通道蛋白只能介导顺浓度梯 度或电化学梯度的被动运输 （简单扩散、易化扩散）。
离子通道特性


1、选择性：指一种通道优先让某种离子通 过, 而另一些离子则不容易通过该种通道的特 性。例如钠通道开放时, 钠离子可通过, 而钾离 子则不能通过。 2、开关性：离子通道存在两种状态, 即开 放和关闭状态。多数情况时, 离子通道是关闭 的, 只在一定的条件下开放。通道由关闭状态 转为开放的过程称为激活, 由开放转为关闭状 态的过程称为失活。通道的开放与激活过程有 一定的速率, 通常很快, 以毫秒(ms) 计算。

第三节 大分子和颗粒物质的跨膜运输
一 胞吞作用
（一）吞噬作用
（二）胞饮作用： 细胞摄入溶质或 液体的内吞作用。
（三）受体介导的内吞作用
胆固醇来源：食物 细胞合成(内质网、细胞质) 组织：除成年动物脑组织及成熟红细胞外， 几乎全身各组织均可合成，以肝、 小肠为主。
存在形式：游离胆固醇 胆固醇酯

（1）同向协同运输：如：Na+顺离子浓度运转的 同时伴有葡萄糖或氨基酸的逆浓度梯度运转。 （2）反向协同运输:Na＋-H+交换载体
同向协同运输
反向协同运输
Glucose is absorbed by symport
问题3


下列哪种状况是对的？请解释
1.质膜对所有带电荷的分子是高度不通透的 2.通道蛋白必须首先与溶质分子结合。然后 才能选择它们允许通过的溶质分子 3.没有能量的连续输入，细胞将破裂 4.载体蛋白（1 000 000个溶质分子/s）允 许溶质穿过膜的速率比通道蛋白（1 000个 溶质分子/s）快得多
5、解释并区别： 单位膜 ／ 生物膜
内膜系统/细胞内膜
糖萼
关于“膜”的几个概念：
生物膜：细胞中所有的膜结构统称生物膜。 生物膜=细胞膜+细胞内膜 细胞内膜：细胞内所有的膜结构。 膜相结构：具有膜的一切细胞结构。 内膜系统：在结构、功能及发生上有一定 联系的膜性结构。 单位膜：生物膜的结构单位,电镜下为“两 暗一明”的三层结构
离子通道生理功能



（1）提高细胞内钙浓度, 从而触发肌肉收缩、细胞兴奋、腺体分 泌、钙依赖性离子通道开放和关闭、蛋白激酶的激活和基因表达 的调节等一系列生理效应。 （2）在神经、肌肉等兴奋性细胞, 钠和钙通道主要调控去极 化, 钾主要调控复极化和维持静息电位, 从而决定细胞的兴奋性、 不应性和传导性。 （3）调节血管平滑肌舒缩活动, 其中有钾、钙、氯通道和某 些非选择性阳离子通道与参与。 （4）参与突触传递。 （5）维持细胞正常体积, 在高渗环境中, 离子通道和转运系 统激活使钠、氯和水分进入细胞内而调节细胞体积增大。在低渗 环境中,钠、氯和水分流出细胞而调节细胞体积减少。
低密度脂蛋白受体代谢途径：
（二）胞吐作用
exocytosis
物质的跨膜运输小结
: 小分子物质 的跨膜运输 不需要介导蛋白
顺浓度梯度
需要介导蛋白 逆浓度梯度(载体蛋白介导)
载体蛋白介导
通道蛋白介导
大分子和颗粒物
内吞作用
外吐作用
质的跨膜运输
吞噬作用 吞饮作用 受体介导的内吞作用
思考题：
1.解释并区别下列名词：
内膜系统包括： 内质网 高尔基复合体 溶酶体 过氧化酶体 核膜 小泡、液泡等
膜性结构包括： 内质网 高尔基复合体 溶酶体 过氧化酶体 核膜 小泡、液泡等 线粒体 细胞膜
胞内膜包括： 内质网 高尔基复合体 溶酶体 过氧化酶体 核膜 小泡、液泡等 线粒体
(一)脂双层
1.组成：磷脂、糖脂和胆固醇 2.不对称性 3. 流动性
结合蛋白和受体都是跨膜糖蛋白
精子膜表面的结合蛋白（凝集素）识别了卵 子膜表面受体上的特殊糖基
精－卵识别
1.保证了受精的种属特异性 2. 是受精的启动步骤
红细胞膜骨架
(三)糖类 糖萼： 细胞膜表面的糖 蛋白和糖脂的糖 链相互交织形成 的一层绒毛状的 多糖物质。
一个膜蛋白可结合多 个糖链；一个膜脂分 子只结合一个糖链
影响膜脂流动性的因素

⑴脂肪酸链的饱和度 ⑷卵磷脂/鞘磷脂
⑵脂肪酸链的链长
⑶胆固醇
⑸膜蛋白和膜脂的结合
膜脂的功能： 1）支撑，膜脂是细胞的骨架； 2）维持构象并为膜蛋白行使功 能提供环境；

问题2


脂双层的结构由其脂质分子的特殊性所 决定，假如出现下列情况之一，将会怎 样？ A.假如所有的烃链都是饱和的？ B.假如所有的烃链都是不饱和的？ C.假如双层含有混合的两种脂质分子， 一种具有两条饱和的烃尾，另一种具有 两条不饱和的烃尾？
细胞外
H+
H+ H+ H+ H+
H+
小 亚 基+
Na H+ Na+
Na+
浓 度 梯 度
钠结合部位
Na+ Na+ Na+
小 亚 基
Na+ Na+ H+
浓 度 梯 度
H+结合部位

细胞内
图4-19 Na+-K+ -ATP酶 的活动原理图

H+
H+
1. ATP直接供能：Na+-K+ATP PUMP
2.ATP间接供能（协同运输）: 由Na+-K+泵（H+泵）与载体蛋白协同作用
膜两侧奇特的 离子分布
人工合成之双层半透性
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

小分子比大分子容 易透过；分子量略 大一点的葡萄糖、 蔗糖则很难透过

1.疏水性(非极性)分子 易通过
2.小的不带电的极性分 子易通过 3.稍大的不带电的极性 分子不易通过 4.大的不带电的极性分 子不能通过
5.离子、亲水性的和大 的极性分子不能通过
一、小分子物质的跨膜运输：被动运输、主动运输
自由扩散
（一）易化扩散
浓度差+电位差→电化学梯度
膜转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白
载体蛋白:构型改变
载体蛋白既可介导易 化扩散， 也可介导逆 浓度梯度或电化学梯 度的主动运输
通道蛋白（channel protein）
鼠细胞 标记蛋白 人细胞 细胞融合
生理意义：保证其正常功能的必要条件。 当膜的流动性低于一定的阈值时，许多 酶的活动和跨膜运输将停止，反之如果 流动性过高，又会造成膜的溶解。
标记蛋白 重新分布
3.膜蛋白分布的不对称性
小 鼠 肝 跨膜 细 蛋白 胞 膜 膜表面 冰 蛋白 冻 蚀 刻
EF
脂质双层
镶嵌蛋白
PF
膜蛋白的功能
1.运输蛋白 transportors 2.黏附分子 adhesive molecules 3.受体 receptors 4.抗原递呈分子 antigen-presenting molecules
5.连接蛋白 junction proteins：加固质膜 6.酶enzymes
膜蛋白的存在方式与功能有关
强硬的 甾环区域 较流动的 尾部区域
问题1



你们班上有5位同 学总是一起坐在第 一排，这可能是因 为： （A）他们真的是 彼此喜欢 （B）你们班上没 有其他人想坐在他 们旁边。哪种解释 符合脂双层的装配。
2.膜脂的不对称性
（1）脂双层的不对称性 （2）糖脂（质膜外表面）
3.膜脂的流动性
一个脂质分子在1s内扩散约2um
极性头部
非极性尾部
（14C-24C）
膜脂是兼性分子，能自动形成脂质双分子层
磷脂性质
磷脂是双极性分子，在水环境中形成脂质双 分子层，是水溶性分子难以通过的天然屏障
胆固醇在膜中的排列方式：
胆固醇的板面结构特点决定了：
提高膜 的稳定性， 调节流动 性，降低 水溶性物 质的通透 性。
极性的 头部基团
什么是细胞膜？
横 切 面
暗线
2nm
3.5nm 2nm
明线 暗线
最大分辨率0.2um
电镜
第四章 细胞膜
第一节细胞膜的化学组成与分子结构
糖 脂双层
一、化学组成
(一)脂双层
(二)蛋白质 (三)糖类
蛋白质
思考题
1、生物膜主要由哪些分子组成？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２、膜蛋白有哪些类型？
３、什么是细胞膜的液态镶嵌模型？
４、影响膜不对称性和流动性的因素。
电镜
二、细胞膜的分子结构

液态镶嵌模型。
脂筏(lipid raft)模型
1.富含胆固醇和鞘磷脂，
载有蛋白质
2.脂筏流动性较低 3.脂筏是很多信号蛋白 的汇聚地
脂筏中的胆固醇就像胶水一样，它对具 有较长饱和脂肪酸链的鞘磷脂亲和力很 高，而对不饱和脂肪酸链的亲和力低
第二节 小分子物质的跨膜运输
钙离子浓度： 膜外是膜内的 10000倍！
离子通道病
（二）主动运输


物质由低浓度向 高浓度运输 需要载体蛋白 需要能量： 1.ATP直接供能 2.ATP间接供能 （协同运输）
主动运输
H+
Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ H+ Na+
H+
H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+