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Chapter21 生物膜与物质运送Membrane & Transportationn 生物膜具有保护、转运、能量转换、信息传递、运动和免疫等生物功能。n 细胞或细胞器需要经常与外界进行物质交换以维持其正常的功能。n 细胞或细胞器通过生物膜,从膜外选择性地吸收所需要的养料,同时也要排出不需要的物质。n 在各种物质跨膜转运过程中,细胞膜起着重要的调控作用。生物膜的功能生物膜的功能转运功能转运功能一、被动运送与主动运送根据物质运送自由能变化的情况分:(一) 被动运输 ( passive transport) 即 顺 浓度梯度的方向跨膜运送的过程。特点是:物质的运送速率即依赖于膜两侧运送物质的浓度差,又与被运送物质的分子大小、电荷和在脂双层中的溶解性有关。不需供能,自发进行(自由能减少,熵增加)。(二)主动运送 ( active transport) 即逆浓度梯度(或电荷梯度或电化学梯度)的方向跨膜运送的过程。特点是 ( 1) 专一性 (膜转运蛋白 );( 2)运送速度可以达到饱和状态;( 3)方向性;( 4)选择性抑制。需要供给能量,不能自发进行(自由能增加,熵减少) 。转运通道载体蛋白 和 通道蛋白二、小分子物质的运送运送蛋白;单向运送和 协同运送 (同向运送和反向运送)小分子运送主要通过运送蛋白体系来实现:(一) “Na+K+ 泵 ”与 “Na+, K+ATP 酶 ”是一个四聚体膜蛋白,乌本苷是特异性抑制剂。(二) “Ca+泵 ”与 “Ca+ATP 酶 ”是一个四聚体膜。其活性受钙调蛋白影响,因此调蛋白可刺激细胞对 Ca+的 吸收。运送蛋白;单向运送和 协同运送 (同向运送和反向运送)(三)阴离子的运送、糖和氨基酸的运送、基团运送(自学 53页)(四) ATP/ADP交换体(线粒体膜上)是一个分子量为 30000的多肽,在膜上是以二聚体的形式存在 “ 两态闸门 孔道机制假说 ”ATP/ADP交换体易于向外运输 ATP,向内运输 ADP。三、生物大分子的跨膜运送( 55页) (一)胞吐作用 ( endocytosis)囊泡的形成与 细胞膜融合释放外排物质(二)胞吞作用 ( exocytosis)摄入大分子物质细胞膜内陷囊泡的形成作用 :完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输,又称膜泡运输 或批量运输( bulk transport)。 属于主动运输。质膜 代谢的一种重要方式(三)蛋白质的跨膜运送1、分泌蛋白质通过内质网膜的运送 信号肽假说2、线粒体蛋
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