细胞生物学(翟中和)物质的跨膜运输(总9页)
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--内页可以根据需求调整合适字体及大小-- 第五章 物质的跨膜运输
物质跨膜转运主要有3种途径：被动运输、主动运输、胞吞与胞吐作用（膜泡运输）。
第一节 膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输
一、脂双层的不透性和膜转运蛋白
细胞膜上存在2类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel protein）。
载体蛋白和通道蛋白识别转运物质的方式不同：载体蛋白只允许与其结合部位相适合的溶质分子通过，而且每次转运都发生自身构象的改变；通道蛋白主要根据溶质大小和电荷进行辨别，通道开放时，足够小和带适当电荷的溶质就能通过。
（一）载体蛋白及其功能
载体蛋白为多次跨膜蛋白，又称做载体（carrier）、通透酶和转运器（transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。
载体蛋白既可以执行被动运输、也可执行主动运输的功能。
（二）通道蛋白及其功能
通道蛋白有3种类型：离子通道、孔蛋白、水孔蛋白（AQP）。
只介导被动运输。
1. 选择性离子通道，具有如下显著特征：
离子选择性（相对的）
转运离子速率高没有饱和值
大多数具门控性
分为：电压门通道、配体门通道、应力激活通道
电位门通道举例：
电位门通道（voltage gated channel）是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时，或对其他刺激引起膜电位变化时，致使其构象变化，“门”打开。
如：神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时，这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门Na+通道和K+通道相继激活（即通道开放），引起肌细胞动作电位；动作电位传至肌质网，Ca2+通道打开引起Ca2+外流，引发肌肉收缩。
配体门通道举例——乙酰胆碱门通道
N型乙酰胆碱受体是目前了解较多的一类配体门通道。它是由4种不同的亚单位组成的5聚体，总分子量约为290kd。亚单位通过氢键等非共价键，形成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构，其中的两个α亚单位是同两分子Ach相结合的部位。
第四章：细胞膜与细胞表面
1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？
以极性尾部相对，极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分，蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双分子层中或结合在其表面。生物膜具有两个显著的特征，即膜的不对称性和膜的流动性：1）、生物膜结构的不对称性保证了膜功能的方向性，使膜两侧具有不同的功能，有的功能只发生在膜外侧，有的则在膜内侧，这是生物膜发生作用所必不可少的。如调节细胞内外Na+、K+的Na+—K+ATP酶，其运转时所需的ATP是细胞内产生的，该酶的ATP结合点正是处于膜的内侧面；许多激素受体等接受细胞外信号的则处于细胞外侧。2）、膜的流动性与物质运输、能量转换、细胞识别、药物对细胞的作用密切相关。可以说，一切膜的基本活动均在生物膜的流动状态下进行。
2、何为内在膜蛋白？它以什么方式与膜脂相结合？
内在膜蛋白又称整合膜蛋白，这类蛋白部分或全部插入脂双层中，多数为横跨整个膜的跨膜蛋白。它与膜结合的主要方式有：1)、膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用。2)、跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基，如精氨酸、赖氨酸等与磷脂分子带负电的极性头形成离子键，或带负电的氨基酸残基通过Ca+、Mg+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。3）、某些膜蛋白通过自身在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合的脂肪酸分子，插到膜双层之间，进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力，还有少数蛋白与糖脂共价结合。
3、从生物膜结构模型的演化，谈谈人们对生物膜的认识过程。
生物膜结构模型的演化是人类认识细胞膜的一个循序渐进的过程，是随着实验技术和方法的改进而不断完善的：1）、1925年:质膜是由双层脂分子构成的；2)、1935年：提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的三明治式的质膜结构模型，这一模型影响达20年之久；3）、1959年提出单位膜模型，并大胆推测所有的生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的单位膜构成；4）、1972年桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型，强调：①膜的流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；②膜蛋白分布的不对称性，有的镶嵌在膜表面，有的嵌入或横跨脂双层分子。5）、“液态晶模型”和“板块镶嵌模型”等的提出，可看作是对流动镶嵌模型的补充。6）、1988年“脂筏模型”。从生物膜结构模型的演化过程可知，人们对事物的认识是在实践中不断深入、逐渐完善的过程。
第五章 物质的跨膜运输
一、填空题 1. 物质跨膜运输的主要途径有＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。
2. 被动运输可以分为＿＿＿＿和＿＿＿＿两种方式。
3. 主动运输根据能量来源可以分为3种类型：＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。
4. 协助扩散和主动运输的相同之处主要在于＿＿＿＿，主要区别在于＿＿＿＿。
5. 钠钾泵、钙泵都是多次跨膜蛋白，它们都具有＿＿＿＿酶活性。
6. 离子通道具有的两个显著特征，一是具有＿＿＿＿，二是离子通道是＿＿＿＿。 7. 真核细胞中，质子泵可以分为3种，即＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。
8. 协同运输在物质跨膜运输中属于＿＿＿＿(主动、被动)运输。根据物质运输方向与离子
顺电化学梯度的转移方向的关系，可以分为＿＿＿＿和＿＿＿＿。
9. Na+/K+泵的能量来源是＿＿＿＿，植物细胞协同运输时能量的直接来源是＿＿＿＿。
10. 真核细胞中，大分子的跨膜运输是通过＿＿＿＿作用和＿＿＿＿作用来完成的。
11. 根据胞吞泡的大小和胞吞物质，胞吞作用可以分为＿＿＿＿和＿＿＿＿两种。 12. 胞饮泡的形成需要＿＿＿＿的一类蛋白质辅助。
13. 细胞的吞噬作用可以用特异性药物＿＿＿＿来阻断。
14. 母鼠抗体从血液通过上皮细胞进入母乳，再经乳鼠的肠上皮细胞被摄入体内这种将内吞
作用与外排作用相结合的跨膜转运方式称为＿＿＿＿。
15. 动物细胞中的葡萄糖、氨基酸的次级主动运输要借助于＿＿＿＿的浓度梯度的驱动；细
菌、植物细胞中糖的次级主动运输要借助于＿＿＿＿的浓度梯度的驱动。 16. 影响物质通过质膜的主要因素有：①＿＿＿＿＿＿＿＿②＿＿＿＿＿＿＿＿③＿＿＿＿
＿＿＿＿。
二、选择题
1. 下列对协助扩散的描述，不正确的是： A．转运速率高，存在最大转运速率
B．需要膜转运蛋白的“协助”
C．对物质的转运是非特异性的
D．物质由高浓度侧向低浓度侧转运
2. 载体蛋白可以看作是结合在细胞膜上酶，但下列有关载体蛋白与酶的比较错误的是：
第五章 物质的跨膜运输
物质跨膜转运主要有3种途径：被动运输、主动运输、胞吞与胞吐作用（膜泡运输）。
第一节 膜转运蛋白与小分子物质的跨膜运输
一、脂双层的不透性和膜转运蛋白
细胞膜上存在2类主要的转运蛋白，即：载体蛋白（carrier protein）和通道蛋白（channel
protein）。
载体蛋白和通道蛋白识别转运物质的方式不同：载体蛋白只允许与其结合部位相适合的溶质分子通过，而且每次转运都发生自身构象的改变；通道蛋白主要根据溶质大小和电荷进行辨别，通道开放时，足够小和带适当电荷的溶质就能通过。
（一）载体蛋白及其功能
载体蛋白为多次跨膜蛋白，又称做载体（carrier）、通透酶和转运器（transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。
载体蛋白既可以执行被动运输、也可执行主动运输的功能。
（二）通道蛋白及其功能
通道蛋白有3种类型：离子通道、孔蛋白、水孔蛋白（AQP）。
❖ 只介导被动运输。
1. 选择性离子通道，具有如下显著特征：
❖ 离子选择性（相对的）
❖ 转运离子速率高没有饱和值
❖ 大多数具门控性
分为：电压门通道、配体门通道、应力激活通道
电位门通道举例：
电位门通道（voltage gated channel）是对细胞内或细胞外特异离子浓度发生变化时，或对其他刺激引起膜电位变化时，致使其构象变化，“门”打开。
如：神经肌肉接点由Ach门控通道开放而出现终板电位时，这个电位改变可使相邻的肌细胞膜中存在的电位门Na+通道和K+通道相继激活（即通道开放），引起肌细胞动作电位；动作电位传至肌质网，Ca2+通道打开引起Ca2+外流，引发肌肉收缩。
配体门通道举例——乙酰胆碱门通道
N型乙酰胆碱受体是目前了解较多的一类配体门通道。它是由4种不同的亚单位组成的5聚体，总分子量约为290kd。亚单位通过氢键等非共价键，形成一个结构为α2βγδ的梅花状通道样结构，其中的两个α亚单位是同两分子Ach相结合的部位。
