生理学细胞膜基本结构和功能课件

第二章 细胞的基本功能第一节第一节 细胞膜的基本结构和功能细胞膜的基本结构和功能第三节第三节 肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能第二节第二节 细胞的生物电现象细胞的生物电现象学习要点掌握：细胞膜跨膜物质转运方式；静息电位、动掌握：细胞膜跨膜物质转运方式；静息电位、动作电位、兴奋作电位、兴奋-收缩耦联的概念以及生理学意义。收缩耦联的概念以及生理学意义。熟悉：细胞膜物质转运的特点；动作电位的传导；熟悉：细胞膜物质转运的特点；动作电位的传导；神经神经-肌肉接头的结构和传递过程。肌肉接头的结构和传递过程。了解：静息电位和动作电位的原理；肌肉收缩的了解：静息电位和动作电位的原理；肌肉收缩的形式和影响因素。形式和影响因素。第一节 细胞膜的基本结构和功能学习要点掌握几种跨膜物质转运方式的概念：易化扩散、主动转运等，主动转运中“钠泵”的概念；几种代表性的物质跨膜转运的方式；熟悉几种跨膜物质转运方式的特点；了解跨膜信号转导功能。人体结构和功能的基人体结构和功能的基本单位本单位细胞细胞第一节 细胞膜的基本结构和功能一、细胞膜基本结构一、细胞膜基本结构细胞膜化学成分：细胞膜化学成分：脂类脂类 蛋白质蛋白质 糖类糖类 液态镶嵌模型（液态镶嵌模型（fluid mosaic modelfluid mosaic model）：）：以液态的脂质双分子层为基本支架以液态的脂质双分子层为基本支架,其中镶嵌着不其中镶嵌着不同分子结构和不同功能的球形蛋白质。同分子结构和不同功能的球形蛋白质。细胞膜分子结构图糖链结合在蛋白质以及脂类分子上，称为糖脂和糖蛋白。二、细胞膜的跨膜物质转运功能（一）单纯扩散（simple diffusion)脂溶性的小分子物质由高浓度一侧向低浓度一侧进行的跨膜转运。如O2,CO2等（二）易化扩散（facilitated diffusion)非脂溶性物质或脂溶性很小的物质顺浓度差或电位差，并借助于细胞膜上的载体或通道蛋白进行的跨膜转运。以载体为中介的易化扩散 以通道为中介的易化扩散以载体为中介的易化扩散 物质在细胞膜上载体的帮助下顺浓度差进行的跨膜转运。物质在细胞膜上载体的帮助下顺浓度差进行的跨膜转运。如葡萄糖、氨基酸的转运如葡萄糖、氨基酸的转运以载体为中介的易化扩散特点 特点：特点：高度特异性高度特异性 饱和现象饱和现象 竞争性抑制竞争性抑制ABC饱和现象竞争性抑制以通道为中介的易化扩散离子在膜上通道蛋白的帮助下顺浓度梯度或电势梯度离子在膜上通道蛋白的帮助下顺浓度梯度或电势梯度进行的跨膜物质转运。进行的跨膜物质转运。如Na+、K+、Ca2+等u 门控性：u化学门控通道u机械门控通道u电压门控通道以通道为中介的易化扩散特点 u 选择性Na+ACH配体门控通道ACH通道通道肌细胞膜肌细胞膜神经轴突神经轴突被动扩散 顺电-化学梯度 不需要消耗能量(ATP)单纯扩散、易化扩散（三）主动转运（active transport）细胞通过消耗自身的能量，将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的过程。原发性主动转运：直接消耗原发性主动转运：直接消耗ATPATP继发性主动转运：间接消耗继发性主动转运：间接消耗ATPATP原发性主动转运（primary active transport）离子或分子在细胞膜上离子或分子在细胞膜上“泵蛋白泵蛋白”的帮助下逆浓度差的帮助下逆浓度差跨膜物质转运方式，能量由跨膜物质转运方式，能量由ATPATP直接供给。直接供给。Na+-K+Na+-K+依赖式依赖式 活动依赖于细胞内高钠活动依赖于细胞内高钠与细胞外高钾与细胞外高钾 ATPATP酶酶 具有具有ATPATP酶的活性，每酶的活性，每分解分解1 1 分子分子ATPATP，可泵出，可泵出3 3个钠和泵入个钠和泵入2 2个钾。个钾。钠-钾泵？细胞内高钾，细胞外高钠？细胞内高钾，细胞外高钠钠-钾泵12倍钠倍钠30倍钾倍钾维持细胞内高维持细胞内高K+K+（是许多代谢反应进行的必需条件）（是许多代谢反应进行的必需条件）；防止细胞内防止细胞内Na+Na+过多过多(防止由胞内高渗引起的细胞肿防止由胞内高渗引起的细胞肿胀）；胀）；形成势能储备（即细胞内外形成势能储备（即细胞内外Na+Na+、K+K+的浓度差，有的浓度差，有利于利于K+K+、Na+Na+的易化扩散，是细胞兴奋性的基础）；的易化扩散，是细胞兴奋性的基础）；势能储备是进行继发性主动转运的基础。势能储备是进行继发性主动转运的基础。钠-钾泵的生理学意义原发性主动转运钙泵钙泵继发性主动转运（secondary active transport)细胞运用细胞运用ATPATP间接供能的逆浓度差或电位差进行跨膜间接供能的逆浓度差或电位差进行跨膜转运的方式，也称联合转运。转运的方式，也称联合转运。如：葡萄糖在小肠上皮细胞的吸收，在肾小管上皮细胞处的重吸收。转运体（四）出胞与入胞 转运物质：大分子物质或团块转运物质：大分子物质或团块 能量来自线粒体氧化产生能量来自线粒体氧化产生ATPATP入胞(endocytosis)入胞是指某些大分子物质或团块借助与细胞膜形成吞入胞是指某些大分子物质或团块借助与细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡进入细胞的过程。噬泡或吞饮泡进入细胞的过程。吞噬：固态物质进入细胞。吞噬：固态物质进入细胞。如巨噬细胞吞噬衰老、死亡如巨噬细胞吞噬衰老、死亡的细胞、细菌的细胞、细菌吞饮吞饮:液相入胞：细胞外液以液相入胞：细胞外液以及溶质连续不断进入及溶质连续不断进入细胞内；细胞内；受体介导入胞受体介导入胞吞饮出胞(exocytosis)细胞内的大分子物质借助细胞内的大分子物质借助“细胞膜的运动细胞膜的运动”排出细排出细胞的过程。胞的过程。如内分泌细胞分泌激素，外分泌腺分泌酶，神经如内分泌细胞分泌激素，外分泌腺分泌酶，神经轴突末梢释放神经递质轴突末梢释放神经递质小结小分子物质转运 被动扩散：单纯扩散 易化扩散：经载体、通道 主动转运：原发/继发性主动转运大分子物质转运 入胞：吞噬、吞饮 出胞 复习思考题1、细胞膜物质转运有几种方式，各自特点是什么？2、关于Na+跨细胞膜转运的方式，下列哪项描述正确？A.单纯扩散为主要方式 B.以易化扩散为次要方式 C.以主动转运为唯一方式 D.有易化扩散和主动转运两种方式3、葡萄糖或氨基酸逆浓度梯度跨细胞膜转运的方式是：A.单纯扩散 B.经载体易化扩散 C.经通道易化扩散 D.原发性主动转运 E.继发性主动转运三、细胞膜的跨膜信号转导功能 信号分子：能在细胞间传递信息的物质。信号分子：能在细胞间传递信息的物质。神经递质、激素、细胞因子等等神经递质、激素、细胞因子等等受体（受体（receptor)receptor)：细胞上能与信号分子特异性结合：细胞上能与信号分子特异性结合而发挥转导信息作用的蛋白质。而发挥转导信息作用的蛋白质。受体具有特异性、饱和性和可逆性等特性。受体具有特异性、饱和性和可逆性等特性。离子通道耦联受体介导的信号转导神经神经-肌肉接头处的兴奋传递肌肉接头处的兴奋传递ACHACH通道属于化通道属于化学门控通道，学门控通道，或者说配体门或者说配体门控通道，只有控通道，只有与与ACHACH结合后它结合后它才开放。才开放。G-蛋白耦联受体介导的信号转导激素激素激素激素 G G G G受体受体受体受体细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜 ACACACACATPATPATPATPcAMPcAMPcAMPcAMPMgMgMgMg2+2+2+2+含氮激素作用机制含氮激素作用机制 含氮类激素为第一信使，含氮类激素为第一信使，含氮类激素为第一信使，含氮类激素为第一信使，cAMPcAMPcAMPcAMP为第二信使。为第二信使。为第二信使。为第二信使。酶耦联受体介导的信号转导 如：胰岛素作用于靶细胞如：胰岛素作用于靶细胞如：胰岛素作用于靶细胞如：胰岛素作用于靶细胞 酶酶酶酶耦耦耦耦联联联联受受受受体体体体包包包包括括括括酪酪酪酪氨氨氨氨酸酸酸酸激激激激酶酶酶酶受受受受体体体体、酪酪酪酪氨氨氨氨酸酸酸酸磷磷磷磷酸酸酸酸酶酶酶酶受受受受体体体体、鸟鸟鸟鸟甘甘甘甘酸酸酸酸环环环环化化化化酶酶酶酶受受受受体体体体等等等等。酶酶酶酶耦耦耦耦联联联联受受受受体体体体既既既既有有有有与与与与信信信信号号号号分分分分子子子子结结结结合合合合的的的的位位位位点点点点，起起起起受受受受体体体体的的的的作作作作用用用用，又又又又具具具具有有有有酶酶酶酶的的的的催催催催化化化化作作作作用。用。用。用。