膜表面特异受体（信号分子）结合后，通道开放。配体可以是神经递质、离子、核苷酸等各种信号物质。如神经-肌肉接头处，肌膜乙酰胆碱受体即是一个乙酰胆碱控制的Na+-K+通道，神经末梢释放乙酰胆碱与受体结合，通道开放，Na+内流，然后K+外流，造成肌膜去极化，如此将化学信号转变为电信号，最后导致肌肉收缩。 （3）压力激活通道（stress-activated channel） 机械性触碰（压力刺激）使门通道开启，信号物离子流入引起生物体反应。含羞草在被人触摸时叶片迅速闭合，草履虫碰撞异体时退缩。 通道分类示意图 二、被动运输与主动运输 概念:被动运输（教材104页）:指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度区域跨膜向低浓度区域转运。 特点： (1)方向：高浓度区域 低浓度区域 (2)方式: 扩散（简单~、协助~） (3)动力：浓度梯度 (4)耗能：不需要 被动运输（内容） （一）简单扩散 （二）水孔蛋白 （三）协助扩散 （一）简单扩散 含义：疏水的小分子或小的不带电荷的极性分子跨膜转运时，顺浓度梯度，不需耗能，无需转运膜蛋白协助的运输方式。 扩散通透性决定于：分子大小、分子极性。 P＝KD/d(K为分配系数,D为扩散系数) 特点：(低浓度时)转运速度慢；无最大转运速率；无转运特异性；无膜转运蛋白；无需耗能。 例题 将下列化合物按膜通透性次序排列：核酸、钠离子、蔗糖、甘油、氮分子、水 答：氮分子（小、非极性） ﹥水（小、极性） ﹥甘油（小、有极性）﹥蔗糖（大而极性）﹥钠离子（小，带电荷）﹥核酸（很大且带电荷） (二)水孔蛋白 由4个亚基组成四聚体; 每个亚基由6个跨膜α螺旋组成. 每个水孔蛋白亚基单独形成一个供水分子运动的直径为0.28nm,长约2nm的中央孔. （三）协助扩散 含义：各种极性分子和无机离子经过膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学势梯度实现跨膜转运。 特点：（真题以简答题形式考查） 1)转运速率高; 2)有最大转运速率； 3)有转运特异性；如红细胞质膜对L构型的葡萄糖KM值＞3 000 mmol/L. 4)有膜转运蛋白； 5)无需耗能。 判断题 物质的伴随运输是一种主动运输的方式，它所需要的能量是直接水解ATP提供的。（ ） 细胞膜上参与物质被动运输的主要运输蛋白有（ ）， （ ）和（ ）。 (四) 主动运输 1.含义：由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或者电化学梯度由浓度低的一侧向高浓度的一侧进行跨膜转运的方式。 2.特点