当前课程知识点:普通生物学 >  第一章 细胞生物学基础 >  第二节 细胞膜与物质的跨膜运输 >  1.2.3 膜转运蛋白

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1.2.3 膜转运蛋白 在线视频

1.2.3 膜转运蛋白

下一节:1.2.4 小分子物质的跨膜运输

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1.2.3 膜转运蛋白 课程教案、知识点、字幕

之前我们介绍生物膜的

结构与功能时曾提过

生物膜中镶嵌有一类

膜转运蛋白

他们的作用就是选择性地

跨膜转运小分子物质

这节我们就来介绍

膜转运蛋白

膜转运蛋白有两类

一类是载体蛋白

另外一类是通道蛋白

先来介绍载体蛋白

载体蛋白它能够与特定的

溶质分子结合

通过改变自身的构象

主动或被动地运送物质

通常它只转运

一种类型的分子

因此 特异性比较高

以这张示意图为例

当载体蛋白没有结合溶质分子时

呈构象A的状态 开口朝上

但结合了溶质分子之后

它的构象发生了改变

成为构象B状态 开口朝下

于是 溶质分子就从高浓度一侧

运送到了低浓度的一侧

所以 载体蛋白是通过

改变自身的构象

来主动或被动地运送物质

在生物体内

不同部位的生物膜

都含有一套与

该膜功能相关的一些载体蛋白

例如 质膜上有运送

葡萄糖 氨基酸和核苷酸

的载体蛋白

线粒体内膜上

有输入丙酮酸和输出

ATP的载体蛋白

为什么呢 后面我们会讲到

因为线粒体是能量转化器

糖酵解生成的丙酮酸

需要穿过线粒体的内外膜

进入线粒体基质中被彻底氧化

因此线粒体的内膜上

有输入丙酮酸的载体蛋白

另外 通过电子传递

和氧化磷酸化生成的ATP

是在线粒体的基质中

它需要运出线粒体发挥作用

所以线粒体的内膜上

又有输出ATP的载体蛋白

因此 不同部位的生物膜

都含有一套与该膜功能

相关的载体蛋白

第二类转运蛋白是通道蛋白

它有3种类型

离子通道 孔蛋白和水孔蛋白

其中 离子通道

主要运送无机离子

孔蛋白 它位于

革兰氏阴性菌的外膜上

还有线粒体和叶绿体的外膜上

孔蛋白的选择性比较低

能够通过一些比较大的分子

第三类是水孔蛋白

这是一类快速转运

水分子(AQP)的通道蛋白

大家可能会问水分子

不是可以通过简单扩散的方式

穿过膜脂双分子层

为什么还需要水孔蛋白

的确水分子是可以通过

简单扩散的方式进行跨膜转运

但是这种方式比较缓慢

人体有些组织

例如肾小管的近曲小管上皮细胞

需要从原尿中大量的重吸收水

以便水分能够被人体循环利用

这时就必须借助

上皮细胞质膜上的

大量分布的水孔蛋白(AQP)

来满足快速

跨膜运送水分子的需要

水孔蛋白的发现者

曾获得2003年诺贝尔化学奖

由此可见这项工作的重要性

好 我们已经知道了

有3种类型的通道蛋白

但是 目前所发现的大多数

通道蛋白都是离子通道

离子通道主要运输

无机离子与载体蛋白不同

它不会与所运输的离子结合

也没有饱和性

我们可以把它比作是

穿过生物膜的隧道

因此 转运效率比较高

另外 离子通道只能

顺浓度梯度运送物质

将无机离子从高浓度的一侧

运到低浓度一侧

既然不与所运输的离子结合

它是如何选择和控制

离子的进出

选择的依据有两点

一是离子通道的直径和形状

二是带电荷氨基酸的分布情况

只有大小和电荷适宜的

离子才能通过

离子通道还有一个特点

它并不是连续开放的

也有调控开关

那么 它是受哪些因素调控的呢

主要有三种

膜电位变化

化学信号和压力刺激

因此 离子通道可分为

电压门控的 配体门控的

和应力激活的

电压门控离子通道是受

膜两侧电位差控制的

例如

神经细胞和肌肉细胞膜上面的

钠离子 钾离子

和钙离子通道的开闭

就是受膜电位控制的

在静息状态下神经细胞膜上的

钠离子通道是关闭的

有少量的钾离子通道是打开的

受刺激之后钠离子通道

和钾离子通道相继打开

使钠离子内流钾离子外流

随后又相继关闭

这样就导致了动作电位的产生

配体门控是受化学信号刺激的

细胞内外的小分子物质

与通道蛋白结合之后

引起通道蛋白构象改变

导致通道打开或关闭

例如 N2型乙酰胆碱

受体阳离子通道

就是典型的化学门控的

在神经肌肉突触处

神经递质也就是乙酰胆碱与

突触后膜上的阳离子通道结合

使其构象发生改变后

离子通道被打开

钠离子内流 钾离子外流

突触后膜去极化

结果 导致肌肉细胞收缩

需要注意的是

在这里 神经递质

与离子通道结合只是为了

传递信号 促使通道打开

钠离子内流或钾离子外流

但神经递质

并没有通过离子通道运输

这与载体蛋白通过

改变自身构像

运送物质不同

第三类是应力激活通道

通道蛋白感受应力之后

改变构象 开启通道

形成离子流 产生电信号

例如 含羞草的叶片

和捕蝇草叶片受触碰后

叶片会闭合

这都涉及了离子通道打开

引起叶片膨压的变化

这样一些过程

综上所述

载体蛋白是通过

改变自身的构象

主动或被动地运送物质

载体蛋白具有与溶质分子的

特异性结合位点

因此 特异性比较高

通常只转运一种类型的分子

离子通道只能介导

小分子物质的被动运输

不需要与溶质分子结合

它对离子的选择性取决于

通道的直径 形状

以及通道内带电荷氨基酸的分布

离子通道的开启受膜电位变化

化学信号和压力刺激的调控

普通生物学课程列表:

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

1.2.3 膜转运蛋白 笔记与讨论

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