Facilitated Diffusion and Active Transport：易化扩散和主动运输
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。
细胞生物学名词解释
名词解释第二章细胞生物学研究方法1、显微镜分辨率（resolution/R）：指在人眼明视距离处，能清楚地分辨被检物体细微结构最小间隔的能力。
2、细胞培养（cell culture）：是将活体中分离的细胞或其他建系细胞，在体外模拟体内的生理环境的一定条件培养，使其能继续生存、生长甚至增殖的一种方法。
3、原代培养（primary culture）：指直接从生物体获取细胞进行培养。
4、传代培养（secondary culture）：指将适应了体外生长的原代细胞进行按1：2以上比例的连续扩大培养。
5、细胞融合（cell fusion）：在自发或人工诱导下，相同或不同基因型细胞之间相互融合的过程。
6、细胞株（cell strain）：当培养细胞具有某些特征与标志并能继续培养下去时称为细胞株。
7、细胞系（cell line）：原代培养细胞经传代成功后即成为细胞系。
8、差速离心：（differential centrifugation）：通过一系列递增速度的离心，即由低速到高速逐渐沉降分离，将不同大小颗粒分离的方法。
第三章细胞概述9、DNA双螺旋结构（DNA double helix）：一种核酸的构象，在该构象中，两条反向平行的多核甘酸链相互缠绕形成一个右手的双螺旋结构。
10、蛋白质一级结构（primary structure）：指一条或几条多肽链中氨基酸的种类、数量和排列顺序。
11、生物大分子（biomacromolecule）12、生物小分子（biomicromolecule）第四章细胞膜13、生物膜（biological membrane）：细胞膜和细胞内膜的合称。
14、单位膜（unit membrane）：生物膜有共同的结构特征，在透射电镜下表现为“二暗夹一明”的三层结构，故又称单位膜。
15、液态镶嵌模型（fluid mosaic model）：膜中脂质双层构成膜的连贯主体，它既具有晶体分子排列的有序性，又具有液体的流动性。
生理学名词解释
生理学名词解释生理学（physiology）是生物学科的一个分支，是研究生物体及其组成部分正常功能活动规律的一门学科。
急性动物实验(acute animal experiment)是以完整动物或动物材料为研究对象，在人工控制的条件下，在短时间内对动物某些生理活动进行观察和记录的实验，实验通常是破坏性的，不可逆的，可造成实验动物死亡。
慢性动物实验（chronic animal experiment）以完整，清醒的动物为究对象且尽可能保持外界环境接近于自然环境，以便能在较长时间内反复多次观察和记录某些生理功能的改变。
稳态（homeostasis）指内环境的理化性质，如温度，pH，渗透压和各种液体成分等的相对恒定状态。
神经调节（neuroregulation）是通过反射而影响生理功能的一种调节方，式是人体生理功能调节中最主要的形式。
反射（reflex）:是指机体在中枢神经系统的参与下，对内外环境刺激所做出的规律性应答。
体液调节（humoral regulation）是指体内某些特殊的化学物质通过体液途径而影响生理功能的一种调节方式。
自身调节（autoregulation）是指组织细胞不依赖于神经或体液因素，自身对环境刺激发生的一种适应性变化。
负反馈(negative feedback):受控部分发出的反馈信息调整控制部分的活动，最终使受控部分的活动朝着与它原来活动相反的方向改变，称为负反馈。
调定点(set point):是指自动控制系统所设定的一个工作点，使受控部分的活动只能在这个设定点附近的一个狭小范围内变动。
正反馈(positive feedback):受控部分发出的反馈信息促进与加强控制部分的活动，最终使受控部分的活动朝着与它原来活动相同的方向改变，称为正反馈。
前馈(feed-forward):控制部分在反馈信息尚未到达前已接受纠正信息的影响，及时纠正其指令可能出现的偏差，这种自动控制形式称为前馈。
《生物化学》常用名词解释(七)
《生物化学》常用名词解释（七）1.被动转运（passivetransport）：也称之易化扩散（facilitateddiffusion）。
是一种转运方式，通过该方式溶质特异结合于一个转运蛋白，然后被转运过膜，但转运是沿着浓度梯度下降方向进行，所以被动转运不需要能量支持。
2.主动转运（activetransport）:一种转运方式，通过该方式溶质特异结合于一个转运蛋白，然后被转运过膜，但与被动转运方式相反转运是逆着浓度梯度方向进行的，所以主动转运需要能量来驱动。
在原发主动转运过程中，能源可以是光、ATP或电子传递。
而第二级主动转运是在离子浓度梯度驱动下进行的。
3.协同运送(cotransport)：两种不同溶质跨膜的耦联转运。
可以通过一个转运蛋白进行同一方向（同向转运）或反方向（反向转运）转运。
4.胞吞（作用）（endocytosis）：物质被质膜吞入并以膜衍生出的脂囊泡形式（物质在囊泡内）并被带入到细胞内的过程。
5.胞吐（作用）（exocytosis）：确定要分泌的物质被包裹在脂囊泡内，该囊泡与质膜融合，然后将物质释放到细胞外空间的过程。
6.核苷（nucleoside）:是由嘌呤或嘧啶碱基通过共价键与戊糖连接组成的化合物。
核糖与碱基一般都是由糖的异头碳与嘧啶的N-1或嘌呤的N-9之间形成的β-N-糖苷键连接的。
7.核苷酸（nucleotide）：核苷的戊糖成分中的羟基磷酸化形成的化合物。
8.cAMP（cyclicAMP）:3ˊ,5ˊ-环腺苷酸，细胞内的第二信使，由于某些激素或其它分子信号刺激激活腺苷酸环化酶催化ATP环化形成的。
9.磷酸二酯键（phosphodiesterlinkage）：一种化学基团，指一分子磷酸与两个醇（羟基）酯化形成的两个酯键。
该酯键成了两个醇之间的桥梁。
例如一个核苷的3ˊ羟基与另一个核苷的5ˊ羟基与同一分子磷酸酯化，就形成了一个磷酸二酯键。
10.脱氧核糖核酸（DNA,deoxyribonucleicacid）:含有特殊脱氧核糖核苷酸序列的聚脱氧核苷酸，脱氧核苷酸之间是通过3ˊ,5ˊ-磷酸二酯键连接的。
Facilitated Diffusion and Active Transport：易化扩散和主动运输13页PPT
Exocytosis
Exocytosis Process by which a cell releases large amounts of material
Vacuole fuses with cell membrane
Transports:
1. Larger molecules 2. Solid clumps of
1. Endocytosis 2. Exocytosis 3. Molecular Transport (use of proteins or
protein channels)
Endocytosis
Endocytosis Process by which a cell takes material into the cell by infoldings or pockets of the cell membrane.
Transports:
1. Larger molecules 2. Solid clumps of material
Phagocytosis – “cell eating”
Phagocytosis – when extensions of the cytoplasm surround particles, package it within a food vacuole, then cell engulfs it
The process of engulfing takes a LOT of energy
Scanning electron micrograph of a phagocyte (yellow, right) phagocytosing anthrax bacilli (orange, left)
营养物质进入细胞的方式.
特点： 需载体蛋白参与； 载体蛋白具有较强的专一性； 载体蛋白通过构象变化而改变与被运送物质之间的亲和 力，载体蛋白构象变化需消耗能量； 运送物质： 无机离子（ K+等）； 糖（乳糖，麦芽糖，葡萄糖等 ）； 大部分氨基酸和有机酸。
4. 基团移位(group translocation)
需载体蛋白，耗能，被运送物质分子结构发生变化
1、单纯扩散(simple diffusion)
2、促进扩散(facilitated diffusion) 3、主动运输(active transport) 4、基团移位(group translocation)
1. 单纯扩散（simple diffusion）
又称“被动扩散”（passive transport） 属物理扩散。不需能量，无载体参与，以浓差为动力， 高浓向低浓扩散
基团移位位主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中， 主要用于糖的运输。 目前尚未在好氧型细菌及真核生物中发现这种运输 方式； 尚未发现氨基酸通过这种方式运输。
(1) PEP + HPr 磷酸~HPr + 丙酮酸
特点： 需能量； 需载体蛋白； 逆浓差运输； 运输具有专一性； 物质在运送过程中 发生化学变化（磷 酸化），磷酸基团 来源于PEP
磷酸~HPr +葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 + HPr
运送机制： 磷酸转移酶系统（PTS） 包括: 酶Ⅰ（非特异性，胞内） 酶Ⅱa （非特异性，胞内） 酶Ⅱb （特异性，亲水性，接近膜） 酶Ⅱc（特异性，疏水性，膜上） HPr （热稳载体蛋白） （非特异性，膜上）
载体只影响物质的运输速率，并不改变该物质在膜内外形成 的动态平衡状态（促进扩散速度比单纯扩散快）； 这种性质类似于酶的作用特征，因此载体蛋白也称为透过酶； 透过酶大都是诱导酶,只有在环境中存在机体生长所需的营养 物质时，相应的透过酶才合成。
细胞生物学名词解释
载体蛋白（carrier protein）：与特定溶质分子结合，通过构象改变进行物质转运，既介导被动运输又介导主动运输。
核孔（nuclear pore）：核内外两层核膜融合形成的圆环状结构。由多个蛋白质颗粒以特定方式排列而成的蛋白分子复合物，也称核孔复合体（NPC），四种组分为胞质环、核质环、辐、中央栓。其介导的核-质间物质交换为双向选择性亲水通道，可通过主动、被动运输两种方式进行。
亲核蛋白（karyophilic protein）：在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。
带型（band）：染色体经过一定处理、用特定染料染色后，使染色体沿其长轴显示深浅各异、宽窄不等的带纹。
核仁（nucleolus）：真核细胞间期细胞核中最明显的结构，光镜下为均匀、海绵状的球体。
核仁周期（nucleolar cycle）：在进行有丝分裂的细胞中，核仁出现一系列结构与功能的周期性变化。
微丝结合蛋白（MAP）：是一类对纤维状肌动蛋白的结构、行为起调节作用，与微丝的装配及功能有关的蛋白质。包括单体隔离蛋白、交联蛋白、末端阻断蛋白、纤维切割蛋白、肌动蛋白纤维解聚蛋白和膜结合蛋白。
中间纤维（intermediate filament，IF）：是三种骨架纤维中最稳定细胞骨架成分，直径10nm左右，介于微管和微丝之间，故称之为中等纤维。
异化扩散（facilitated diffusion）：在特异性载体蛋白介导下，各种极性分子和无机离子顺电化学梯度的跨膜转运，不消耗细胞代谢能，属于被动运输。
02-04 跨膜运输
物质的跨膜运输一、被动运输被动运输(passive transport)(passive transport)(一)简单扩散simple diffusion (二)协助扩散facilitated diffusion 二、主动运输主动运输(active transport)(active transport) ATP ATP直接供能直接供能 ATP ATP间接提供能量间接提供能量 光能驱动三、胞吞与胞吐作用被动运输和主动运输一、被动运输被动运输(passive transport)(passive transport)概念概念：：是通过简单扩散或易化是通过简单扩散或易化((协助协助))扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜运转高浓度向低浓度方向的跨膜运转。
特点特点：：运输方向运输方向：：由高浓度向低浓度能量消耗能量消耗：：无膜转运蛋白膜转运蛋白：：无类型类型：：简单扩散简单扩散(simple diffusion)(simple diffusion)协助扩散协助扩散(facilitated diffusion) (facilitated diffusion)(一) ) 简单扩散简单扩散(simple diffusion)概念概念：：又称为自由扩散(free diffusion)是疏水小分子或小的不带电荷的极性分子不带电荷的极性分子，，不需要能量也不需要膜蛋白参与的跨膜运输方式参与的跨膜运输方式。
特点特点：：①沿浓度梯度沿浓度梯度((或电化学梯度或电化学梯度))扩散扩散；；②不需要提供能量不需要提供能量；；③没有膜蛋白的协助没有膜蛋白的协助。
速度决定于速度决定于：：分子的大小分子的大小，，浓度差的大小浓度差的大小，，脂溶性大小大小。
脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过非极性分子比极性容易透过，，极性不带电荷小分子，如H 2O 、O 2等可以透过人工脂双层等可以透过人工脂双层，，但速度较慢较慢；；小分子比大分子容易透过小分子比大分子容易透过；；分子量略大一点的葡萄糖萄糖、、蔗糖则很难透过蔗糖则很难透过；；人工膜对带电荷的物质人工膜对带电荷的物质，，如各类离子是高度不通透的。
生理名词解释总结
生理1.单纯扩散(简单扩散) Simple diffusion物质从质膜的高浓度一侧通过脂质分子间隙向低浓度一侧进行的跨膜扩散，是一种物理现象，没有生物学转运机制参与，无需代谢耗能，属于被动转运。
2.易化扩散Facilitated diffusion非脂溶性的小分子物质或带电离子在跨膜蛋白帮助下，顺浓度梯度和电位梯度进行的跨膜转运，可分为经通道的易化扩散和经载体的易化扩散，被动转运，无需ATP。
3.经通道的易化扩散Channel-mediated facilitated diffusion各种带电离子在通道蛋白的介导下，顺浓度梯度和电位梯度的跨膜转运称为经通道的易化扩散，被动转运，无需ATP。
4.离子选择性指每种通道只对一种或几种离子有较高的通透能力，而对其他离子的通透性很小或不通透。
5.门控特性大部分通道蛋白分子内部有一些可移动的结构或化学基团，在通道开口处起“闸门”作用。
许多因素可引起闸门运动，导致通道的开放或关闭，这一过程称为门控。
6.经载体的易化扩散Carrier-mediated facilitated diffusion水溶性小分子物质在载体蛋白介导下顺浓度梯度进行的跨膜转运，属于载体介导的被动转运。
7.载体（转运体）介导多种水溶性小分子物质或离子跨膜转运的一类整合膜蛋白，能与一个或少数几个溶质分子或离子特异性结合。
8.饱和现象细胞膜中载体的数量和转运速率有限，当被转运的底物浓度增加到一定程度时，底物的扩散速度便达到最大值，不再随底物浓度的增加而增大，这种现象称为载体转运的饱和现象。
9.竞争性抑制如果有两种结构相似的物质都能与同一载体结合，两底物之间将发生竞争性抑制，其中，浓度较低或Km较大的溶质更容易受到抑制。
10.主动转运Active transport某些物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢提供能量而进行的逆浓度梯度和电位梯度跨膜转运，消耗能量。
11.原发性主动转运Primary active transport细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度和电位梯度转运的过程称为原发性主动转运。
Facilitated Diffusion and Active Transport：易化扩散和主动运输
ATP = energy used in active transport
Occurs with the following:
1. Charged molecules (ions) 2. When molecules are too large
Although facilitated diffusion is fast and specific, it is still diffusion.
Pinocytosis – “cell drinking”
Just like endocytosis; process where cells take up liquid from the surrounding environment, fuse with membrane, and release these fluid filled vacuoles within the cell.
highered.mcgrawhill/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how _the_sodium_potassium_pump_works.html
Net movement of molecules across a membrane occurs from the side with a higher concentration → lower concentration side.
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protein channels)
Endocytosis
Endocytosis Process by which a cell takes material into the cell by infoldings or pockets of the cell membrane.
Net movement of molecules across a membrane occurs from the side with a higher concentration → lower concentration side.
Does not require energy.
Active Transport
Exocytosis
Exocytosis Process by which a cell releases large amounts of material
Vacuole fuses with cell membrane
Transports:
1. Larger molecules 2. Solid clumps of
The process of engulfing takes a LOT of energy
Scanning electron micrograph of a phagocyte (yellow, right) phagocytosing anthrax bacilli (orange, left)
Active Transport - energy-requiring process that moves material across a cell membrane against a concentration difference.
ATP = energy used in active transport
Facilitated Diffusion and Active Transport
Facilitated Diffusion
Facilitated Diffusion Movement of specific molecules across cell membranes through protein channels
Occurs with the following:
1. Charged molecules (ions) 2. When molecules are too large
Although facilitated diffusion is fast and specific, it is still diffusion.
Active Transport
Move materials in the opposite direction—against a concentration difference.
Requires:
1. energy 2. transport proteins
Examples of Active Transport
highered.mcgrawhill/sites/0072495855/student_view0/chapter2/ani_potassium_pump_works.html
Transports:
1. Larger molecules 2. Solid clumps of material
Phagocytosis – “cell
eating”
Phagocytosis – when extensions of the cytoplasm surround particles, package it within a food vacuole, then cell engulfs it
material
Molecular Transport
Na/K Pump (Sodium/Potassium Pump)
Cells contain high amounts of K inside the cell and high amounts of Na outside the cell and, in order to maintain cell volume and resting cell potential, this pump gets used.
Pinocytosis – “cell drinking”
Just like endocytosis; process where cells take up liquid from the surrounding environment, fuse with membrane, and release these fluid filled vacuoles within the cell.
Each protein channel only allows a particular substances to cross.
The protein facilitates (helps) the diffusion across the membrane
Facilitated Diffusion and Energy