第一节细胞膜的跨膜物质转运功能

原发性
继发性 （协同转运） 同向协同 逆向协同
载体转运
机械依赖
细胞内外的小分子极性物质，不能溶于脂质 膜中自由透过细胞膜
2、易化扩散
定义：非脂溶性物质在膜蛋白质“帮助”下顺
浓度差、电位差的跨膜转运，称为易化扩散

分类：（根据膜上参与的蛋白质不同 ）
Leabharlann Baidu
易化扩散
通道介导的… 载体介导的…
（1）载体介导的易化扩散
——载体转运
在载体蛋白的帮助
下物质顺浓度差、顺 电位差的跨膜转运称 为载体转运


钠-钾泵 （Sodium-potassium pump） 简称钠泵
又称钠-钾ATP酶，具有ATP酶活性
（ATP酶：能够催化ATP分解产生ADP和能量）
当其细胞内部分结合了Na+ ， 细胞外部分结合了K+，其ATP 酶活性被激活 逆着巨大的浓度差，将Na+运 到细胞外，将K+运入细胞内
钠-钾泵活动的直接结果：

zaitizhuanyun
细胞膜上具有运载 作用的蛋白称为载 体蛋白质或载体
载体转运的特点： ①特异性高 ②饱和现象 ③竞争性抑制
（2）通道介导的易化扩散 ——通道转运
(Na+、K+、Ca2+
、Cl-等) 带电离子，借助于通 道蛋白质的介导，顺浓度差或电位差跨膜转运， 称为通道转运 通道转运的特点： A. 相对特异性
糖类
糖链
仅存于细胞膜的外侧 成为细胞的标志（作为抗原决定 簇或受体的可识别部分）
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
根据小分子物质跨膜转运时是否需要细胞提供能量
跨膜转运
被动转运 主动转运
(一)被动转运
定义：小分子物质顺浓度差、顺电位差不需要细 胞额外提供能量的跨膜转运方式

分类：（根据这种物质顺浓度差跨膜扩散是否需 要膜蛋白质的帮助 ）
非极性基团
脂质散落于水面变为平铺
脂质分子
水分子
细胞外液
细胞内液
从热力学角度，这种分布是能量最低、最稳定的结构形式
蛋白分子在膜上的镶嵌方式
膜蛋白以在膜上存在的方式，分为表面蛋白和整合蛋白。 表面蛋白附着于膜的内表面或外表面，整合蛋白以其肽 链一次或多次贯穿整个脂质双分子层，两端露出在膜的 两侧。
被动转运 单纯扩散 易化扩散
物理学中扩散 溶液中的一切物质颗粒都处于不断的热运动中， 假设两种不同浓度的同种物质的溶液相邻地放 在一起，绝对温度相等的条件下，可以观察到：
1、单纯扩散
脂溶性小分子物质顺浓度差的跨膜转运 称为单纯扩散 O2、N2、CO2、乙 醇、中短链脂肪酸 烃链和尿素，都是 以单纯扩散的方式 进行跨膜转运

B. 闸门特性

分类 ：（根据使通道蛋白变构而开放的条件）
通道转运 电压依赖式通道 化学依赖式通道 机械依赖式通道
被动转运分类
根据这种物质顺浓度差跨膜扩散是否需要膜蛋白 质的帮助 ）
被动转运
单纯扩散
易化扩散
经过测定发现
细胞内钾离子大约是细胞外的30倍
（ 胞内高钾 ）
细胞外钠离子大约是细胞内的12倍
第一节 细胞膜的基本结构和 物质转运功能

了解细胞膜的化学组 成和分子结构，液态 镶嵌模型 掌握细胞膜的四种物 质转运方式

一、细胞膜的基本结构和功能特点
此种膜结构还见于各种细胞器的膜性结构，如内质网 膜、线粒体膜、溶酶体酶、核膜等，是一种细胞最基 本的膜结构形式，故称为单位膜(生物膜)。
（一）细胞膜的化学组成
例如：小肠上皮细胞吸收葡萄糖和氨基酸
继发性主动转运的分类
根据被主动转运的物质与Na+扩散的方向是 否相同分为：同向协同转运、逆向协同转 运
心肌细胞排出Ca2+
（三）胞纳与胞吐
大分子物质或物质团块是通过膜的更为
复杂的结构和功能变化而进行跨膜转运 的，此转运过程需要细胞耗能，也是一 种主动转运
胞内高钾，胞外高钠 启动钠-钾泵活动的条件？
Na+、K+
的跨膜主动转运过程
Na+泵机制
肌细胞的肌浆网膜上存在Ca 2+-泵 胃的壁细胞膜上存在H+-泵 甲状腺腺泡上皮细胞膜上存在I-泵
2.继发性主动转运 （Secondary active transport）
定义：间接利用ATP能量进行的主动转运 过程。 通过相应的蛋白载体耦联，与Na+的跨膜扩 散相协同，因此又称为协同转运 继发于Na+泵的主动转运
1、胞吐 是指大分子物质由细胞排出的过程 例：细胞分泌囊泡
Baotu
2、胞纳 是指大分子物质团块（如细菌、细胞碎片、 脂肪滴等）进入细胞的过程
吞噬（Phagcytosis）：进入细胞的物质是固体 吞饮（Pinocytosis） ：进入细胞的物质是液体
胞纳的过程
物质跨膜转运方式 被动转运 单纯扩散 通道转运 电压依赖 化学依赖 易化扩散 主动转运 胞吐、胞纳
分
解产生
主动转运根据能量是否直接由ATP
分解提供 分为原发性主动转运和继发性主动转运
1.原发性主动转运 （Primary active transport）

定义: 直接由ATP分解供能的主动转运过程 在细胞膜的主动转运中，人们最早研究的是 Na+、K+ 的跨膜主动转运 Na+、K+ 的跨膜主动转运过程普遍存在于各种 体细胞膜上
细胞膜主要由脂质（lipid）和蛋白质 （protein）组成，此外还有极少量的糖类。
（二）细胞膜的基本结构
液态镶嵌模型（fluid
mosaic model） 基本内容是：细胞膜以液态的脂质双 分子层为基架,其中镶嵌有不同功能的 蛋白质。
脂质双分子层
极性基团
膜的脂质主要 由磷脂和胆固 醇组成
（胞外高钠 ）

细胞外氯离子大约是细胞内的14倍
细胞外钙离子大约是细胞内的2 4000倍
细胞内外物质浓度并不相等
（二）主动转运
定义：细胞膜利用细胞代谢产生的能量将物质
逆浓度差或电位差进行跨膜转运的过程，称为 主动转运（ active transport）
主动转运的能量由细胞内的能量货币ATP