细胞的基本功能优质PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,细胞的基本功能,一、细胞膜的分子结构,液态镶嵌模型,(,fluid mosaic model,)学说,以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有,不同结构和功能的蛋白质,1.,脂质双分子层,:,磷脂、胆固醇等双嗜分子构,成基架,体温条件下具有流动性,2.,蛋白质,:表面蛋白20-30%(如:RBC骨架蛋白),整合蛋白70-80%(载体、通道、离,子泵、受体等),3.,糖类,:与脂质或蛋白结合生成,糖蛋白,或,糖脂,作为抗原决定簇、受体可识别部分,二、跨膜物质转运,跨膜转运,transmembrane transport,体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。,转运方式:,单纯扩散,被动转运,易化扩散,原发性主动转运,主动转运,继发性主动转运,膜泡运输,出胞,入胞,膜,蛋,白,介,导,(一)单纯扩散,Simple diffusion,1,.,概念,：脂溶性,（非极性）物质,和,少数不带电荷的,极性,小分子物质,从高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜扩散。,2,.,扩散的速度取决于其在膜两侧的,浓度差,和膜对其,通透性,(脂溶性,分子量,带电状况),。,3,.,单纯扩散物质,：,O,2,、CO,2,、N,2,、类固醇激素,乙醇、尿素、甘油、水等。,4,.较大的极性分子，如葡萄糖、氨基酸,难,以此,种方式直接通过质膜；,各种离子，尽管直径很小，但不通透，,如Na,+,、K,+,。,(二)易化扩散,在膜蛋白的帮助（介导）下，,非脂溶性,小分子,物质或带电离子,顺,浓度梯度和（或）,电位梯度进行的跨膜转运。,经载体易化扩散,经通道易化扩散,1.经载体易化扩散,Facilitated diffusion,via carrier,载体:,又称,转运体,，是介导小分子物质或,离子跨膜转运的一类膜蛋白。,经载体易化扩散,：,水溶性小分子物质或离子,在载体蛋白介导下，,顺,浓度梯度,和,(或),电位梯度,进行的被动跨膜转运,。,经载体易化扩散的特点：,结构特异性,:,载体分子上有底物的结合位点,只转运一种或几种物质。,“,结合,-,构象变化,-,解离,”,饱和现象,saturation：,因,载体的数量及载体结合位点的数量有限,当底物浓度达到一定数值时，转运速度,不,再随底物浓度的增加而继续增大，此时转,运速度达最大值最大转运能力。,竞争性抑制competition inhibition:,当两种结构相似的物质能被,同一载体转运,则亲和力,或,浓度较低者转运被抑制。,转运体,transporter：,单转运体,，如转运葡萄糖的载体。,同向转运体,，如Na,+,-葡萄糖同向转运体。,反向转运体或交换体,，如Na,+,-H,+,交换体。,2,.经通道易化扩散,经通道易化扩散,Facilitated diffusion,via channel,带电离子,在通道蛋白,（离子通道）,的介导下，顺电化学梯度进行的跨膜转运。,离子通道,：一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性,孔道的膜蛋白。,离子通道的基本特征,：,离子选择性：,每种通道,只对一种或几种离子有较高通透性,Na,+,Ch、K,+,Ch、Cl,-,Ch等。,门控性：通道蛋白分子内有一些,可移动,的,结构或化学基团，在通道内起“,闸门,”作用，,控制通道的开闭。,依门控性将通道分类：,电压门控通道,Voltage-gated channel,化学门控通道,Chemical-gated channel,机械门控通道,Mechanical-gated channel,非,门控通道,Non-gated channel,少数通道始终是持续开放的。,如:神经纤维上的钾漏通道;,缝隙连接通道。,电压门控通道,离子通道的门控特性,机械门控通道,化学门控通道,机械门控通道,经通道易化扩散的特点,：,转运速率,比载体,快,，10,6,-10,8,/s,无饱和现象，,无竞争性抑制,通道有不同的功能状态,通道蛋白状态,：静息、激活、失活,静息,激活,失活,(三),主动转运,active transport,物质在膜蛋白的帮助下，逆浓度梯度和(或)电位梯度,进行的物质跨膜转运过程。,原发性主动转运,Primary active,transport,继发性主动转运,(,又简称联合转运,),secondary active transport,耗能,1.原发性主动转运,Primary active transport,细胞膜上的,离子泵,(,ion pump,)直接利用,分解ATP产生的,能量,将离子,逆浓度梯度和,(或)电位梯度,进行的跨膜转运过程。,离子泵本质是ATP酶。,离子泵：Na,+,-K,+,泵，Ca,2+,泵，质子泵（H,+,）,3Na,+,(移出胞外),:,2K,+,(移入胞内),生电性钠泵,（1）,Na,+,-K,+,泵,sodium-potassium pump,1）钠泵,Na,+,-K,+,-ATP酶,Na,+,-K,+,依赖式ATP酶，,主要分布在质膜上,Na,+,-K,+,-ATPase,+,A.,转运周期10ms；,B.,转运结果,:,细胞内K,+,约为细胞外30倍，,细胞外Na,+,约为胞质内的10倍。,细胞内Na,+,激活钠泵,细胞外 K,+,2,),钠泵活动的生理意义,：,细胞内高K,+,：,胞内代谢反应所必需，如核糖,体合成蛋白质就需要高,K,+,环境；,维持胞质渗透压,和,细胞容积的相对稳定；,膜内外K,+,、Na,+,浓度差：RP、AP产生基础;,生电性效应,可,影响膜电位；,建立Na,+,的跨膜浓度梯度，为继发主动转运,提供势能储备。,3),钠泵特异抑制剂,：哇巴因ouabain,。,（2）Ca,2+,泵(Ca,2+,-ATP酶)：,主要分布于质膜、内质网或肌质网膜上。,钙泵活动造成胞内低钙。,（3）质子泵,H,+,-K,+,-ATP,酶,分布于胃腺壁细胞和肾小管闰细胞膜上，,主要功能是分泌,H,+,。,H,+,-ATP,酶,分布于各种细胞器膜上，,以维持胞质的中性和细胞器内酸性。,2.继发性主动转运(又称联合转运),secondary active transport,细胞膜,利用,原发性主动转运形成的某些,离子的浓度梯度(即驱动力),而进行的另外一种物质,逆,浓度和(或)电位梯度的跨膜转运。,间接利用ATP能量,。,如：小肠黏膜上皮细胞和肾小管上皮细胞,吸收,GS,、,AA,。,肠黏膜上皮细胞对,GS,的继发性主动转运,肠黏膜上皮细胞,顶端膜,侧发生,Na,+,-GS,同向转运，,GS经,基底侧膜上,另一种GS载体易化扩散入组织液。,肾小管上皮细胞对,GS,的重吸收,基底侧膜,钠泵活动,Na,+,浓度势能差,管腔膜,Na,+,-GS,同向转运体,GS,再,易化扩散,入血,在绝大多数情况下，溶质,跨质膜,转运的,动力来自,Na,+,泵建立起的,Na,+,的跨膜浓度梯,度；,溶质,跨细胞器膜,的转运的动力来自,质子泵(,H,+,-ATP酶,),建立起的H,+,的跨膜浓度,梯度。,(四)膜泡运输 vesicular transport,大分子和颗粒物质，如,药物,的排出，,激素,的分泌，细胞,碎片,的排出等不直接穿过细胞膜，由膜包围形成囊泡，通过膜包裹、膜融合、膜离断等一系列过程完成的转运。,由于转运物质量大，,又称批量运输。,需要多种蛋白质参与，伴有细胞膜面积的改变,包括,出胞和入胞,两种形式,耗能，主动过程,1.出胞,exocytosis,指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。,激素分泌、粘液和酶原的分泌、神经递质的释放等,出胞过程,粗面内质网核糖体上合成,转移到高尔基体修饰，,分泌囊泡,移向细胞膜内侧,融合、破裂，分泌,2.入胞 Endocytosis,细胞外的,大分子物质或物质团块,，被细胞膜包裹后以囊泡的形式进入细胞的过程。,例如：白细胞吞噬,细菌、异物,等。,两种形式,吞噬 phagocytosis：,被转运物以固态形式进入细胞。,仅见于单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞,吞饮 pinocytosis:,被转运物以液态形式进入细胞。,是多数大分子物质进入细胞的唯一途径。,液相入胞：溶质及细胞外液一同进入细胞。,受体介导入胞：被转运物与特异受体结合，,选择性进入细胞。,受体介导式入胞过程,receptor mediated endocytosis,运铁蛋白、,低密度脂蛋白,、VB,12,转运蛋白、多种生长因子、胰岛素等蛋白类激素和糖蛋白即以受体介导入胞的方式入胞。,某些人由于缺乏低密度脂蛋白(,LDL,)受体，使LDL不能被正常利用，血浆中LDL(含胆固醇)浓度，导致高胆固醇血症、动脉粥样硬化。,