细胞膜与物质的跨膜运输[精品ppt课件]

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二、生物膜的生物学特性
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（一）生物膜的不对称性
1、膜脂分布的不对称性 2、膜蛋白分布的不对称性
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（一）生物膜的流动性（fluidity）
相变：温度使生物膜液晶态和晶态之间的变化。 相变温度：引起相变的温度称为相变温度。 1、膜脂分子的运动（流动性）：
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过程
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二、外吐作用
1、概念：又称出胞作用，细胞将胞内物质通过 膜变形将它们运输到细胞外的过程，是一种内吞 作用相反的过程。 2、外吐作用的过程：①形成；②移位；③入坞； ④融合；⑤外吐。
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（1）载体蛋白（carrier protein）：能与特异 性的分子结合，然后通过其自身构象的变化而 允许该分子进行跨膜运输的蛋白，叫载体蛋白。
载体蛋白既介导被动运输也介导主动运输。
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（2）通道蛋白（ channel protein）：能形成贯 穿膜质双层的冲水孔道，使一些特异的物质经 过它完成跨膜运输，叫通道蛋白。
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在膜中的排列方式：
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4、糖脂： 是含有一个 或几个糖基的脂 类，位于膜的外 则。 作用：
受体，细胞识 别及信息传导。
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(二)膜蛋白：
可分为外在蛋白、内在膜 蛋白和脂锚定蛋白三种。
1、膜外在蛋白（extrinsic membrane protein）：

1、同向协同（symport）
物质运输方向与离子转移方向相同。如小肠细胞对葡萄糖 的吸收伴随着Na+的进入。载体蛋白有两个结合位点，同 时与Na+和特异的氨基酸或葡萄糖分子结合，进行同向转 运。
2、反向协同（antiport）
物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反。如动物细胞 分裂时，常通过Na+/H+反向协同运输的方式来向细胞外转 运H+，以调高细胞内的PH值。
6. 2K+释放到细胞内， α亚基
4. 3Na+释放到细胞外 5. 2K+结合；去磷酸化 构象恢复原始状态。
每一循环消耗一个ATP；转运出三个Na+， 转进两个K+。 是一种基本的、典型的主动 运输方式。
Na+-K+泵的作用： ①维持细胞的渗透压，保持细胞的体积； ②维持低Na+高K+的细胞内环境； ③维持细胞的静息电位。
➢分泌蛋白合成后立即包装入高尔基复合体的分泌囊 泡中，然后被迅速带到细胞膜处排出。
➢所有真核细胞，连续分泌过程 ➢转运途径：粗面内质网→高尔基体→分泌泡 →细胞表面
（二）钙泵（Ca2+ pump ）
又称Ca2+-ATP酶。
构成：1个多肽构成的整合膜蛋白，每个泵 单位含有10个跨膜α螺旋。
分布：
❖ 细胞质膜和内质网膜上。 ❖ 肌细胞的肌质网膜上。
工 作 原 理 ：
3. 构象改变，破坏Ca2+结 4. 去磷酸化
1. 2Ca2+与位点结合 2. ATP水解；磷酸化
第三节 胞吞作用（endocytosis） 与胞吐作用（exocytosis）
大分子与颗粒性物质的跨膜运输 膜泡运输:转运过程中，物质包裹在囊泡中。 批量运输：同时转运一种或多种数量不等的

型
该模型认为膜的骨架是脂肪形成的脂双层结 构,脂双层的内外两侧都是由一层蛋白质包 被,即蛋白质-脂-蛋白质的三层结构,内外两 层的蛋白质层都非常薄。并且,蛋白层是以 非折叠、完全伸展的肽链形式包在脂双层的 内外两侧。1954年对该模型进行了修改：膜 上有一些二维伸展的孔,孔的表面也是由蛋 白质包被的,这样使孔具有极性,可提高水对 膜的通透性。这一模型是第一次用分子术语 描述的结构
膜糖的存在方式
通过共价键同膜脂或膜蛋白相连，即以糖脂或糖蛋 白的形式存在于细胞质膜上。
糖同氨基酸的连接主要有两种形式，即O-连接和N-连接
O-连接:是糖链与肽链中的丝氨酸或苏氨酸残基相连， O-连接糖链较短， 约含4个糖基。
N-连接: 是糖链与肽链中天冬酰胺残基相连，N-连接 的糖链一般有10个以上的糖基。另外，N连接的方式较O 连接普遍。
膜脂的不对称性
细胞质膜各部分的名称 膜脂与糖脂的不对称性
糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础 非对称性形成原因: 磷脂:ER胞质半膜合成,Flippase选择性转运 糖脂: 催化糖基化反应的酶位于Golgi非胞质半膜,转运不
变
膜糖
存在于原核和真核细胞的质膜上（5％以下）,神经细胞糖 脂含量较高；细胞质膜上所有的膜糖都位于质膜的外表面，
极性的头部、非极性的类固醇环结构和一个非极性的碳氢尾部。胆固醇的分子较 其他膜脂要小, 双亲媒性也较低。胆固醇的亲水头部朝向膜的外侧,疏水的尾部埋 在脂双层的中央。胆固醇分子是扁平和环状的,对磷脂的脂肪酸尾部的运动具有 干扰作用,所以胆固醇对调节膜的流动性、加强膜的稳定性有重要作用。
胆固醇的分子较其他膜脂要小， 双亲媒性也较低。胆固醇的亲水头部朝向 膜的外侧，疏水的尾部埋在脂双层的中央

1959年 Robertson 提出
评价：提出膜形态共性，解释了某些属性 不足之处： 无法解释膜的动态结构变化， 显示不出各种膜之间的结构功能差异
二、膜的分子结构
★★（三）液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
1972年，Singer 和 Nicolson 总结提出，主要论点： 1. 流动的脂双分子层构成生物膜的连续主体。 2.球形的膜蛋白以各种形式镶嵌在脂双分子层中或附着在膜表面。 3.强调了膜的流动性和不对称性。
(一) 膜脂
生物膜上的脂类统称膜脂。
磷 脂 (phospholipid)
膜
脂
胆固醇 (cholesterol)
糖 脂 (glycolipid)
一、膜的化学组成
(一) 膜脂
1、磷脂
磷脂酸（前体）
磷酸甘油酯 磷脂酰胆碱（卵磷脂）
磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）
类
型
磷脂酰丝氨酸
鞘磷脂
一、膜的化学组成
(一) 膜脂
一、膜的化学组成
(二) 膜蛋白
2、膜外在蛋白 (extrinsic protein)
附在膜的内外表面，非共价地结合在跨膜蛋白上。
非胞质面 脂 双 分 子 层
胞质面
膜外在蛋白都是水溶性蛋白质， 多分布在膜的内表面，靠非共 价键或其它较弱的键与膜表面 的蛋白质分子或脂分子的极性 头部结合，因此只要改变溶液 的离子强度甚至提高温度
★ 概念：
大分子及颗粒物质并不直接穿越细胞膜,而是通过一系列膜 囊泡的形成和融合来完成物质转运，此过程需消耗能量。
★ 分类
胞吞作用
依据吞入物质差异
胞吐作用
依据作用方式不同
吞噬作用 胞饮作用 受体介导的胞吞作用 结构性分泌 调节性分泌