山东大学医学院生理研究所1

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1、山东大学医学院生理研究所第二章细胞的基本功能本章重点：细胞膜的基本化学组成和结构(复习）；物质跨膜转运的形式和原理；细胞的跨膜信号转导功能；细胞的生物电和有关现象；肌细胞的收缩活动。第一节　细胞膜的基本结构和物质转运功能一、细胞膜的结构概要组成：脂质，蛋白质，糖类基本结构：流体镶嵌模型（fluidmosaicmodel)（一）脂质双分子层组成：70％磷脂，30％胆固醇存在形式：双分子层特点：具有流动性功能：1.屏障作用2.传递信息脂质双分子层1.磷脂动物细胞膜中主要的四种磷脂：磷脂酰胆碱(膜外侧)、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸。2.鞘脂类基本结构和磷脂类似，不含甘油(膜外侧

2、)。3.胆固醇有一个甾体结构（环戊烷多氢菲）和一个8碳支链。(二)细胞膜蛋白质功能：酶蛋白转运蛋白受体蛋白①转运物质②传递信息③免疫标志结构：主要以а-螺旋或球形蛋白质的形式存在。表面蛋白存在形式整合蛋白特点：流动性（横向移动）表面蛋白（Peripheralproteins）占20%~30%,以静电引力或离子键与整合蛋白结合,附着于膜表面，主要在内表面。argp.ser.---++++++++++++---------（三）细胞膜糖类细胞膜所含糖类2%~10%，成分：主要是一些寡糖和多糖链形式：共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂或糖蛋白部位：糖链绝大多数是裸露在膜的外面一侧。功能

3、：①免疫标志②传递信息（一）单纯扩散概念：高浓度区域中的溶质分子将向低浓度区净移动，这种现象称为单纯扩散。物质的移动方向和速度：决定于各该物质的浓度差，膜对该物质的通透性。扩散的物质：脂溶性高、分子量小的物质。O2、CO2、N2、乙醇、尿素、水等。1.经载体易化扩散特征：（1）顺梯度（2）饱和现象（3）载体与溶质的结合有较高的化学结构特异性。（4）竞争性抑制（二）膜蛋白介导的跨膜转运：根据转运方式的不同，通道膜蛋白分为载体离子泵转运体被动转运：通道、载体膜蛋白介导的跨膜转运（不耗能、顺梯度）原发性主动转运：泵继发性（耗能、逆梯度）2．经通道易化扩散概念:带电的离子如Na+、K+、Ca2+

4、、CI-等借助于通道蛋白的介导,由膜的顺浓度梯度或电位梯度的跨膜扩散。特点:a.通道具有开放和关闭状态;b.对转运物质有选择性,但无载体蛋白那么严格分类:化学门控通道：膜两则（外测）出现化学信号时开放。电压门控通道：膜两则电位差改变决定其开放或关门。离子通道功能状态：①静息状态-通道关闭：(备用状态)刺激能开放②激活状态-通道开放：离子扩散③失活状态-通道关闭:刺激不能开放离子通道功能状态的调控：通道蛋白质有别于载体的重要特点之一，结构和功能状态可以因细胞内外各种理化因素膜电位、化学信号、机械刺激的影响而迅速改变。通道蛋白质结构中可能存在着类似闸门（gate）一类的基团，由它决定通道的功

5、能状态。-门控电压门控通道-膜两侧电位差化学门控通道-化学物质（Ach）机械门控通道—机械刺激3.原发性主动转运概念:指细胞通过直接利用代谢产生的能量将物质(离子)逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。化学本质：钠泵是Na+-K+依赖式ＡＴＰ酶的蛋白质。也称Na+-K+-ＡＴＰ酶。启动机制：启动和活动强度与膜内多Na+和膜外多K+有关。钠泵活动时泵出Na+和泵入K+同时进行或“耦联”在一起细胞膜上的钠泵活动的意义：（1）由钠泵活动造成的细胞内高K+，是许多代谢反应进行的必需条件；（2）Na+和K+浓度梯度使细胞生物电活动产生的前提条件。（3）维持胞质渗透压和细胞容积相对稳定。Na+和C

6、l-漏入≥K+漏出。哇巴因抑制钠泵活动大量细胞外Na+、Cl-漏入膜内，胞质渗透压升高，过多水进入膜内，引起细胞的肿胀，进而破坏细胞的结构；（4）维持细胞内pH相对稳定。Na+-H+交换（5）维持细胞内Ca2+浓度的稳定。Na+和K+浓度梯度是Na+-Ca2+交换动力。（6）生电性。３个Na+移到膜外同时２个K+移入膜内。（7）Na+浓度梯度是其他物质继发转运的动力。通道转运与钠-钾泵转运模式图4.继发性主动转运概念：许多物质在进行逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运时，所需的能量并不直接来自ATP的分解，而是来自Na+在膜两侧的浓度势能差，后者是钠泵利用分解ATP释放的能量建立的。这种间接利

7、用ATP能量的主动过程称为继发性主动转运。机制：转运体（膜蛋白）利用膜两侧Na+浓度梯度或电位梯度跨膜转运。没有Na+由高浓度的膜外顺浓度差进入膜内，就不会出现葡萄糖、氨基酸等分子逆浓度差进入膜内。转运体：膜蛋白同向转运：被转运的物质与Na+移动的方向相同。相应的转运体称为同向转运体。反向转运：被转运的物质彼此与Na+移动的方向相反。相应的转运体称为反向转运体或交换体。被动转运主动转运比较单纯扩散、易化扩泵异同点转运物质脂溶性、小分