第5章之(3)细胞膜的物质运输

膜的通透性——细胞膜允许或阻止一定物质穿越的性能

(permeability)特点：选择性(selectivity)第五节细胞膜与物质的跨膜转运按机制分类：穿膜运输

小分子与离子膜泡运输

大分子与颗粒物质O2,CO2,N2尿素,H2O葡萄糖,氨基酸H+,Na+,

Ca2+小分子和离子穿膜取决于膜结构属性及分子或离子自身特性：①脂溶性越强的分子越容易穿膜；非极性物质脂溶性强，易穿膜，如O2，CO2，N2，苯；

但H2O例外②分子量越小越容易穿膜；③带电荷的离子不能或很难穿膜。离子脂溶性弱，且带有水化膜，增大了它的有效体积。一、穿膜运输许多营养分子由于分子较大和极性较强而不能穿膜。（一）小分子和离子的穿膜机制膜脂：双分子层膜蛋白：镶嵌或附着（二）膜转运蛋白及转运方向

根据运输机制不同，将膜转运蛋白分为两类：载体蛋白(carrierprotein)：通过蛋白质发生可逆的构象变化进行物质运输；通道蛋白(channelprotein)：在蛋白质中心形成一个亲水性的通道，使特定溶质穿越。根据膜转运蛋白转运物质方向不同，分为两种运输方式：被转运的物质借助于膜转运蛋白，顺着浓度梯度或电化学梯度穿越细胞膜，且不需要消耗细胞代谢能,这种运输方式称…。被转运的物质借助于膜转运蛋白，逆着浓度梯度或电化学梯度穿越细胞膜，且需要消耗细胞代谢能，这种运输方式称…。载体蛋白既参与主动运输又参与被动运输；通道蛋白只参与被动运输。(passivetransport)(activetransport)高浓度低浓度电化学梯度（三）小分子和离子的穿膜运输方式1.简单扩散（simplediffusion）——

不消耗细胞代谢能，不依靠专一的膜蛋白分子而使物质顺浓度梯度从膜的一侧转运到另一侧的运输方式。如…高浓度低浓度电化学梯度脂双分子层载体蛋白

2.易化扩散（facilitateddiffusion）——借助于载体蛋白的，不消耗细胞代谢能，顺浓度梯度转运物质的方式称…。如葡萄糖、氨基酸等。离子通道扩散的特点：转运速度快；特异性强；间断开放，由“闸门”控制；顺电化学梯度，不耗能。通道蛋白的类型：电压门控通道(voltagegatedchannel)

配体门控通道(ligandgatedchannel)

机械门控通道(mechanicalgatedchannel)

3.离子通道扩散高浓度低浓度通道蛋白配体配体门控通道示意图①化学本质：Na+-K+ATP酶∴兼有载体蛋白和酶的双重功能②化学组成：Na+-K+ATP酶大亚基：小亚基：跨膜脂蛋白（酶的催化部位）内侧：Na+、ATP的结合部位外侧：K+、乌本箭毒苷的结合部位膜外半嵌入的糖蛋白，作用不详。——钠钾泵(Na+-K+pump)4.离子泵大亚基小亚基细胞质钾离子浓度梯度(30倍)钠离子浓度梯度(13倍)钾离子钠离子乌本箭毒苷K+或乌本箭毒苷结合部位Na+结合部位Na++细胞内浓度梯度浓度梯度大亚基大亚基小亚基Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+K+Na+Na+Na+PiNa+K+小亚基大亚基大亚基K+ATPADP+Pi钠结合部位K+Pi大亚基大亚基小亚基钾结合部位③运输过程：Na+K+细胞外Na+Na+PNa+PPK+PK+K+

(1)Na+在膜内侧结合到Na+结合位点,促进ATP分子的水解;(2)泵磷酸化，导致蛋白构型改变;(3)Na+结合部位转向膜外,Na+释放到膜外，同时K+结合位点朝向细胞表面；(4)K+与其结合位点结合后,刺激泵脱磷酸化,并导致蛋白的构型再次变化，K+结合位点朝向胞质面;(5)泵与K+亲和力下降,释放K+,蛋白复构，并与Na+亲和力上升,开始下一轮运输过程。④工作效率:1个Na+-K+ATP酶分子每秒钟可水解100个ATP分子；每水解1个ATP分子所释放的能量可泵出3个Na+，同时泵入2个K+。⑤生理意义:A、维持细胞内外钠、钾离子的浓度梯度；B、维持膜电位；C、调节细胞内外渗透压；D、为细胞主动运输葡萄糖、氨基酸等提供驱动力。

是由Na+-K+泵与载体蛋白协同作用，间接消耗ATP所完成的葡萄糖的主动运输方式。

5.伴随运输——钠离子浓度驱动葡萄糖的主动运输此运输过程由两种载体蛋白协同完成：②葡萄糖特异性载体蛋白①钠钾泵——将Na+泵出细胞，造成胞内外的Na+浓度梯度。——利用Na+势能驱动，结合葡萄糖，使之与Na+

相伴进入细胞。膜泡运输胞吞作用胞饮作用吞噬作用受体介导的胞吞作用膜泡运输:大分子或颗粒物质不能穿越细胞膜,它们是通过一些膜囊泡有顺序地形成和融合来完成物质转运的，故称为…。（P91）(此过程耗能）二、膜泡运输条件性分泌结构性分泌胞吐作用胞吐作用吞噬作用胞饮作用吞噬体胞饮体（一）胞吞作用细胞表面发生内陷，由细胞膜将胞外大分子或颗粒物质包围成小泡，脱离细胞膜进入细胞内的运输过程。（P91）1.吞噬作用(phagocytosis)※是指细胞内吞较大的固体颗粒或分子复合物的过程，如细菌、细胞碎片、无机尘粒等。※吞噬作用形成的囊泡称吞噬体（phagosome)。定义：※是原生动物获取营养的重要方式。※在高等动物和人类是机体免疫系统的重要功能。(endocytosis)2.胞饮作用(pinocytosis)※是指细胞内吞大分子溶液物质或极微小颗粒的活动。※胞饮形成的囊泡称胞饮体(pinosome)。※大多数细胞具有胞饮作用。3.受体介导的胞吞作用(receptormediatedendocytosis)定义：大分子与质膜上特异性受体相识别并结合，然后内陷成有被小窝，继之形成有被小泡，完成物质传送，这种胞吞方式称…。A.特异性强，可大大提高内吞效率；B.内吞过程中形成一类特殊的膜囊泡——有被小泡

(coatedvesicle)。特点：重链轻链钩状末端装配的中间物三腿蛋白复合体衣被的组成与结构：

网格蛋白(clathrin)(√)；短肽(shortpeptide)结构：网格蛋白分子3×＋短肽3×三腿蛋白复合体

(triskelion)五（六）角形篮网状结构（衣被）（重链）（轻链）组成：×36LDL颗粒（低密度脂蛋白）LDL受体有被小窝有被小泡内吞去被无被小泡胞内体融合受体与LDL颗粒分开含受体部分受体再循环含LDL颗粒部分

内体性溶酶体融合吞噬性溶酶体游离胆固醇释出实例：细胞对胆固醇的摄取(二)胞吐作用定义：细胞内某些物质由膜包围成小泡从细胞内部逐步移到质膜下方，与质膜融合，把物质排到细胞外的运输过程。(P94)(exocytosis)两种形式：以分泌蛋白为例，其胞吐作用有两种形式结构性分泌核糖体内质网腔转运囊泡高尔基复合体分泌囊泡细胞