细胞膜与物质的跨膜转运

细胞生物学第五章第六节，细胞膜与物质的跨膜转运（详细）。包含小分子和离子的穿膜机制、小分子和离子的穿膜运输的方式、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，需消耗能量等。

细胞膜与物质的跨膜转运

• 一。穿膜运输
  • （一）小分子和离子的穿膜机制
    • ①物质本身性质
      • 1.分子量大小
        • 相对分子量越小，通过脂双层的速度越快。
      • 2.脂溶性程度
        • 脂溶性越强，速率越快。
      • 3.电荷极性强弱
        • 电荷极性越小，速度越快。
    • ②膜的结构属性
      • 1.脂质双层
      • 2.膜蛋白特性
        • 膜转运蛋白
          • 负责转运特定类型的溶质的膜蛋白。
          • ①载体蛋白
            • 通过蛋白质发生可逆的构象变化进行物质运输。
          • ②通道蛋白
            • 蛋白质在膜上形成一个亲水性通道，允许特定溶质穿越。
          • 被动转运
            • 顺浓度梯度。
            • 借助膜转运蛋白
            • 不消耗能量
          • 主动转运
            • 逆浓度梯度
            • 需要转运蛋白的参与
            • 需要耗能
    • 电化学梯度
      • 1.浓度梯度产生势能
      • 2.电位差：跨膜电压
  • （二）小分子和离子的穿膜运输的方式
    • 被动转运
      • 1.简单扩散
        • 不需要消耗细胞本身的代谢能
        • 不需要专一的膜蛋白分子
        • 使物质顺浓度梯度从膜一侧转运到另一侧
        • 与物质浓度差成正比
      • 2.离子通道扩散
        • 特点
          • 快速，特异性强
          • 由通道蛋白构成的闸门控制间断开放
          • 顺电化学梯度转运物质
          • 不需要消耗细胞代谢
        • 电压门控通道
          • 电位依赖性
        • 配体门控性离子通道
          • 化学物质控制
        • 机械门控通道
      • 3.易化扩散
        • 借助载体蛋白的帮助（高度专一性）
        • 不消耗能量
        • 顺浓度梯度“异位”转运物质
        • 在一定限度内与物质的浓度差成正比，当所有载体蛋白的结合部位全部被占据时，速率达最大并维持在此水平上。
    • 主动转运
      • 4.离子泵
        • 特点：借助于载体蛋白的帮助，消耗代谢能
        • 如：钠钾泵
          • (1)化学本质
            • Na+-K+ATP酶，兼有载体蛋白和酶的双重活性
          • （2）化学组成
            • 大亚基：跨膜蛋白，催化部位
              • 外侧：K+、乌本苷的结合部位
            • 小亚基：膜外半嵌入的糖蛋白，作用不详
          • (3)逆电化学梯度转运Na+和K+
          • （4）*工作效率
            • 1个ATP酶分子每分钟水解1000个ATP分子
            • 每水解1分子ATP所释放的能量可泵出3个Na+,泵入2个K+
          • （5）生理意义
            • A.维持细胞内外钠、钾离子的浓度梯度
            • B.维持膜电位
            • C.调节细胞媚外渗透压
            • D.为细胞主动运输葡萄糖、氨基酸提供驱动力
      • 5.协同运输
        • 由钠钾泵和载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。
        • 载体蛋白：钠驱动葡萄糖载体蛋白
• 二。膜泡运输
  • 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，需消耗能量。
  • （一）胞吞作用
    • 1.吞噬作用
      • 细胞内吞较大固体颗粒或分子复合物的过程，如：细菌、细胞碎片、无机尘粒
      • 吞噬体：吞噬作用形成的囊泡
      • 原生动物获取营养的重要方式
      • 在高等动物和人类是机体免疫系统的重要功能
    • 2.胞饮作用
      • 细胞内吞大分子溶液物质或极微小颗粒的活动
      • 胞饮体
      • 大多数细胞具有
    • 3.受体介导的胞吞作用
      • 概念：特异性很强的胞吞作用，大分子与质膜上的受体特异性结合，然后内陷成有被小窝，继而形成有被小泡，完成物质转运。
    • 概念：细胞表面发生内陷，由细胞膜将胞外大分子或颗粒物质包围成小泡，脱离细胞膜进入细胞内的运输过程。
  • （二）胞吐作用
    • 1.固有分泌
    • 2.受调分泌
    • 概念：细胞内某些物质由膜包围成小泡从细胞内部逐步移到质膜下方，与质膜融合，把物质排到细胞外的运输过程。