医学细胞生物学 第三章 细胞膜与物质的运输(二)

细胞膜 连接子
(间隙连接的 基本单位)
跨膜蛋白的
亚单位
细胞间隙 2-4nm
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孔道直径
本章节重点
掌握细胞膜物质转运的基本方式，被动运 输、主动运输及Na+-K+ATP酶的转运过程及 生物学意义。 掌握膜泡运输的分子机理，胞吞作用的基 本过程、受体介导的胞吞作用的机理。
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紧密连接：
锚定连接： 通讯连接：
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一、紧密连接
1. 结构： 相邻质膜紧密相贴， 通过特殊的跨膜蛋白，彼此 对合交联，形成拉链状的密 闭连接结构——封闭索 （sealing strand）。
细胞膜 细胞间隙 蛋白质索
（嵴线） 2. 分布： 广泛分布于各种上皮细 胞管腔面细胞侧面顶端。 如： 消化道、血管、膀胱、生殖 道等。
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细 胞 外 细 胞 膜 细 胞 内
载体蛋白
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载体蛋白介导的易化扩散
载体蛋白构象介导溶质A易化扩散
溶质
介导易化扩散的载体蛋白
电 化 学 梯 度
脂 双 层
3. 特点： ①不消耗代谢能 ②需要载体蛋白的协助 ③具有特异性 ④具有饱和性 ⑤可被竞争性抑制剂阻断
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胞吐作用
固 有 性 胞 吐 途 径 调 节 性 胞 吐 途 径
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固有性胞吐途径：不受调节持续不断的细胞分泌
调节性胞吐途径：细胞外信号调控的选择性分泌
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二、胞吞作用(endocytosis)
大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，质膜内 陷包围物质形成小囊泡，小囊泡脱离细胞膜进入细胞。
(二) 易化扩散
易化扩散（facilitated diffusion）：
一些非脂溶性（亲水性）的物质和无机离子通过
膜运输蛋白 顺浓度梯度 的穿膜转运过程。
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载体蛋白 离子通道
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低
高
高
低
载体蛋白介导的易化扩散
运输对象：葡萄糖、氨基酸、核苷酸及细胞代谢物等
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半桥粒：其形态与桥粒类似，但半桥粒是细胞与其下
方的基底膜相连。
桥粒与半桥粒：它们似铆 钉将相邻细胞或细胞与基 质牢牢连接起来, 起支持， 附着，抵抗外界压力与张 力的作用。
中间纤维 细胞膜
基底膜
桥粒蛋白
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三、通讯连接
间隙连接
化学突触
个两 间个 隙连 连接 接子 单为 位一
主动运输（active transport）
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第三节 小分子物质的跨膜运输
一、被动运输（passive transport）：
物质顺浓度梯度进出细胞，不消耗能量
简单扩散（自由扩散）
气体分子、脂溶性分子和某些小分子物质（如H2O）
易化扩散（协助转运）
所有离子和其他小分子物质（如单糖）
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外
5mmol/L
150mmol/L
100mmol/L
内
10-20mmol/L
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外
内
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运出3 Na+ 转入 2 K+ ATP
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Na＋-K＋泵——Na＋-K＋-ATP酶 • 3. 钠泵的意义： ① 细胞内低钠高钾是许多代谢反应的必要条件.
消耗能量。
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囊泡运输的方式：
胞饮作用 胞吞作用 吞噬作用 (endocytosis) 受体介导的胞吞作用
胞吐作用 (exocytosis)
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一、胞吐作用(exocytosis)
包含大分子物质的小囊泡从细胞内部移至细胞表 面，与质膜融合，将物质排出细胞之外的过程。
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（一）吞噬作用（phagocytosis）
细胞内吞较大的固体颗粒物质的过程称为吞噬作用，形 成的囊泡称为吞噬体。如细菌、细胞碎片等。
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（二）胞饮作用（pinocytosis）
细胞非特异地摄取细胞外液滴的过程 形成胞饮体或胞饮泡。
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②维持细胞的渗透性，保持细胞的体积.
③维持细胞的静息电位.
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Ca2＋泵——Ca2＋- ATP酶
作用：维持细胞内较低的钙离子浓度。
（细胞内Ca2+浓度10-7 M，细胞外10-3 M）
特性：泵出2个Ca2+ /每ATP 。 位置：肌浆网
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胞内体
融 合
融 合
吞 噬 溶 酶 体 初级溶酶体
受体与大分子颗粒分开
胞内体部分
笼蛋白的结构 —— 三腿蛋白复合物 重链 轻链
笼 蛋 白 的 结 构
（四）胞吞大分子在体内进行再转运
内体（endosome)由一系列复杂的膜性管道和大的囊泡 构成，被看成是胞吞物质在细胞内继续运输的分转站.
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肠上皮细胞转运蛋白的不对 称分布造成葡萄糖从肠腔到 血液的跨细胞膜转运
细胞外液
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小
结
简单扩散
被动运输
易化扩散
小分子物质 跨膜运输
主动运输
Na＋-K＋泵 Ca2+泵
H+泵
协同运输
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第四节 大分子和颗粒物质的穿膜运输
囊泡运输：细胞与环境中的大分子和颗粒物质不能直 接进行穿膜运输，必须由膜包围形成小泡进行运输 • 囊泡运输是主动运输的形式之一，它的活动需要
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（一）简单扩散（simple diffusion）
1. 概念：指物质顺浓度梯度从高浓度一侧通过细胞膜 向低浓度一侧移动的方式，不需消耗能量， 又称被动扩散（passive diffusion）。 2. 特点： ⑴ 不消耗能量；
⑵ 不需要膜蛋白协助； ⑶ 运输速度取决于分子的大小和脂溶性。
（四）胞吞大分子在体内进行再转运
早期内体（early endosome） 晚期内体（late endosome）
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第五节
1、球形蛋白增多症。
细胞膜与疾病
一、细胞膜蛋白组分异常所产生的疾病 （一）红细胞膜病变
2、椭圆形细胞增多症。 3、热异形细胞增多症。
(二)细胞膜与癌变
熟悉受体介导的内吞作用
.
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本章节重点
掌握细胞膜物质转运的基本方式，被动运 输、主动运输及Na+-K+ATP酶的转运过程及 生物学意义。 掌握膜泡运输的分子机理，胞吞作用的基 本过程、受体介导的胞吞作用的机理。
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第三节 小分子物质的跨膜运输
被动运输（passive transport）
5万个葡萄糖载体蛋白
最大转运速率180/S
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膜转运蛋白（ membrane 载体蛋白（ carrier transport protein) protein）可分为两类 与特定物质结合改变构象使物质穿越细胞膜。
可介导被动运输(易化扩散),也可介导主动运输。
通道蛋白
(channel protein)
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主动运输的特点 ①为小分子物质逆浓度梯度或电化学梯度转运
②需要消耗能量
③需要膜上的特异性载体蛋白介导
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(一) ATP提供能量的离子泵运输
Na＋-K＋泵——Na＋-K＋-ATP酶 1.功能：泵入K+ 泵出Na+，形成并保持膜内高钾 膜外高钠的分布。 2. 特性： 运出3 Na+ 转入 2 K+ ATP
二、锚定连接
粘合带 黏合齐哈尔医学院生物遗传教研室
细 胞 膜 细胞间隙 桥粒蛋白 盘状致密斑 中间纤维 桥粒：是细胞间连接起中心作 用的结构，是两个细胞间扣状 连接点，可使一组细胞形成一 个功能单位
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分布：
皮肤、心肌、消化道 上皮、子宫和阴道上 皮细胞中特别丰富。 •胰蛋白酶、胶原酶、 透明质酸酶、EDTA 可破坏桥粒结构。
H+泵—— H+ —ATP酶
H+
Na+
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（二）协同运输
转运分子 协同转运的离子
脂 双 层
单向运输
同向运输
对向运输
协同运输
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协同运输
小肠上 皮细胞 吸收葡 萄糖
肠腔
Na+驱动 葡萄糖共 运输
介导葡萄糖 易化扩散 的载体蛋白
微绒毛 紧密连接 肠上皮细胞
医学细胞生物学
第三章 细胞膜与物质运输
主要内容
1
2 细胞膜研究的发展历程 细胞膜的化学成分 小分子物质的跨膜运输 大分子与颗粒物质的跨膜运输 细胞膜与疾病
3
4
5
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教学要求
1 2 3 4 掌握细胞膜的化学组成及分子结构模型 掌握细胞膜的特性和小分子物质的跨膜运输
熟悉大分子和颗粒物质的跨膜运输
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功能
（1）封闭上皮细胞周围间 隙，防止可溶性物质穿行 上皮细胞。 （2） 防止膜蛋白在细胞游 离端与基底面间自由扩散 ，保证物质转运的方向性 。 （3）联合上皮细胞成为整 体，加强细胞间的连接。