细胞的基本功能-讲授

细胞的基本功能李美英第二章细胞的基本功能框架细胞膜结构细胞膜物质转运—单纯扩散、易化扩散、 主动转运、出胞入胞细胞信号转导细胞生物电—静息电位、动作电位肌细胞收缩功能—兴奋传递、兴奋收缩耦联、收缩课程框架第一节细胞膜的基本结构及其物质转运功能一、细胞膜的化学组成和分子结构细胞膜结构 以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着蛋白质分子，并连有一些寡糖和多糖链。液态镶嵌模型脂质双分子层细胞膜糖类细胞膜蛋白质疏水基团亲水基团

＊屏障作用＊保持细胞内容物的相对稳定

＊膜通道蛋白，载体蛋白，酶＊细胞内外物质、能量、信息交换。

＊作为膜蛋白受体识别部分＊参与免疫反应细胞膜化学组成及意义1.脂质双分子层：3.细胞膜糖类：糖蛋白，糖脂2.细胞膜蛋白质：二、细胞膜的物质转运

单纯扩散

易化扩散

主动转运（原发性和继发性）

出胞和入胞

被动转运第二节细胞膜的物质转运功能第二节细胞膜的物质转运功能一、被动转运（一）单纯扩散（simplediffusion）定义：脂溶性、小分子物质简顺浓度梯度或电位梯度简单的跨膜物理扩散物质：O2、N2、CO2、乙醇、尿素等决定因素：膜两侧物质的浓度差和膜对物质的通透性特点：⑴物理现象（分子热运动的扩散）

⑵顺浓度梯度，不耗能（ATP）

⑶不需膜蛋白的帮助

（二）易化扩散（facilitateddiffusion）定义：难溶或不溶于脂质的物质在细胞膜上某些特殊蛋白质的帮助下由高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程特点：⑴顺浓度梯度，不耗能

⑵需要膜蛋白的帮助分类：

载体转运:依赖膜上的载体蛋白完成通道转运:依赖膜上的通道蛋白完成第二节细胞膜的物质转运功能第二节细胞膜的物质转运功能1.经载体的易化扩散定义：指某些分子量较大但脂溶性较低的物质的跨膜被动转运。物质：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等。特点：

⑴选择性

⑵饱和现象（座位有限）

⑶竞争性抑制

⑷转运过程中伴随着载体构象的变化载体转运2.经通道的易化扩散指某些金属或非金属离子的被动跨膜转运。

物质：Na+、K+、Ca2+、H+、Cl-等。通道类型（依离子选择性分）：（1）电压门控离子（Na+、K+、Ca2+等）通道（2）化学门控离子通道（配体门控离子通道）（3）机械门控离子通道

第二节细胞膜的物质转运功能第二节细胞膜的物质转运功能二、主动转运(activetransport)概念：指细胞利用代谢产生的能量将物质（常为离子）逆浓度梯度或/和电位梯度跨膜转运的过程。能量物质：ATP分类：

＊原发性：直接利用代谢产生的能量

＊继发性：利用Na+-K+泵产生的势能二、主动转运(activetransport)（一）原发性主动转运（primaryactivetransport）——离子“泵”的转运。1.钠-钾泵（sodium-potassiumpump；简称钠泵）——Na+-K+依赖式ATP酶（蛋白质）2.钙泵（calciumpump）——Ca2+-ATP酶(Ca2+-ATPase)钠泵转运特点：①逆浓度差，耗能；

②偶联转运但不对等，即分解1分子ATP，转出3个Na+、移入2个K+（生电性转运）；

③分子构象与磷酸化与脱磷酸化反应有关。分子结构：

β亚单位。

亚单位：10次跨膜肽链（H1-H4/N端+球形结构域+H5-H10/C端），含ATP酶活性部位及阳离子结合位点。

β亚单位:1次跨膜肽链,外C端。内N端。钠泵转运意义：

⑴建立一种势能贮备，供细胞其他耗能过程利用

⑵产生和维持细胞内高K+、细胞外高Na+的状态，是细胞产生生物电的基础

⑶是人体最重要的物质转运形式

二、主动转运(activetransport)（二）继发性主动转运(secondaryactivetransport)概念：指利用原发性主动转运建立的膜电-化学势能完成的物质逆浓度梯度跨膜转运。第二节细胞膜的物质转运功能三、出胞与入胞定义：细胞外大分子或团块物质出/入细胞的过程适用物质：大分子物质

出胞：激素、神经递质、酶的分泌

入胞：体内细菌、异物的清除以及药物大分子营养物质的吸收第三节细胞的跨膜信号转导功能一、概念：激素、神经递质、细胞因子等细胞外液的化学信号以及其他性质的刺激信号通过细胞膜表面的特殊结构传入胞内并引起细胞产生相应的生物学效应。

外界信号细胞膜表面一种或几种膜蛋白分子构象改变胞内信号分子变化引起相应的效应二、跨膜信号转导的主要方式（一）通过通道蛋白质完成的跨膜信号转导化学门控通道电压门控通道机械门控通道细胞间通道二、跨膜信号转导的主要方式（二）由膜的受体－G蛋白－效应器酶共同完成的跨膜信号转导（三）由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导（四)由一氧化氮（NO)和cGMP完成的跨膜信号转导第三节细胞的生物电现象和兴奋性一、静息电位（restingpotential,RP）1.定义：细胞处于静息状态时细胞膜内外两侧存在的电位差①有电位差②外正内负（极化）③稳定直流2.静息电位的变化

＊极化(polarization):

安静时,膜两侧电位外正内负

＊超极化(hyperpolarization)

膜两侧电位差加大,膜内负值增大

＊去极化(depolarization)

膜两侧电位差减小,膜内负值变小

＊复极化(repolarization)

去极化后，膜内电位向逐渐变大,

恢复到静息电位状态

2.静息电位形成机制（1)K+平衡电位（2）Na+扩散（3）Na+-K+泵静息时[K+]i＞[K+]o，K+通道开放K+外流细胞外电位细胞内电位当动力＝