细胞膜的结构特点与跨膜物质转运

• （三）、细胞膜的特性
• 膜的基本特性是：
①膜的流动性；②膜组分分布的不对称性；
不足：
①忽视了蛋白质对脂质分子流动性的控制；
②忽视了膜的各部分流动性的不均匀性。
• Wallach、Jain & White又在此基础上发展提出了
晶格镶嵌模型与板块模型学说。
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二、细胞膜的物质转运功能
膜蛋白质的“ 帮助”下，顺浓度梯度/电势 梯度通过细胞膜的转运
Facilitated diffusion via ion channel Facilitated diffusion via carrier
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（一） 被动转运
• 2： facilitated diffusion Characteristics
饱和现象：物质的载体数目或每一载体上能与该物 质结合的位点数目是固定的
竞争性抑制：如果某一载体对结构类似的两种物质 都有转运能力，两者可以竞争载体
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（二）、主动转运
1.定义：物质逆浓度差和电位差，在生物泵的帮助 下需要细胞代谢供能的跨膜转运方式。
细胞膜是以流动液态的脂质双分子层为基架；其 中镶嵌着具有不同分子结构和不同生理功能的蛋 白质；糖类附着在膜的外面与表层的脂质、蛋白 质的亲水端结合，构成了糖脂与糖蛋白。
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Fluid mosaic model of membrane
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一、细胞膜的化学组成与分子结构特点
• （一）、细胞膜的化学组成
• 3:糖类 • 形式：以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，
形成糖脂或糖蛋白 • 功能：作为其所在细胞或所结合的蛋白质的特异
性标志。 如作为抗原决定簇、受体识别区等
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一、细胞膜的化学组成与分子结构特点
• （二）、细胞膜的分子结构特点
——“液态镶嵌模型” ”（fluid mosaic model） • 基本内容：
高速度 有门控原理 有离子选择性
Na+, K+, Ca2+, Cl channel
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Facilitated diffusion via carrier
• Characteristics
结构特异性：载体与被转运的物质间有高度的结构 特异性
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一、细胞膜的化学组成与分子结构特点
• 细胞膜 （cell membrane） • 质膜（plasma membrane） • 生物膜 （biological membrane） • 细胞膜的基本功能： • 维持细胞内环境的相对稳定并与外界环
境进行物质、能量与信息交换
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• 1mmol/L葡萄糖ห้องสมุดไป่ตู้渗透浓度为1mOsm/L； 1mmol/L NaCl（Na+ + Cl-）的渗透浓度为 2mOsm/L。人血浆的渗透浓度约为313mosm/L
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红细胞在不同渗透压溶液中的形态
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（一） 被动转运
• 2： facilitated diffusion 不溶于脂质或脂溶性差的物质，在特殊的
• 扩散 (Diffusion)
高浓度区域中的溶质分子总有向低浓度区域的净 移动 • 扩散量:与膜两侧该物质的浓度差成正比 • 分：单纯扩散和易化扩散
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（一） 被动转运
• 1:Simple diffusion
• 概念:脂溶性物质由膜的高浓度侧向低浓度侧的扩 散
• 扩散通量：mol/s.cm2 取决于浓度梯度差与细胞膜对该物质的通透性
• （一） 被动转运
• 概念： • 物质依其细胞膜内外的电\化学势差， 顺电\化
学梯度，由高电\化学梯度的一侧向低电\化学梯 度的一侧转运。
• 转运时物质移动所需的能量来自高电\化学梯度 一侧所含的势能，不需细胞额外供能。
• 被动转运的平衡点是膜两侧电\化学梯度差为零。
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（一） 被动转运
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一、细胞膜的化学组成与分子结构特点
• （一）、细胞膜的化学组成
• 2:蛋白质 • 镶嵌于液态双分子层中，以a-螺旋或球形蛋白质
形式存在 • 蛋白质分子依其功能的不同而随脂质分子流动
以横向扩散和旋转运动为主 • 膜蛋白质的功能决定细胞膜的功能
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一、细胞膜的化学组成与分子结构特点
(1) 顺电化学梯度，不耗能 (2) 膜蛋白参与且对转运的物质具有选择性
（膜蛋白分子本身有结构特异性） (3) 扩散过程中膜通透性可变
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Facilitated diffusion via ion channel
• Chemically gated channel • Voltage-gated channel • Mechanically gated channel • Characteristics
• 一、细胞膜的化学组成与分子结构特点
• 细胞膜化学组成 • 细胞膜的分子结构特点——“液态镶嵌模型” • 细胞膜的特性
• 二、细胞膜的物质转运功能
• 被动转运 • 简单扩散（Simple diffusion） • 易化扩散（facilitated diffusion） • 主动转运 （active transport） • 出胞和入胞
• 扩散的物质：脂溶性高的分子（ O2, CO2, NH3, NO, H2S,etc. ）
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（一） 被动转运
• 渗透 Osmosis
• 概念：在选择性通透水而不通透溶质的半透膜处， 水从低溶质浓度的一侧向高溶质浓度的溶液转运。
• 渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。大小取 决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
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一、细胞膜的化学组成与分子结构特点
• （一）、细胞膜的化学组成
• 1:脂质双分子层
• 以磷脂类为主，其次为胆固醇，还有少量鞘磷脂
特点:液态（流动性，同层横向扩散移动与自身旋转 运动）与稳定性
意义：
细胞可以承受一定的张力和外形改变而不破裂；
自动融合、修复膜结构中的较小断裂，而仍保持
2020膜/5/24的完整性。