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1、,物质的跨膜运输与信号转导（一）,知识点： 物质跨膜运输的方式 被动运输和主动运输的本质 膜转运蛋白的概念、类型、作用特点 现象：物质细胞半透膜选择性进出细胞保持细胞相对独立、稳定的内环境对细胞内外物质的交换、能量转换、代谢调节起重要作用。 半透膜：只允许水和溶剂分子通过，而其它溶 质分子则不能通过。, 小分子和离子的跨膜运输,被动运输： 简单扩散、易化扩散、闸门通道扩散（通道蛋白介导）,简单扩散： 物质从高浓度 不耗能、不需蛋白质、靠位能 分子量小、脂溶性强、不带电荷、非极性 如：脂溶性分子：O2、CO2、乙醇、 H2O等小分子 如：磺胺类药物黄胺嘧啶SD、磺胺甲基嘧啶 SM等脂溶性大、易被
2、肠道吸收、很快运到全 身组织细胞，常用于治疗全身感染。又如麻醉 剂：乙醚、氯仿。,低浓度扩散,选择性半透膜,不带电荷的小分子自由通过,简单扩散,易化扩散： 物质从高浓度 极性、亲水、分子量大、非脂溶性 不耗能、需转运蛋白质 如：葡萄糖、氨基酸、核苷酸及细胞代谢产物 膜转运蛋白（载体蛋白、通道蛋白） 细胞膜上负责转运分子量大、非脂溶性、 极性、亲水、细胞代谢产物的蛋白质分 子（膜内在蛋白）。,向低浓度扩散,每种膜转运蛋白只能转运一种特定类型的分子(或离子)。 所有膜转运蛋白都是跨膜蛋白质。,载体蛋白介导的易化扩散,载体蛋白： 特定结合部位：一种载体蛋白只能与特定的溶质结合,通过改变构象,使溶质穿
3、越细胞膜。 最大值(Vmax)与结合常数(Km)：最大值是指载体蛋白所有结合部位均被占据，处于饱和状态，这时的转运速率达到最大值(Vmax) 。当转运速率达到最大值的1/2时，称“结合常数(Km)”。 被竞争性抑制剂所阻断：某些抑制剂能占据载体蛋白和溶质的结合部位，但不一定被转运。,被非竞争性抑制剂破坏：某些抑制剂能改变载体蛋白的构象，使其不能与溶质分子结合。 载体蛋白的转运方式： 单向运输：即载体蛋白简单地将一种溶质 分子从膜的一侧转运到另一侧。 协同运输：载体蛋白在转运一种溶质分子 的同时或随后伴随着转运另一种溶质分子。 共 运 输：两种伴随转运的溶质，转运方 向相同。 对向运输：两种伴随
4、转运的溶质转运方向 相反。,载体蛋白的转运方式,转运的分子,伴随转运的离子,单运输,共同运输,对运输,协同转运,脂质双层,通道蛋白： 能形成一种充满水溶液的通道，贯穿脂质双层。 闸门通道扩散（通道蛋白介导的跨膜运输） 概念： 指镶嵌在细胞膜上的转运蛋白构成闸门通道小孔。部分离子、代谢产物、溶质分子在短时间内顺浓度梯度经闸门孔道扩散到细胞膜的另一侧，称闸门通道扩散。,通道蛋白介导的易化扩散,水通道离子通道,(a)配体闸门通道,配体,关闭通道,传送分子,开放通道,电化学梯度,(b)电化学闸门通道,极化膜,传送分子,去极化膜,电化学梯度,特点： 蛋白质亲水基团嵌在小孔的表面，允许水和一些带电荷的分子
5、（溶质）经简单扩散通过细胞膜。 多数离子通道不持续开放，在对特定刺激发生反应的时开放,其他时间关闭,所以称为“闸门”。 离子通道具有高度的选择性，孔很窄，如只允许Na+、K+、Ca2+、Cl-等离子通过。 闸门通道转运溶质的速度非常快。 离子通道均属被动运输，不需要消耗能量，各种离子顺电化学梯度沿通道跨膜转运。,主动运输（载体蛋白介导的主动运输） 概念： 细胞膜上载体蛋白利用代谢产生的能量驱动物质逆浓度梯度和电化学梯度的运输。 物质从低浓度 逆浓度、电化学梯度 需能量、载体蛋白 渗透：水或溶剂分子经过半透膜的扩散现象，以 维持细胞膜内外各种物质极大的浓度差。,向高浓度渗透,Na-K泵,内钾、外
6、钠,30K+,K+,Na+,13Na+,Na+-K+ATP酶,1ATP,Na+ K+,Na+ - K+ATP酶,ADP+Pi+8000卡能,同时运送：,3Na+细胞外 、2K+ 细胞内,又如：小肠上皮细胞对肠道消化产物、葡萄糖以及 无机盐离子的吸收。 Na+-K+泵的作用： 主动把Na+泵出细胞外，把K+摄入细胞内，维 持细胞内外Na+、K+梯度,产生和维持膜电位, 控制细胞的体积。 为细胞主动转运糖、氨基酸进入细胞创造条件。 Ca2+泵 细胞中Ca2+含量： 细胞质中极低浓度Ca2+（10-7moL/L） 细胞外浓度高达10-3moL/L,细胞中Ca2+泵的存在部位： 红细胞存在于细胞膜上,
7、肌细胞存在于肌浆网膜上。 细胞中Ca2+泵的本质： Ca2+泵也是ATP酶，即Ca2+-ATP酶 Ca2+泵的功能： Ca2+泵使细胞溶胶内Ca2+保持低浓度。当细胞去 极化时，Ca2+由肌浆网释放到细胞质中，刺激肌 肉收缩；当肌肉停止收缩时Ca2+泵将细胞质中的 Ca2+逆浓度梯度泵入肌浆网中，以维持细胞内外 Ca2+浓度差。每水解一个ATP分子,可转运2 Ca2+ 进入肌浆网。, 离子梯度驱动的主动运输 概念：指由离子梯度中贮存的位能驱动的主 动运输。即能量不是来自ATP，而是 来自离子梯度中产生的位能。,协同运输、共运输, Na+-H+交换体（离子驱动的对向运输） 这种载体主要功能：表现为H+泵出,Na+泵进,从清除细胞代谢过程中产生的过多的H+,以维持细胞内PH7.1-7.2。（7.4开始生长分裂，7.7停止生长）。, 主动运输小结 主动运输是小分子或离子逆浓度梯度或 电化学梯度跨膜转运方式。 需要消耗能量：水解ATP或离子电化学 梯度产生的位能。 需膜上特异性载体蛋白质介导，载体蛋 白质具特异性和结构的可变性。,跨膜运输,被动运输,简单扩散,主动运输,易化扩散,Na-K泵,Ca2+-pump,离子梯度驱动,闸门通道扩散,Na-H+交换载体,脂质双层,简单扩散,易化扩散,主动运输,被动运输（不耗能）,闸门通道,
