細胞轉(zhuǎn)運PPT教學(xué)課件

1、細胞內(nèi)分子組裝 元素（C、H、O、N、等）占細胞總重量90% 無機化合物（H2O、CO2、NH4+、H3PO4） 有 機 有機小分子（單糖、氨基酸、脂肪酸、核苷酸） 化 合 有機大分子（多糖、脂類、蛋白質(zhì)、核酸、V） 物 締合、組裝 細胞器 構(gòu)成 細胞 核苷酸 磷酯鍵第四章 膜的結(jié)構(gòu)一、膜結(jié)構(gòu)的研究歷史1.E. Overton 1895質(zhì)壁分離實驗，表明細胞膜的在。脂溶性物質(zhì)比水更容易進入細胞，推測細胞膜由連續(xù)的脂類物質(zhì)組成。2.E. Gorter & F. Grendel 1925 測出紅細胞膜脂展開的面積二倍于細胞表面積，推測細胞膜由雙層脂分子組成脂分子組成。3、J. Danielli &

2、 H. Davson 1935 發(fā)現(xiàn)質(zhì)膜的表面張力比油水界面的張力低得多，推測膜中含有蛋白質(zhì)。4、J. D. Robertson 1959 用超薄切片技術(shù)獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu)，并將這樣的膜結(jié)構(gòu)稱之為“單位膜”脂類、蛋白質(zhì)和少量糖類二.細胞膜的化學(xué)組成（一）.脂類1.組成：磷脂、糖脂和膽固醇。乙醇胺磷酸甘油烴尾純磷脂在水中的形式：分子團、脂質(zhì)體問題1你們班上5位同學(xué)總是一起坐在第一排，這可能是因為：（A）他們真的是彼此喜歡（B）你們班上沒有其他人想坐在他們旁邊。哪種解釋符合脂雙層的裝配。2.膜脂的不對稱性側(cè)向擴散旋轉(zhuǎn)擺動翻轉(zhuǎn)3.膜脂的流動性一個脂質(zhì)分子在1s內(nèi)擴散約2u

3、m影響膜脂流動性的因素膽固醇：膽固醇的含量增加會降低膜的流動性。脂肪酸鏈的飽和度：脂肪酸鏈所含雙鍵越多越不飽和，使膜流動性增加。脂肪酸鏈的鏈長：長鏈脂肪酸相變溫度高，膜流動性降低。卵磷脂/鞘磷脂：該比例高則膜流動性增加，是因為鞘磷脂粘度高于卵磷脂。其他因素：溫度、酸堿度、離子強度等。問題2脂雙層的結(jié)構(gòu)由其脂質(zhì)分子的特殊性所決定，假如出現(xiàn)下列情況之一，將會怎樣？A.假如所有的烴鏈都是飽和的？B.假如所有的烴鏈都是不飽和的？C.假如雙層含有混合的兩種脂質(zhì)分子，一種具有兩條飽和的烴尾，另一種具有兩條不飽和的烴尾？D.假如烴鏈比正常的短，比如只有10個碳原子長F.假磷脂只有一條烴鏈二非兩條？G.假如每

4、個脂質(zhì)分子通過其中一條烴鏈的末端碳原子與對面單層中的一個脂質(zhì)分子共價連接？（二）膜蛋白1.類型：外周蛋白和內(nèi)在蛋白問題3人紅細胞膜內(nèi)，蛋白質(zhì)（平均分子量50000）對磷脂（分子量800）和膽固醇（分子量386）的質(zhì)量比大約為2：1：1，那么相對每個蛋白質(zhì)分子有多少個脂質(zhì)分子2.膜蛋白的流動性：以側(cè)向擴散和旋轉(zhuǎn)擴散為主膜流動性的生理意義質(zhì)膜的流動性是保證其正常功能的必要條件。當(dāng)膜的流動性低于一定的閾值時，許多酶的活動和跨膜運輸將停止，反之如果流動性過高，又會造成膜的溶解。 3.膜蛋白分布的不對稱性EFPF小鼠肝細胞膜冰凍蝕刻（三）膜糖類思考題1、生物膜主要由哪些分子組成？、膜蛋白有哪些類型？、什

5、么是細胞膜的液態(tài)鑲嵌模型？、影響膜不對稱性和流動性的因素。5、解釋并區(qū)別： 單位膜 生物膜 內(nèi)膜系統(tǒng)/胞內(nèi)膜 細胞表面 細胞被關(guān)于“膜”的幾個概念：生物膜：細胞中所有的膜結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱生物膜。 生物膜=細胞膜+胞內(nèi)膜胞內(nèi)膜：細胞內(nèi)所有的膜結(jié)構(gòu)。膜相結(jié)構(gòu)：具有膜的一切細胞結(jié)構(gòu)。內(nèi)膜系統(tǒng)：在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)。單位膜：生物膜的結(jié)構(gòu)單位,電鏡下為“兩暗一明”的三層結(jié)構(gòu) 內(nèi)膜系統(tǒng)包括： 膜相結(jié)構(gòu)包括： 胞內(nèi)膜包括： 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基復(fù)合體 高爾基復(fù)合體 高爾基復(fù)合體 溶酶體 溶酶體 溶酶體 過氧化酶體 過氧化酶體 過氧化酶體 核膜 核膜 核膜 小泡、液泡等 小泡、液泡等 小

6、泡、液泡等 線粒體 線粒體 細胞膜第三節(jié) 細胞膜的功能脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越??；非極性分子比極性容易透過，極性不帶電荷小分子，如H2O、O2等可以透過人工脂雙層，但速度較慢；小分子比大分子容易透過；分子量略大一點的葡萄糖、蔗糖則很難透過人工膜對各類物質(zhì)的通透率人工膜對帶電荷的物質(zhì)，如各類離子是高度不通透的。水通道水通過人工膜的速率很低，人們推測膜上有水通道。1991年Agre發(fā)現(xiàn)第一個水通道蛋白CHIP28 （28 KD ），他將CHIP28的mRNA注入非洲爪蟾的卵母細胞中，在低滲溶液中，卵母細胞迅速膨脹，5 分鐘內(nèi)破裂。細胞的這種吸水膨脹現(xiàn)象會被Hg2+抑制。2003年A

7、gre與離子通道的研究者MacKinnon同獲諾貝爾化學(xué)獎。目前在人類細胞中已發(fā)現(xiàn)至少有11種通道蛋白2003年，美國科學(xué)家彼得阿格雷和羅德里克麥金農(nóng)，分別因?qū)毎にǖ?，離子通道結(jié)構(gòu)和機理研究而獲諾貝爾化學(xué)獎。 Peter AgreRoderick MacKinnon 一、小分子物質(zhì)的跨膜運輸：被動運輸、主動運輸（一）幫助擴散：膜轉(zhuǎn)運蛋白： 載體蛋白和通道蛋白兩種 載體蛋白:構(gòu)型改變通道蛋白（channel protein）1.配體門通道特點：受體與細胞外配體結(jié)合，引起門通道蛋白發(fā)生構(gòu)象改變，“門”打開。2.電位門通道特點：電位發(fā)生變化時，構(gòu)象變化，“門”打開。K+電位有四個亞基，每個亞基

8、有6個跨膜，連接S5-S6段的發(fā)夾樣折疊，構(gòu)成通道的內(nèi)襯，大小可允許K+通過。 載體蛋白：通過構(gòu)象變化運輸物質(zhì) 通道蛋白：形成通道、運輸物質(zhì) 膜轉(zhuǎn)運蛋白：持續(xù)開放（如水通道）間斷開放（閘門通道） 配體門通道：配體與受體結(jié)合，通道開放。電壓門通道：膜電位變化，啟動通道開放。例如：神經(jīng)-肌肉興奮，不到秒鐘的時間內(nèi)完成，這一過程包括四種通道順次開放：A、刺激神經(jīng)沖動神經(jīng)末梢，膜去極化，電壓門通道鈣離子通道開放，鈣離子進入神經(jīng)末梢，刺激乙酰膽堿（ACH）分泌到突觸間隙中；B、ACH與突觸后肌細胞膜上的受體結(jié)合，配體門鈉離子通道開放，鈉離子進入肌細胞，肌細胞膜去極化；C、肌細胞膜上電壓門鈉離子通道開放，

9、更多的鈉離子進入肌細胞，肌細胞膜進一步去極化，產(chǎn)生動作電位，擴散到肌細胞膜；D、肌漿網(wǎng)上的離子門通道鈣離子通道開放，鈣離子進入細胞質(zhì)，引起肌肉收縮。問題4重癥肌無力疾病中，人體錯誤地對其自身乙酰膽堿受體分子產(chǎn)生抗體，這些抗體與肌細胞膜上的乙酰膽堿受體結(jié)合并使之失活。該疾病導(dǎo)致患者破壞性和進行性的衰弱。如早期可能難以張開眼瞼，隨著疾病的發(fā)展，多數(shù)肌肉委縮，病人說話和吞咽困難，最后呼吸損害而死亡。請解釋肌肉功能中的哪一步受到了影響？（二）主動運輸物質(zhì)由低濃度向高濃度運輸需要運輸?shù)鞍仔枰哪芰繀f(xié)同運輸中的離子梯度動力； ATP驅(qū)動的泵通過水解ATP獲得能量；主動運輸?shù)姆诸悾?ATP驅(qū)動泵、協(xié)同運輸

10、協(xié)同運輸ATP驅(qū)動泵 Na+-K+ATP PUMPNa+-K+泵的作用1.產(chǎn)生和維持膜電位；2.為葡萄糖、氨基酸的主動運輸創(chuàng)造條件 ； 3.維持細胞的滲透壓，1.ATP驅(qū)動泵Model for mode of action for Ca+ ATPase Conformation changeATP驅(qū)動泵：鈣離子泵問題5 細胞內(nèi)Ca2+濃度升高引起肌細胞收縮。像心肌這樣快速而有節(jié)律交替收縮的肌細胞，除ATP驅(qū)動的Ca2+泵外，還有以Ca2+交換胞外Na+的跨膜反向運輸?shù)鞍?。收縮期間，已進入胞內(nèi)的大部分Ca2+被反向運輸?shù)鞍籽杆俦没氐郊毎猓虼思毎靡运沙凇?烏本苷和毛地黃是治療心臟病患者的重要

11、藥物，因為它們使心肌更強烈地收縮。這兩種藥的作用是部分抑制心肌細胞膜中Na+-K+泵。 你能解釋這些藥物在患者體內(nèi)的作用嗎？一旦其中一種藥物用量過大，將會發(fā)生什么后果？2、離子梯度驅(qū)動的主動運輸:協(xié)同運輸（偶聯(lián)主動運輸）所需的能量：離子梯度動力；反向協(xié)同運輸同向協(xié)同運輸Glucose is absorbed bysymport直接主動運輸：Na+/K+ATPase間接主動運輸：小腸上皮細胞 Na+/葡萄糖的轉(zhuǎn)運協(xié)同運輸兩種物質(zhì)同時相向轉(zhuǎn)運，稱反向協(xié)同運輸 如 Na+H+ Cl-HCl3-兩種物質(zhì)同時同向轉(zhuǎn)運，稱同向協(xié)同運輸 如 Na+-G Na+-aa濃度差+電位差電化學(xué)梯度動物細胞中，Na+ 的電化學(xué)梯度通常是驅(qū)動另一種分子主運輸?shù)哪芰?，如Na+ 梯度驅(qū)動G、aa問題6下列哪種狀況是對的？請解釋1.質(zhì)膜對所有帶電荷的分子是高度不通透的2.通道蛋白必須首先與溶質(zhì)分子結(jié)合。然后才能選擇它們允許通過的溶質(zhì)分子3.沒有能量的連續(xù)輸入，細胞將破裂4.載體蛋白（1 000 000個溶質(zhì)分子/s）允許溶質(zhì)穿過膜的速率比通道蛋白（1 000個溶質(zhì)分子/s）快得多三、大分子物質(zhì)的運輸：內(nèi)