细胞膜物质跨膜运输.ppt

第四章第四章 细胞膜及物质的跨膜运输细胞膜及物质的跨膜运输membraneandmembranetransport1可编辑版细胞膜细胞膜（cellmembrane）：）：20世纪世纪50年代后期，年代后期，Duck大学的大学的Robertson首次在电子显微镜下观察到细首次在电子显微镜下观察到细胞质膜的胞质膜的3层结构。是包围在细胞质外周的一层界膜，层结构。是包围在细胞质外周的一层界膜，又称质膜。又称质膜。2可编辑版生物膜生物膜：细胞质膜和细胞内膜统称为生物膜。：细胞质膜和细胞内膜统称为生物膜。单位膜单位膜（unit membrane）：电镜下，生物膜呈）：电镜下，生物膜呈现的现的“暗暗-明明-暗暗”的三层结构，叫单位膜的三层结构，叫单位膜 3可编辑版细胞内膜系统细胞内膜系统：真核细胞内，除了质膜外，在结构、真核细胞内，除了质膜外，在结构、功能以及发生上具有功能以及发生上具有 一定联系的膜性结构的总称。一定联系的膜性结构的总称。4可编辑版线粒体、叶绿体不属于内膜系统线粒体、叶绿体不属于内膜系统 1.含有自身含有自身DNA,功能活动和装配受到核功能活动和装配受到核DNA和自和自 身身DNA的共同调控，而内膜系统则不含的共同调控，而内膜系统则不含DNA,功能功能 活动和装配完全受核活动和装配完全受核DNA的控制；的控制；2.各种内膜之间可通过出芽和融合的方式进行交各种内膜之间可通过出芽和融合的方式进行交 流，而线粒体和叶绿体不参加这种方式的交流。流，而线粒体和叶绿体不参加这种方式的交流。5可编辑版第一节第一节 生物膜的化学组成和分子结构生物膜的化学组成和分子结构Chemical composition and molecular structure of membrane第二节第二节物质的跨膜运输物质的跨膜运输membrane transport第三节第三节 质膜的特化结构和功能质膜的特化结构和功能Special structures and their function on membrane6可编辑版一一胞膜的化学组成胞膜的化学组成（一）（一）膜脂膜脂：生物膜上的脂类统称膜脂。：生物膜上的脂类统称膜脂。包括：包括：磷脂、胆固醇和糖脂。磷脂、胆固醇和糖脂。是是兼性分子。兼性分子。即它们有一个即它们有一个亲水的极性头亲水的极性头部部和一个疏和一个疏水水的非极性尾部的非极性尾部组成。组成。7可编辑版8可编辑版9可编辑版1 1 磷脂：磷脂：是最重要的脂类是最重要的脂类 10可编辑版磷脂酰碱基磷脂酰碱基11可编辑版2 胆固醇：胆固醇：羟基极性羟基极性 头部头部甾环甾环烃链烃链12可编辑版胆固醇胆固醇cholesterol13可编辑版14可编辑版 3 糖脂：糖脂：头部是糖基，尾部是烃链。头部是糖基，尾部是烃链。半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂神经节苷脂神经节苷脂15可编辑版是含有一个或几个糖基的脂类，不同糖脂分子中的糖基数量不同，且均位于膜的外侧，并将糖基暴露于细胞表面。作用：可作为受体，与细胞识别及信息传导有关16可编辑版（二）膜蛋白（二）膜蛋白：2 2 镶嵌蛋白或内在蛋白：镶嵌蛋白或内在蛋白：70%-80%70%-80%与膜结合紧密，用去垢剂使膜崩解后才可分与膜结合紧密，用去垢剂使膜崩解后才可分离。是膜功能的主要承担者。离。是膜功能的主要承担者。1 1 外周蛋白或外在蛋白外周蛋白或外在蛋白：20%-30%，表面，水，表面，水溶性，通过非共价键与膜内在蛋白亲水部相连。溶性，通过非共价键与膜内在蛋白亲水部相连。17可编辑版1.A single a helix 2.Multiple a helice3.b barrel 4.Via amphipathic a helix5.Via a covalently-linked lipid 6.Via an oligosaccharidelinker to Ptdinst7,8.Noncovalent association with other membrane proteinsIntegral membrane proteins vs peripheral membrane proteins18可编辑版19可编辑版（三）、（三）、膜糖类膜糖类主要有主要有7 7种，半乳糖、甘露糖、岩藻糖、半乳糖胺、葡萄种，半乳糖、甘露糖、岩藻糖、半乳糖胺、葡萄糖、葡萄糖氨、唾液酸。以糖脂或糖蛋白的形式出现，糖、葡萄糖氨、唾液酸。以糖脂或糖蛋白的形式出现，位于位于非细胞质侧非细胞质侧。20可编辑版v二、二、Characters of membraneCharacters of membrane 生物膜的流动性生物膜的流动性 生物膜的不对称性生物膜的不对称性21可编辑版（一）生物膜的流动性（一）生物膜的流动性（fluidityfluidity）1、膜脂分子的运动（流动性）：、膜脂分子的运动（流动性）：2、膜蛋白的分子运动、膜蛋白的分子运动（1）膜的侧向运动：）膜的侧向运动：人、鼠细胞融合实验人、鼠细胞融合实验（2）膜蛋白流动的区域性）膜蛋白流动的区域性（3）胆固醇对膜流动性的作用：）胆固醇对膜流动性的作用：22可编辑版运动方式：运动方式：1、膜脂分子的、膜脂分子的运动运动（流动性）：（流动性）：侧向运动侧向运动旋转运动旋转运动左右摆动左右摆动翻转运动翻转运动23可编辑版2 2、膜蛋白的、膜蛋白的分子运动分子运动（1 1）膜的侧向膜的侧向运动：运动：人、鼠人、鼠细胞融合实验细胞融合实验24可编辑版（2）膜蛋白流动的区域性）膜蛋白流动的区域性25可编辑版（3）胆固醇对膜流动性的作用：）胆固醇对膜流动性的作用：胆固醇的板面结构特点决定了：胆固醇的板面结构特点决定了：有效阻止磷脂分子尾部碳氢链的相互聚集，从而降有效阻止磷脂分子尾部碳氢链的相互聚集，从而降低了膜的流动性；低了膜的流动性；抑制了因温度变化而引起的相变，防止低温时膜流动抑制了因温度变化而引起的相变，防止低温时膜流动性的突然降低。性的突然降低。26可编辑版（二）生物膜的不对称性（二）生物膜的不对称性asymmetryESES质膜的细胞外表面质膜的细胞外表面PSPS质膜的原生质表面质膜的原生质表面EFEF质膜的细胞外小叶断裂面质膜的细胞外小叶断裂面PFPF原生质小叶页断裂面。原生质小叶页断裂面。27可编辑版SMSM：鞘磷脂；：鞘磷脂；PCPC卵磷脂；卵磷脂；PSPS磷脂酰丝氨酸；磷脂酰丝氨酸；PEPE：磷脂酰乙醇胺；：磷脂酰乙醇胺；PIPI：磷脂酰肌醇；：磷脂酰肌醇；CICI：胆固醇：胆固醇28可编辑版29可编辑版30可编辑版生物膜的分子结构模型前序前序 1895年年，Overton发现溶于脂类的物质容发现溶于脂类的物质容易穿膜，推测膜由脂类物质组成；易穿膜，推测膜由脂类物质组成；1925年，年，Gorter和和Grondel将红细胞膜的将红细胞膜的脂类抽提出来，在水面上铺展发现聚拢后脂类抽提出来，在水面上铺展发现聚拢后的面积为原来红细胞表面积的两倍；的面积为原来红细胞表面积的两倍；1933年发现一些小分子易穿膜，推测膜上年发现一些小分子易穿膜，推测膜上有一些小孔便于亲水性分子通过。有一些小孔便于亲水性分子通过。31可编辑版夹层学说（双分子片层模型）夹层学说（双分子片层模型）海胆卵实验：卵细胞海胆卵实验：卵细胞表面张力表面张力比纯油低 0.1N/cm2 1-3N/cm2 1935年，Danielli and Davson提出：细胞膜由连续的双层脂类分子组成，内外两侧蛋白质以静电作用与脂质分子相吸附，亲水头部在膜的内外两侧，尾部两两相对在中央；生物膜的分子结构模型32可编辑版生物膜的分子结构模型生物膜的分子结构模型单位膜模型：单位膜模型：20世纪世纪50年代由英国伦敦大学的年代由英国伦敦大学的Robertson发现：动物发现：动物,植物植物,微生物的细胞微生物的细胞膜都呈现三层式结构：膜都呈现三层式结构：“暗明暗暗明暗”，厚，厚7.5nm.磷脂双分子层构成膜的主体，极性头向外，磷脂双分子层构成膜的主体，极性头向外，尾位于中央，内外致密层相当于脂类分子尾位于中央，内外致密层相当于脂类分子头和蛋白质分子，明：脂类分子的疏水端。头和蛋白质分子，明：脂类分子的疏水端。33可编辑版单位膜模型的缺陷单位膜模型的缺陷膜结构并不是静止不变的；膜结构并不是静止不变的；各种膜的属性和功能各不相同，并没有不各种膜的属性和功能各不相同，并没有不变的同一性；变的同一性；各种膜厚度不一，有的各种膜厚度不一，有的10nm，有的，有的56nm；提取膜蛋白的难易程度不同；提取膜蛋白的难易程度不同；膜蛋白与脂类的比率不同。膜蛋白与脂类的比率不同。34可编辑版v流动镶嵌模型流动镶嵌模型Fluid mosaic model Fluid mosaic model 1972 1972年，年，Singer and NicolsonSinger and Nicolson提出：提出：镶嵌性：基本结构由以磷脂双分子层镶嵌蛋镶嵌性：基本结构由以磷脂双分子层镶嵌蛋 白质构成，双层脂分子以尾相对，头朝向膜外水相；白质构成，双层脂分子以尾相对，头朝向膜外水相；流动性：构成膜的蛋白质和脂类不断发生变化；流动性：构成膜的蛋白质和脂类不断发生变化；不对称性：膜的内外侧的分子结构和性质不同；不对称性：膜的内外侧的分子结构和性质不同；蛋白质的极性：膜整合蛋白的极性区在外侧，非蛋白质的极性：膜整合蛋白的极性区在外侧，非 极性区在内部。极性区在内部。生物膜的分子结构模型生物膜的分子结构模型35可编辑版36可编辑版Membrane transport37可编辑版物质的跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一。v小分子物质的穿膜运输v大分子物质的膜泡运输38可编辑版第二节第二节 小分子物质的跨膜运输小分子物质的跨膜运输被动运输：被动运输：主动运输：主动运输：39可编辑版一一 被动运输（被动运输（passive transport）定定义义：通通过过简简单单扩扩散散或或协协助助扩扩散散实实现现物物质质由由高高浓浓度度向向低低浓浓度度方方向向的的跨跨膜转运。转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供能量。膜转运。转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供能量。类类型型：简简单单扩扩散散（simple diffusion）、协协助助扩扩散散（facilitated diffusion）膜转运蛋白膜转运蛋白：载体蛋白（载体蛋白（carrier proteins）通透酶（通透酶（permease）性质；）性质；介导被动运输与主动运输。介导被动运输与主动运输。通通道道蛋蛋白白（channel proteins）具具有有离离子子选选择择性性，转转运运速速率率高；高；离子通道是门控的；只介导被动运输离子通道是门控的；只介导被动运输 40可编辑版膜的通透性：细胞膜允许某些物质穿过的性质。膜的通透性：细胞膜允许某些物质穿过的性质。脂溶性越大的分子越容易透过细胞膜；脂溶性越大的分子越容易透过细胞膜；小分子比大分子容易穿膜；小分子比大分子容易穿膜；带电荷的分子容易穿膜；带电荷的分子容易穿膜；（一）（一）.选择性通透选择性与简单扩散选择性通透选择性与简单扩散简单扩散（简单扩散（simple diffusion）：一些物质不需要：一些物质不需要膜蛋白的帮助，能顺浓度梯度自由扩散，通过膜的膜蛋白的帮助，能顺浓度梯度自由扩散，通过膜的脂双层这种跨膜的运输形式，称为单纯扩散。脂双层这种跨膜的运输形式，称为单纯扩散。V41可编辑版42可编辑版（二）膜蛋白介导的被动跨膜运输协助扩散（二）膜蛋白介导的被动跨膜运输协助扩散 协助扩散协助扩散(facilitated diffusion)：一些非脂溶性分一些非脂溶性分子（或亲水性）的物质需借助膜上的子（或亲水性）的物质需借助膜上的转运蛋白转运蛋白的帮的帮助，才能由高浓度一侧向低浓度一侧扩散，这种运助，才能由高浓度一侧向低浓度一侧扩散，这种运输方式称为输方式称为协助扩散协助扩散。43可编辑版小分子物质小分子物质跨膜运输跨膜运输被动运输被动运输主动运输主动运输简单扩散简单扩散协助扩散协助扩散载体蛋白介导载体蛋白介导通道蛋白介导通道蛋白介导44可编辑版膜运输蛋白（膜运输蛋白（transport protein)transport protein)：介导较大的极性：介导较大的极性或带电的分子跨膜运输的膜蛋白，称为膜运输蛋白。或带电的分子跨膜运输的膜蛋白，称为膜运输蛋白。1.1.载体蛋白（载体蛋白（carrier proteincarrier protein）：）：能与特异能与特异性的分子结合，然后通过其性的分子结合，然后通过其自身构象的变化自身构象的变化而允许该分而允许该分子进行跨膜运输的蛋白，叫载体蛋白。子进行跨膜运输的蛋白，叫载体蛋白。特点：特点：较高的结合特异性；较高的结合特异性；饱和现象；饱和现象；竞争性抑制；竞争性抑制；主动被动运输主动被动运输45可编辑版葡萄糖载体蛋白葡萄糖载体蛋白由由12个个-螺旋，多次跨膜并螺旋，多次跨膜并相互吸引靠拢，形成球形蛋白质分子。相互吸引靠拢，形成球形蛋白质分子。46可编辑版2.2.通通道道蛋蛋白白（channel channel proteinprotein）：是是横横跨跨质质膜膜的的亲亲水水性性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，又称离子通道。通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，又称离子通道。运输的特性运输的特性物质运输的速度快物质运输的速度快对离子通透具有高度选择性；对离子通透具有高度选择性；大多数通道有闸门控制；大多数通道有闸门控制；通道蛋白只介导被动运输通道蛋白只介导被动运输 47可编辑版A A 电压闸门离子通道电压闸门离子通道 B B 配体闸门离子通道配体闸门离子通道48可编辑版A A 电压闸门离子通道电压闸门离子通道（voltage-gated channel)voltage-gated channel)是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时，或对其它刺激是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时，或对其它刺激引起膜电位变化时，导致其构象变化，门打开。引起膜电位变化时，导致其构象变化，门打开。S4段是电压感受器，当膜去极化时（膜外为负，膜内段是电压感受器，当膜去极化时（膜外为负，膜内为正），引起带正电荷的氨基酸残基转向细胞外侧面，为正），引起带正电荷的氨基酸残基转向细胞外侧面，通道蛋白构象改变，通道蛋白构象改变，“门门”打开，大量打开，大量K+外流，此时相外流，此时相当于当于K+的自由扩散。瞬间开放，然后失活，的自由扩散。瞬间开放，然后失活，N端的球端的球形结构，堵塞在通道中央，通道失活，稍后球体释放，形结构，堵塞在通道中央，通道失活，稍后球体释放，“门门”处于关闭状态。处于关闭状态。钾离子通道钾离子通道49可编辑版50可编辑版B B 配体闸门离子通道配体闸门离子通道ligand-gated channeligand-gated channe乙酰胆碱受体乙酰胆碱受体 这类通道在其细胞内外有特定的配体与膜上的受体发生反应，引起门通道蛋白的一这类通道在其细胞内外有特定的配体与膜上的受体发生反应，引起门通道蛋白的一种成分发生构型变化，结果使门打开种成分发生构型变化，结果使门打开 51可编辑版当受体的两个当受体的两个亚单位结合亚单位结合Ach时，引起通道构象改变，通道时，引起通道构象改变，通道瞬间开启，膜外瞬间开启，膜外Na+内流，膜内内流，膜内K+外流。外流。Ach释放后，瞬间释放后，瞬间即被乙酰胆碱酯酶水解，通道在约即被乙酰胆碱酯酶水解，通道在约1毫秒内关闭。毫秒内关闭。52可编辑版神经肌肉接点由神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时，可门控通道开放而出现终板电位时，可使肌细胞膜中的电位门使肌细胞膜中的电位门Na+通道和通道和K+通道相继激活，出现通道相继激活，出现动作电位；引起肌质网动作电位；引起肌质网 Ca2+通道打开，通道打开，Ca2+进入细胞质，进入细胞质，引发肌肉收缩。引发肌肉收缩。53可编辑版三三主动运输主动运输主动运输（主动运输（active transport)在在介导蛋白介导蛋白的帮的帮 助下，使物质助下，使物质逆逆浓度梯度或电化学梯度跨膜浓度梯度或电化学梯度跨膜 运输，且运输，且消耗能量消耗能量 类型：类型：离子泵离子泵 协同运输协同运输54可编辑版主动运输的意义主动运输的意义保证了细胞或细胞器从周围环境中或表面保证了细胞或细胞器从周围环境中或表面摄取必需的营养物质，即使这些营养物质摄取必需的营养物质，即使这些营养物质在周围环境中的浓度很低；在周围环境中的浓度很低；能够将细胞内的各种物质排到细胞外，即能够将细胞内的各种物质排到细胞外，即使这些物质在细胞外的浓度比细胞内的浓使这些物质在细胞外的浓度比细胞内的浓度高；度高；能够维持一些无机离子在细胞内恒定和最能够维持一些无机离子在细胞内恒定和最适的浓度。适的浓度。55可编辑版主动运输的特点主动运输的特点逆浓度梯度；逆浓度梯度；依赖于膜运输蛋白；依赖于膜运输蛋白；需要代谢能；需要代谢能；具有选择性和特异性具有选择性和特异性56可编辑版1.离子泵离子泵（1）组成：）组成：是由是由2个大亚基（个大亚基（）、2个小亚基（个小亚基（）组成组成的的4聚体。大亚基：多次穿膜的跨膜蛋白，聚体。大亚基：多次穿膜的跨膜蛋白，胞质面具有一个胞质面具有一个ATP结合位点、三个高亲和结合位点、三个高亲和Na+接合位点；接合位点；膜的外表面有两膜的外表面有两个个K+的结合位点和一个哇巴因（乌本苷）的结合位点。的结合位点和一个哇巴因（乌本苷）的结合位点。通通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与Na+、K+的亲和力发生变化。乌苯苷能抑制心肌细胞的亲和力发生变化。乌苯苷能抑制心肌细胞Na+-K+泵的泵的活性；从而降低钠钙交换器效率，使内流钙离子增多，加强活性；从而降低钠钙交换器效率，使内流钙离子增多，加强心肌收缩，因而具有强心作用心肌收缩，因而具有强心作用。Na+K+ATP酶：酶：又称又称Na+K+泵泵，动物细胞中由，动物细胞中由ATP驱动的将驱动的将Na输出到细胞外同时将输出到细胞外同时将K输入到细胞内的运输泵。输入到细胞内的运输泵。57可编辑版胞内胞内NaNa+低于胞外低于胞外10-2010-20倍倍胞内胞内K K+高于胞外高于胞外10-2010-20倍倍58可编辑版泵在膜内侧泵在膜内侧Na+与酶结合与酶结合激活激活ATP 酶活性，使酶活性，使ATP 分分解，酶被磷酸化，构象发生变化解，酶被磷酸化，构象发生变化与与Na+结合的部位转向膜外结合的部位转向膜外侧侧在膜外侧释放在膜外侧释放Na+、而与、而与K+结合结合K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化，酶的构象恢复原状化，酶的构象恢复原状使使K+在膜内被释放，而又与在膜内被释放，而又与Na+结合结合消耗消耗1ATP，运出运出3个钠离子，个钠离子，运入运入2个钾离子个钾离子59可编辑版Na+-K+泵的作用：泵的作用：维持低维持低NaNa+高高K K+的细胞内环境的细胞内环境维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；维持细胞的渗透性，保持细胞的体积；物质吸收；物质吸收；细胞内高细胞内高K K是核糖体合成蛋白质和糖酵解过是核糖体合成蛋白质和糖酵解过程中重要酶活动的必要条件；程中重要酶活动的必要条件；维持细胞的静息电位。维持细胞的静息电位。60可编辑版 H H+ATPATP酶：酶：在在质质膜膜或或某某些些细细胞胞器器膜膜上上存存在在的的能能水水解解ATPATP提提供供能能量使量使H H+逆浓度梯度运转的膜蛋白，又称质子泵逆浓度梯度运转的膜蛋白，又称质子泵在线粒体和叶绿体中的质子泵能参与在线粒体和叶绿体中的质子泵能参与ADPADP合合成成ATPATP；在溶酶体膜上的质子泵，则保持溶酶体内高在溶酶体膜上的质子泵，则保持溶酶体内高酸度环境酸度环境。胃胃壁壁细细胞胞顶顶部部膜膜上上的的H H+ATPATP酶酶，能能维维持持胃胃内内容容物的酸性。物的酸性。61可编辑版Acidification of the stomach lumen by parietal cells in the gastric lining.62可编辑版CaCa2+2+-ATPase-ATPase钙离子泵对于细胞是非常重要的，因为钙离子通常与信号转导有关，钙离子钙离子泵对于细胞是非常重要的，因为钙离子通常与信号转导有关，钙离子浓度的变化会引起细胞内信号途径的反应，导致一系列的生理变化。浓度的变化会引起细胞内信号途径的反应，导致一系列的生理变化。通常细胞内钙离子浓度显著低于细胞外钙离子浓度通常细胞内钙离子浓度显著低于细胞外钙离子浓度63可编辑版2 2 协同运输协同运输cotransportcotransport：A A物质的逆浓度运输依赖于物质的逆浓度运输依赖于B B物质的顺浓度运输，即物质的顺浓度运输，即B B物质在经细胞的主动转运后物质在经细胞的主动转运后建立了膜两侧的浓度梯度，储存在这一梯度中的能量建立了膜两侧的浓度梯度，储存在这一梯度中的能量可与进行耦联转运的蛋白相联系来完成可与进行耦联转运的蛋白相联系来完成A A物质的跨膜物质的跨膜运输。运输。同向协同运输同向协同运输symportsymport 如与如与NaNa+耦联的葡萄糖或氨基酸的转运耦联的葡萄糖或氨基酸的转运 逆向协同运输逆向协同运输antiportantiport 如如NaNa+-Ca-Ca2+2+和和NaNa+-H-H+交换体交换体 NaNa+驱动的驱动的ClCl-HCO-HCO3 3交换，即交换，即NaNa+与与HCOHCO3-3-的进入伴的进入伴随着随着ClCl-和和H H+的外流的外流64可编辑版Na+-linked symporters import amino acids and glucose into many animal cells65可编辑版66可编辑版小结：小结：小分子跨膜运输小分子跨膜运输不需能量不需能量,高浓度高浓度低浓度低浓度需能量需能量,低浓度低浓度高浓度高浓度 不需运输蛋白不需运输蛋白-简单扩散简单扩散需运输蛋白需运输蛋白-易化扩散易化扩散载体载体通道通道直接利用直接利用ATP-ATPase间接利用间接利用ATP-协同运输协同运输Passive Passive transporttransportActive Active transporttransport67可编辑版Simple diffusionSimple diffusion特点：特点：沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散 不需要提供能量；不需要提供能量；没有膜蛋白的协助。没有膜蛋白的协助。Facilitated diffusionFacilitated diffusion特点：特点：比自由扩散转运速率高；比自由扩散转运速率高；特异性；饱和性。特异性；饱和性。载体：离子载体和通道蛋白两种类型。载体：离子载体和通道蛋白两种类型。Passive transport不需能量，顺梯度。不需能量，顺梯度。68可编辑版Active transportActive transport的特点是：的特点是：逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；逆浓度梯度（逆化学梯度）运输；需要能量；需要能量；都有载体蛋白。都有载体蛋白。主动运输所需的能量来源主要有：主动运输所需的能量来源主要有：协同运输中的离子梯度动力；协同运输中的离子梯度动力；ATP驱动的泵通过水解驱动的泵通过水解ATP获得能量；获得能量；69可编辑版70可编辑版4.3大分子和颗粒物质的跨膜运输大分子和颗粒物质的跨膜运输一、细胞内吞作用、细胞内吞作用endocytosisendocytosis又叫入胞作用，又叫入胞作用，是通过质膜的变形运动将细胞外物质转运入是通过质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程。细胞内的过程。（一）吞噬作用（一）吞噬作用phagocytosisphagocytosis在摄入颗粒物质在摄入颗粒物质时，细胞部分变形，使质膜凹陷或形成伪足时，细胞部分变形，使质膜凹陷或形成伪足将颗粒物质包裹摄入细胞。将颗粒物质包裹摄入细胞。如：如：原生生物的变形虫、阿米巴原生生物的变形虫、阿米巴 在哺乳动物中，白细胞和巨噬细胞具有极强的吞在哺乳动物中，白细胞和巨噬细胞具有极强的吞噬能力，以保护机体免受异物侵害噬能力，以保护机体免受异物侵害71可编辑版72可编辑版吞噬作用吞噬作用73可编辑版（二）吞饮作用二）吞饮作用pinocytosispinocytosis：细胞摄入溶质或液体的细胞摄入溶质或液体的内吞作用。内吞作用。溶质接触胞膜溶质接触胞膜膜下陷膜下陷小窝小窝小泡小泡液相内吞液相内吞：非特异性细胞吞入细胞外液的方式：非特异性细胞吞入细胞外液的方式吸附内吞吸附内吞：先吸附到细胞表面，后被摄入细胞：先吸附到细胞表面，后被摄入细胞内。该方式有一定的特异性，如：阳离子铁内。该方式有一定的特异性，如：阳离子铁蛋白的摄入蛋白的摄入74可编辑版75可编辑版胞饮作用胞饮作用76可编辑版 （三）受体介导的内吞作用（三）受体介导的内吞作用receptor-mediated endocytosisreceptor-mediated endocytosis细胞通过膜上的受体与被摄入的蛋白或化合物结合进而将它们细胞通过膜上的受体与被摄入的蛋白或化合物结合进而将它们运输到细胞内的过程。运输到细胞内的过程。77可编辑版LDL的结构的结构受体介导的受体介导的低密度脂蛋白低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)内吞作用内吞作用 78可编辑版LDL受体：是一种糖蛋白，由受体：是一种糖蛋白，由839个氨基酸组成，个氨基酸组成，5个结构域，个结构域，N-结构域可识别结构域可识别LDL并与之结合。并与之结合。79可编辑版衣被的化学基础：衣被的化学基础：三三腿腿蛋蛋白白复复合合物物由由三三个个网网格格蛋蛋白白（clathrin）和和三个较小的多肽，另有调节素；三个较小的多肽，另有调节素；有有许许多多三三腿腿复复合合物物构构成成五五边边形形或或六六边边形形的的网网格格样样结结构构，覆覆于于有有被被小小泡泡或或有有被被小小窝窝的的胞胞质质面面，形形成成衣被。衣被。作作用用：提提供供钳钳制制脂脂膜膜的的机机械械粒粒，导导致致有有被被小小窝窝的的下下凹凹；也也有有助助于于捕捕获获膜膜上上的的特特异异受受体体及及与与之之结结合合的被转运分子。的被转运分子。80可编辑版81可编辑版82可编辑版Clathrin 衣被小泡的掐断过程衣被小泡的掐断过程83可编辑版84可编辑版A clathrin-coated pit on the cytosolic face of PM85可编辑版过程：86可编辑版Coated pitCoatedvesicelLDLparticles inearlyendosome6 min afterbeingadded tocellsFissionofaCoatedvescle87可编辑版家族型高胆固醇血症：家族型高胆固醇血症：LDL受体缺陷受体缺陷所致。膜受体引所致。膜受体引起的疾病又叫受体病。起的疾病又叫受体病。常染色体显性遗传疾病，人群发生比例为常染色体显性遗传疾病，人群发生比例为1:500，其，其特征为低密度脂蛋白（特征为低密度脂蛋白（LDL）-胆固醇水平明显升高，胆固醇水平明显升高，常常超过常常超过61毫摩尔升，毫摩尔升，低密度脂蛋白胆固醇不能低密度脂蛋白胆固醇不能及时代谢，沉积在血管壁上，逐渐形成动脉硬化。及时代谢，沉积在血管壁上，逐渐形成动脉硬化。然后，沉积又表现在皮肤上，形成黄色瘤，部分患然后，沉积又表现在皮肤上，形成黄色瘤，部分患者关节处开始变形、增大。这使心脏、肝脏等各个者关节处开始变形、增大。这使心脏、肝脏等各个器官不得不承受较大负荷，因此，引起的动脉硬化器官不得不承受较大负荷，因此，引起的动脉硬化可引发心绞痛、冠心病、脑梗塞等疾病。可引发心绞痛、冠心病、脑梗塞等疾病。88可编辑版89可编辑版90可编辑版机体清除有害物质的过程机体清除有害物质的过程肝细胞肝细胞含半乳糖末端的糖蛋白半乳糖受体含半乳糖末端的糖蛋白经过受体介导的入胞作用进入肝脏细胞被溶酶体清除91可编辑版胎儿血管胚胎卵黄囊衬细胞胎儿摄入抗体的过程胎儿摄入抗体的过程92可编辑版二、外吐作用二、外吐作用exocytosisexocytosis1)1)形成：形成：RERRER合成合成GCGC加工、分选、浓缩加工、分选、浓缩转运小泡转运小泡 2)2)移位移位translocationtranslocation：转运小泡移向质膜转运小泡移向质膜3)3)入坞入坞dockingdocking：转运转运小泡与质膜接近小泡与质膜接近4)4)融合融合fusion:fusion:转运小转运小泡与质膜融合。泡与质膜融合。93可编辑版94可编辑版三、细胞分泌的形式：三、细胞分泌的形式：（1）固有分泌固有分泌（constitutivepathwayofsecretion）：）：指新指新合成的分子在高尔合成的分子在高尔基复合体装入转运基复合体装入转运小泡，随即很快被小泡，随即很快被带到质膜，并持续带到质膜，并持续不断的被细胞分泌不断的被细胞分泌出去的运输方式。出去的运输方式。95可编辑版（2）受调分泌（受调分泌（regulatedpathwayofsecretion）：指细胞内大分子合成后被）：指细胞内大分子合成后被储储存在特殊的小泡如分泌颗粒，只储储存在特殊的小泡如分泌颗粒，只有当细胞接受外界信号物质的作用时，有当细胞接受外界信号物质的作用时，引起细胞内一系列生化改变，如引起细胞内一系列生化改变，如Ca2+浓浓度过性升高等，分泌颗粒才与质膜融度过性升高等，分泌颗粒才与质膜融合，发生外吐的运输方式。合，发生外吐的运输方式。96可编辑版物质的跨膜运输小结物质的跨膜运输小结大分子和颗粒物大分子和颗粒物质的膜泡运输质的膜泡运输小分子物质小分子物质的穿膜运输的穿膜运输被动运输被动运输主动运输主动运输（单纯扩散（单纯扩散/简单扩散）简单扩散）（协助扩散）（协助扩散）载体蛋白介导载体蛋白介导通道蛋白介导通道蛋白介导(电压闸门电压闸门配体配体闸门闸门)内吞作用内吞作用外吐作用外吐作用吞噬作用吞噬作用吞饮作用吞饮作用受体介导的内吞作用受体介导的内吞作用离子泵离子泵协同运输协同运输固有分泌固有分泌受调分泌受调分泌97可编辑版98可编辑版