生理学细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能

细胞膜的物质转运功能
2) 通道介导的易化扩散
通道的开放和关闭是通过“闸门”来调控的,故通道又称门 控通道。根据引起闸门开闭动因的不同,通道可分为三类。
细胞膜的物质转运功能
2) 通道介导的易化扩散
电压门控通道
进行体力劳动
化学门控通道
机械门控通道
细胞膜的物质转运功能
3.主动转运
细胞通过本身的耗能过程,在膜蛋白的帮助下将物质分子或 逆离子逆浓度梯度或电位梯度进行的转运过程称为主动转运 (active transport)。
整合蛋白 整合蛋白则贯穿脂质双分子 层。整合蛋白占膜蛋白总量 的70%~80%。
细胞膜的物质转运功能
1.细胞膜化学成分
糖类:细胞膜含糖很少,绝大多数裸露在膜的外侧面。有些 糖链与脂质相连构成糖脂,有些糖链与蛋白质相连构成糖蛋白。
三层:内、外两侧各有一层厚度约 为2.5 nm的电子致密带,中间夹有一条厚约为2.5 nm的透明带, 细胞膜总厚度为7.5 nm左右。
细胞膜的物质转运功能
二、 细胞膜的物质转运方式
物质在细胞膜载体蛋白质(简称载体)的帮 助下顺浓度梯度的跨膜转运称为载体介导的易化 扩散(facilitated diffusion via carrier)。
细胞膜的物质转运功能
二、 细胞膜的物质转运方式
载体是一类贯穿脂质双分子层的整合蛋白, 载体在物质浓度高的一侧与被转运物质结合,通 过载体的构象改变将物质转运至浓度低的一侧, 然后载体与被转运物质分离,恢复原来的构型 (见图1-3)。
细胞膜的物质转运功能
二、 细胞膜的物质转运方式
(a)载体在膜的一侧与转运物质结合 (b)载体在膜的另一侧与转运物质分离
图 1-3 载体介导的易化扩散示意图
生理学细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能

(四)继发性主动转运 (secondary active transport)
指某种物质的逆浓度梯度的转运是 依赖于另一物质的浓度差造成的势能 而实现的。
钠泵活动的生理意义:
1.维持细胞正常的渗透压和形态。
2.形成和保持细胞内外Na+、 K+不均匀分布, 与生物电的形成密切相关。
3.建立的Na+浓度势能储备。是营养物质跨 小肠和肾小管上皮细胞等跨膜主动转运的 能量来源。
The movement of substances across the membrane occurs against the electrochemical gradient with the necessity of consumption of m胞和骨骼肌细胞
1972年由singer和nicolson提出。其 主要内容:膜是以液态的脂质双分子 层为基架,其中镶嵌着不同生理结构 和功能的蛋白质,后者主要以-螺旋 或球形蛋白质的形式存在。
(一)脂质双分子层(Gorter Grendel)
lipid bilayer
化学组成: 磷脂(70%)、胆固醇(30%)、 鞘脂类脂质
Na+浓度的膜外:膜内( Co/Ci )为12 K+浓度的膜内:膜外 ( Ci/Co )为30
钠-钾泵(sodium-potassium pump) 钠泵为Na+- K+依赖式ATP酶的蛋白质
Basic functions of pumps:
• 在细胞的特定部位聚集某种物质 • 建立一种势能储备 • 分泌特定物质
(五)出胞和入胞式物质转运
大分子物质或固态、液态的物质团块,通 过细胞膜复杂的结构和功能的变化,进出细 胞的过程。
生理学细胞膜的物质转运功能

输
4、新生儿小肠上皮细胞通过消耗
ATP
对了!再接 再厉!
,可以直接吸收母乳
中的大分子的免疫球蛋白和小分子的葡萄糖。这两种物质分别
被吸收到血液中的方式是( )
A. 主动运输、主动运输 B. 胞吞、主动运输
C. 主动运输、胞吞
D. 被动运输、主动运输
5、白细胞吞噬入侵精的选p细pt 菌属于下列哪种转运方式
不需要。因为两者都是顺物质 的浓度梯度运输。
2、单纯扩散和易化扩散有什么异同? 共同点:都是顺物质的浓度梯度, 不需要细胞消耗能量。
不同点:前者不需要蛋白质的协助, 后者必须有蛋白质的协助。
精选ppt
单纯扩散和易化扩散都是顺--浓度梯度 进行的,不需消耗能量,都属于被-动---转 运。
逆浓度梯度进出细胞的物 质是如何运输的呢?
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精选ppt
结论:细胞内外K+、Na+的分布不均衡现象,是由于—— 精选ppt 的作用
蛋白质、多糖等大分子物质是如何通过 细胞膜的呢?
入胞
出胞
如:分泌蛋白的 合成与运输、
如:白细胞吞噬病菌 分泌细胞分泌激素、神经末 小肠上皮对营养物质精的选pp吸t 收 梢释放神经递质等。
高考回眸
(2010年)某物质从低浓度向高浓度跨膜运输,该过程
经通道的易化扩散 (Na+ 、K+ 、Ca2+ 、Cl-等)
精选ppt
经载体的 易化扩 散
(不带电荷的小分子物质如:
葡萄糖、氨基酸进 入红细胞)
胞 外
细 胞 膜
胞 内
经载体的易化扩散有 哪些自身的特点?
精选ppt
生理学课件:细胞膜的物质转运功能

extracellular matrix.
Carbohydrates Glycoprotein
Glycolipid
• Proteins synthesized on endoplasmic reticulum membrane-bound ribosomes would be expected to end up in
concentration of molecules randomly move toward lower concentration.
At time B, some glucose has crossed into side 2 as some cross into side 1.
Note: the partition between the two compartments is a membrane that allows this solute to move through it.
Net flux accounts for solute movements in both directions.
Simple Diffusion
Relative to the concentration gradient movement is DOWN the concentration gradient ONLY (higher concentration to lower concentration)
A Mitochondria B Cytoplasm C Golgi apparatus D Nucleolus E Centrioles
《生理学》第二章细胞的基本功能

细胞膜在新陈代谢过程中所需的营养物质,以及细胞产生的代谢产物,都必须跨越细胞膜这 一屏障才能转到相应的部位,即物质转运。常见的细胞膜物质转运方式有以下几种。
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、单纯扩散
第5 页
单纯扩散是指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。单
纯扩散是一种简单的物理现象。一般来说,只有脂溶性的小分子物质才能通过脂质分子的间隙进
103~105个)。离子扩散速率的
大小除取决于膜两侧离子的浓度 差外,还受膜两侧电位差的影响。 浓度差和电位差合称为电化学梯 度。电化学梯度越大,驱动力就 越大。
每种通道只对一种或几种 离子有较大的通透性,其他离子 则不易或不能通过。根据离子选
择性,通道可分为Na+通道、K+ 通道、Ca2+通道和Cl-通道等。
哺乳动物细胞膜上普遍存在着钠-钾 泵,简称钠泵。钠泵是镶嵌在脂质双分 子层中的具有ATP酶活性的一种特殊蛋白 质,它能因细胞内Na+浓度升高和细胞外
K+浓度升高而激活,因此又称为Na+-K+依
赖式ATP酶。
第一节 细胞膜的物质转运功能
三、主动转运
第 12 页
(一)原发性主动转运
正常细胞膜外Na+浓度远高于细胞内, K+浓度远低于细胞内,当细胞受到有效刺激后,导致细胞 内Na+浓度升高(仍低于膜外)或细胞外K+浓度升高(仍低于膜内)时,钠泵被激活,分解ATP,释放 能量,将Na+从细胞内泵出,同时将细胞外的K+泵入。通常每分解1个ATP分子,可将3个Na+泵出膜外, 同时将2个K+泵入膜内(图2-3)。但这种化学定比关系在不同情况下可以改变。
细胞膜的生理学功能和研究方法

细胞膜的生理学功能和研究方法细胞膜是细胞内部与外部环境的分界线,它不仅可以控制物质的进出,还可以传递信号,参与细胞间通信甚至调控细胞的生存状态,因此细胞膜的生理学功能备受关注。
在这篇文章中,我将介绍细胞膜的重要生理学功能,以及一些常用的研究方法,帮助读者更好地了解这个神秘而重要的细胞结构。
细胞膜的生理学功能细胞膜的物质转运功能细胞膜是细胞内外环境的隔离屏障,同时也是细胞内外物质交换的主要通道。
细胞膜通过的方式有被动扩散、主动转运和第二信使体系等。
其中,被动扩散是细胞膜最常见的物质转运方式,也是细胞膜物质转运的最基本形式。
它是指分子或离子在无外界驱动力下,自由扩散通过细胞膜,并最终达到物质平衡。
主动转运则是指物质通过载体通道,对物质进行选择性的转运,以使得细胞膜中物质浓度的平衡得以维持。
第二信使体系则是细胞膜物质转运中的一种广泛的方式,它通过载体蛋白进行介导,激活离子通道和酶类,最终导致细胞膜透过某些物质进入细胞内。
细胞膜的信号传递功能细胞膜不仅对细胞内部环境产生调节作用,同时也以信号传递的形式使细胞得到外界环境的信息,进而响应环境变化,对外界作出反应。
其中,细胞膜上的多种受体是细胞响应外界信号的关键。
例如,细胞内发生一种化学变化,会导致分泌信号分子向外界传播,并与细胞膜上的受体结合,进而激活一系列的信号传递反应。
这些反应涉及到DNA的转录、蛋白的翻译等一系列生化过程,从而影响细胞的生长、分化和功能等。
细胞膜的细胞间通信功能细胞间通信是细胞生物学中的一个重要领域,它涉及到细胞的命运和细胞结构的重组。
细胞膜在细胞间通信中发挥着重要作用。
例如,在一些细胞体内,像血细胞的来源细胞,它们依靠细胞膜上的信号蛋白,向外界发出各种信号,引导其它细胞进行自我定位、分化,以及完成整个血液系统的细胞建构和重建。
此外,细胞膜上的细胞间通道也是细胞间交流的重要细胞结构,其开放和闭塞的影响将对细胞间环境和信号传递产生重大影响。
02生理学-细胞

跳跃式传导
局部电流发生在相邻的郎飞氏结之间 传导速度快
第三节 肌细胞的收缩功能
一、神经—肌接头处的兴奋传递
(一)神经—肌接头处的结构
囊泡内含乙酰胆碱(ACh) 电压依从式钙通道 2、接头间隙: 细胞外液,50-60nm 3、接头后膜(终板膜):
1、接头前膜(轴突末梢膜):
皱褶
N2型ACh受体阳离子通道 胆碱酯酶
(三)动作电位的特征
1.“全或无”现象(all or none) 2.不衰减性传导 3.脉冲式
(四)动作电位的传导
在一般可兴奋细胞和无髓神经纤维:
—
局部电流
在有髓神经纤维:
—
跳跃式传导
局部电流
静息部位膜内 负外正,兴奋 部位膜极性反 转,兴奋区与 未兴奋区之间 存在电位差, 形成局部电流, 使邻近未兴奋 膜去极化达阈 电位而产生动 作电位。
概念 : 水溶性或脂溶性很小的小分子物质或离子,借助细胞 膜上特殊蛋白质的帮助,从细胞膜的高浓度一侧向低 浓度一侧转运的过程。
特点 : ⑴ 转运非脂溶性或脂溶性很小的物质 ⑵ 不耗能,顺浓度差转运,属被动转运 ⑶ 需要膜蛋白的帮助 分类 : ⑴ 载体转运 转运对象:葡萄糖(Glu) 氨基酸(AA) 特点:特异性 饱和性现象 竞争性抑制
eg.氧气(O2)、二氧化碳(CO2)、氮气(N2)等 脂溶性小分子 水、乙醇、尿素、甘油等分子量小的极性分子
影响因素:⑴ 细胞膜两侧浓度差(正比) ⑵ 细胞膜对该物质的通透性(正比)
一、细胞膜的物质转运功能
常见的物质跨膜物质转运形式:
单纯扩散 易化扩散
主动转运
入胞和出胞
(二)易化扩散
生理学课件第一节细胞膜的结构和物质转运功能

通道转运的功能特点:
①转运速率比载体快 ②无饱和现象,无竞争性抑制 ③通道有不同的功能状态
不同门控机制的离子通道
电压门控通 道
化学门控通 道
机械门控通道
通道蛋白状态:静息、激活、失活
2.载体介导的跨膜转运
载体:又称转运体,是介导小分子物质跨膜转运
的一种膜蛋白。
载体转运的特点:
①结构特异性:只转运一种或几种物质,是载 体分子上的结合位点与被转运物质上分子结
—GS、AA在小肠和肾小管继发性主动转运; —Na+-H+交换, 维持胞内pH稳定; —Na+-Ca2+交换, 维持胞内Ca2+浓度稳定; ④膜内外K+、Na+浓度差—RP、AP产生前提; ⑤生电性活动—影响RP数值;
整合蛋白(载体、通道、离子泵、转运体) 3.糖类:与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖
脂成为抗原决定簇、受体可识别部分
(一)单纯扩散 Simple diffusion
A.概念:脂溶性和少数小分子水溶性物质由高→ 低浓度侧的净移动。
B.扩散的方向和速度取决于其在膜两侧的浓度差 和膜对其通透性(脂溶性,分子量,带电状况)。
第二章 细胞的基本功能 Function of cell
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
一、细胞膜的结构概述 液态镶嵌模型(fluid mosaic model)
以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有 不同结构和功能的蛋白质 1.脂质双分子层:磷脂、胆固醇双嗜分子构
成基架,体温条件下具有流动性 2.蛋白质:分表面蛋白(如:RBC骨架蛋白)和
通道的分类: 化学门控通道 Chemically-gated channel 电压门控通道 Voltage-gated channel 机械门控通道 Mechanical-gated channel 非门控通道:少数通道始终是持续开发的。如
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高考考纲要求:
1、熟练掌握物质跨膜转运的四种方式 2、 熟练掌握物质跨膜转运的四种方式的 异同 3、 (2010、2011、2012、2014)
物质跨膜运输的四种方式?
1、单纯扩散 2、易化扩散 3、主动转运 4、入胞、出胞
1、 单纯扩散
特点:
• 从高浓度到低浓度;
感谢 您的光 临
小
试
知识大挑战
锋
芒 过关
冲刺起点
第一关
绝对挑战!
以载体为中介的易化扩散
出胞
蛋白性分泌物 高尔基复合体
分泌囊泡 囊泡向质膜内侧移动 囊泡膜与质膜融合
融合处出现裂口 分泌物排出
入胞
受体对物质的“辨认” 发生特异性结合=复合物 表面的“有被小窝”移动 “有被小窝”处的膜凹陷
吞食泡 吞食泡与胞内体相融合
3、人体中, K+很容易穿过细胞膜,但许多细胞内部的 K+比
这些细胞外部的 K+浓度要高,如人的红细胞中 K+的浓度比血浆
中
K+的浓度高 30 A. 自由扩散
倍B.。协这助种扩物散质进C入. 细被胞动的运方输式属D于.恭对(主喜了动你!,再运)答接输
4、新生儿小肠上皮细胞通过消耗 ATP ,可以直接吸收再母厉!乳中
A、单纯扩散B、主动转运C 、协助扩散D、被动转运
(2014年) CO2 进出细胞膜的方式是 A、单纯扩散B、主动转运C 、异化扩散D、出胞和入胞
课堂小结
物质跨膜运输 的方式
自由扩散 被动运输
协助扩散
小分子和离子
主动运输
顺浓度 梯度
载体蛋白
大分子物质
消 胞吞 耗
能 量 胞吐
作业:
• 整理本节课笔记. • 背诵课本P12表格
• 不需要载体蛋白例子:
H2O、CO2、 O2、甘油、乙醇 膜
膜
及脂溶性小分子物质等。
外
内
易化扩散
特点: • 从高浓度到低浓度 • 需要载体蛋白的协助 • 不需要能量 类型? 1、经载体的易化扩散 2、经通道的易化扩散
经通道的易化扩散 (Na+ 、K+ 、Ca2+ 、Cl-等)
不同点:前者不需要蛋白质的协助, 后者必须有蛋白质的协助。
单纯扩散和易化扩散都是顺--浓度梯度 进行的,不需消耗能量,都属于-被--动-转 运。
逆浓度梯度进出细胞的物 质是如何运输的呢?
主动转运
细
能量
胞 外
细 胞 膜
细 胞 内
载体蛋白
主动转运
• 特点: • 从低浓度到高浓度 • 需要载体蛋白的协助 • 需要消耗能量ATP • 常见例子 :
1、一些离子通过细胞膜; 2、葡萄糖、氨基酸 进入
小肠上皮细胞
三、三种物质跨膜运输的方式的异同对比
方式 单纯扩散 易化扩散 主动转运
运输方向 高→低
高→低
低→高
载体蛋白 能量
不需要 不需要
例子
H2O、CO2、 O2、脂溶 性小分子
甘油等
需要
不需要
氨基酸、 葡萄糖进 入红细胞; 离子
需要
需要
离子;葡萄 糖、氨基酸 进入小肠绒 毛上皮细胞
主动转运
温故知新:
1、细胞膜的基本 成分? 2、细胞膜的结构 (流动镶嵌模型) 3、细胞膜的功能
知识闯关
第 1、下列物质需要载体蛋白协助才能进入细胞的是
一
A、H2O
B、甘油
C、K+
2、下列物质以不同运输方式通过细胞膜的是
D、C
关
A、甘油、二氧化碳 C、氨基酸、钾离子
B、钾离子、水 D、葡萄糖、钠离子
思考:1、图中有几种转运方式?
2、()Na+出胞-()K+入胞
Na+ 外> Na+內 K+外< K+内
结论:细胞内外K+、Na+的分布不均衡现象,是由于—— 的作用
蛋白质、多糖等大分子物质是如何通过 细胞膜的呢?
入胞
如:白细胞吞噬病菌 小肠上皮对营养物质的吸收
出胞
如:分泌蛋白的 合成与运
输、分泌细胞分泌激素、神 经末梢释放神经递质等。
经载体的 易化扩 散
(不带电荷的小分子物质如:
葡萄糖、氨基酸进 入红细胞)
胞 外
细 胞 膜
胞 内
经载体的易化扩散有 哪些自身的特点?
1、特异性 2、饱和性 3、竞争抑制性
1、单纯扩散和易化扩散需要消耗能量 吗?为什么?
不需要。因为两者都是顺物质 的浓度梯度运输。
2、单纯扩散和易化扩散有什么异同? 共同点:都是顺物质的浓度梯度, 不需要细胞消耗能量。
的大分子的免疫球蛋白和小分子的葡萄糖。这两种物质分别被
吸收到血液中的方式是( )
A. 主动运输、主动运输 B. 胞吞、主动运输
C. 主动运输、胞吞
D. 被动运输、主动运输
5、白细胞吞噬入侵的细菌属于下列哪种转运方式
A、主动运输 B、胞吞 C、协助扩散 D、胞吐
高考回眸
(2010年)某物质从低浓度向高浓度跨膜运输,该过程
A、没有载体参与 B、为单纯扩散
C、为协助扩散
D、为主动运输
(2011年)细胞膜两侧Na+ 、K+分布不均的原因是
A、膜对它们的通透性不一样 B、 Na+ 泵的作用
C、 载体转运的结果
D、异化扩散的恭结喜你,答对
(2012年)物质进出细胞膜的方式中,需耗能的是 了!真棒!