第5章-物质的跨膜运输.pptVIP

知识要点 1．掌握细胞内外物质跨膜运输的几种途径。 2．掌握被动运输、主动运输的概念、过程及特点。 3．掌握钠—钾泵、钙泵工作的原理、过程、特点。 4．了解胞饮作用、吞噬作用、受体介导的胞吞作用的概念及特点。 物质跨膜运输的基本方式 被动运输 简单扩散＋易化扩散 非极性的小分子如O2、CO2、N2,不带电荷的极性小分子，如水、尿素、甘油等 重要的营养物质，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等 ,溶液中带电离子 主动运输 简单扩散—被动扩散 膜转运蛋白 ！！两类：载体蛋白（carrier proteins）＋ 通道蛋白（channel proteins） ！！载体蛋白（carrier proteins），它 既可 介导被动运输，又可介导逆浓度或电化学梯 度的主动运输； ！！称通道蛋白（channel proteins），只能介 导顺浓度或电化学梯度的被动运输。 水通道 水扩散通过人工膜的速率很低，人们推测膜上有水通道。 1991年Agre发现第一个水通道蛋白CHIP28 （28 KD ），他将CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中，在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，5 分钟内破裂。细胞的这种吸水膨胀现象会被Hg2+抑制。 2003年Agre与离子通道的研究者MacKinnon同获诺贝尔化学奖。 目前在人类细胞中已发现的此类蛋白至少有11种，被命名为水通道蛋白（Aquaporin，AQP）。 2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。 被动运输知识结构图 Na+/K+泵的生物学功能 ATP酶维持了电化学离子梯度，维系了细胞的生存。 Na+/K+泵可维持渗透平衡，保持细胞形态。 建立了磷酸化蛋白中间体 1、P-type：利用ATP自磷酸化发生构象的改变来转移质子，如植物细胞膜上的H+泵、动物胃表皮细胞的H+-K+泵（分泌胃酸）。 2、V-type：由许多亚基构成，水解ATP产生能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、内体、植物液泡膜上。 3、F-type：是由许多亚基构成的管状结构，利用质子动力势合成ATP，也叫ATP合酶，位于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。 协同运输包括－共运输和对向运输 同向协同（symport）同向协同（symport)-离子梯度驱动的主动转运 物质运输方向与离子转移方向相同。 如Na+的进入伴随着葡萄糖进入小肠细胞。 Cotransport: Symport and antiport 反向协同（antiport）－调节细胞内pH 物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反，如动物细胞常通过Na+/H+反向协同运输的方式来转运H+，以调节细胞内的pH值。 主动运输的特点 逆浓度梯度（逆电化学梯度）运输 需要能量（由ATP直接供能）或与释放能量的过程偶联（协同运输） 都有载体蛋白 主动运输所需的能量的直接来源 ATP 驱动的泵通过水解ATP 获得能量 协同运输中的离子梯度动力； 光驱动的泵利用光能运输物质，见于细菌。 本章结束 知识要点 1．掌握细胞内外物质跨膜运输的几种途径。 2．掌握被动运输、主动运输的概念、过程及特点。 3．掌握钠—钾泵、钙泵工作的原理、过程、特点。 4．了解胞饮作用、吞噬作用、受体介导的胞吞作用的概念及特点。 作 业 1.比较质膜、内膜和生物膜在概念上的异同? 2.十二烷基磺酸钠(SDS)和Triton X-100都是去垢剂，哪一种可用于分离有生物功能的膜蛋白？ 作 业 1、钠钾泵的工作原理及意义是什么？？ 2、从物质运输的角度看，细胞生存和发展的必要性。 　3、如何理解“被动运输是减少细胞与周围环境的差别,而主动运输则是努力创造差别,维持生命的活力”? 葡萄糖与Na+离子的协同运输 肠腔 细胞外液 上皮细胞 协助扩散方式 直接供能 间接供能 钙离子泵 钠钾离子泵 协同运输 浓度梯度 光 同向协同 反向协同 主动运输知识结构图 氢泵（质子泵） 几种不同类型的跨膜运输 附：主动与被动运输 不同运输机制的主要特性 有 有 无 运输的分子高浓度时的饱和性 有 有 无 特异性 逆浓度梯度 顺浓度梯度 顺浓度梯度 运输方向 ATP水解或浓度梯度 浓度梯度 浓度梯度 能量来源 是 是 否 被运输的物质是否需要结合 蛋白 蛋白 脂 参与运输的膜成份 主动运输 促进扩散 简单扩散 性质 附：主动与被动运输 思考题：细胞膜上有很多蛋白,如何鉴定膜运输蛋白? 上:亲和标记法，在此法中常常用到特异的运输系统的抑制剂。下:膜重建法 于 （四）物质的跨膜运输和膜电位 膜电位：细胞膜两侧各种带电物质形成的电位差的总和。 静息电位（resting poten