第2章细胞生理学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,Chapter 2 The cell and its function,1,细胞膜的物质转运功能,2 细胞的跨膜信号转导,3 细胞的生物电现象,4 骨骼肌收缩功能,1 细胞膜的物质转运功能,一 细胞膜的基本结构,70%,30%,整合蛋白,仅存膜外侧,二 细胞膜的物质转运功能,(一)单纯扩散,(二)膜蛋白介导的跨膜转运,易化扩散,主动转运,(三)胞吐和胞纳,(一)单纯扩散(simple diffusion),(1)概念:,小分子的脂溶性物质不需与膜上的蛋白质结合,凭其本身运动,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程,(2)影响因素：,膜内外浓度差、膜的通透性、分子大小、脂溶性、带电状况,单纯扩散过程示意图,细胞膜,外,内,球往低处滚,(3)特点:,小分子的脂溶性物质,顺浓度差,不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”,不耗能,(4)转运的物质：,O,2,、,CO,2,、,NH,3,、N,2,、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素,水分子,(二)易化扩散(facilitated diffusion),(1)概念:,一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,在特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程,(2)特点：,顺电化学梯度,(浓度差和电位差的代数和),不需耗能,需要膜蛋白的参与,(3)分类:a.由载体介导的易化扩散,b.由通道介导的易化扩散,a.由载体介导的易化扩散,载体,+,被转运物质,复合物,转运物质,:,葡萄糖、氨基酸（进入一般细胞）、核苷酸,影响因素,：,膜两侧浓度差、可利用的载体数量、转运物与载体的亲和力,特点：,1,高度的结构特异性,2,饱和现象,3,竞争性抑制,b.由,通道,介导的易化扩散,转运物质：,一些离子，如,K,+,、,Na,+,、,Cl,-,、,Ca,2+,H,2,O,影响因素：,电化学梯度、特殊化学物质、机械刺激,特点：,a,其功能状态可以改变,激活,失活 静息,b,有相对离子选择性,c,门控特性,(,通过“闸门”进行调控）,分类,电压门控通道：Na,通道,化学门控通道：N,2,-Ach受体,机械门控通道：,电压门控通道：离子；电压变化-通道开/关,Na,+,通道:,12 亚单位,通道孔形成亚单位;-调节亚单位（,图,）,配体门控通道(化学门控通道),特点：通道/受体，配体与受体结合-通道开/关,N,2型,乙酰胆碱受体通道：,2亚单位,2个乙酰胆碱+,-,通道开放(,图10),H,2,O的转运,转运形式：水通道，单纯扩散,水通道：Agre 2003年诺贝尔化学奖,2个水通道,(图11),单纯扩散和易化扩散的共同点：,顺浓度差移动,不耗能,因此，称做,被动转运,(三)主 动 转 运(Active transport),1.概念：,是指细胞通过本身的某种,耗能,过程将某种物质的分子或离子由膜的,低浓度一侧移向高浓度一侧,的过程,这种物质转运对于细胞的生命活动十分重要,2.特点：,需要消耗能量（能量由分解ATP来提供）,依靠特殊膜蛋白质的“帮助”,逆电-化学梯度进行,3.分类,原发性主动转运,(Primary active transport),继发性主动转运,(Secondary active transport),原发性主动转运,定义：,细胞,直接,利用代谢产生的能量将物质（通常是带电离子）逆电-化学梯度进行转运的过程,特殊膜蛋白质：,离子泵,（ion pump）或,ATP酶,（ATPase）,如:钠泵、质子泵、钙泵、碘泵,钠 泵,(Sodium-pump),Na,+,-K,+,泵,又称,Na,+,-K,+,-ATP,酶,，简称钠泵,。,哺乳动物膜普遍存在,维持细胞内高,K,+,，低,Na,+,的生理状态,2),3)钠泵功能,每分解1分子ATP产生的能量，可将胞内的3个Na,+,移至胞外和将胞外的2个K,+,移入胞内,4)钠泵的启动（激活）,膜内Na,+,升高或膜外K,+,升高,5)钠泵活动的结果,形成并维持了细胞内外Na,+,、,K,+,各自巨大的浓度差,6),钠泵的生理意义,造成细胞内高K,+,，这是许多代谢反应正常 进行的必需条件,保持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定,保持细胞外高Na,+,和细胞内高K,+,，建立一种离子势能贮备。这是形成细胞生物电和产生兴奋性的基础，也可以用来完成其他物质的继发性主动转运,对Na,+,和K,+,的不对等转运使膜外正电荷增加生电性钠泵,细胞外液与细胞内液主要成分,成分 细胞外液浓度 细胞内液浓度,Na,+,150 15,K,+,5.5 150,Ca,2+,1 游离0.001,Mg,2+,1.5 12,Cl,-,125 9,AA 2 8,Gs 5.6 1,（单位：mmol/L),继 发 性 主 动 转 运,定义,:一些物质的主动转运所需的能量不是直接来自ATP的分解，而是来自钠泵活动造成膜外Na,+,高势能。但造成这种高势能钠泵活动需要分解ATP，故称此类型的转运为继发性主动转运（secondary active transport)或简称联合转运(co-transport）。,特殊蛋白质,:,转运体,（transporter）,转运的物质,:肾小管和肠粘膜上皮细胞对葡萄,糖、氨基酸的吸收,继发性主动转运,同向转运:转运物质与Na,+,同一方向,逆向转运：转运物质与Na,+,反向,Na,+,葡萄糖同向转运体,小肠上皮顶端膜：,Na,+,顺浓度；,G,逆浓度；,侧膜：,Na-K Pump；,基底膜：,G,顺浓度；,Na,+,a交换体,Na,+,a,膜外,膜内,意义：维持细胞内低,a,（四）出胞和入胞(exocytosis,&,endocytosis),一些大分子物质或固态、液态的物质团块，进出细胞的过程，分别称之为入胞和出胞。,出胞：细胞的分泌活动，如激素分泌、酶原颗粒的分泌及递质的分泌等,（图）,入胞：细胞外某些物质团块(如侵入体内的细菌、病毒、异物等)进入细胞的过程。,分为 吞噬固体团块进入细胞,吞饮液体物质进入细胞,液相入胞,受体介导入胞,吞噬,液相入胞,受体介导,入胞,吞噬泡,受体介导的入胞过程,Summary,