细胞基本功能60part1简版课件

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1、第二章细胞(xbo)(xbo)的基本功能第一页，共三十八页。第一节第一节细胞膜的结构细胞膜的结构(jigu)(jigu)和物质转运功能和物质转运功能第二页，共三十八页。 细胞膜脂质 磷脂类（磷脂类（7070） 胆固醇（胆固醇（3030） 糖脂类（少量）糖脂类（少量） 细胞膜蛋白 表面蛋白：附着(fzhu)于膜的内表面或外表面 整合蛋白：肽链一次或多次穿越脂质双层 细胞膜的糖类(tn li)如：载体(zit)、 离子泵、通道、转运体以糖脂、糖蛋白形式存在一、膜的化学组成和分子结构第三页，共三十八页。 概念概念 脂溶性脂溶性小分子小分子(fnz)物物质直接通过膜脂质双层质直接通过膜脂质双层的的顺浓

2、度差顺浓度差的跨膜转运。的跨膜转运。 如：如：O O2 2 、COCO2 2、NONO、 COCO、N N2 2等气体，还有等气体，还有乙醇、部乙醇、部分类固醇类激素、尿素分类固醇类激素、尿素等。等。水水也能以单纯扩散也能以单纯扩散的方式跨膜转运。的方式跨膜转运。二 、物质(wzh)(wzh)的跨膜转运 单纯(dnchn)扩散（simple diffusion）第四页，共三十八页。渗透(shntu) (Osmosis)第五页，共三十八页。 膜两侧的物质膜两侧的物质浓度差浓度差 通透性通透性 物质的脂溶性（比如物质的脂溶性（比如CO2具有较大具有较大(jio d)的脂溶性）的脂溶性） 分子大小及

3、电荷分子大小及电荷 扩散(kusn)量的影响因素 单纯(dnchn)扩散（simple diffusion）二 、物质的跨膜转运第六页，共三十八页。 膜蛋白介导的跨膜物质膜蛋白介导的跨膜物质(wzh)(wzh)转运转运 介导物质转运的膜蛋白有：载体载体（carrier）： 离子离子(lz)泵泵（ion pump） 联合转运体联合转运体或单转运体通道通道（channel）被动转运主动转运通道介导载体介导原发性主动转运（离子泵）继发性主动转运（联合转运体）二 、物质(wzh)(wzh)的跨膜转运第七页，共三十八页。 易化扩散易化扩散(facilitated diffusion) 概念概念(gini

4、n)指非脂溶性非脂溶性或脂溶性很小的物质借助膜特殊蛋膜特殊蛋白质白质的帮助，顺浓度梯度顺浓度梯度进行的跨膜转运。 膜蛋白介导的跨膜物质(wzh)转运二 、物质(wzh)(wzh)的跨膜转运 类型 经通道易化扩散: Na+、K+、Cl-、Ca2+等 经载体易化扩散：葡萄糖、氨基酸等 第八页，共三十八页。转运(zhun yn)机制：亲水性孔道开放 特征：离子选择性 门控特性 经通道(tngdo)易化扩散第九页，共三十八页。A.电压电压(diny)门控通道门控通道 （voltage-gated ion channel） 通道的开、闭受通道的开、闭受膜膜两侧电位差两侧电位差控制的离控制的离子通称为子通

5、称为。 经通道(tngdo)易化扩散第十页，共三十八页。B.化 学 门 控 通 道 (chemically-gated ion channel） 由某些化学物质影响和控制(kngzh)其开、闭的通道，称为 。 经通道(tngdo)易化扩散第十一页，共三十八页。葡萄糖、氨基酸等转运机制：变构学说(xu shu) 特征：n 顺浓度梯度n 饱和现象n 较高的结构特异性n 竞争性抑制 经载体(zit)易化扩散第十二页，共三十八页。原发性主动转运(zhun yn)（primary active transport) 概念：指离子泵利用分解ATP产生的能量将物质逆浓度梯度或电-化学梯度进行跨膜转运的过程

6、转运物质： 通常是带电离子3 3. . 主动主动(zhdng)(zhdng)转运转运（active transport ）-1第十三页，共三十八页。离子离子(lz)泵泵： Na+- K+泵泵（Sodium-potassium Pump）是Na+- K+依赖式ATP酶，当细胞膜内Na+和膜外K+浓度升高时泵激活 耦联转运Na+和 K+ ，每分解1分子ATP，移出3个Na+至细胞外，2个K+移入细胞内 逆电-化学梯度转运，消耗能量 哇巴因抑制其作用 化学本质和功能特点原发性主动(zhdng)转运（primary active transport)-1Jens C Skou由于(yuy)发现钠钾泵与

7、他人共同获得1997年诺贝尔化学奖第十四页，共三十八页。 钠泵生理钠泵生理(shngl)意义意义造成造成细胞内高钾细胞内高钾，胞内许多代谢反应必需，胞内许多代谢反应必需维持胞质渗透压和细胞容积维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定的相对稳定继发性主动转运的动力继发性主动转运的动力造成膜内外造成膜内外NaNa+ +和和K K+ +浓度差，是浓度差，是细胞生物电产细胞生物电产生生的前提的前提其生电效应直接增大膜内负电位其生电效应直接增大膜内负电位为为NaNa+ +-H-H+ + 交换交换(jiohun)(jiohun)提供动力，排出细胞内代提供动力，排出细胞内代谢产生的谢产生的H H+ +, ,维持细

8、胞内的维持细胞内的pHpH值稳定。值稳定。原发性主动(zhdng)转运（primary active transport)-2第十五页，共三十八页。 概念某物质的逆电-化学梯度的主动转运本身不直接消耗ATP，其驱动力来自(li z)原发性主动转运所形成的离子浓度梯度，这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为。 (2)由联合转运体介导完成，又称联合转运联合转运体同时要结合和转运2种分子或离子。 包括同向或反向转运 转运物质：葡萄糖、氨基酸、离子等继发性主动(zhdng)转运 （secondary active transport）第十六页，共三十八页。第十七页，共三十八页。 出胞和入胞出胞和入胞

9、出胞和入胞出胞和入胞1. 1.入胞（入胞（入胞（入胞（ exocytosis exocytosis ） 胞外大分子或物质团块进入胞外大分子或物质团块进入(jnr)细胞的过程。细胞的过程。吞噬吞饮液相入胞受体介导入胞吞噬(tnsh)液相入胞二 、物质(wzh)(wzh)的跨膜转运第十八页，共三十八页。第十九页，共三十八页。2. 2. 出胞（出胞（endocytosis endocytosis ） 胞内大分子或物胞内大分子或物质质(wzh)(wzh)颗颗粒的外排称粒的外排称为为 。 出胞和入胞出胞和入胞有两种形式： 持 续 性 出 胞 （ 如 黏 液(niny)细胞分泌黏液(niny)的过程） 调

10、节性出胞（如递质释放的过程）第二十页，共三十八页。小小 结结脂溶性小分子物质 水溶性小分子物质和带电离子(lz) 大分子物质或颗粒物质单纯(dnchn)扩散膜蛋白介导的跨膜转运(zhun yn)出胞和入胞第二十一页，共三十八页。第二节第二节细胞细胞(xbo)(xbo)(xbo)(xbo)的跨膜信号转导的跨膜信号转导第二十二页，共三十八页。化学传递化学传递细胞细胞(xbo)(xbo)间直接接触间直接接触细胞间通道：缝隙连接细胞间通道：缝隙连接细胞间的信号(xnho)传递第二十三页，共三十八页。化学化学(huxu)信号信号神经递质（neurotransmitter）激素（hormone）细胞因子（

11、cytokine）膜受体跨膜和细胞内信号转导+信号(xnho)物质靶细胞产生生物学效应胞内受体+胞内信号转导n 机械(jxi)信号n 电信号第二十四页，共三十八页。几种几种(j zhn)(j zhn)重要的跨膜信号转导方式重要的跨膜信号转导方式离子通道受体介导离子通道受体介导酶耦联受体介导G G蛋白蛋白(dnbi)(dnbi)耦联受体介导耦联受体介导NO途径第二十五页，共三十八页。一、离子通道受体介导一、离子通道受体介导又名又名促离子型受体促离子型受体种类：种类：化学门控通道化学门控通道电压门控通道电压门控通道机械机械(jxi)门控通道门控通道细胞间缝隙连接细胞间缝隙连接跨膜电流(dinli)

12、带电(di din)离子跨膜移动细胞功能改变通道开放膜两侧电位改变不同门控因子第二十六页，共三十八页。二、酶耦联受体介导二、酶耦联受体介导（一）酪氨酸激酶（一）酪氨酸激酶(jmi)受体受体（tyrosine kinase receptor）和）和酪氨酸激酶结合型受体酪氨酸激酶结合型受体膜外部分(b fen) + 跨膜a- 螺旋 + 膜内肽段例如(lr)：胰岛素、肽类激素、细胞因子（如NGF）或激活胞质中的酪氨酸激酶直接具有酪氨酸激酶的活性识别相应配体第二十七页，共三十八页。配体（外来(wili)化学信号）受体受体-配体G蛋白(dnbi)激活(j hu)的G蛋白G蛋白效应器（酶或通道）激活的G蛋

13、白效应器第二信使浓度改变依赖于第二信使的酶或通道激活或抑制细胞膜细胞质（二）（二）G蛋白耦联受体信号转导蛋白耦联受体信号转导第二十八页，共三十八页。（二）（二）G蛋白蛋白(dnbi)耦联受体信号转导耦联受体信号转导-主要途径主要途径1.受体受体-G蛋白蛋白(dnbi)-AC途径途径ATPcAMP改变G配体+受体+PKA第二十九页，共三十八页。第三十页，共三十八页。2. 受体受体-G蛋白蛋白(dnbi)-PLC途径途径化学(huxu)门控的Ca2+释放通道PIP2IP3DG+IP3受体内质网或肌浆网中Ca2+的释放(shfng)激活蛋白激酶C(PKC)（二）G蛋白耦联受体信号转导-主要途径G配体

14、+受体+第三十一页，共三十八页。第三十二页，共三十八页。第二信使第二信使（second messengersecond messenger）定义：指激素(j s)、递质、细胞因子等信号分子（第一信使）作用于细胞膜后产生的细胞内信号细胞内信号分子分子，可把胞外信号分子携带的信息转入胞内调节对象：蛋白激酶、离子通道第二信使学说的创立获1971年诺贝尔生理学和医学奖.G蛋白(dnbi)及其在细胞信号转导中的作用获1994年诺贝尔生理学和医学奖.第三十三页，共三十八页。种类(zhngli)：环环- -磷酸腺苷磷酸腺苷(cAMP)(cAMP)三磷酸肌醇三磷酸肌醇(IP(IP3 3) )、二酰甘油二酰甘油

15、(DG)(DG)环磷酸鸟苷环磷酸鸟苷(cGMP)(cGMP)CaCa2+2+第三十四页，共三十八页。（三）气体分子参与（三）气体分子参与(cny)的信号转导途径的信号转导途径精氨酸NOSNONO：GTPcGMPPKG+底物蛋白磷酸化自由出入细胞膜NO生理功能的发现(fxin)获1998年诺贝尔生理学和医学奖第三十五页，共三十八页。（四）核受体介导的信号转导途径(tjng)例如(lr)：类固醇激素、维生素D3和甲状腺激素等第三十六页，共三十八页。小结小结(xioji)(xioji)几种主要的跨膜信号转导途径：几种主要的跨膜信号转导途径：G蛋白耦联受体信号(xnho)通路主要途径第二信使的定义，常见种类第三十七页，共三十八页。内容(nirng)总结第二章。脂溶性小分子物质直接通过膜脂质双层的顺浓度差的跨膜转运。联合转运体或单转运体。通道的开、闭受膜两侧电位差控制的离子通称为。 概念：指离子泵利用分解ATP产生的能量将物质逆浓度梯度或电-化学梯度进行跨膜转运的过程(guchng)。是Na+- K+依赖式ATP酶，当细胞膜内Na+和膜外K+浓度升高时泵激活。造成膜内外Na+和K+浓度差，是细胞生物电产生的前提。(2)由联合转运体介导完成，又称联合转运第三十八页，共三十八页。细胞基本功能(60)part1-简版