02 细胞的基本功能

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1、第二章细胞的基本功能生理教研室(BasicFunctionoftheCell)0内容提要细胞膜的结构和物质转运功能细胞的信号转导细胞的电活动肌细胞的收缩G蛋白耦联受体介导的信号转导酶联型受体介导的信号转导离子通道型受体介导的信号转导横纹肌平滑肌细胞膜的结构概述物质的跨膜转运动作电位及其产生机制静息电位及其产生机制局部电位生物电现象的观察和记录方法可兴奋细胞及其兴奋性1细胞膜的结构和物质转运功能第一节一、细胞膜的结构概述(Thestructureofthecellularmembrane)LipidbilayerSugarProtein3细胞膜和细胞器膜主要

2、由脂质（lipid）和蛋白质（protein）组成，此外还有极少量的糖类物质。液态镶嵌模型膜是以液态的脂质双分子层为基架，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。4（一）脂质双分子层膜的脂质主要由磷脂(phospholipid)和胆固醇(cholesterol)组成。以脂质双分子层(lipidbilayer)的形式存在于细胞膜。5（二）细胞膜的蛋白根据功能可分为酶蛋白、转运蛋白、受体蛋白等。根据在膜上的存在形式，可分为表面蛋白(peripheralprotein)和整合蛋白(integralprotein)。（三）细胞膜的糖类质膜中糖类含量约2%-10%

3、，主要是一些寡糖和多糖链以共价键形式与膜蛋白或膜脂质结合，生成糖蛋白(glycoprotein)或糖脂(glycolipid)。6二、物质的跨膜转运(Transmembranetransportofsolutes)SimplediffusionEndocytosisandexocytosisProtein-mediatedmembranetransport7单纯扩散膜蛋白介导的跨膜转运出胞和入胞经通道易化扩散被动转运主动转运载体介导的跨膜转运通道介导的跨膜转运经载体易化扩散原发性主动转运继发性主动转运8（一）单纯扩散(simplediffusion)1、概

4、念：脂溶性和少数分子很小的水溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。[O2]o＞[O2]i[CO2]i＞[CO2]o92、特点:扩散的方向和速度取决于该物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性，后者取决于物质的脂溶性和分子大小。3、转运的物质：O2、CO2、N2、水、乙醇、尿素、甘油等。101、通道介导的跨膜转运[K+]i＞[K+]o[Na+]o＞[Na+]i又称离子通道（ionchannal），所有的离子通道均无分解ATP的能力，因此通道介导的跨膜转运都是被动的，称为经通道易化扩散。（二）膜蛋白介导的跨膜转运11转运的物质：Na＋、K＋、Ca2＋

5、、Cl－等带电离子特点：①离子选择性（ionicselectivity）②门控（gating）特性电压门控化学门控（配体门控）机械门控122、载体介导的跨膜转运载体也称转运体，是介导小分子物质跨膜转运的另一类膜蛋白。特点：饱和现象（saturation）；竞争抑制（competitiveinhibition）分类：被动转运经载体易化扩散主动转运原发性主动转运继发性主动转运13①经载体易化扩散转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)核苷酸等水溶性小分子溶质经载体介导顺浓度梯度和（或）电位梯度进行的被动跨膜转运。14②原发性主动转运（primaryactiv

6、etransport）离子泵利用分解ATP产生的能量将离子逆浓度梯度和（或）电位梯度进行跨膜转运的过程。钙泵（calciumpump）钠-钾泵（sodiumpotassiumpump）哺乳动物细胞上普遍存在的离子泵有：15当[Na+]i↑，[K+]o↑时，都可被激活，ATP分解产生能量，将胞内的3个Na+移至胞外和将胞外的2个K+移入胞内。Na+-K+泵：即Na+-K+-ATPase，简称钠泵16Ⅰ.胞内高K＋是许多代谢反应的必要条件Ⅱ.维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定Ⅲ.建立势能贮备，为其它一些物质的转运提供动力排钠摄钾Na+-K+泵的生理意义：17③

7、继发性主动转运（secondaryactivetransport）概念：间接利用能量进行物质转运的方式，称为继发性主动转运。物质在逆浓度梯度或逆电位梯度转运时，能量不直接来自ATP的分解，而是来自原发性主动转运在膜两侧形成的离子浓度梯度（浓度势能差）。继发性主动转运在体内广泛存在，如：葡萄糖在小肠粘膜的重吸收；Na+-H+交换；Na+-Ca2+交换；Na+-K+-2Cl-同向转运等18同向转运反向转运继发性主动转运就是经载体易化扩散与原发性主动转运相耦联的主动转运系统19被动转运(passivetransport)不耗能（转运动力依赖物质的电-化学梯度所贮

8、存的势能）顺电-化学梯度进行主动转运(activetranspor