细胞膜ppt课件

人红细胞有葡萄糖的载体蛋白，由内外四个亚基组成复合体。 当葡萄糖分子与外侧两个亚基结合时，引起它的构象变化，就将 葡萄糖甩入膜的中部，而后与内侧的两个亚基结合，通过构象变 化，再将葡萄糖甩入细胞内。红细胞膜上约有5万个葡萄糖载体， 其最大传送速度每秒180个葡萄糖分子。
协助扩散的速率仅在一定范围内同物质的浓度成正比。细胞 膜上特定载体蛋白的数量是相对恒定，当所有载体蛋白的结合部 位都被占据，载体处于饱和状态时，运输速率达到最大值。
其运输特点是： ①比自由扩散转运速率高； ②存在最大转运速率； 在一定限度内，运输速率同物质浓度成正比。如超过 一定限度，浓度再增加，运输也不再增加。这是因为膜上载体蛋白的结合位 点已达饱和； ③有特异性，即与特定溶质结合。 . 根据运输蛋白性质不同又可分为通道蛋白协助扩散和载体蛋白协助扩散。
载体蛋白
尿素甘油
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高通透性
各种分子通过 人工脂双层的
通透系数
低通透性
不同物质透过人工脂双层的能力
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水通道
水分子不溶于脂, 并具有极性,理应不能自由通过质膜, 但实际却很容易通过膜。原因是膜上有小孔，称为水通道蛋 白（ aquaporins）， 膜蛋白的亲水基团嵌在小孔表面，因 此水可以通过质膜自由进出细胞。水分子通过水通道的移动 方向由膜两侧的渗透压决定，从低的一侧向高的一侧移动， 直到两侧渗透压完全平衡。
第四章 细胞膜（2）
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物质的跨膜运输
细胞膜在细胞生活中具有重要的作用，因为细胞和 它环境发生的一切联系和反应，都必须通过膜。如细胞 外的物质进入细胞或细胞内的物质排出细胞，以及激素、 药物对细胞的作用，信号转换、细胞识别与免疫等，都 是关系到膜的功能问题。膜允许一定物质穿过的性能称 为膜的通透性。表示物质通透性的量度称为通透系数 （单位为cm/s）。
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细胞膜对物质的通透性最显著的特点是它的选择性，即有 选择性地允许或阻止一些物质通过细胞膜。选择性通透对物质 进出细胞起着调节作用。维持了膜内外离子浓度差和膜电位， 保证了膜内外渗透压平衡。这对于保持细胞内环境的相对稳定 及各种生命活动的正常进行，有极其重要作用。细胞膜的物质 运输活动可分为两大类型，一种是小分子和离子的穿膜运输， 另一种是大分子和颗粒物质的膜泡（跨膜）运输。
载体蛋白是膜上与特定物质运输有关的跨膜蛋白或镶嵌蛋白。当它与被运输的物 质结合时，构象发生变化，把被装运物质从膜的一侧移至膜的另一侧，载体与溶质分 离后，又恢复到原有的构象。
载体蛋白以两种构象 存在，A：溶质的结合点 露在脂的外侧；B：相同 的结合点露在膜的另一侧， 这两种构象的变化是随即 的、可逆的。如果在膜外 侧的溶质浓度高，则A结 合溶质转为B构象，携带 溶质进入细胞；反之，如 果膜内的浓度高，则B结 合溶质转向A，将溶质输 出细胞。
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载体蛋白（carrier protein）又称做载体（carrier）通透酶
（permease）或转运器（transporter），能够与特定溶质结合， 通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。载 体蛋白有的需要能量驱动，如：各类ATP驱动的离子泵；有的则 不需要能量，以自由扩散的方式运输物质。
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构型 变化
旋 转
移 动
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载体运输的三种方式
载体蛋白为内在蛋白，当一 端与溶质特异性结合后，形 成结合复合体，而引起载体 蛋白的构象变化。
载体和被运输物质的复合物 发 生 180 度 的 旋 转 ， 从 而 把 物质运输到膜的另一侧，这 种运输要求载体分子的直径 要与膜的厚度大致相符。
被运输的物质一旦在膜的一 侧与一个小的载体分子结合 上，则载体分子可横移至的 膜另一侧，在将被运输物质 时放出去成为穿梭式运输。
被动运输
主动运输 能直接通过 脂双层，
通过单纯扩散，又可通 过协助扩散而自发产生
但是带电荷的分子
只能通过通道蛋白
顺化学梯度的被动运输和逆电化学梯度 或载体蛋白才能表
进行的主动运输
现明显的运送速率。
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简单扩散
物质从高浓度向低浓度的穿膜运动，不需要消耗细胞本身的 代谢能，也不需要专一的膜蛋ห้องสมุดไป่ตู้分子协助。简单扩散是一种最简 单的运输方式，只要物质在膜两侧保持一定的浓度差，即可发生 这种运输。也叫自由扩散（free diffusing），特点是： ①沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散； ②不需要提供能量； ③没有膜蛋白的协助。
通道蛋白（channel protein）与所转运物质的结合较弱，它
能形成亲水的通道，当通道打开时能允许特定的溶质通过，所有 通道蛋白均以自由扩散（被动运输）的方式运输溶质。
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被转运的分子
通道蛋 白
载体 蛋白
脂 双 层
浓度梯 度
简单 扩散
通道蛋 白介导
载体蛋 白介导
需要代谢能的输入，
不带电荷的小分子
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小分子和离子的穿膜运输又分为： 被动运输：简单扩散
易化扩散 ：通道蛋白介导或载体蛋白介导 主动运输：ATP—驱动泵：Na+--K+泵，Ca2+泵
偶联（协同）运输 ：同向转移和异向转移
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被动运输：是指通过自由扩散或协易化扩散,实现物质
顺浓度梯度由高浓度向低浓度方向的跨膜转运, 运动的 动力来自物质的浓度梯度,不需要由细胞提供代谢能量。 参与被动运输的膜运输蛋白主要有两大类：通道蛋白和 载体蛋白，它们统称为转运蛋白。
某种物质对膜的通透性（P）可以根据它在油和水中的分配系 数（K）及其扩散系数（D）来计算：
P=KD/t，t为膜的厚度。
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疏水分子
小的不带电荷的 极性分子
大的不带电荷的 极性分子
离子
人工脂双层对不同种 类分子的相对通透性
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合成的脂 双层
脂溶性物质如苯、 醇、甾类激素、以及O2、 CO2、Ｎ2等就是借助于 浓度梯度，从高浓度一 侧直接穿过脂质双层向 低浓度一侧进行扩散。 在进行扩散时，所需要 的能量来自高浓度物质 本身所包含的势能，符 合物理学上单纯扩散规 律。
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易化（帮助）扩散
借助于载体蛋白进出细胞的运输方式。有些物质尽管在膜两侧存在浓度 差，但还必须借助细胞膜上的运输蛋白的帮助才能通过细胞膜。凡是借助于 跨膜蛋白并顺浓度梯度进行物质运输而不消耗代谢能的方式称为协助扩散。 大多数代谢所需的物质，尤其是不溶于脂类的物质。如糖、氨基酸、金属离 子等都以这种方式进行运输。