《細(xì)胞膜及物質(zhì)運(yùn)輸》課件

第一章細(xì)胞膜

細(xì)胞膜是指包圍在細(xì)胞質(zhì)外周的一層薄膜，又稱質(zhì)膜。7~10nm，“兩暗一明”三夾板式單位膜。細(xì)胞膜是多功能體系，不僅為細(xì)胞提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，而且還參與細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，信號(hào)傳遞、能量轉(zhuǎn)換及細(xì)胞識(shí)別、粘著、運(yùn)動(dòng)等重要的生理功能。

1精選課件ppt第一章細(xì)胞膜細(xì)胞膜是指包圍在細(xì)2精選課件ppt2精選課件ppt生物膜的化學(xué)組成生物膜的特性生物膜分子結(jié)構(gòu)模型物質(zhì)跨膜運(yùn)輸：

小分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸、大分子物質(zhì)和顆粒物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。3精選課件ppt生物膜的化學(xué)組成3精選課件ppt生物膜的化學(xué)組成

主要由脂類（50%）蛋白質(zhì)（約40~50%）糖類（2~10%）組成。4精選課件ppt生物膜的化學(xué)組成主要由脂類（50%）4精選課件ppt膜脂磷脂、膽固醇和糖脂，其中磷脂含量最多。由親水的極性頭部和疏水的非極性的尾部組成，由于膜脂分子的這種特點(diǎn)，它們?cè)谒芤褐心茏园l(fā)形成脂雙分子層，以疏水尾部相對(duì)，極性頭部朝向外側(cè)，由脂分子排列成連續(xù)的雙分子層組成生物膜的基本骨架，使膜對(duì)大多數(shù)水溶性物質(zhì)不能自由通過的屏障作用。5精選課件ppt膜脂磷脂、膽固醇和糖脂，其中磷脂含量最多。5精選6精選課件ppt6精選課件ppt7精選課件ppt7精選課件ppt脂質(zhì)體（liposome）

脂質(zhì)體是根據(jù)磷脂分子可在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的趨勢(shì)而制備的人工膜。8精選課件ppt脂質(zhì)體（liposome）脂質(zhì)體是根據(jù)脂質(zhì)體的類型

(a)水溶液中的磷脂分子團(tuán)； (b)球形脂質(zhì)體； (c)平面脂質(zhì)體膜； (d）用于疾病治療的脂質(zhì)體的示意圖9精選課件ppt脂質(zhì)體的類型(a)水溶液中的磷脂分子團(tuán)；9精選脂質(zhì)體的應(yīng)用

研究膜脂與膜蛋白及其生物學(xué)性質(zhì)；

脂質(zhì)體中裹入DNA可用于基因轉(zhuǎn)移；

在臨床治療中,脂質(zhì)體作為藥物或酶等載體10精選課件ppt脂質(zhì)體的應(yīng)用研究膜脂與膜蛋白及其生物學(xué)性質(zhì)；10精選課件p膜蛋白外周蛋白和內(nèi)在蛋白兩類外周蛋白：20~30%，膜表面，水溶性，非共價(jià)與膜脂或內(nèi)在蛋白連接，易分離純化。

內(nèi)在蛋白：70~80%，嵌入膜中或貫穿全膜，結(jié)合緊密，用去垢劑才能分離。膜蛋白是細(xì)胞膜功能的主要承擔(dān)者。11精選課件ppt膜蛋白外周蛋白和內(nèi)在蛋白兩類11精選課件ppt單次跨膜多次跨膜胞質(zhì)側(cè)與脂分子共價(jià)結(jié)合非胞質(zhì)側(cè)與寡糖鏈結(jié)合12精選課件ppt單次跨膜12精選課件ppt膜糖

2~10%，與蛋白或脂類相結(jié)合，主要分布在細(xì)胞的外表面或生物膜的非細(xì)胞質(zhì)面。13精選課件ppt膜糖2~10%，與蛋白或脂類相細(xì)胞膜的特性細(xì)胞膜的特性：不對(duì)稱性和流動(dòng)性（1）膜的不對(duì)稱性指細(xì)胞膜內(nèi)外兩層的結(jié)構(gòu)和功能有很大差異，如脂分子在內(nèi)外兩層分布的不對(duì)稱性，糖分子分布的不對(duì)稱性（2）膜的流動(dòng)性膜脂的運(yùn)動(dòng)：側(cè)向運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，左右擺動(dòng)烴鏈的長(zhǎng)度及飽和度、膽固醇膜蛋白的運(yùn)動(dòng)：擴(kuò)散和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

14精選課件ppt細(xì)胞膜的特性細(xì)胞膜的特性：不對(duì)稱性和流動(dòng)性14精選課件ppt細(xì)胞膜脂的不對(duì)稱性15精選課件ppt細(xì)胞膜15精選課件ppt16精選課件ppt16精選課件ppt17精選課件ppt17精選課件ppt膜蛋白的流動(dòng)性18精選課件ppt膜蛋白的流動(dòng)性18精選課件ppt結(jié)構(gòu)模型J.Danielli和H．Davson（1935）:片層結(jié)構(gòu)模型，“蛋白質(zhì)-脂類-蛋白質(zhì)”三夾板質(zhì)膜結(jié)構(gòu)模型

J.D.Robertson（1959年）：?jiǎn)挝荒つＰ?unitmembranemodel)

S.J.Singer和G.Nicolson（1972）：生物膜的液態(tài)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)

19精選課件ppt結(jié)構(gòu)模型J.Danielli和H．Davson（1935）細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型

1972年，Singer，液態(tài)鑲嵌模型：生物膜是一種流動(dòng)的嵌有蛋白的脂類雙分子層結(jié)構(gòu)。磷脂雙分子構(gòu)成生物膜的基本骨架，蛋白質(zhì)分子以不同的方式鑲嵌或連結(jié)于脂雙層上；膜的兩側(cè)是不對(duì)稱的，膜脂和膜蛋白具有一定的流動(dòng)性。20精選課件ppt細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型1972年，21精選課件ppt21精選課件ppt細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸

物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸是細(xì)胞維持正常生命活動(dòng)的基礎(chǔ)之一。包括小分子和離子的穿膜運(yùn)輸及大分子和顆粒物質(zhì)的膜泡運(yùn)輸（胞吞和胞吐作用）。（一）跨膜運(yùn)輸

(二）膜泡運(yùn)輸

22精選課件ppt細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸是細(xì)胞跨膜運(yùn)輸

1、被動(dòng)運(yùn)輸類型：簡(jiǎn)單擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散

2、主動(dòng)運(yùn)輸

類型：

ATP直接提供能量、ATP間接提供能量

23精選課件ppt跨膜運(yùn)輸1、被動(dòng)運(yùn)輸23精選課件ppt被動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)物質(zhì)由高濃度向低濃度一側(cè)的跨膜運(yùn)輸，轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力來自物質(zhì)的濃度梯度，不需要細(xì)胞提供代謝能量。

24精選課件ppt被動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)物質(zhì)由高濃度向低濃度一側(cè)的跨膜運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)

物質(zhì)運(yùn)輸是逆濃度梯度方向，需要消耗能量，能量可以直接來自ATP或來自離子電化學(xué)梯度，需要膜上特異性載體蛋白。

25精選課件ppt主動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn)物質(zhì)運(yùn)輸是逆濃度梯度方向，需要消耗能量被動(dòng)運(yùn)輸

1）簡(jiǎn)單擴(kuò)散物質(zhì)由高濃度向低濃度一側(cè)的跨膜運(yùn)輸，轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力來自物質(zhì)的濃度梯度，不需要細(xì)胞提供代謝能量，不需要專一的膜蛋白分子協(xié)助。2）協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散、幫助擴(kuò)散）物質(zhì)由高濃度向低濃度一側(cè)的跨膜運(yùn)輸，轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力來自物質(zhì)的濃度梯度，不需要細(xì)胞提供代謝能量，但需要細(xì)胞膜上的跨膜蛋白分子協(xié)助。協(xié)助擴(kuò)散的速率僅在一定范圍內(nèi)同物質(zhì)的濃度差成正比。

26精選課件ppt被動(dòng)運(yùn)輸1）簡(jiǎn)單擴(kuò)散26精選課件ppt27精選課件ppt27精選課件ppt28精選課件ppt28精選課件ppt協(xié)助擴(kuò)散——膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

載體蛋白——通透酶性質(zhì)；介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸。通道蛋白——具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)速率高；只介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸；不持續(xù)開放。29精選課件ppt協(xié)助擴(kuò)散——膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白載體蛋白——通透酶性質(zhì)；介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸載體蛋白介導(dǎo)葡萄糖的易化擴(kuò)散大多數(shù)細(xì)胞，包括紅細(xì)胞，細(xì)胞外的葡萄糖濃度總是高于細(xì)胞內(nèi)，因此易化擴(kuò)散蛋白對(duì)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)方向是從胞外到胞內(nèi)，一旦葡萄糖被細(xì)胞吸收很快被代謝，因而胞內(nèi)葡萄糖濃度始終低于胞外，葡萄糖不斷用這種方式吸收入細(xì)胞內(nèi)。注意：葡萄糖的運(yùn)輸方式并不總是以易化擴(kuò)散的方式被動(dòng)運(yùn)輸，也可進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸：如在小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖時(shí)是葡萄糖—Na+同向協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的主動(dòng)運(yùn)輸。30精選課件ppt載體蛋白介導(dǎo)葡萄糖的易化擴(kuò)散大多數(shù)細(xì)胞通道蛋白類型電壓門離子通道配體門離子通道壓力激活離子通道31精選課件ppt通道蛋白類型電壓門離子通道31精選課件ppt32精選課件ppt32精選課件ppt33精選課件ppt33精選課件ppt34精選課件ppt34精選課件ppt35精選課件ppt35精選課件ppt36精選課件ppt36精選課件ppt37精選課件ppt37精選課件ppt主動(dòng)運(yùn)輸

1、ATP直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸——Na+-K+泵，又稱Na+-K+ATP酶、鈣泵、質(zhì)子泵。2、協(xié)同運(yùn)輸由Na+-K+泵（或H+-泵）與載體蛋白協(xié)同作用，靠間接消耗ATP所完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式，包括同向協(xié)同運(yùn)輸（葡萄糖協(xié)同運(yùn)輸）、逆向協(xié)同運(yùn)輸。

38精選課件ppt主動(dòng)運(yùn)輸1、ATP直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸——Na+-K+泵39精選課件ppt39精選課件pptNa+-K+泵結(jié)構(gòu)40精選課件pptNa+-K+泵結(jié)構(gòu)40精選課件pptNa+-K+泵機(jī)制41精選課件pptNa+-K+泵機(jī)制41精選課件ppt同向協(xié)同運(yùn)輸——共運(yùn)輸

共運(yùn)輸（symport）：方向相同，如小腸上皮和腎小管上皮細(xì)胞吸收葡萄糖或氨基酸等有機(jī)物，就伴隨Na+從細(xì)胞外流入細(xì)胞內(nèi)。再如某些細(xì)菌中，乳糖的吸收伴隨H+從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞。42精選課件ppt同向協(xié)同運(yùn)輸——共運(yùn)輸共運(yùn)輸（symport）：協(xié)同運(yùn)輸機(jī)制43精選課件ppt協(xié)同運(yùn)輸機(jī)制43精選課件ppt逆向協(xié)同運(yùn)輸常見的有Na+-Ca2+和Na+-H+交換載體。

從以上Na+、Ca2+還有葡萄糖的運(yùn)輸可以看出，細(xì)胞內(nèi)外Na+可以通過Na+-K+泵進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸，也可順濃度梯度被動(dòng)運(yùn)輸；Ca2+可以通過鈣泵及Na+-Ca2+交換載體進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸外，還可以通過鈣離子通道進(jìn)行被動(dòng)運(yùn)輸。44精選課件ppt逆向協(xié)同運(yùn)輸常見的有Na+-Ca2+和Na+-H+交換載體。45精選課件ppt45精選課件ppt膜泡運(yùn)輸——

胞吞作用與胞吐作用作用：完成大分子與顆粒性物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、多核苷酸、多糖等）的跨膜運(yùn)輸，又稱膜泡運(yùn)輸或批量運(yùn)輸，屬于主動(dòng)運(yùn)輸。

46精選課件ppt膜泡運(yùn)輸——

胞吞作用與胞吐作用作用：完成大分子與顆粒性物質(zhì)胞吞作用

胞吞作用通過細(xì)胞膜內(nèi)陷形成囊泡，即胞吞泡，將外界物質(zhì)裹進(jìn)并輸入細(xì)胞的過程。根據(jù)胞吞泡的大小和胞吞物質(zhì)，可分為兩種類型：胞飲作用與吞噬作用。

47精選課件ppt胞吞作用胞吞作用通過細(xì)胞膜內(nèi)陷形成囊泡，即胞吞泡胞飲作用48精選課件ppt胞飲作用48精選課件ppt吞噬作用49精選課件ppt吞噬作用49精選課件ppt受體介導(dǎo)的胞吞作用50精選課件ppt受體介導(dǎo)的胞吞作用50精選課件ppt51精選課件ppt51精選課件ppt胞吐作用

與胞吞作用相反，細(xì)胞內(nèi)某些合成的產(chǎn)物和代謝廢物由膜包圍形成小囊泡，從細(xì)胞內(nèi)部逐步移至細(xì)胞表面，小囊泡的膜與質(zhì)膜融合，將物質(zhì)排出細(xì)胞之外，這個(gè)過程為胞吐作用。52精選課件ppt胞吐作用與胞吞作用相反，細(xì)胞內(nèi)某些合成的產(chǎn)物和代謝