1、 细胞膜的物质转运功能 一、细胞膜 的基本结构 脂质双 分子层 球形蛋白质 纤维状蛋白质 亲水性基 团 疏水性基团 细胞膜 ：包被在细胞外层的一层薄膜，又称质膜（ plasma membrane）。 1972年： S. J. Singer和 G. Nicolson提出了“ 液态镶嵌模型 ” 。 液态镶嵌模型 脂质 蛋白质 糖类（极少） 表面 蛋白 整合 蛋白 磷脂 （ 70%） 胆固醇 （ 30%） 糖脂 （少量） 亲水的磷酸 、 碱基 、 羟基朝向膜的内表面和外表面 磷脂、胆固醇 （两亲性分子） 疏水的脂肪酸烃链朝向膜的中央 （一）脂质双 分子层 胆固醇 糖脂 磷脂 （二）细胞膜的蛋白 1.
2、 表面 蛋白 (peripheral protein) (约占 30%) 分布在脂质双分子层的内、外侧表面（ 主要在内侧 ）。 如：细胞骨架蛋白 ， 酶蛋白等 2. 整合 蛋白 (integral protein) (约占 70%) 以 肽链 一次或多次 穿越脂质双分子层 为特征 。 如：绝大多数受体、载体、通道、离子泵等功能蛋白 细胞膜的主要功能是通过膜蛋白来实现 的。 （三）细胞膜的糖类 以共价键的形式与膜脂质或蛋白质结合 ， 形成 糖脂 （ glycolipid) 或 糖蛋白 （ glycoprotein）。 全部分布于 质膜的外表面 ； 功能：作为它们所在细胞或它们所结合的蛋白质 的
3、特异性 的“标志” 。 例如：抗原决定簇 （ ABO血型抗原 ） 二、细胞膜的物质转运功能 概念 ： 物质分子从 高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的 过程。 是一种 简单的物理现象 ，扩散方向和速度取决于物质在膜 两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。 转运特点 ： 顺浓度梯度 ； 不耗能； 不需膜蛋白帮助。 （一）单纯扩散 (simple diffusion) 转运的物质： O2、 CO2、 N2、 乙醇 、尿素等脂溶性小分子 物质 （二）易化扩散 (facilitated diffusion) 概念 ： 不溶于脂质或脂溶性很小的物质，在 膜蛋白的帮助 下， 由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧
4、 的跨膜转运。 转运特点 ： 顺浓度或电位梯度 ； 不耗能； 必须借助膜蛋白的帮助。 分类 ： 经载体的易化扩散 ， 经通道的易化扩散 。 二、细胞膜的物质转运功能 转运过程 ： 在高浓度一侧， 载体蛋白 与某物质结合 蛋白构型改变 转运至低浓度一侧，蛋白与物质分离 两侧平衡。 1、经载体的易化扩散 结合 -构像变化 -解离 转运特点 ： 饱和现象 结构特异性 竞争性抑制 转运的物质 ： 小分子水溶性物质，如：葡萄糖 (GL)、氨基酸 (AA)等 转运过程 ： Na+、 K+、 Ca2+、 Cl 等带电离子，在 通道蛋白 的帮助下进行 的顺浓度梯度或电位梯度的跨膜转运。 2、经通道易化扩散 转
5、运特点 ： 转运速度快 离子选择性 门控特性 通道类型 ： 化学门控、电压门控、机械门控 转运的物质 ： 各种带电离子 通道异化扩散的转运 速度快 ， 无饱和现象。 转运速度： 经通道易化扩散 每秒 108109个 离子 ， 经载体 易 化扩散每秒 102105个分子。 通道与载体之间最重要的区别 两种易化扩散对比 （三）主动转运 (active transport ) 概念 ： 物质逆浓度差、逆电位差，在膜蛋白的帮助下进行跨膜 转运的过程。 转运特点 ： 逆浓度差 /电位差； 耗能，能量来自细胞的代谢 活动 ; 需要特殊的膜蛋白 帮助。 分类 ： 原发性主动转运 ， 继发性主动转运 。 二、
6、细胞膜的物质转运功能 1、原发性主动转运 概念： 细胞 直接利用 ATP分解提供的能量 ，在 离子 泵 的帮助下，逆浓度 梯度或逆电位梯度进行跨膜转运的过程。 离子泵的种类 ： 以它转运的物质而命名 如：转运 Na+和 K+的 钠 -钾泵 ， 转运 Ca2+的 钙泵 钠 -钾泵 具有 ATP酶的活性 ：将 ATPADP并释放大量的能量； 双向转运 Na+、 K+：每分解一个 ATP分子 3个 Na+出胞， 2个 K+入胞 细 胞内高钾和细胞外高钠的分布 钠 -钾泵本质 ： Na+-K+依赖式 ATP酶 钠 -钾泵特点 ： 胞 内 Na+ 或胞 外 K+ 可触发钠泵 活动； Na+泵出和 K+泵
7、 入耦联 。 造成的细胞内高 K+是胞质内许多代谢反应所必须的，如核糖体的合成等； 维持细胞正常形态； 保持 Na+、 K+在细胞内外的浓度梯度，这是一些重要生理功能的基础，如：生物电产生的基础； 建立 Na+浓度势能储备， 是 继 发性 主动转运的能量来源。 钠 -钾 泵的生理意义 2、继发性主动转运 概念 ：利用钠泵活动建立的 Na+浓度差， Na+顺浓度差跨膜转运时释放 的势能，可用于其他物质逆浓度差的跨膜转运。这种 间接利用 ATP能量 ， 借助于 转运体 完成的主动转运过程称为继发性主动 转运。 分类 ： 同向转运 与 Na+转运方向相同； 反向转运 与 Na+转运方向相反。 转运物
8、质 ： 营养物质 ，如 葡萄糖、氨基酸； 离子 ，如 Na+-H+交换、 Na+-2Cl-K+同向转运 （四）出胞和入胞 概念 ： 大分子物质或团块状物质借助细 胞膜“运动” 的 跨膜转运方式。 1、出胞 ：大分子 物质以分泌囊泡的形式排出细胞的 过程。 主要 见于 细胞的分泌 活动 ， 如 激素、神经递质、消化液的分泌 。 二、细胞膜的物质转运功能 2、入胞 ：某些物质团块借助于 与细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细 胞内的过程 。 分类 吞噬 (phagocytosis)：固体物质 吞饮 (pinocytosis)： 液体物质 吞噬 吞饮 谢 谢 大 家 参考资料与致谢 1、人体解剖生理学 .Sylvia Mader主编 .高等教育出版社， 2003 年版 2、人体及动物生理学 .王玢，左明雪主编 . 高等教育出版社， 2002年版 3、大学生理学 .朱妙章主编 .高等教育出版社， 2002年版 4、人体解剖学彩色图谱 .柏 树令 等主编 . 上海科学技术出版社 ， 2004年 5、人体解剖生理学（第四版） .龚茜玲主编 .人民卫 生 出版社， 2006年版 6、生理学（英文原版教材） . （英）麦乔（ McGeown， J.G) 著 ,北京大学医学 出 版社 ,2004年版 7、 注：部分图片和动画来自网络，出处不能一 一列出，感谢原作者！
