高中生物《物質(zhì)的跨膜運輸》課件2（16張PPT）（蘇教版必修1）

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歡迎進入生物課堂 第一節(jié)物質(zhì)的跨膜運輸 1 1被動運輸 passivetransport 1 2主動運輸 activetransport 1 3胞吞作用 endocytosis 與胞吐作用 exocytosis 物質(zhì)的跨膜運輸是細胞維持正常生命活動的基礎(chǔ)之一 據(jù)估計細胞膜上與物質(zhì)轉(zhuǎn)運有關(guān)的蛋白占核基因編碼蛋白的5 30 細胞用在物質(zhì)轉(zhuǎn)運方面的能量達細胞總消耗能量的三分之二 第二節(jié)細胞通訊與信號傳遞 細胞通訊與細胞識別 細胞的信號分子與受體 分子開關(guān) molecularswitches 與蛋白激酶 通過細胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號傳遞 通過細胞表面受體介導(dǎo)的信號跨膜傳遞 由細胞表面整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號傳遞 細胞信號傳遞的基本特征與蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息 1 1被動運輸 passivetransport 1 1 1簡單擴散 simplediffusion 特點 沿濃度梯度 或電化學(xué)梯度 擴散 不需要提供能量 沒有膜蛋白的協(xié)助 1 1 2協(xié)助擴散 facilitateddiffusion 特點 比自由擴散轉(zhuǎn)運速率高 存在最大轉(zhuǎn)運速率 有特異性膜蛋白的協(xié)助 這類特殊的膜轉(zhuǎn)運蛋白主要有載體蛋白和通道蛋白兩種類型 膜轉(zhuǎn)運蛋白 載體蛋白 carrierproteins 通透酶 permease 性質(zhì) 介導(dǎo)被動運輸與主動運輸 通道蛋白 channelproteins 具有離子選擇性 轉(zhuǎn)運速率高 離子通道是門控的 只介導(dǎo)被動運輸 又稱離子通道 類型 電壓門通道 voltage gatedchannel 配體門通道 ligand gatedchannel 壓力激活通道 stress activatedchannel 鉀電位門通道 鉀電位門通道 K 通道具有三種狀態(tài) 開啟 關(guān)閉和失活 S4段是電壓感受器 S4段上的正電荷可能是門控電荷 當膜去極化時 膜外為負 膜內(nèi)為正 引起帶正電荷的氨基酸殘基轉(zhuǎn)向細胞外側(cè)面 通道蛋白構(gòu)象改變 門 打開 大量K 外流 此時相當于K 的自由擴散 K 電位門和Ach配體門一樣只是瞬間 約幾毫秒 開放 然后失活 此時N端的球形結(jié)構(gòu) 堵塞在通道中央 通道失活 稍后球體釋放 門 處于關(guān)閉狀態(tài) 乙酰膽堿受體 乙酰膽堿受體 N型乙酰膽堿受體是目前了解較多的一類配體門通道 它是由4種不同的亞單位組成的5聚體 總分子量約為290kd 亞單位通過氫鍵等非共價鍵 形成一個結(jié)構(gòu)為 2 的梅花狀通道樣結(jié)構(gòu) 其中的兩個 亞單位是同兩分子Ach相結(jié)合的部位 Ach門通道具有具有三種狀態(tài) 開啟 關(guān)閉和失活 當受體的兩個 亞單位結(jié)合Ach時 引起通道構(gòu)象改變 通道瞬間開啟 膜外Na 內(nèi)流 膜內(nèi)K 外流 使該處膜內(nèi)外電位差接近于0值 引起肌細胞動作電位 肌肉收縮 Ach釋放后 瞬間即被乙酰膽堿酯酶水解 通道在約1毫秒內(nèi)關(guān)閉 如果Ach存在的時間過長 約20毫秒后 則通道會處于失活狀態(tài) 箭毒和 銀環(huán)蛇毒素可與乙酰膽堿受體結(jié)合 但不能開啟通道 導(dǎo)致肌肉麻痹 1 2主動運輸 activetransport 1 2 1特點 逆濃度梯度 逆化學(xué)梯度 運輸 需要能量 由ATP直接供能 或與釋放能量的過程偶聯(lián) 協(xié)同運輸 都有載體蛋白 1 2 2類型 三種基本類型 由ATP直接提供能量的主動運輸 鈉鉀泵 結(jié)構(gòu)與機制 鈣離子泵 Ca2 ATP酶 質(zhì)子泵 P 型質(zhì)子泵 V 型質(zhì)子泵 H ATP酶 由ATP間接提供能量的主動運輸 協(xié)同運輸 cotransport 由Na K 泵 或H 泵 與載體蛋白協(xié)同作用 靠間接消耗ATP所完成的主動運輸方式 光能驅(qū)動的主動運輸 見于細菌 鈣離子泵 鈣離子泵對于細胞是非常重要的 因為鈣離子通常與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān) 鈣離子濃度的變化會引起細胞內(nèi)信號途徑的反應(yīng) 導(dǎo)致一系列的生理變化 通常細胞內(nèi)鈣離子濃度 10 7M 顯著低于細胞外鈣離子濃度 10 3M 主要是因為質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上存在鈣離子轉(zhuǎn)運體系 細胞內(nèi)鈣離子泵有兩類 其一是P型離子泵 其原理與鈉鉀泵相似 每分解一個ATP分子 泵出2個Ca2 另一類叫做鈉鈣交換器 Na Ca2 exchanger 屬于反向協(xié)同運輸體系 antiporter 通過鈉鈣交換來轉(zhuǎn)運鈣離子 鈣離子泵 1 3胞吞作用 endocytosis 與胞吐作用 exocytosis 作用 完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運輸 在轉(zhuǎn)運過程中 質(zhì)膜內(nèi)陷 形成包圍細胞外物質(zhì)的囊泡 又稱膜泡運輸 屬于主動運輸 胞吞作用 胞吐作用 胞吞作用 吞噬作用 phagocytosis 細胞內(nèi)吞較大的固體顆粒物質(zhì) 如細菌 細胞碎片等 稱為吞噬作用 吞噬現(xiàn)象是原生動物獲取營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式 在后生動物中亦存在吞噬現(xiàn)象 如 在哺乳動物中 中性顆粒白細胞和巨噬細胞具有極強的吞噬能力 以保護機體免受異物侵害 胞飲作用 pinocytosis 細胞吞入的物質(zhì)為液體或極小的顆粒物質(zhì) 這種內(nèi)吞作用稱為胞飲作用 胞飲作用存在于白細胞 腎細胞 小腸上皮細胞 肝巨噬細胞和植物細胞 胞吐作用 與內(nèi)吞作用的順序相反 某些大分子物質(zhì)通過形成小囊泡從細胞內(nèi)部移至細胞表面 小囊泡的膜與質(zhì)膜融合 將物質(zhì)排出細胞之外 這個過程也稱為外排作用 exocytosis 細胞內(nèi)不能消化的物質(zhì)和合成的分泌蛋白都是通過這種途徑排出的 組成型的外排途徑 constitutiveexocytosispathway 調(diào)節(jié)型外排途徑 regulatedexocytosispathway 組成型的外排途徑 特點 存在于所有真核細胞連續(xù)分泌過程用于質(zhì)膜更新 膜脂 膜蛋白 胞外基質(zhì)組分 營養(yǎng)或信號分子 調(diào)節(jié)型外排途徑 特點 存在于特化的分泌細胞儲存 刺激 釋放產(chǎn)生的分泌物 如激素 粘液或消化酶 具有共同的分選機制 分選信號存在于蛋白本身 分選主要由高爾基體TGN上的受體類蛋白來決定 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全