生理学--细胞的基本功能

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1、细胞的基本功能第二章细胞膜的结构特征和物质转运功能细胞（cell）---机体的基本结构和功能单位。英国物理学家RobterHooke，1635—1703.屏障及保护、物质转运、信号转导、生物电（兴奋及其传递）（通信）等。肌细胞的收缩功能。细胞的基本功能第一节细胞膜的结构特征一、基本结构与物质组成20世纪30s,膜结构假说:小孔刚性膜结构20世纪中期，电镜技术发现，膜的三层结构型式液态镶嵌模型70年代，细胞膜：脂肪+蛋白质+糖类重量：蛋白质与脂质之比为4︰1～1︰4线粒体膜3︰1，神经髓鞘膜为1︰4数量：脂质多于蛋白质100倍以上。二、液态镶嵌模型及其分子组成液态

2、镶嵌模型（liquidmosaicmodel;Singer&Nicholson,1972）的基本内容:膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和生理功能的蛋白质。特征：脂质熔点低，体温下为液态，有一定的流动性；分子自由能低，具有稳定性。抗张力和变形，自动融合与修复能力。（一）脂质双分子层——细胞膜的基本骨架●证明：人工脂质膜:单层、双层及脂质小体（liposome）脂质构成：磷脂、糖脂、固醇（其含量与膜的流动性成反变）（二）膜蛋白质-—执行细胞膜的主要功能●分类：依功能分：酶蛋白、受体蛋白、转运蛋白等；依存在形式分：表面蛋白、整合

3、蛋白。●存在证明：冰冻蚀刻技术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膜蛋白质运动形式：①平面侧向扩散运动，受骨架蛋白及胞外信号调节.②沿平面垂直轴旋转运动，受骨架蛋白调节.③“插入”和“内化”.（三）糖类—分子标记或信息载体结构：寡糖和多糖链→糖蛋白或糖脂功能：形成细胞的抗原性和表型，参与细胞识别、黏附、分化、老化、吞噬、自身免疫、细菌感染等。如IgG糖链改变→自身抗原→自身免疫。ABO血型抗原决定簇：A抗原为乙酰氨基半乳糖胺，B抗原为半乳糖。第二节细胞膜的物质转运功能（一）单纯扩散（simplediffusion）指疏水性或非极性程度较高的小分子物

4、质顺浓度梯度的跨膜物理扩散。一、被动转运●物质：O2、N2、CO2、乙醇、尿素、水分子等▲扩散通量：molormmol/s﹒cm2▲决定因素：物质的浓度差、膜的通透性.（二）易化扩散（facilitateddiffusion）1.经载体的易化扩散（～～viacarrier）指某些分子量较大但脂溶性较低的物质（在特殊蛋白质的帮助下）的跨膜被动转运。★载体（carrier）:贯穿脂质双层的整合蛋白。●物质：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等。Facilitateddiffusionviacarrier特点：①顺浓度梯度转运，速率：103～105分子/s；②饱和现象；③结构特异

5、性，如右旋（D型）葡萄糖的转运﹥左旋（L型）葡萄糖转运体（glucosetransporter,GLUT）5个亚型，GLUT1-5,1分布于RBC、脑、肾等.④竞争性抑制。Facilitateddiffusion2.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）电压门控离子通道（Na+、K+、Ca2+等）特异阻断剂：分别为河豚毒（TTX）、四乙铵（TEA）、异搏定(Mn2+等)。通道易化扩散（2）化学门控离子通道（配体门控离子通道）肌肉终板膜、突触后膜（3）机械门控离子通道耳

6、蜗毛细胞顶部（4）水通道由水孔蛋白组成（Agre,1988）★1988，终于发现▲1991，克隆基因▲1992，功能鉴定●2003，诺贝尔化学奖十余种，包含AQP0～AQP9、MIWC（mercurial-insensitivewaterchannel）肾远球小管、集合管（AQP2），受血管加压素（VP/AVP/ADH）的调节，决定尿量。水孔蛋白（aquaporin,AQP）:Waterchannel: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（一）原发性

7、主动转运（primaryactivetransport）——离子“泵”的转运1.钠-钾泵（sodium-potassiumpump；钠泵）--—Na+-K+依赖式ATP酶（蛋白质）Mechanismofiontransportbysodiumpump细胞内[Na+]↑或胞外[K+]↑→+钠泵→E1构象：在胞内对Na+的亲和力↑而结合Na+，并分解ATP获能、磷酸化→结合Na+的位点转向膜外；→E2构象：对Na+的亲和力↓而释放Na+，同时对K+亲和力↑而结合胞外的K+，并激发脱磷酸化→E1构象：对K+的亲和力↓而释放K+，同时对Na+的亲和力↑、、、。Sodi

8、umpumptransp