动物生理学2.细胞的基本功能(上)

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1、第二章细胞的基本功能2.1细胞膜的物质转运功能几种跨膜物质转运transportacrosscellmembrane方式PassivetransportActivetransportsimplediffusionfacilitateddiffusioncarriermediateddiffusionchannelmediateddiffusionPrimaryactivetransportSecondaryactivetransportNa+-K+pumpH+pumpCa2+Pump对于不带电荷的分子，影响其跨膜移动的力是concentrationgradie

2、nt，对于带电的离子，除了concentrationgradient外还有electricalgradient。二者的综合作用称有electrochemicalgradient,orelectrochemicalpotential,产生作用力称electrochemicaldrivingforce。Amoleculeorionthatcrossesthemembranebymovingdownaconcentrationorelectrochemicalgradientandwithoutexpenditureofmetabolicenergyissaidto

3、betransportedpassively2.1.1被动转运passivetransportsimplediffusion能溶于水的脂溶性物质如CO2，O2等,类固醇激素等facilitateddiffusion一些不溶于脂质的物质在膜蛋白的帮助下，顺着concentrationandelectricalgradient跨过cellmembrane.carriermediateddiffusionchannelmediateddiffusioncarriermediateddiffusion较小的有机分子如glucose,aminoacid通过这种方式跨过细

4、胞膜。载体是膜蛋白，目前研究比较清楚的是转运glucose的载体。这种transport方式的特点（1）载体与被转运的物质之间有高度的结构特异性，如右旋glucose的转动速度比左旋的要快得多，木糖（C6）几乎不能被转运。（2）有竞争性抑制现象，如在环境中加入半乳糖galactose会使glucose的transport减少。（3）有饱和现象（与enzyme相似）channelmediateddiffusion如Na+、K＋、Ca++等，速度极快，107个离子／秒通道，carrier转运glucose大约104，Na+-K+pump大约5*102离子通道ion

5、channel是细胞膜上的protein,都是内在蛋白，molecularweight25000-250000,有的是单体有的是多聚体，如果是一条肽链，则要反复穿膜多次，形成一个中空的结构，channel壁的外侧是蛋白质的疏水区域，与膜的膜质双层结合，而channel内侧壁是亲水区域，允许水在其中，因此离子可以快速通过。细胞膜上除有离子通道外还有水通道通道的分子结构模式图ionchannel可以开放也可以关闭，这两种状态间的转换只需1ms。ionchannel也有一定的选择性,某一种通道允许某种离子通过，但专一性不如carrier高。Ionchannel根据开

6、关的原理不同分为三类：电压门控通道votagegatedionchannel,化学门控通道chemicallygatedionchannel,机械门控通道mechanicallygatedionchannel2.1.2ActivetransportSolutemovesuphillagainstaconcentrationorelectrochamicalgradient.Theenegytomovethesubstanceuphillisderivedfromametabolicreaction,usuallyfromthehydrolysisofATP.由

7、ATP直接供能的称原发性主动转运primaryactive~,由ATP间接供能的称继发性主动转运secondaryactive~。(1)Primaryactivetransport目前研究得比较清楚的是Na+-K+ATPase(Na+-K+pump)Na泵的意义：Na＋pump广泛存在于身体的各种细胞的质膜上，消耗的能量占人体总能耗的1／4。如此大的能量消耗究竟有何生理意义呢？现在认为主要有三点，①胞内的高K＋是许多代谢反应进行的必要条件②如果胞外的Na+大量进入胞内，由于渗透压的关系，水也会大量进入，必然导致细胞结构的破坏③最重要的是它能建立一种势能储备，这

8、是可兴奋细胞兴奋性的基础，也可供细胞的