细胞的基本结构和跨膜转运

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1、第二章细胞的基本功能本章提纲细胞膜的结构和物质转运功能一细胞的跨膜信号转导二*细胞的生物电现象三*肌细胞的收缩四第一节细胞膜的结构和物质转运功能一、细胞膜的结构概述液态镶嵌模型FluidMosaicModel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及少量糖类。（又叫单位膜、生物膜）CompanyLogo脂质双分子层：磷脂(占70%)、胆固醇(占30%)，屏障作用，保持细胞内容物的相对稳定；细胞膜蛋白质：可分为表面蛋白和整合蛋白。组成膜通道蛋白，载体蛋白，受体，酶细胞内外物质、能量、信息交换；细胞膜糖类：糖蛋白，糖脂是细胞特异性的标志，作为膜蛋白受体识

2、别部分参与免疫反应，如：RBC膜上的抗原决定簇；二、细胞膜的物质跨膜转运功能在新陈代谢过程中，细胞内、外的营养物质和代谢产物不断地进行交换，细胞膜是细胞内、外物质交换的唯一途径。可分为：（一）被动转运：单纯扩散；易化扩散（通过载体、通道被动转运）；（二）主动转运：原发性主动转运；继发性主动转运；（三）出胞和入胞图中用较大号字母表示溶液的高浓度。（a）通过脂双层的简单扩散；（b）通过膜整合蛋白形成的水性通道进行的被动运输；（c）通过同膜蛋白的结合进行的帮助扩散，也同（a）和（b）一样，只能从高浓度向低浓度运输；（d）通过载体介导的主动运输，这种载体主要是酶，能够催化物质从低浓度向高浓

3、度运输。（一）被动转运（passivetransport）1.单纯扩散（simplediffusion）：指脂溶性高（疏水性或非极性程度较高）的小分子物质顺浓度梯度的跨膜物理扩散。物质：O2、N2、CO2、乙醇、尿素、水分子等；决定因素：物质的浓度梯度、构型；温度；膜对物质的通透性；脂溶性分子的大小；特点：顺化学梯度转运；不消耗ATP。2.易化扩散（facilitateddiffusion）：一些非脂溶性或脂溶性较小的小分子物质，在膜上载体蛋白和通道蛋白的帮助下，顺电-化学梯度，从高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。分通道介导和载体介导两类。特点：顺化学梯度转运；不消耗ATP；膜蛋白

4、对转运物质具有选择性（膜蛋白分子本身有结构特异性）；膜通透性可变化.（1）载体介导的易化扩散物质：Glu、aa和核苷酸等难通过胞膜的物质；转运过程：载体蛋白与物质结合→载体蛋白分子变构→转运至低浓度侧→被转运物与载体蛋白分离；特点：结构特异性：每种载体蛋白只能转运某一种或某几种特定的物质；（当某种载体蛋白能同时同向或逆向转运两种或两种以上物质时，这类载体蛋白又常被称为转运体）饱和现象：当被转运物的浓度升高至一定浓度后，对该物的转运量将不再随该物浓度的升高而增大，即达到极限；竞争性抑制经载体易化扩散Facilitateddiffusionviacarrier饱和现象（2）通道介导的易

5、化扩散：物质：Na+、K+、Ca2+、Cl-等带电离子，水分子（经水通道蛋白跨膜转运）；转运过程：亲水性孔道开放→相应的带电离子经通道顺差（顺浓度梯度或电位梯度）跨膜快速移动；特点：转运效率大于载体介导的易化扩散；具有离子选择性（只允许某种或几种离子通过）；具有门控性；通道门控性类型：a.电压门控通道；b.化学门控通道；c.机械门控通道；a.电压门控通道（voltage-gatedionchannel）膜两侧电位差的改变，导致通道构象改变，从而控制通道的“开、关”，也叫“电压依从性通道”。如：钠通道、钙通道和钾通道等。钠通道钾通道电压门控通道（voltage-gatedioncha

6、nnel）膜通透性的大小取决于通道开放数目的多少静息状态激活状态失活状态刺激电压依从性（随膜电位复极化进程）时间依从性电压门控通道（voltage-gatedionchannel）实例：神经轴突细胞膜上的某些Na+通道；心肌细胞上的钠通道等；电压门控通道的功能状态：静息状态（又称为备用状态）：通道关闭，能被激活开放。激活状态：通道开放，允许相应离子顺差跨膜移动。失活状态：通道关闭并不能被激活。b.化学门控通道（chemically-gatedionchannel）受膜两侧某种化学物质控制开闭的通道。如：骨骼肌细胞终板膜上的N2-乙酰胆碱受体阳离子通道；受某种机械刺激控制开闭的通道。

7、如：血压升高→血管壁受到牵张刺激→激活平滑肌细胞上的机械门控通道→通道开放→Ca2+内流→血管收缩c.机械门控通道（mechanically-gatedionchannel）电压和机械门控通道不单纯是物质（离子）的跨膜转运通路，而且在实现体内各种电信号和机械信号的跨膜转导中起关键作用。（二）主动转运（activetransport）细胞通过本身的某种耗能过程,将物质逆浓度梯度或逆电位梯度跨膜转运，包括原发性主动转运（primaryactivetransport）和继发