第5章之(3)細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸

膜的通透性——細(xì)胞膜允許或阻止一定物質(zhì)穿越的性能

(permeability)特點(diǎn)：選擇性(selectivity)第五節(jié)細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)按機(jī)制分類：穿膜運(yùn)輸

小分子與離子膜泡運(yùn)輸

大分子與顆粒物質(zhì)O2,CO2,N2尿素,H2O葡萄糖,氨基酸H+,Na+,

Ca2+小分子和離子穿膜取決于膜結(jié)構(gòu)屬性及分子或離子自身特性：①脂溶性越強(qiáng)的分子越容易穿膜；非極性物質(zhì)脂溶性強(qiáng)，易穿膜，如O2，CO2，N2，苯；

但H2O例外②分子量越小越容易穿膜；③帶電荷的離子不能或很難穿膜。離子脂溶性弱，且?guī)в兴ぃ龃罅怂挠行w積。一、穿膜運(yùn)輸許多營養(yǎng)分子由于分子較大和極性較強(qiáng)而不能穿膜。（一）小分子和離子的穿膜機(jī)制膜脂：雙分子層膜蛋白：鑲嵌或附著（二）膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及轉(zhuǎn)運(yùn)方向

根據(jù)運(yùn)輸機(jī)制不同，將膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分為兩類：載體蛋白(carrierprotein)：通過蛋白質(zhì)發(fā)生可逆的構(gòu)象變化進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸；通道蛋白(channelprotein)：在蛋白質(zhì)中心形成一個親水性的通道，使特定溶質(zhì)穿越。根據(jù)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)方向不同，分為兩種運(yùn)輸方式：被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)借助于膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，順著濃度梯度或電化學(xué)梯度穿越細(xì)胞膜，且不需要消耗細(xì)胞代謝能,這種運(yùn)輸方式稱…。被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)借助于膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，逆著濃度梯度或電化學(xué)梯度穿越細(xì)胞膜，且需要消耗細(xì)胞代謝能，這種運(yùn)輸方式稱…。載體蛋白既參與主動運(yùn)輸又參與被動運(yùn)輸；通道蛋白只參與被動運(yùn)輸。(passivetransport)(activetransport)高濃度低濃度電化學(xué)梯度（三）小分子和離子的穿膜運(yùn)輸方式1.簡單擴(kuò)散（simplediffusion）——

不消耗細(xì)胞代謝能，不依靠專一的膜蛋白分子而使物質(zhì)順濃度梯度從膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)的運(yùn)輸方式。如…高濃度低濃度電化學(xué)梯度脂雙分子層載體蛋白

2.易化擴(kuò)散（facilitateddiffusion）——借助于載體蛋白的，不消耗細(xì)胞代謝能，順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的方式稱…。如葡萄糖、氨基酸等。離子通道擴(kuò)散的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)運(yùn)速度快；特異性強(qiáng)；間斷開放，由“閘門”控制；順電化學(xué)梯度，不耗能。通道蛋白的類型：電壓門控通道(voltagegatedchannel)

配體門控通道(ligandgatedchannel)

機(jī)械門控通道(mechanicalgatedchannel)

3.離子通道擴(kuò)散高濃度低濃度通道蛋白配體配體門控通道示意圖①化學(xué)本質(zhì)：Na+-K+ATP酶∴兼有載體蛋白和酶的雙重功能②化學(xué)組成：Na+-K+ATP酶大亞基：小亞基：跨膜脂蛋白（酶的催化部位）內(nèi)側(cè)：Na+、ATP的結(jié)合部位外側(cè)：K+、烏本箭毒苷的結(jié)合部位膜外半嵌入的糖蛋白，作用不詳。——鈉鉀泵(Na+-K+pump)4.離子泵大亞基小亞基細(xì)胞質(zhì)鉀離子濃度梯度(30倍)鈉離子濃度梯度(13倍)鉀離子鈉離子烏本箭毒苷K+或烏本箭毒苷結(jié)合部位Na+結(jié)合部位Na++細(xì)胞內(nèi)濃度梯度濃度梯度大亞基大亞基小亞基Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+PiNa+K+小亞基大亞基大亞基K+ATPADP+Pi鈉結(jié)合部位K+Pi大亞基大亞基小亞基鉀結(jié)合部位③運(yùn)輸過程：Na+K+細(xì)胞外Na+Na+PNa+PPK+PK+K+

(1)Na+在膜內(nèi)側(cè)結(jié)合到Na+結(jié)合位點(diǎn),促進(jìn)ATP分子的水解;(2)泵磷酸化，導(dǎo)致蛋白構(gòu)型改變;(3)Na+結(jié)合部位轉(zhuǎn)向膜外,Na+釋放到膜外，同時K+結(jié)合位點(diǎn)朝向細(xì)胞表面；(4)K+與其結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合后,刺激泵脫磷酸化,并導(dǎo)致蛋白的構(gòu)型再次變化，K+結(jié)合位點(diǎn)朝向胞質(zhì)面;(5)泵與K+親和力下降,釋放K+,蛋白復(fù)構(gòu)，并與Na+親和力上升,開始下一輪運(yùn)輸過程。④工作效率:1個Na+-K+ATP酶分子每秒鐘可水解100個ATP分子；每水解1個ATP分子所釋放的能量可泵出3個Na+，同時泵入2個K+。⑤生理意義:A、維持細(xì)胞內(nèi)外鈉、鉀離子的濃度梯度；B、維持膜電位；C、調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外滲透壓；D、為細(xì)胞主動運(yùn)輸葡萄糖、氨基酸等提供驅(qū)動力。

是由Na+-K+泵與載體蛋白協(xié)同作用，間接消耗ATP所完成的葡萄糖的主動運(yùn)輸方式。

5.伴隨運(yùn)輸——鈉離子濃度驅(qū)動葡萄糖的主動運(yùn)輸此運(yùn)輸過程由兩種載體蛋白協(xié)同完成：②葡萄糖特異性載體蛋白①鈉鉀泵——將Na+泵出細(xì)胞，造成胞內(nèi)外的Na+濃度梯度。——利用Na+勢能驅(qū)動，結(jié)合葡萄糖，使之與Na+

相伴進(jìn)入細(xì)胞。膜泡運(yùn)輸胞吞作用胞飲作用吞噬作用受體介導(dǎo)的胞吞作用膜泡運(yùn)輸:大分子或顆粒物質(zhì)不能穿越細(xì)胞膜,它們是通過一些膜囊泡有順序地形成和融合來完成物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的，故稱為…。（P91）(此過程耗能）二、膜泡運(yùn)輸條件性分泌結(jié)構(gòu)性分泌胞吐作用胞吐作用吞噬作用胞飲作用吞噬體胞飲體（一）胞吞作用細(xì)胞表面發(fā)生內(nèi)陷，由細(xì)胞膜將胞外大分子或顆粒物質(zhì)包圍成小泡，脫離細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸過程。（P91）1.吞噬作用(phagocytosis)※是指細(xì)胞內(nèi)吞較大的固體顆?；蚍肿訌?fù)合物的過程，如細(xì)菌、細(xì)胞碎片、無機(jī)塵粒等。※吞噬作用形成的囊泡稱吞噬體（phagosome)。定義：※是原生動物獲取營養(yǎng)的重要方式?！诟叩葎游锖腿祟愂菣C(jī)體免疫系統(tǒng)的重要功能。(endocytosis)2.胞飲作用(pinocytosis)※是指細(xì)胞內(nèi)吞大分子溶液物質(zhì)或極微小顆粒的活動?！嬓纬傻哪遗莘Q胞飲體(pinosome)?！蠖鄶?shù)細(xì)胞具有胞飲作用。3.受體介導(dǎo)的胞吞作用(receptormediatedendocytosis)定義：大分子與質(zhì)膜上特異性受體相識別并結(jié)合，然后內(nèi)陷成有被小窩，繼之形成有被小泡，完成物質(zhì)傳送，這種胞吞方式稱…。A.特異性強(qiáng)，可大大提高內(nèi)吞效率；B.內(nèi)吞過程中形成一類特殊的膜囊泡——有被小泡

(coatedvesicle)。特點(diǎn)：重鏈輕鏈鉤狀末端裝配的中間物三腿蛋白復(fù)合體衣被的組成與結(jié)構(gòu)：

網(wǎng)格蛋白(clathrin)(√)；短肽(shortpeptide)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)格蛋白分子3×＋短肽3×三腿蛋白復(fù)合體

(triskelion)五（六）角形籃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（衣被）（重鏈）（輕鏈）組成：×36LDL顆粒（低密度脂蛋白）LDL受體有被小窩有被小泡內(nèi)吞去被無被小泡胞內(nèi)體融合受體與LDL顆粒分開含受體部分受體再循環(huán)含LDL顆粒部分

內(nèi)體性溶酶體融合吞噬性溶酶體游離膽固醇釋出實(shí)例：細(xì)胞對膽固醇的攝取(二)胞吐作用定義：細(xì)胞內(nèi)某些物質(zhì)由膜包圍成小泡從細(xì)胞內(nèi)部逐步移到質(zhì)膜下方，與質(zhì)膜融合，把物質(zhì)排到細(xì)胞外的運(yùn)輸過程。(P94)(exocytosis)兩種形式：以分泌蛋白為例，其胞吐作用有兩種形式結(jié)構(gòu)性分泌核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡高爾基復(fù)合體分泌囊泡細(xì)胞