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2020/10/282020/10/281 1四、细胞膜的主要功能四、细胞膜的主要功能2020/10/282020/10/282 2精品资料3 3主要内容主要内容n n细胞膜的物质运输n n细胞膜的信号传递2020/10/282020/10/284 4（一）（一）（一）（一）细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜的的的的物质运输物质运输物质运输物质运输穿膜运输穿膜运输被动转运被动转运主动运输主动运输胞吞作用胞吞作用 胞吐作用胞吐作用简单扩散简单扩散帮助帮助扩散扩散膜泡运输膜泡运输闸门通道扩散闸门通道扩散离子泵运输离子泵运输协同运输协同运输吞噬作用吞噬作用胞饮作用胞饮作用2020/10/282020/10/285 52020/10/282020/10/286 61.1.穿膜运输穿膜运输（一）细胞膜的物质运输 定义定义 被动运输是指物质顺浓度梯度的方向，即从膜高浓度的一侧转运到低浓度一侧的运输过程。特点特点 不消耗ATP 方式方式 简单扩散、闸门通道扩散和帮助扩散(1)(1)被动运输被动运输2020/10/282020/10/287 71 1）简单扩散简单扩散定义定义 有些物质可通过细胞膜进行自由扩散，扩散有些物质可通过细胞膜进行自由扩散，扩散 的速度主要取决于膜两侧的浓度差，并趋于的速度主要取决于膜两侧的浓度差，并趋于 达到扩散平衡达到扩散平衡。特点特点（1 1）不需要特异的膜载体和能量供应）不需要特异的膜载体和能量供应（2 2）通透速度和浓度梯度成正比）通透速度和浓度梯度成正比（3 3）分子通透的速度取决于分子的大小）分子通透的速度取决于分子的大小 和脂溶性的高低和脂溶性的高低1.1.穿膜运输穿膜运输（一）（一）（一）（一）细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜的的的的物质运输物质运输物质运输物质运输2020/10/282020/10/288 8不同分子的通透性2020/10/282020/10/289 9通透性 P=KD/d K-分配系数；D-扩散系数；d-膜的厚度；1.1.穿膜运输穿膜运输（一）（一）（一）（一）细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜的的的的物质运输物质运输物质运输物质运输1 1）简单扩散简单扩散2020/10/282020/10/281010pp 通透率大小：不同物质的通透率不同；通透率大小：不同物质的通透率不同；pp 脂溶性高低：脂溶性越高通透性越大；脂溶性高低：脂溶性越高通透性越大；pp 分子量大小：小分子比大分子易透过；分子量大小：小分子比大分子易透过；pp 分子的极性：非极性分子比极性容易透过；分子的极性：非极性分子比极性容易透过；pp 分子带电与否：极性不带电荷的小分子可透过分子带电与否：极性不带电荷的小分子可透过脂双层；膜对带电荷的物质，如离子是高度不脂双层；膜对带电荷的物质，如离子是高度不通透的。通透的。影响通透率的因素2020/10/282020/10/2811112 2 2 2）闸门通道扩散）闸门通道扩散）闸门通道扩散）闸门通道扩散定义：定义：定义：定义：一些分子和电荷适当的离子，代谢产物一些分子和电荷适当的离子，代谢产物一些分子和电荷适当的离子，代谢产物一些分子和电荷适当的离子，代谢产物 或其他溶质，顺浓度梯度经过闸门通道或其他溶质，顺浓度梯度经过闸门通道或其他溶质，顺浓度梯度经过闸门通道或其他溶质，顺浓度梯度经过闸门通道 扩散到细胞膜的另一侧的运输方式。扩散到细胞膜的另一侧的运输方式。扩散到细胞膜的另一侧的运输方式。扩散到细胞膜的另一侧的运输方式。种类：种类：种类：种类：一类是可持续开放的通道蛋白，第二类一类是可持续开放的通道蛋白，第二类一类是可持续开放的通道蛋白，第二类一类是可持续开放的通道蛋白，第二类 是闸门通道蛋白。是闸门通道蛋白。是闸门通道蛋白。是闸门通道蛋白。1.1.穿膜运输穿膜运输（一）（一）（一）（一）细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜的的的的物质运输物质运输物质运输物质运输2020/10/282020/10/281212特点：特点：离子选择性；离子选择性；门控；门控；转运速率高转运速率高。2020/10/282020/10/2813133 3 3 3）帮助扩散：）帮助扩散：）帮助扩散：）帮助扩散：转运蛋白介导的协助扩散转运蛋白介导的协助扩散转运蛋白介导的协助扩散转运蛋白介导的协助扩散n n定义定义定义定义 凡是借助于载体蛋白的帮助顺浓度梯度的凡是借助于载体蛋白的帮助顺浓度梯度的凡是借助于载体蛋白的帮助顺浓度梯度的凡是借助于载体蛋白的帮助顺浓度梯度的物质运输方式。物质运输方式。物质运输方式。物质运输方式。如：如：如：如：K K K K+、NaNaNaNa+、CaCaCaCa2+2+2+2+等带电离子等带电离子等带电离子等带电离子的转运和葡萄糖、氨基酸等的转运。的转运和葡萄糖、氨基酸等的转运。的转运和葡萄糖、氨基酸等的转运。的转运和葡萄糖、氨基酸等的转运。n n特点特点特点特点 增加转运速率增加转运速率增加转运速率增加转运速率：如如如如葡萄糖载体对葡萄糖有很高的葡萄糖载体对葡萄糖有很高的葡萄糖载体对葡萄糖有很高的葡萄糖载体对葡萄糖有很高的亲和力，亲和力，亲和力，亲和力，1 1 1 1秒钟可传送秒钟可传送秒钟可传送秒钟可传送180180180180个葡萄糖分子进入细胞。维个葡萄糖分子进入细胞。维个葡萄糖分子进入细胞。维个葡萄糖分子进入细胞。维生素生素生素生素D D D D可以促进小肠粘膜中钙离子载体的合成，所以维可以促进小肠粘膜中钙离子载体的合成，所以维可以促进小肠粘膜中钙离子载体的合成，所以维可以促进小肠粘膜中钙离子载体的合成，所以维生素生素生素生素D D D D可以促进机体对钙的吸收。可以促进机体对钙的吸收。可以促进机体对钙的吸收。可以促进机体对钙的吸收。1.1.穿膜运输穿膜运输（一）（一）（一）（一）细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜的的的的物质运输物质运输物质运输物质运输2020/10/282020/10/281414uu协助扩散的速率仅在一定范围内同物质的浓协助扩散的速率仅在一定范围内同物质的浓协助扩散的速率仅在一定范围内同物质的浓协助扩散的速率仅在一定范围内同物质的浓度差成正比。细胞膜上特定载体蛋白的数量度差成正比。细胞膜上特定载体蛋白的数量度差成正比。细胞膜上特定载体蛋白的数量度差成正比。细胞膜上特定载体蛋白的数量是相对恒定，当所有载体蛋白的结合部位都是相对恒定，当所有载体蛋白的结合部位都是相对恒定，当所有载体蛋白的结合部位都是相对恒定，当所有载体蛋白的结合部位都被占据，载体处于饱和状态时，运输速率达被占据，载体处于饱和状态时，运输速率达被占据，载体处于饱和状态时，运输速率达被占据，载体处于饱和状态时，运输速率达到最大值到最大值到最大值到最大值2020/10/282020/10/2815151.1.穿膜运输穿膜运输（一）（一）（一）（一）细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜的的的的物质运输物质运输物质运输物质运输（2 2）主动运输主动运输定义定义 主动运输是物质由低浓度的一侧跨膜转运到高浓主动运输是物质由低浓度的一侧跨膜转运到高浓 度的一侧，同时消耗度的一侧，同时消耗ATPATP能量的运输方式能量的运输方式。特点特点 （1 1）消耗能量）消耗能量 （2 2）逆浓度差）逆浓度差 （3 3）需要载体蛋白）需要载体蛋白2020/10/282020/10/2816161）Na-K泵泵（Na+-K+ATP酶酶）n工作原理：工作原理：每个循环消耗一个每个循环消耗一个ATPATP。每个周期。每个周期转出转出2 2个钠离子，输入个钠离子，输入2 2个钾离子，使细胞外个钾离子，使细胞外带正电荷。带正电荷。n 构成：构成：由由1 1个大亚基、个大亚基、1 1个小亚基组成的个小亚基组成的2 2聚体，聚体，具有具有ATPATP酶活性，因此也叫酶活性，因此也叫NaNa+-K-K+ATPATP酶，分酶，分布于动物细胞的质膜。布于动物细胞的质膜。n 分布：分布：一切动物细胞的细胞膜上。一切动物细胞的细胞膜上。2020/10/282020/10/2817172020/10/282020/10/281818Na-K泵具有两种构像泵具有两种构像2020/10/282020/10/2819192020/10/282020/10/2820202020/10/282020/10/282121定义：定义：定义：定义：协同运输是由钠钾泵协同运输是由钠钾泵等等与载体蛋白协同作与载体蛋白协同作用，靠间接消耗用，靠间接消耗ATPATP完成的主动运输方式，又叫完成的主动运输方式，又叫耦连运输。耦连运输。特点特点：靠间接提供能量完成主动运输。能量来自靠间接提供能量完成主动运输。能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度。膜两侧离子的电化学浓度梯度。p 动物细胞中常利用膜两侧动物细胞中常利用膜两侧NaNa+浓度梯度来驱动。浓度梯度来驱动。p 植物细胞和细菌常利用植物细胞和细菌常利用H H+浓度梯度驱动。浓度梯度驱动。2）协同运输）协同运输离子梯度驱动离子梯度驱动离子梯度驱动离子梯度驱动2020/10/282020/10/2822222020/10/282020/10/2823232020/10/282020/10/282424肠上皮细胞对葡萄糖的穿膜运输协同运输cotransport2020/10/282020/10/2825252020/10/282020/10/282626n n大多数细胞都能摄入或排出特定大多数细胞都能摄入或排出特定大多数细胞都能摄入或排出特定大多数细胞都能摄入或排出特定大分子物质大分子物质大分子物质大分子物质如蛋白质、多核苷酸和多糖等，有些细胞甚如蛋白质、多核苷酸和多糖等，有些细胞甚如蛋白质、多核苷酸和多糖等，有些细胞甚如蛋白质、多核苷酸和多糖等，有些细胞甚至能吞入大颗粒。细胞在转运物质的过程中，至能吞入大颗粒。细胞在转运物质的过程中，至能吞入大颗粒。细胞在转运物质的过程中，至能吞入大颗粒。细胞在转运物质的过程中，物质被包裹在膜脂双层围绕的囊泡中，所以物质被包裹在膜脂双层围绕的囊泡中，所以物质被包裹在膜脂双层围绕的囊泡中，所以物质被包裹在膜脂双层围绕的囊泡中，所以称为膜泡运输。细胞摄入和排出大分子和颗称为膜泡运输。细胞摄入和排出大分子和颗称为膜泡运输。细胞摄入和排出大分子和颗称为膜泡运输。细胞摄入和排出大分子和颗粒物质的过程分别为胞吞作粒物质的过程分别为胞吞作粒物质的过程分别为胞吞作粒物质的过程分别为胞吞作用用用用和胞吐作用。和胞吐作用。和胞吐作用。和胞吐作用。n n胞吞作用和胞吐作用都需要能量供应，故属胞吞作用和胞吐作用都需要能量供应，故属胞吞作用和胞吐作用都需要能量供应，故属胞吞作用和胞吐作用都需要能量供应，故属于主动运输。于主动运输。于主动运输。于主动运输。2.2.膜泡膜泡运输运输（一）（一）（一）（一）细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜的的的的物质运输物质运输物质运输物质运输2020/10/282020/10/2827272.2.膜泡膜泡运输运输（一）（一）（一）（一）细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜的的的的物质运输物质运输物质运输物质运输1 1）胞吞作用胞吞作用范畴 胞吞作用是通过细胞质膜内陷形成胞吞泡，将外界物质裹进并输入细胞的过程。胞吞作用类型根据胞吞分子的大小划分:吞噬作用：细胞内吞较大的固体颗粒物质，如细菌、细胞碎片等。胞饮作用：细胞内吞液体或极小的颗粒物质。2020/10/282020/10/2828282020/10/282020/10/2829292020/10/282020/10/283030n n概念概念 是指一个细胞发出的信息可通过介质是指一个细胞发出的信息可通过介质（配体）（配体）传递到另一个细胞，通过受体的识别传递到另一个细胞，通过受体的识别和信号传递和信号传递产生细胞内一系列生理生化变化产生细胞内一系列生理生化变化产生细胞内一系列生理生化变化产生细胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。（二）细胞膜的信号传递（二）细胞膜的信号传递2020/10/282020/10/283131细胞通讯的路径n n细胞通讯通过：细胞通讯通过：细胞识别细胞识别细胞识别细胞识别 信号跨膜传递信号跨膜传递信号跨膜传递信号跨膜传递 生物效应。生物效应。生物效应。生物效应。n n可见，细胞识别是细胞通讯的一个首要环节，可见，细胞识别是细胞通讯的一个首要环节，其分子基础是其分子基础是膜受体膜受体膜受体膜受体。（二）细胞膜的信号传递（二）细胞膜的信号传递2020/10/282020/10/283232 细胞通过分泌细胞通过分泌细胞通过分泌细胞通过分泌化学信号化学信号化学信号化学信号进行细胞间相互进行细胞间相互进行细胞间相互进行细胞间相互通讯通讯通讯通讯这是多细胞生物包括动物和植物最普这是多细胞生物包括动物和植物最普这是多细胞生物包括动物和植物最普这是多细胞生物包括动物和植物最普遍采用的通讯方式。遍采用的通讯方式。遍采用的通讯方式。遍采用的通讯方式。（二）细胞膜的信号传递（二）细胞膜的信号传递2020/10/282020/10/2833331.1.信号分子信号分子配体配体n n细胞外的信号分子，它们与受体特异接合，通过受体介导作用，对细胞产生效应。这些信号分子称为配体。如：激素、神经递质、抗原、药物、毒素及其他有生物活性的化学物质等。2020/10/282020/10/2834342.2.受体受体n n受体是细胞膜或细胞内的功能性糖蛋白，可特异地识别配体并与之结合，引起相应的生物效应。2020/10/282020/10/2835353.3.受体类型受体类型受体：受体：受体：受体：膜受体膜受体：亲水性分子：亲水性分子 胞内受体胞内受体：亲脂性分子：亲脂性分子1 1 1 1）膜受体：）膜受体：）膜受体：）膜受体：位于细胞膜上的受体。其多为膜上位于细胞膜上的受体。其多为膜上位于细胞膜上的受体。其多为膜上位于细胞膜上的受体。其多为膜上的功能性糖蛋白。也有糖脂组成的，也有糖的功能性糖蛋白。也有糖脂组成的，也有糖的功能性糖蛋白。也有糖脂组成的，也有糖的功能性糖蛋白。也有糖脂组成的，也有糖脂和糖蛋白组成的复合物。脂和糖蛋白组成的复合物。脂和糖蛋白组成的复合物。脂和糖蛋白组成的复合物。2 2 2 2）胞内受体：）胞内受体：）胞内受体：）胞内受体：位于细胞质、细胞核或胞内膜上位于细胞质、细胞核或胞内膜上位于细胞质、细胞核或胞内膜上位于细胞质、细胞核或胞内膜上的受体。的受体。的受体。的受体。：2020/10/282020/10/2836362020/10/282020/10/2837372020/10/282020/10/2838382020/10/282020/10/283939（1 1）膜受体）膜受体1）功能 膜受体的功能室识别配体，并与之结合，膜受体的功能室识别配体，并与之结合，将胞外信号转变成胞内信号，引起胞内效应。将胞外信号转变成胞内信号，引起胞内效应。2）同一配体与不同组织受体间的关系 同一配体与不同组织细胞上的受体结合，同一配体与不同组织细胞上的受体结合，产生的效应不同。产生的效应不同。如，如，配体乙酰胆碱可引起配体乙酰胆碱可引起心肌细胞舒张，骨骼肌细胞收缩，分泌细胞心肌细胞舒张，骨骼肌细胞收缩，分泌细胞分泌。分泌。2020/10/282020/10/2840403）膜受体的功能结构（1 1）膜受体）膜受体 n 调节调节单位单位n 转换单位转换单位n 催化单位催化单位2020/10/282020/10/2841413.3.信号跨膜传递过程信号跨膜传递过程第一信使：第一信使：指细胞外信号分子（配体），可与膜上受体指细胞外信号分子（配体），可与膜上受体特异结合。特异结合。第二信使：第二信使：第一信使与受体结合后，在胞内最早产生的第一信使与受体结合后，在胞内最早产生的信号分子。如信号分子。如cAMP，cGMP，三磷酸肌醇（三磷酸肌醇（IP3），二二酰基甘油（酰基甘油（DG），Ca2+。2020/10/282020/10/2842422020/10/282020/10/284343GTPGTP激活的激活的激活的激活的 腺苷酸腺苷酸腺苷酸腺苷酸 环化酶环化酶环化酶环化酶GG蛋白蛋白蛋白蛋白 关联受体关联受体关联受体关联受体信号分子信号分子信号分子信号分子激活的激活的激活的激活的GG蛋白蛋白蛋白蛋白 亚基亚基亚基亚基亚基亚基亚基亚基胞外区胞外区胞外区胞外区 细胞质溶质细胞质溶质细胞质溶质细胞质溶质 A AA激酶：激酶：激酶：激酶：激酶：激酶：cAMPcAMPcAMP依赖性蛋白质激酶依赖性蛋白质激酶依赖性蛋白质激酶依赖性蛋白质激酶依赖性蛋白质激酶依赖性蛋白质激酶 (cAMP-dependent protein kinase,cAPK)(cAMP-dependent protein kinase,cAPK)(cAMP-dependent protein kinase,cAPK)糖原糖原糖原糖原 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖1-1-磷酸磷酸磷酸磷酸 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖无活性无活性无活性无活性磷磷磷磷 酸化酶激酸化酶激酸化酶激酸化酶激酶酶酶酶激活的激活的激活的激活的磷磷磷磷 酸化酶激酸化酶激酸化酶激酸化酶激酶酶酶酶ATPATPADPADP cAMP cAMPATPATP肝肝肝肝脏脏脏脏细细细细胞胞胞胞中中中中c cA AMMP P刺刺刺刺激激激激糖糖糖糖原原原原降降降降解解解解过过过过程程程程图图图图解解解解ATPATPADPADP无活性无活性无活性无活性糖糖糖糖 原磷酸化原磷酸化原磷酸化原磷酸化酶酶酶酶磷酸化激磷酸化激磷酸化激磷酸化激 活的活的活的活的糖原糖原糖原糖原 磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶无活性的无活性的无活性的无活性的 A A激酶激酶激酶激酶 激活的激活的激活的激活的 A A激酶激酶激酶激酶血液血液2020/10/282020/10/284444五、细胞膜与疾病（自学）五、细胞膜与疾病（自学）2020/10/282020/10/284545思考题思考题n n现在有那些疾病与细胞膜有关?都有那些进展?2020/10/282020/10/284646
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