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1、第二章 细胞的基本功能BASIC FUNCTIONS OF THE CELLBASIC FUNCTIONS OF THE CELL第一节：细胞膜的基本结构和物质 转运功能一、细胞膜的结构概述电镜下细胞膜形态：三层(7.5nm)内外两层电子致密带，各2.5nm中间夹层为透明带，2.5nm 化学组成：脂质（lipid） 磷脂（70%）磷脂酰胆碱、磷脂酰 乙醇胺、 磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇胆固醇（30%）鞘脂类（少量）蛋白质（protein）少量糖类19721972年年Singer 电压门控通道：膜两侧的电位发生变化;机械门控通道：膜受到机械性刺激。Chemically；voltage and me
2、chanically-gated易化扩散特点： 顺电化学梯度，不耗能 膜蛋白对转运的物质具有选择性 膜通透性可变经载体介导易化扩散经通道介导易化扩散（1）通道介导的易化扩散 （facilitated diffusion via ion channel）： （2）载体介导的易化扩散 （facilitated diffusion via carrier） 类型：经通道的易化扩散 facilitated diffusion via ion channel（1）离子通道 (ion channel) 的四个特性n单通道的电导（single channel conductance）n通道的动力学（chan
3、nel kinetics）n通道的门控性（channel gating）n通道的选择性（channel selectivity） PoreFilterGate通道门控性 (Channel gated)离 子 通 道 蛋 白 质 的 分 子 组 成离子通道-离子扩散相关膜蛋白质电压门控通道膜外通道的开放 和关闭受膜 两侧电位差 控制膜内机械门控通道（内耳毛细胞）膜外 通道的开放 和关闭受机 械力控制膜内微管胞外锚锭结构（2）载体介导的易化扩散:在载体膜蛋白 质的帮助下，物质顺着电-化学梯度转运的 过程。经载体介导易化扩散特点：顺浓度梯度转运存在饱和现象具有结构特异性有竞争性抑制（二）主动转运（a
4、ctive transport）：消耗能量,物质由低浓度侧向高浓度侧 的转运过程。 分类： 1原发性（primary）主动转运；2继发性（secondary）主动转运；1. 1.原发性主动转运原发性主动转运：靠细胞膜上的特殊蛋白质：靠细胞膜上的特殊蛋白质，通过，通过消耗能量消耗能量，把物质，把物质逆着逆着电电- -化学化学剃度转运的形式剃度转运的形式钠钠- -钾泵（钾泵（sodium-potassium pumpsodium-potassium pump）：具有具有ATP ATP 酶功能的膜蛋白，可酶功能的膜蛋白，可ATPATP释放能释放能量，逆着浓度差将膜内的量，逆着浓度差将膜内的NaNa+
5、 +向膜外、膜向膜外、膜外的外的K K+ +向膜内转运。向膜内转运。1ATP-3Na 1ATP-3Na + /2K/2K+ +细胞膜内细胞膜内 KK+ + 30 30倍倍细胞膜外细胞膜外 NaNa+ + 12 12倍倍自动激活自动激活磷酸化钠泵的主要功能 维持细胞的正常代谢，及物质的合成。 维持胞内渗透压及细胞容积。 建立Na+的跨膜浓度梯度，为继发性主动转 运的物质提供势能储备。 跨膜离子浓度梯度也是细胞发生电活动的前 提。 影响膜电位，使膜内电位的负值增大。 特异性抑制剂：硅巴因（ouabain） 钙泵（Calcium Pump） 位于质膜、内质网或肌质网上； 质膜钙泵1ATP-1Ca2+
6、1ATP-1Ca2+； 内质网或肌质网钙泵1ATP-2Ca2+1ATP-2Ca2+； 作用：维持胞质内游离作用：维持胞质内游离CaCa在在0.1-0.1- 0.20.2mol/Lmol/L，是膜外的百万分之一。，是膜外的百万分之一。2.继发性主动转运（secondary active transport)：由 Na+ 的主动转运导致其他 物质继发性移动转运体蛋白质：继发性 主动转运中，转运继发性物质的膜蛋白 质。（1）同向转运：Na+-葡萄糖 （2）反向转运：Na+-Ca2+；Na+-H+三、出胞（exocytosis）和入胞（endocytosis） （一）出胞是细胞分泌、递质释放以及细胞内
7、其他 大分子物质或物质颗粒的外排方式。 外分泌腺腔管 内分泌腺血液和组织液 两种形式：持续性/调节性 （1）囊泡内容物不间断地被排除，如小肠粘膜杯 状细胞。 （2）先储存，接到指令后释放。如：递质释放。（二）入胞是大分子物质或物质团块进入细胞 的主要方式 1. 吞噬（phagocytosis）：一些特殊细胞，如： 巨噬细胞，单核细胞和中性粒细胞。 2. 吞饮（pinocytosis）：几乎所有细胞。 液相入胞（fluid-phase endocytosis）指细胞外液及其所含的溶质以吞饮泡的形 式连续不断地进入细胞。-受体介导入胞（receptor-mediated endocytosis）
8、通过被转运物与膜的特异性结合，选择 性地促进被转运物资进入细胞。如：运铁蛋 白和LDL等。第二节 细胞的信号转导 Cellular signal transduction一、信号转导概述（一）细胞信号转导（signal transduction）概念指细胞如何接受外界环境变化的信息（刺激），并将这种刺激信息跨越细胞膜传入细胞内并引起细胞内代谢和功能的相应变化（由外向内）。Signal transduction at the cellular level refers to the movement of signals from outside the cell to inside.细胞可感受
9、什么样的细胞外信号？化学信号：是细胞最常感受到的刺激信号 物理信号：温度、机械力、生物电等刺激信号大都由一些特殊的感受器（如视网膜、耳蜗、前庭器官、肌梭、环层小体等）来感受。 可兴奋细胞具有接受邻近发生的电变化 而引发自身新的电反应的能力。（二）意义1、机体生命活动中生理功能调节的基础； 2、产生生物效应，影响细胞及生物体功能 ，包括代谢、分化和发育以及形态结构域生 存状态。（三）主要通路通过受体；配体 两种方式： 1、水溶性配体或物理信号-膜受体-细胞内信 号转导-生物学效应 2、脂溶性配体-胞质、核受体-细胞内信号 转导-生物学效应跨膜信号转导途径的三个共同特征 刺激信号一般不进入细胞或直
10、接影响细胞内过程，而 是作用于细胞膜表面的相应受体（receptor）。 跨膜信号转导途径类似，数量较少，所涉及的几类膜 蛋白质各具有很大的结构上的同源性，是由相近的基因 家族编码的。 信号级联放大：一个上游信号分子可以激活几个下游 信号分子，以此类推，遂产生了信号的放大。受体种类：1. 离子通道受体：如N2型乙酰胆碱受体2. G蛋白耦联受体：数量最多3. 具有内在酶活性的受体（酶耦联受体）：如GH受体4. 核受体：如甲状腺激素受体二、离子通道型受体介导的信号转导受体本身就是离子通道，又称为配体门控通道（ligand-gated ion channel）化学门控通道（chemically ga
11、ted ion channel）1. 促离子型受体（ionotropic receptor）N2型乙酰胆碱（acetylcholine）受体；甘氨酸 受体；促离子型谷氨酸受体特点：路径简单，速度快，从递质与受体结合 至产生细胞电活动仅需0.5毫秒左右的时间。PoreFilterGate离子通道结构图3-1 离子通道型受体模式图离子通道工作机制膜外通道的开放 和关闭受膜 两侧电位差 控制膜内2. 电压门控通道（voltage-gated ion channel）突触传递的过程: 电-化学-电的传递动作电位突触后电位复习题 举例说明细胞膜的物质转运形式。 简述NaK泵的性质、作用及其生理意 义。 单纯扩散与易化扩散有哪些异同点？
