高中生物《物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸》課件2（16張PPT）（蘇教版必修1）

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歡迎進(jìn)入生物課堂 第一節(jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸 1 1被動(dòng)運(yùn)輸 passivetransport 1 2主動(dòng)運(yùn)輸 activetransport 1 3胞吞作用 endocytosis 與胞吐作用 exocytosis 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸是細(xì)胞維持正常生命活動(dòng)的基礎(chǔ)之一 據(jù)估計(jì)細(xì)胞膜上與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的蛋白占核基因編碼蛋白的5 30 細(xì)胞用在物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方面的能量達(dá)細(xì)胞總消耗能量的三分之二 第二節(jié)細(xì)胞通訊與信號(hào)傳遞 細(xì)胞通訊與細(xì)胞識(shí)別 細(xì)胞的信號(hào)分子與受體 分子開(kāi)關(guān) molecularswitches 與蛋白激酶 通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞 通過(guò)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞 由細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞 細(xì)胞信號(hào)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(dòng)運(yùn)輸 passivetransport 1 1 1簡(jiǎn)單擴(kuò)散 simplediffusion 特點(diǎn) 沿濃度梯度 或電化學(xué)梯度 擴(kuò)散 不需要提供能量 沒(méi)有膜蛋白的協(xié)助 1 1 2協(xié)助擴(kuò)散 facilitateddiffusion 特點(diǎn) 比自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)速率高 存在最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率 有特異性膜蛋白的協(xié)助 這類(lèi)特殊的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白主要有載體蛋白和通道蛋白兩種類(lèi)型 膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 載體蛋白 carrierproteins 通透酶 permease 性質(zhì) 介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸 通道蛋白 channelproteins 具有離子選擇性 轉(zhuǎn)運(yùn)速率高 離子通道是門(mén)控的 只介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸 又稱(chēng)離子通道 類(lèi)型 電壓門(mén)通道 voltage gatedchannel 配體門(mén)通道 ligand gatedchannel 壓力激活通道 stress activatedchannel 鉀電位門(mén)通道 鉀電位門(mén)通道 K 通道具有三種狀態(tài) 開(kāi)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(mén)控電荷 當(dāng)膜去極化時(shí) 膜外為負(fù) 膜內(nèi)為正 引起帶正電荷的氨基酸殘基轉(zhuǎn)向細(xì)胞外側(cè)面 通道蛋白構(gòu)象改變 門(mén) 打開(kāi) 大量K 外流 此時(shí)相當(dāng)于K 的自由擴(kuò)散 K 電位門(mén)和Ach配體門(mén)一樣只是瞬間 約幾毫秒 開(kāi)放 然后失活 此時(shí)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(mén) 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(lèi)配體門(mén)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(guò)氫鍵等非共價(jià)鍵 形成一個(gè)結(jié)構(gòu)為 2 的梅花狀通道樣結(jié)構(gòu) 其中的兩個(gè) 亞單位是同兩分子Ach相結(jié)合的部位 Ach門(mén)通道具有具有三種狀態(tài) 開(kāi)啟 關(guān)閉和失活 當(dāng)受體的兩個(gè) 亞單位結(jié)合Ach時(shí) 引起通道構(gòu)象改變 通道瞬間開(kāi)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(xì)胞動(dòng)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(shí)間過(guò)長(zhǎng) 約20毫秒后 則通道會(huì)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(kāi)啟通道 導(dǎo)致肌肉麻痹 1 2主動(dòng)運(yùn)輸 activetransport 1 2 1特點(diǎn) 逆濃度梯度 逆化學(xué)梯度 運(yùn)輸 需要能量 由ATP直接供能 或與釋放能量的過(guò)程偶聯(lián) 協(xié)同運(yùn)輸 都有載體蛋白 1 2 2類(lèi)型 三種基本類(lèi)型 由ATP直接提供能量的主動(dòng)運(yùn)輸 鈉鉀泵 結(jié)構(gòu)與機(jī)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(dòng)運(yùn)輸 協(xié)同運(yùn)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(dòng)運(yùn)輸方式 光能驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸 見(jiàn)于細(xì)菌 鈣離子泵 鈣離子泵對(duì)于細(xì)胞是非常重要的 因?yàn)殁}離子通常與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān) 鈣離子濃度的變化會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)信號(hào)途徑的反應(yīng) 導(dǎo)致一系列的生理變化 通常細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度 10 7M 顯著低于細(xì)胞外鈣離子濃度 10 3M 主要是因?yàn)橘|(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上存在鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)體系 細(xì)胞內(nèi)鈣離子泵有兩類(lèi) 其一是P型離子泵 其原理與鈉鉀泵相似 每分解一個(gè)ATP分子 泵出2個(gè)Ca2 另一類(lèi)叫做鈉鈣交換器 Na Ca2 exchanger 屬于反向協(xié)同運(yùn)輸體系 antiporter 通過(guò)鈉鈣交換來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)輸 在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中 質(zhì)膜內(nèi)陷 形成包圍細(xì)胞外物質(zhì)的囊泡 又稱(chēng)膜泡運(yùn)輸 屬于主動(dòng)運(yùn)輸 胞吞作用 胞吐作用 胞吞作用 吞噬作用 phagocytosis 細(xì)胞內(nèi)吞較大的固體顆粒物質(zhì) 如細(xì)菌 細(xì)胞碎片等 稱(chēng)為吞噬作用 吞噬現(xiàn)象是原生動(dòng)物獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要方式 在后生動(dòng)物中亦存在吞噬現(xiàn)象 如 在哺乳動(dòng)物中 中性顆粒白細(xì)胞和巨噬細(xì)胞具有極強(qiáng)的吞噬能力 以保護(hù)機(jī)體免受異物侵害 胞飲作用 pinocytosis 細(xì)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(chēng)為胞飲作用 胞飲作用存在于白細(xì)胞 腎細(xì)胞 小腸上皮細(xì)胞 肝巨噬細(xì)胞和植物細(xì)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(guò)形成小囊泡從細(xì)胞內(nèi)部移至細(xì)胞表面 小囊泡的膜與質(zhì)膜融合 將物質(zhì)排出細(xì)胞之外 這個(gè)過(guò)程也稱(chēng)為外排作用 exocytosis 細(xì)胞內(nèi)不能消化的物質(zhì)和合成的分泌蛋白都是通過(guò)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(diǎn) 存在于所有真核細(xì)胞連續(xù)分泌過(guò)程用于質(zhì)膜更新 膜脂 膜蛋白 胞外基質(zhì)組分 營(yíng)養(yǎng)或信號(hào)分子 調(diào)節(jié)型外排途徑 特點(diǎn) 存在于特化的分泌細(xì)胞儲(chǔ)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(jī)制 分選信號(hào)存在于蛋白本身 分選主要由高爾基體TGN上的受體類(lèi)蛋白來(lái)決定 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全