《細胞膜及物質(zhì)運輸》課件

第一章細胞膜

細胞膜是指包圍在細胞質(zhì)外周的一層薄膜，又稱質(zhì)膜。7~10nm，“兩暗一明”三夾板式單位膜。細胞膜是多功能體系，不僅為細胞提供相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，而且還參與細胞內(nèi)外的物質(zhì)轉(zhuǎn)運，信號傳遞、能量轉(zhuǎn)換及細胞識別、粘著、運動等重要的生理功能。

1精選課件ppt第一章細胞膜細胞膜是指包圍在細2精選課件ppt2精選課件ppt生物膜的化學組成生物膜的特性生物膜分子結(jié)構(gòu)模型物質(zhì)跨膜運輸：

小分子物質(zhì)的跨膜運輸、大分子物質(zhì)和顆粒物質(zhì)的跨膜運輸。3精選課件ppt生物膜的化學組成3精選課件ppt生物膜的化學組成

主要由脂類（50%）蛋白質(zhì)（約40~50%）糖類（2~10%）組成。4精選課件ppt生物膜的化學組成主要由脂類（50%）4精選課件ppt膜脂磷脂、膽固醇和糖脂，其中磷脂含量最多。由親水的極性頭部和疏水的非極性的尾部組成，由于膜脂分子的這種特點，它們在水溶液中能自發(fā)形成脂雙分子層，以疏水尾部相對，極性頭部朝向外側(cè)，由脂分子排列成連續(xù)的雙分子層組成生物膜的基本骨架，使膜對大多數(shù)水溶性物質(zhì)不能自由通過的屏障作用。5精選課件ppt膜脂磷脂、膽固醇和糖脂，其中磷脂含量最多。5精選6精選課件ppt6精選課件ppt7精選課件ppt7精選課件ppt脂質(zhì)體（liposome）

脂質(zhì)體是根據(jù)磷脂分子可在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的趨勢而制備的人工膜。8精選課件ppt脂質(zhì)體（liposome）脂質(zhì)體是根據(jù)脂質(zhì)體的類型

(a)水溶液中的磷脂分子團； (b)球形脂質(zhì)體； (c)平面脂質(zhì)體膜； (d）用于疾病治療的脂質(zhì)體的示意圖9精選課件ppt脂質(zhì)體的類型(a)水溶液中的磷脂分子團；9精選脂質(zhì)體的應用

研究膜脂與膜蛋白及其生物學性質(zhì)；

脂質(zhì)體中裹入DNA可用于基因轉(zhuǎn)移；

在臨床治療中,脂質(zhì)體作為藥物或酶等載體10精選課件ppt脂質(zhì)體的應用研究膜脂與膜蛋白及其生物學性質(zhì)；10精選課件p膜蛋白外周蛋白和內(nèi)在蛋白兩類外周蛋白：20~30%，膜表面，水溶性，非共價與膜脂或內(nèi)在蛋白連接，易分離純化。

內(nèi)在蛋白：70~80%，嵌入膜中或貫穿全膜，結(jié)合緊密，用去垢劑才能分離。膜蛋白是細胞膜功能的主要承擔者。11精選課件ppt膜蛋白外周蛋白和內(nèi)在蛋白兩類11精選課件ppt單次跨膜多次跨膜胞質(zhì)側(cè)與脂分子共價結(jié)合非胞質(zhì)側(cè)與寡糖鏈結(jié)合12精選課件ppt單次跨膜12精選課件ppt膜糖

2~10%，與蛋白或脂類相結(jié)合，主要分布在細胞的外表面或生物膜的非細胞質(zhì)面。13精選課件ppt膜糖2~10%，與蛋白或脂類相細胞膜的特性細胞膜的特性：不對稱性和流動性（1）膜的不對稱性指細胞膜內(nèi)外兩層的結(jié)構(gòu)和功能有很大差異，如脂分子在內(nèi)外兩層分布的不對稱性，糖分子分布的不對稱性（2）膜的流動性膜脂的運動：側(cè)向運動，轉(zhuǎn)動，翻轉(zhuǎn)運動，左右擺動烴鏈的長度及飽和度、膽固醇膜蛋白的運動：擴散和旋轉(zhuǎn)運動

14精選課件ppt細胞膜的特性細胞膜的特性：不對稱性和流動性14精選課件ppt細胞膜脂的不對稱性15精選課件ppt細胞膜15精選課件ppt16精選課件ppt16精選課件ppt17精選課件ppt17精選課件ppt膜蛋白的流動性18精選課件ppt膜蛋白的流動性18精選課件ppt結(jié)構(gòu)模型J.Danielli和H．Davson（1935）:片層結(jié)構(gòu)模型，“蛋白質(zhì)-脂類-蛋白質(zhì)”三夾板質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型

J.D.Robertson（1959年）：單位膜模型(unitmembranemodel)

S.J.Singer和G.Nicolson（1972）：生物膜的液態(tài)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)

19精選課件ppt結(jié)構(gòu)模型J.Danielli和H．Davson（1935）細胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型

1972年，Singer，液態(tài)鑲嵌模型：生物膜是一種流動的嵌有蛋白的脂類雙分子層結(jié)構(gòu)。磷脂雙分子構(gòu)成生物膜的基本骨架，蛋白質(zhì)分子以不同的方式鑲嵌或連結(jié)于脂雙層上；膜的兩側(cè)是不對稱的，膜脂和膜蛋白具有一定的流動性。20精選課件ppt細胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型1972年，21精選課件ppt21精選課件ppt細胞膜的物質(zhì)運輸

物質(zhì)的跨膜運輸是細胞維持正常生命活動的基礎之一。包括小分子和離子的穿膜運輸及大分子和顆粒物質(zhì)的膜泡運輸（胞吞和胞吐作用）。（一）跨膜運輸

(二）膜泡運輸

22精選課件ppt細胞膜的物質(zhì)運輸物質(zhì)的跨膜運輸是細胞跨膜運輸

1、被動運輸類型：簡單擴散、協(xié)助擴散

2、主動運輸

類型：

ATP直接提供能量、ATP間接提供能量

23精選課件ppt跨膜運輸1、被動運輸23精選課件ppt被動運輸特點物質(zhì)由高濃度向低濃度一側(cè)的跨膜運輸，轉(zhuǎn)運的動力來自物質(zhì)的濃度梯度，不需要細胞提供代謝能量。

24精選課件ppt被動運輸特點物質(zhì)由高濃度向低濃度一側(cè)的跨膜運輸，主動運輸特點

物質(zhì)運輸是逆濃度梯度方向，需要消耗能量，能量可以直接來自ATP或來自離子電化學梯度，需要膜上特異性載體蛋白。

25精選課件ppt主動運輸特點物質(zhì)運輸是逆濃度梯度方向，需要消耗能量被動運輸

1）簡單擴散物質(zhì)由高濃度向低濃度一側(cè)的跨膜運輸，轉(zhuǎn)運的動力來自物質(zhì)的濃度梯度，不需要細胞提供代謝能量，不需要專一的膜蛋白分子協(xié)助。2）協(xié)助擴散（易化擴散、幫助擴散）物質(zhì)由高濃度向低濃度一側(cè)的跨膜運輸，轉(zhuǎn)運的動力來自物質(zhì)的濃度梯度，不需要細胞提供代謝能量，但需要細胞膜上的跨膜蛋白分子協(xié)助。協(xié)助擴散的速率僅在一定范圍內(nèi)同物質(zhì)的濃度差成正比。

26精選課件ppt被動運輸1）簡單擴散26精選課件ppt27精選課件ppt27精選課件ppt28精選課件ppt28精選課件ppt協(xié)助擴散——膜轉(zhuǎn)運蛋白

載體蛋白——通透酶性質(zhì)；介導被動運輸與主動運輸。通道蛋白——具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運速率高；只介導被動運輸；不持續(xù)開放。29精選課件ppt協(xié)助擴散——膜轉(zhuǎn)運蛋白載體蛋白——通透酶性質(zhì)；介導被動運輸載體蛋白介導葡萄糖的易化擴散大多數(shù)細胞，包括紅細胞，細胞外的葡萄糖濃度總是高于細胞內(nèi)，因此易化擴散蛋白對葡萄糖的轉(zhuǎn)運方向是從胞外到胞內(nèi)，一旦葡萄糖被細胞吸收很快被代謝，因而胞內(nèi)葡萄糖濃度始終低于胞外，葡萄糖不斷用這種方式吸收入細胞內(nèi)。注意：葡萄糖的運輸方式并不總是以易化擴散的方式被動運輸，也可進行主動運輸：如在小腸上皮細胞吸收葡萄糖時是葡萄糖—Na+同向協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白介導的主動運輸。30精選課件ppt載體蛋白介導葡萄糖的易化擴散大多數(shù)細胞通道蛋白類型電壓門離子通道配體門離子通道壓力激活離子通道31精選課件ppt通道蛋白類型電壓門離子通道31精選課件ppt32精選課件ppt32精選課件ppt33精選課件ppt33精選課件ppt34精選課件ppt34精選課件ppt35精選課件ppt35精選課件ppt36精選課件ppt36精選課件ppt37精選課件ppt37精選課件ppt主動運輸

1、ATP直接提供能量的主動運輸——Na+-K+泵，又稱Na+-K+ATP酶、鈣泵、質(zhì)子泵。2、協(xié)同運輸由Na+-K+泵（或H+-泵）與載體蛋白協(xié)同作用，靠間接消耗ATP所完成的主動運輸方式，包括同向協(xié)同運輸（葡萄糖協(xié)同運輸）、逆向協(xié)同運輸。

38精選課件ppt主動運輸1、ATP直接提供能量的主動運輸——Na+-K+泵39精選課件ppt39精選課件pptNa+-K+泵結(jié)構(gòu)40精選課件pptNa+-K+泵結(jié)構(gòu)40精選課件pptNa+-K+泵機制41精選課件pptNa+-K+泵機制41精選課件ppt同向協(xié)同運輸——共運輸

共運輸（symport）：方向相同，如小腸上皮和腎小管上皮細胞吸收葡萄糖或氨基酸等有機物，就伴隨Na+從細胞外流入細胞內(nèi)。再如某些細菌中，乳糖的吸收伴隨H+從細胞外進入細胞。42精選課件ppt同向協(xié)同運輸——共運輸共運輸（symport）：協(xié)同運輸機制43精選課件ppt協(xié)同運輸機制43精選課件ppt逆向協(xié)同運輸常見的有Na+-Ca2+和Na+-H+交換載體。

從以上Na+、Ca2+還有葡萄糖的運輸可以看出，細胞內(nèi)外Na+可以通過Na+-K+泵進行主動運輸，也可順濃度梯度被動運輸；Ca2+可以通過鈣泵及Na+-Ca2+交換載體進行主動運輸外，還可以通過鈣離子通道進行被動運輸。44精選課件ppt逆向協(xié)同運輸常見的有Na+-Ca2+和Na+-H+交換載體。45精選課件ppt45精選課件ppt膜泡運輸——

胞吞作用與胞吐作用作用：完成大分子與顆粒性物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、多核苷酸、多糖等）的跨膜運輸，又稱膜泡運輸或批量運輸，屬于主動運輸。

46精選課件ppt膜泡運輸——

胞吞作用與胞吐作用作用：完成大分子與顆粒性物質(zhì)胞吞作用

胞吞作用通過細胞膜內(nèi)陷形成囊泡，即胞吞泡，將外界物質(zhì)裹進并輸入細胞的過程。根據(jù)胞吞泡的大小和胞吞物質(zhì)，可分為兩種類型：胞飲作用與吞噬作用。

47精選課件ppt胞吞作用胞吞作用通過細胞膜內(nèi)陷形成囊泡，即胞吞泡胞飲作用48精選課件ppt胞飲作用48精選課件ppt吞噬作用49精選課件ppt吞噬作用49精選課件ppt受體介導的胞吞作用50精選課件ppt受體介導的胞吞作用50精選課件ppt51精選課件ppt51精選課件ppt胞吐作用

與胞吞作用相反，細胞內(nèi)某些合成的產(chǎn)物和代謝廢物由膜包圍形成小囊泡，從細胞內(nèi)部逐步移至細胞表面，小囊泡的膜與質(zhì)膜融合，將物質(zhì)排出細胞之外，這個過程為胞吐作用。52精選課件ppt胞吐作用與胞吞作用相反，細胞內(nèi)某些合成的產(chǎn)物和代謝