第一节细胞膜的物质转运功能细胞膜脂质双分子层:蛋白质:糖类屏障作用与物质、能量和信息的跨膜转运有关。一、细胞膜的分子结构表面蛋白整合蛋白膜的结构和组成:1972,SingerNicholson(fluidmosaicmodel)“液态镶嵌模型”:脂质双分子层+蛋白质在电镜下可分为三层,总厚度约7.5-10nm。蛋白质55%,磷脂类25%,胆固醇13%,其他脂类4%,少量糖类3%。(一)脂质:磷脂、鞘脂、胆固醇、糖脂等:形成液态双分子层(二)蛋白质表面蛋白质与整合蛋白质:细胞骨架,识别、酶、受体、转运、载体、通道(三)糖类主要为寡糖和多糖链:细胞的特异性“标志”受体识别、抗原决定簇二、跨细胞膜的物质转运质膜对绝大多数极性分子是不通透的屏障(一)单纯扩散(simplediffusion)1、扩散:高浓度区域中的溶质分子向低浓度区域移动。2、单纯扩散:脂溶性物质分子按扩散原理作跨膜运动或转运。3、某一物质跨膜扩散量的大小由膜两侧该物质的浓度差和通透性(通过膜的难易程度:脂溶性的大小以及分子大小、所带电荷)等决定。4、O2,NO,CO2乙醇等,水=单纯扩散+水通道(二)易化扩散1.经载体易化扩散高浓度低浓度溶质载体载体变构结合位点其特点:(1)结构特异性(2)饱和现象(3)竞争性抑制葡萄糖、氨基酸等载体介导(Carriermediateddiffusion)溶质浓度与扩散速度的关系(载体介导)Vmax扩散速度溶质浓度特点:结构特异性饱和现象竞争性抑制2.经通道易化扩散概念:带电离子由通道蛋白的介导,顺电化学梯度的跨膜扩散。水相孔道通道离子高浓度低浓度离子通道:贯穿脂质双层,中央带有亲水性孔道的膜蛋白。Ca2+通道:3种以上。K+通道:7种以上。特性:(1)离子的选择性:每种通道对一种或几种离子有较高的通透性,对其他离子不易或不能通过。取决于孔道的口径、其内壁的化学结构和带电状况。Na+通道、K+通道、Ca2+通道等。(2)门控(gating)特性:通道内的闸门(gate)样结构控制其开放和关闭,其过程称为~电压门控通道(voltage-gatedionchannel):通道的开闭受膜两侧电位差控制化学门控通道(chemically-gatedionchannel)通道的开闭受某些化学物质控制机械门控通道(mechanically-gatedionchannel)机械变化导致通道的开闭离子通道的选择性离子通道开放和关闭被动转运特点:(1)其动力来自物质自身的热运动。(2)由高浓度移向低浓度:有选择性(3)通透性可改变被动转运(passivetransport):不消耗能量,顺浓度或电位梯度的转运:经载体和通道介导的易化扩散主动转运(activetransport):消耗能量,逆浓度或电位梯度的转运主动转运Activetransport低浓度向高浓度转运被动转运Passivetransport高浓度向低浓度转运3.原发性主动转运1.概念:细胞直接利用代谢产生的能量将某种物质逆电—化学梯度进行跨膜转运的过程。介导这一过程的膜蛋白称为离子泵(ionpump)具有水解ATP的能力,称为ATP酶。2.钠-钾泵在哺乳动物细胞膜上普遍存在钠泵,Na+-K+依赖式ATP酶(1)激活:细胞内Na+或细胞外K+(2)效应:Na+-K+泵(钠泵)2K+高K+(高30倍)高Na+(高10倍)每分解1分子ATP3Na+Na+-K+泵的结构(3)Na+泵的生理意义Na+泵活动建立势能储备(膜内外的Na+、K+浓度差)以供其他耗能过程利用例如:是生物电活动的前提;膜内高K+是许多代谢过程的必须条件维持胞质渗透压—细胞容积、PH和细胞内Ca+稳定膜内外的Na+浓度差是其他物质继发主动转运的动力生电性的,影响静息电位钙泵,等4.继发性主动转运概念:间接利用ATP能量的主动转运过程。多是利用Na+在膜内外的浓度势能差进行。需要膜上的转运体蛋白的帮助同向转运体反向转运体(交换体)主动转运与被动转运的区别主动转运被动转运需由细胞提供能量不需外部能量逆电-化学势差顺电-化学势差使膜两侧浓度差更大使膜两侧浓度差更小(三)出胞和入胞大分子、物质颗粒(固态或液态)的跨膜转运出胞:细胞内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程粗面内质网排出(囊泡膜成为细胞膜的一部分)融合,破裂囊泡的移动受调节Ca2+内流触发。不间断地排出入胞:概念:大分子物质借助吞噬泡或吞饮泡进入细胞内的过程类型:吞噬:物质颗粒进入细胞,吞噬泡大,特殊细胞吞饮:吞饮...