第二节 细胞的跨膜物质转运视频在线视频

同学们大家好

我们上一次介绍了细胞的大体结构

今天我们要讲的是细胞如何进行物质的转运的

第二节

细胞的跨膜物质转运

还是这样一张的细胞的模式图

我们知道这个细胞膜它是由脂质双分子层组成的

所以它是一个相对的不通透

和相对独立的这样一个结构

那么物质要进出细胞就很困难

有极性的物质都不能进出细胞

除了脂溶性的物质之外

可以自由出入

那么细胞是如何把大量的需要的营养物质运进去

把那些代谢废物又排出去的呢

这就涉及到它的一个跨膜物质转运

在跨膜物质转运中

根据转运过程中是否有能量的消耗

我们把物质转运分成两大类

一类叫被动转运

那是顺着浓度梯度

不需要能量的

还有一种是消耗能量的过程

我们叫主动转运

下面我们先来看一看被动转运

物质通过浓度差的这个势能

由高浓度一侧转运到低浓度一侧的这种转运方式

转运过程不需要能量

那么这种转运方式又分为这么几种

第一种叫单纯扩散

就直接进出细胞我们又叫自由扩散

这个自由扩散它一定需要满足两个条件

一个

细胞膜可以自由通透的物质

第二个外面的

外面往里面转的话

一定是这个有浓度差的

一定是高浓度转到低浓度一侧

那么我们来看一看颈细胞的哪些物质

可以自由进去也可以自由出来

首先是脂溶性的物质

因为膜

脂质双分子层它是一个脂膜

所以脂溶性的物质可以自由的进出

那么哪些是脂溶性物质

在我们人体所需要的这些进出的物质中

主要有

气体 氧气 二氧化碳 氮气还有像一些氨

那么像油类的物质

甘油 乙醇

我们知道乙醇它既可以水溶也可以脂溶

它是一个两种介质都可以溶的

像苯 尿素等等

还有其他的脂类物质

比如像维生素D 维生素A

还有固醇类的物质

大家可能不知道固醇类物质是什么

比如说胆固醇

比如说雌激素 雄激素等等这些

都可以通过单纯扩散由高浓度

一侧直接向低浓度一侧透过细胞膜

它不要任何能量

那么第二种

我们叫易化扩散

它也是要根据浓度梯度

由高浓度到低浓度的

但是这个膜没法通透

于是借助膜上的特定的结构来转运的

所以我们把这种转运方式叫做协助扩散

或者叫做协同转运

这种协同转运有两种方式

一种是载体介导的易化扩散

我们来看这张图

来看这张图

这张图上

这是黄颜色的就是细胞膜上的一种载体

比如说氨基酸

膜外的氨基酸高

膜内氨基酸低

它要往里走

那么它先是和这个载体结合然后这个载体自然就变构

变到里面开口了于是氨基酸就释放出来

这是一个模式图

通过这样的方式氨基酸可以从细胞外进入到细胞内

当然还有其他的

像葡萄糖等很多物质都是通过载体来进行扩散的

好

还有一种叫通道介导的易化扩散

那么通道所扩散进出的物质

通常比较小

一般是离子

一般是离子

钾离子 钠离子 钙离子等等

我们来看

这是一个通道扩散的模式图

这是一个通道蛋白质

当这个通道蛋白质打开的时候

这些离子可以自由的进出细胞

它是顺着浓度差就进去

不需要能量的消耗

当它关闭的时候它就没法进出了

这是我们讲的 被动运输

第二种是主动转运

细胞通过耗能过程将物质

从低浓度一侧转运到高浓度一侧

逆着浓度势能的

所以它要克服这个势能一定是一个耗能的过程

那么这种主动转运方式又有两种

一种是直接耗能的主动转运

这个转运体本身消耗能量

我们来看最典型的就是钠泵或者叫钠钾ATP酶

这是一个钠钾泵的模式图

这是一个跨膜的一个蛋白质在它的内侧有一个ATP酶

这个ATP酶把ATP转变成ADP释放一个磷酸键

产生大量的能量

这个能量使得膜内的钠离子

我们知道细胞膜内钠离子浓度低

细胞膜外是高

相反

钾离子是膜内高膜外低

那么细胞膜内的钠离子它可以转出去

转出去的同时把细胞膜外的钾离子转进来

这是一个偶联的过程

通常转出去三个钠

同时转进来两个钾离子

这是一个耗能的过程

那么这种我们称为直接耗能的主动转运

还有一种叫继发式主动转运

这个转运体本身它不是直接耗能

但是通过耗能的过程建立一种势能来进行转运

那么这个建立这种势能是需要耗能的

所以我们称为间接耗能的主动转运

我们举个例子就明白了

这是小肠细胞吸收营养物质的一个典型的一个模型图

这是一个小肠细胞

上面有一些纤毛

就是我们叫微绒毛

微绒毛

这是个细胞

这个地方是肠腔

这是两个细胞的结合点

有一个紧密连接

有一些缝

那么它后面细胞的基底部

连着的是细胞的外面

这可能是有血管等等

进来的葡萄糖可以直接进入血管

然后被我们人体所利用

那么这个转运过程是这样的

我们先看这个葡萄糖的

这是有一个

有一个载体

这个载体一边要接受钠离子

一边要接受葡萄糖

那么钠离子细胞外的浓度高

细胞内的浓度低

于是它要往里走

而葡萄糖可能是细胞外浓度低

细胞内浓度高

它可能是逆着浓度差的

那么它要进来的话

是靠着钠离子的这个势能进来的

由于钠离子里面低所以钠离子往里进的时候

使整个这个载体产生变构

同时把葡萄糖带进来

氨基酸和这个模式是一样的

也是通过钠离子的浓度差这个势能来完成这个转运的

那么造成钠离子这个浓度差的主要是

我们看细胞另外一侧的钠泵

这个钠泵不断的把钠离子泵出去

造成了细胞内的一个低钠浓度

那么这是一个耗能的过程

这是一个耗能的过程

所以我们说这种转运是一个间接

的耗能的一个主动转运

我们称为继发式主动转运

这是一种转运方式

除此之外

第三种

第三种就是不常见的

往往是对大分子的物质进出细胞

才形成的一种转运方式

叫做出胞或入胞

这个分子一般都很大

也没有通道也没有载体能够进来

那怎么办呢

细胞就把它包进来

包进来

不用的东西

大分子颗粒再把它吐出去

我们看这张图的模式

这是一些些小颗粒

这一些些小颗粒

首先被细胞发现这是有用的

于是这些受体就把它结合住

结合住这个膜就向内凹

向内凹到最后两个结合起来形成一定吞噬泡

吞进来了

这个膜又结起来

又结合起来了

而这个泡在细胞内它进行一系列的有用的物质

可能就拿走留用了

没用的物质包括细胞代谢的废物

都可以通过这样的一个出胞过程

大家看然后它再和这个膜结合

然后融合之后再释放出去

这张图就概括了这个入胞和出胞的过程

这一个往往是对大分子物质进出细胞所产生的一种方式

好了

今天我们就简单介绍了一下物质跨膜的一种转运方式

今天我们留下一个思考题

物质进出细胞主要有哪几种方式

下一节我们要讲的是

细胞是如何感受到信号然后传到细胞内的