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1、 细胞膜的物质转运功能 一、细胞膜的基本结构 脂质双脂质双 分子层分子层 球形蛋白质球形蛋白质 纤维状蛋白质纤维状蛋白质 亲水性基亲水性基 团团 疏水性基团疏水性基团 细胞膜：包被在细胞外层的一层薄膜，又称质膜（plasma membrane）。1972年：S.J.Singer和G.Nicolson提出了“液态镶嵌模型”。液态镶嵌模型 脂质 蛋白质 糖类（极少）表面蛋白 整合蛋白 磷脂 （70%）胆固醇（30%）糖脂 （少量）亲水的磷酸、碱基、羟基朝向膜的内表面和外表面 磷脂、胆固醇（两亲性分子）疏水的脂肪酸烃链朝向膜的中央（一）脂质双分子层 胆固醇 糖脂 磷脂（二）细胞膜的蛋白 1.表面蛋白
2、(peripheral protein)(约占30%)分布在脂质双分子层的内、外侧表面（主要在内侧）。如：细胞骨架蛋白，酶蛋白等 2.整合蛋白(integral protein)(约占70%)以肽链一次或多次穿越脂质双分子层为特征。如：绝大多数受体、载体、通道、离子泵等功能蛋白 细胞膜的主要功能是通过膜蛋白来实现的。（三）细胞膜的糖类 以共价键的形式与膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂（glycolipid)或糖蛋白（glycoprotein）。全部分布于质膜的外表面；功能：作为它们所在细胞或它们所结合的蛋白质的特异性的“标志”。例如：抗原决定簇（ABO血型抗原）二、细胞膜的物质转运功能 概念：物质
3、分子从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。是一种简单的物理现象，扩散方向和速度取决于物质在膜 两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。转运特点：顺浓度梯度；不耗能；不需膜蛋白帮助。（一）单纯扩散(simple diffusion)转运的物质：O2、CO2、N2、乙醇、尿素等脂溶性小分子物质（二）易化扩散(facilitated diffusion)概念：不溶于脂质或脂溶性很小的物质，在膜蛋白的帮助下，由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧的跨膜转运。转运特点：顺浓度或电位梯度；不耗能；必须借助膜蛋白的帮助。分类：经载体的易化扩散，经通道的易化扩散。二、细胞膜的物质转运功能 转运过程：在高浓度一侧，
4、载体蛋白与某物质结合蛋白构型改变转运至低浓度一侧，蛋白与物质分离两侧平衡。1、经载体的易化扩散 结合-构像变化-解离 转运特点：饱和现象 结构特异性 竞争性抑制 转运的物质：小分子水溶性物质，如：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等 转运过程：Na+、K+、Ca2+、Cl等带电离子，在通道蛋白的帮助下进行 的顺浓度梯度或电位梯度的跨膜转运。2、经通道易化扩散 转运特点：转运速度快 离子选择性 门控特性 通道类型：化学门控、电压门控、机械门控 转运的物质：各种带电离子 通道异化扩散的转运速度快，无饱和现象。转运速度：经通道易化扩散每秒108109个离子，经载体易化扩散每秒102105个分子。通道与载
5、体之间最重要的区别 两种易化扩散对比（三）主动转运(active transport)概念：物质逆浓度差、逆电位差，在膜蛋白的帮助下进行跨膜 转运的过程。转运特点：逆浓度差/电位差；耗能，能量来自细胞的代谢活动;需要特殊的膜蛋白帮助。分类：原发性主动转运，继发性主动转运。二、细胞膜的物质转运功能 1、原发性主动转运 概念：细胞直接利用ATP分解提供的能量，在离子泵的帮助下，逆浓度 梯度或逆电位梯度进行跨膜转运的过程。离子泵的种类：以它转运的物质而命名 如：转运Na+和K+的钠-钾泵，转运Ca2+的钙泵 钠-钾泵 具有ATP酶的活性：将ATPADP并释放大量的能量；双向转运Na+、K+：每分解一
6、个ATP分子3个Na+出胞，2个K+入胞细 胞内高钾和细胞外高钠的分布 钠-钾泵本质：Na+-K+依赖式ATP酶 钠-钾泵特点：胞内Na+或胞外K+可触发钠泵活动；Na+泵出和K+泵入耦联。造成的细胞内高K+是胞质内许多代谢反应所必须的，如核糖体的合成等；维持细胞正常形态；保持Na+、K+在细胞内外的浓度梯度，这是一些重要生理功能的基础，如：生物电产生的基础；建立Na+浓度势能储备，是继发性主动转运的能量来源。钠-钾泵的生理意义 2、继发性主动转运 概念：利用钠泵活动建立的Na+浓度差，Na+顺浓度差跨膜转运时释放 的势能，可用于其他物质逆浓度差的跨膜转运。这种间接利用 ATP能量，借助于转运
7、体完成的主动转运过程称为继发性主动 转运。分类：同向转运 与Na+转运方向相同；反向转运 与Na+转运方向相反。转运物质：营养物质，如葡萄糖、氨基酸；离子，如Na+-H+交换、Na+-2Cl-K+同向转运（四）出胞和入胞 概念：大分子物质或团块状物质借助细胞膜“运动”的跨膜转运方式。1、出胞：大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。主要见于细胞的分泌活动，如激素、神经递质、消化液的分泌。二、细胞膜的物质转运功能 2、入胞：某些物质团块借助于与细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细 胞内的过程。分类 吞噬(phagocytosis)：固体物质 吞饮(pinocytosis)：液体物质 吞噬 吞饮 谢 谢 大 家 参考资料与致谢 1、人体解剖生理学.Sylvia Mader主编.高等教育出版社，2003 年版 2、人体及动物生理学.王玢，左明雪主编.高等教育出版社，2002年版 3、大学生理学.朱妙章主编.高等教育出版社，2002年版 4、人体解剖学彩色图谱.柏树令等主编.上海科学技术出版社，2004年 5、人体解剖生理学（第四版）.龚茜玲主编.人民卫生出版社，2006年版 6、生理学（英文原版教材）.（英）麦乔（McGeown，J.G)著,北京大学医学 出 版社,2004年版 7、注：部分图片和动画来自网络，出处不能一 一列出，感谢原作者！