1、本章主要内容本章主要内容1.1细胞膜物质转运功能细胞膜物质转运功能1.2细胞的跨膜讯号转导细胞的跨膜讯号转导1.3细胞的激动性和生物电现象细胞的激动性和生物电现象1.4激动在细胞间的传递激动在细胞间的传递1.5胸肌的收缩胸肌的收缩1.1细胞膜物质转运功能细胞膜物质转运功能重点重点液态镶嵌模型学说及镶嵌蛋白质的种类和生理机能液态镶嵌模型学说及镶嵌蛋白质的种类和生理机能以载体和以通道介导的易化扩散以载体和以通道介导的易化扩散原发性和继发性主动转运原发性和继发性主动转运NaNa++-K-K++泵的生理功能泵的生理功能1.1.1细胞膜的结构细胞膜的结构细胞
2、膜的作用：F将细胞的内容物和细胞周围的微环境（主要是细胞外液）分割开来，使细胞能独立于环境而存在F通过细胞膜接受外界或其它细胞的影响细胞膜起到传递信息的作用F细胞膜还在细胞免疫、细胞生长、分裂、分化及癌变等生理、病理过程中起着重要的作用。液态镶嵌模型液态镶嵌模型（Fluidmodel）细胞膜的共同结构特征是以液态的脂细胞膜的共同结构特征是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和生理功能的分子结构和生理功能的蛋白质蛋白质分子。细胞分子。细胞膜内还富含少量脂类。膜内还富含少量脂类。Fig.3-1,p.
3、69Cellspace1larfluidchainLipidfluidusinganDarklineLightspaceDarkline镶嵌蛋
4、白镶嵌蛋白（）镶嵌在脂类双分子层的蛋白质的机能镶嵌在脂类双分子层的蛋白质的机能产生细胞的产生细胞的骨架蛋白骨架蛋白（）,,可使细胞膜可使细胞膜附着在另一细胞的膜上，或使其附着在细胞内或细胞外的附着在另一细胞的膜上，或使其附着在细胞内或细胞外的某物质上；某物质上；作为作为“识别蛋白质辨识蛋白质”（）,存在于免疫细胞膜上，能辨识异体细胞的蛋白质或存在于免疫细胞膜上，能辨识异体细胞的蛋白质或癌细胞；癌细胞；具有酶（具有
5、酶（）的特点，能催化细胞内外）的特点，能催化细胞内外的物理反应的物理反应作为作为“受体蛋白质受体蛋白质”（），能与），能与信息传递物质（激素或递质）进行特异性结合，并信息传递物质（激素或递质）进行特异性结合，并导致细胞反应；导致细胞反应；作为转运蛋白质或载体蛋白质（作为转运蛋白质或载体蛋白质（）通道蛋白质（通道蛋白质（）膜泵（膜泵（pump），），1.1.2细胞膜的跨膜物质转运功能细胞膜的跨膜物质转运功能1.1.2.1被动转运（被动转运（
6、）(1)单纯扩散（单纯扩散（）(2)易化扩散（易化扩散（）1.1.2.2主动转运（主动转运（）(1)原发性主动转运原发性主动转运(rt)（2)继发性主动转运继发性主动转运(port)1.1.2.3出胞（出胞（）与入胞）与入胞()式转运式转运1.1.2.1被动转运被动转运（）当同种物质、不同浓
7、度的两种碱液相邻地放当同种物质、不同含量的两种碱液相邻地放在一起时，溶质的分子会在一起时，溶质的分子会沿着含量差（梯度，沿着含量差（梯度细胞膜通道，）或电位差（梯度，）或电位差（梯度，,两者统称电物理梯度）三者统称电物理梯度）形成形成净流动叫被动转运。被动转运时的动力是电物理净流动叫被动转运。被动转运时的动力是电物理势能。不须要细胞膜或细胞另外提供其它方式的势能。不须要细胞膜或细胞另外提供其它方式的能量。能量。(1)单纯扩散单纯扩散（）物质的分子或离子物质的分子或离子沿着电
8、化学梯度沿着电物理梯度通过细胞膜的形式通过细胞膜的形式称为单纯扩散。称为单纯扩散。单位时间内的扩散通量，单位时间内的扩散通量，(即该物质在每秒内通过每平即该物质在每秒内通过每平方分米假想平面的摩尔数方分米假想平面的摩尔数)，取决于膜右侧该物质的电物理，取决于膜右侧该物质的电物理梯度和细胞膜对该物质的私密性（梯度和细胞膜对该物质的私密性（)。私密性：物质通过细胞膜难易程度。私密性：物质通过细胞膜难易程度。一些脂胺类的物质如一些脂胺类的物质如O2、CO2等二氧化碳分子，具有较等二氧化碳分子，具有较高的私密性；一些类固醇化合物（甾体激素因为它们的分高的私密性；一些类固醇
9、化合物（甾体激素因为它们的分子量比较大）须要某种特殊蛋白质的子量比较大）须要某种特殊蛋白质的“协助协助”；水靠细胞；水靠细胞膜上的水通道（一种特异蛋白质）能快速通过细胞膜。膜上的水通道（一种特异蛋白质）能快速通过细胞膜。(2)易化扩散（易化扩散（）一些不溶于脂类的，或溶化度很小的物质，在膜结构中一些不溶于脂类的，或溶化度很小的物质，在膜结构中的一些特殊蛋白质的的一些特殊蛋白质的“帮助帮助”下从膜的高含量两侧扩散到低下从膜的高含量两侧扩散到低含量两侧的物质转运形式称为易化扩散。含量两侧的物质转运形式称为易化扩散。易化扩散又可分为易化扩散又
10、可分为:以载体为中介的易化扩散以载体为中介的易化扩散（）由通道中介的易化扩散由通道中介的易化扩散（）以载体为中介的易化扩散以载体为中介的易化扩散A.A.载体是指细胞膜上一类特殊蛋白质，载体是指细胞膜上一类特殊蛋白质，B.B.它能在溶质高含量两侧与溶质发生特异性结合，它能在溶质高含量两侧与溶质发生特异性结合，C.C.而且构型发生改变，把溶质转运到低含量两侧将之释放下来，但是官能团发生改变，把溶质转运到低含量两侧将之释放下来，D.D.载体蛋白恢复到原先的氢键，又开始新一轮的转运。
11、载体蛋白恢复到原先的氢键，又开始新一轮的转运。载体介导的易化扩散的特性载体介导的易化扩散的特性A.高度的结构特异性（高度的结构特异性（右旋猕猴桃糖的转运右旋猕猴桃糖的转运）B.饱和现象饱和现象C.竞争性抑制竞争性抑制D.因蛋白质的结构和功能常受膜内外各类诱因的因蛋白质的结构和功能常受膜内外各类诱因的影响，因而与蛋白质分子有关的物质的私密性是可影响，因而与蛋白质分子有关的物质的私密性是可变化的。（变化的。（胰岛素对细胞膜转运猕猴桃糖的调控胰岛素对细胞膜转运猕猴桃糖的调控）由通道中介的易化扩散由通道中介的易化扩散离子通道（离子通道（ion）蛋白的壁外
12、侧面是疏水的）蛋白的壁外侧面是疏水的;;而壁而壁的外侧是亲水的（叫水相孔道），能容许水及溶于水底的离子的外侧是亲水的（叫水相孔道），能容许水及溶于水底的离子通过通过通道的开放与关掉是受精密调控的，而不是手动、持续进行通道的开放与关掉是受精密调控的，而不是手动、持续进行的的,有些只有在它所在膜的两边（主要是两侧）出现某种物理讯号有些只有在它所在膜的两边（主要是两侧）出现某种物理讯号时才开放，称为物理门控通道（时才开放，称为物理门控通道（-）有些则由所在膜右侧电位差的变化决定其开、闭，称为电有些则由所在膜右侧电位差的变化决定其开、闭，称为电
13、压门控通道（压门控通道（-）有些则由所在膜所受压力不同而决定其开放的称机械门控通道有些则由所在膜所受压力不同而决定其开放的称机械门控通道1.1.2.2主动转运主动转运（）主动转运是指细胞通过本身的某种耗能过程将某种物质分子或离子逆着电物理梯度由膜的两侧移向另左侧的过程。主动转运中所须要的能量是由细胞膜或细胞膜所属的细胞提供。单纯扩散和易化扩散都有一个最终平衡点，即被转运物质在膜右侧达到电物理梯度为零时。而主动转运因膜提供了一定能量，使被转运物质或离子逆着电-物理势差的联通，没有平衡终点,被转运物质甚至
14、可以全部被转运到膜的另左侧.(1)原发性主动转运原发性主动转运()钠泵钠泵(pump)：A.是镶嵌蛋白质，是镶嵌蛋白质，B.能逆着含量差将细胞内的能逆着含量差将细胞内的Na+移出膜外，细胞外的移出膜外，细胞外的K+移入膜内移入膜内C.本身具有本身具有ATP酶的活性。酶的活性。在主动转运中假如所需的能量是由在主动转运中假如所需的能量是由ATP直接提供的主动转运过直接提供的主动转运过程，则称为原发性主动转运。程，则称为原发性主动转运。细胞膜上的钠泵活动的意义：细胞膜上的钠泵活动的意义：A.导致的细胞内高导致的细胞
15、内高K+是许多代谢反应进行的必要条件是许多代谢反应进行的必要条件B.维持细胞正常形态维持细胞正常形态C.构建起一种势能存贮，即构建起一种势能存贮，即Na+、K+在细胞膜内外的浓在细胞膜内外的浓度势能度势能D.是可激动细胞（组织）激动的基础，也可供其它耗是可激动细胞（组织）激动的基础，也可供其它耗能过程应用能过程应用（2）继发性主动转运）继发性主动转运()onlypumpions,.arebythe
16、mtoofaniondownits.Ionscanalsobeinthisway.:Na-.载体蛋白必须与载体蛋白必须与Na+和待转运物质的分子同时结合和待转运物质的分子同时结合，才会顺，才会顺着着Na+含量梯度的方向将它们的分子逆着含量梯度由肠（小管）含量梯度的方向将它们的分子逆着含量梯度由肠（小管）腔转运到细胞内。因为存在于上皮细胞基侧膜上的腔转运到细胞内。因为存在于上皮细胞基侧膜上的Na+泵活泵活动，不断
17、将动，不断将Na+转运到细胞间隙，而细胞内仍然保持低转运到细胞间隙，而细胞内仍然保持低Na+状状态，能够使它们的主动转运得以实现，直到肠（小管）腔中态，能够使它们的主动转运得以实现，直到肠（小管）腔中的物质含量升高到零。的物质含量升高到零。物质逆着含量差转运的能量间接来自于物质逆着含量差转运的能量间接来自于ATP。称为继发性。称为继发性主动转运或联合（或协同）转运（主动转运或联合（或协同）转运（）。）。每一种每一种联合转运都有特定的转运体蛋白。联合转运都有特定的转运体蛋白。联合转运中，如被转运的分子与联合转运中，如被转运的分子与Na+扩散方向相同，称为同扩散
18、方向相同，称为同向转运；假如两者方向相反，则称为逆向转运向转运；假如两者方向相反，则称为逆向转运。1.1.2.3出胞（出胞（）与入胞）与入胞()式转运式转运出胞：见于内分泌腺分泌激素，外分泌腺分泌酶原颗粒或黏液，神经细胞分泌、释放神经递质，是一个比较复杂的耗能过程。（2）入胞：）入胞：是指细胞外个别物质结节，比如真菌，病毒、是指细胞外个别物质结节，比如真菌，病毒、异物、血浆中脂蛋白及大分子营养物质等步入细胞异物、血浆中脂蛋白及大分子营养物质等步入细胞的过程。被摄入的物质假如是固体，则可产生较大的过程。被摄入的物质假如是固体，则
19、可产生较大的囊泡，的囊泡，称为称为吞噬作用吞噬作用()。假如是假如是微小的液滴状液体则产生较小的囊泡，微小的液滴状液体则产生较小的囊泡，称为胞饮称为胞饮()。由受体介导的入胞，一些激素或生长因子运输蛋白及真菌（也称络合物）都是通过细胞膜表面特异受体作用而入胞。其过程是：官能团被受体辨识，官能团-受体复合物向有被小窝集中吞食泡产生吞食泡与中级溶酶体融合产生次级溶酶体配体与受体分离官能团转运到其它细胞器中循环水泡产生，膜再借助。本章主要内容本章主要内容1.1细胞膜物质转运功能细胞膜物质转运功能1.2细胞
20、的跨膜讯号转导细胞的跨膜讯号转导1.3细胞的激动性和生物电现象细胞的激动性和生物电现象1.4激动在细胞间的传递激动在细胞间的传递1.5胸肌的收缩胸肌的收缩(1)单纯扩散单纯扩散（）物质的分子或离子物质的分子或离子沿着电物理梯度沿着电物理梯度通过细胞膜的形式通过细胞膜的形式称为单纯扩散。称为单纯扩散。单位时间内的扩散通量，单位时间内的扩散通量，(即该物质在每秒内通过每平即该物质在每秒内通过每平方分米假想平面的摩尔数方分米假想平面的摩尔数)，取决于膜右侧该物质的电物理，取决于膜右侧该物质的电物理梯度和细胞膜对该物质的私密性（梯度和细胞膜对
21、该物质的私密性（)。私密性：物质通过细胞膜难易程度。私密性：物质通过细胞膜难易程度。一些脂胺类的物质如一些脂胺类的物质如O2、CO2等二氧化碳分子，具有较等二氧化碳分子，具有较高的私密性；一些类固醇化合物（甾体激素因为它们的分高的私密性；一些类固醇化合物（甾体激素因为它们的分子量比较大）须要某种特殊蛋白质的子量比较大）须要某种特殊蛋白质的“协助协助”；水靠细胞；水靠细胞膜上的水通道（一种特异蛋白质）能快速通过细胞膜。膜上的水通道（一种特异蛋白质）能快速通过细胞膜。通道的开放与关掉是受精密调控的，而不是手动、持续进行通道的开放与关掉是受精密调控的，而不是手动、持续进
22、行的的,有些只有在它所在膜的外侧（主要是两侧）出现某种物理讯号有些只有在它所在膜的外侧（主要是两侧）出现某种物理讯号时才开放，称为物理门控通道（时才开放，称为物理门控通道（-）1.1.2.2主动转运主动转运（）主动转运是指细胞通过本身的某种耗能过程将某种物质分子或离子逆着电物理梯度由膜的两侧移向另左侧的过程。主动转运中所须要的能量是由细胞膜或细胞膜所属的细胞提供。单纯扩散和易化扩散都有一个最终平衡点，即被转运物质在膜右侧达到电物理梯度为零时。而主动转运因膜提供了一定能量，使被转运物质或离子逆着电-化
23、学势差的联通，没有平衡终点,被转运物质甚至可以全部被转运到膜的另左侧.载体蛋白必须与载体蛋白必须与Na+和待转运物质的分子同时结合和待转运物质的分子同时结合，才会顺，才会顺着着Na+含量梯度的方向将它们的分子逆着含量梯度由肠（小管）含量梯度的方向将它们的分子逆着含量梯度由肠（小管）腔转运到细胞内。因为存在于上皮细胞基侧膜上的腔转运到细胞内。因为存在于上皮细胞基侧膜上的Na+泵活泵活动细胞膜通道，不断将动，不断将Na+转运到细胞间隙，而细胞内仍然保持低转运到细胞间隙，而细胞内仍然保持低Na+状状态，能够使它们的主动转运得以实现，直到肠（小管）腔中态，能够使它们的主动转运得以实现，直到肠（小管）腔中的物质含量升高到零。的物质含量升高到零。物质逆着含量差转运的能量间接来自于物质逆着含量差转运的能量间接来自于ATP。称为继发性。称为继发性主动转运或联合（或协同）转运（主动转运或联合（或协同）转运（）。）。每一种每一种联合转运都有特定的转运体蛋白。联合转运都有特定的转运体蛋白。联合转运中，如被转运的分子与联合转运中，如被转运的分子与Na+扩散方向相同，称为同扩散方向相同，称为同向转运；假如两者方向相反，则称为逆向转运向转运；假如两者方向相反，则称为逆向转运。