第2章-细胞基本功能
生理学 第二章 细胞的基本功能
+
2. 继发性主动转运
方向： 低→高 介导蛋白质：转运蛋白 分类： 同向转运 逆向转运 转运物质举例：
Na
+
葡萄糖(小肠上皮、肾小 管上皮)、氨基酸
小分子物质跨膜运输方式的比较
单纯扩散 运输方向 载体 能量 举例 顺浓度梯度 不需要 不耗能 O2、CO2、H2O、 甘油、乙醇、苯 等 易化扩散 顺浓度梯度 需要 不耗能 葡萄糖进入红细 胞 主动转运 逆浓度梯度 需要 耗能 Na+、K+、Ca+等 离子； 小肠吸收葡萄糖、 氨基酸等
静息状态下细胞膜对K+的通透性最大
3)膜外正电变为流动阻力
4)当动力(浓度差)=阻力(电位 差)时，跨膜流动停止
5)达到 K+的电－化学平衡电位，
即 K+平衡电位。
结论：静息电位相当于K+平衡电位
3. 静息电位小结
1) K+外流是静息电位形成的主要原因，静息电位接近于K+的 电－化学平衡电位。 2) 静息状态时细胞膜对Na+也有一定的通透性，通常静息电位 略低于K+平衡电位。 3)静息电位=极化状态，是一个现象的两种表达方式。 4)静息电位的大小主要受细胞内外K+浓度的影响，细胞代谢障 碍也可影响静息电位。
一、小分子物质和离子的跨膜转运
二、大分子物质和颗粒物质的跨膜转运
一、小分子物质和离子的跨膜转运
(一)被动转运
(二)主动转运
(一)被动转运
概念： 是指物质从高浓度一侧向低浓度一侧（顺浓度差）的跨膜 转运形式，转运过程不需要细胞代谢提供能量，其动力为细 胞膜两侧存在的浓度差(或电位差)。 分类： 1．单纯扩散（不需膜蛋白辅助） 2．易化扩散（需膜蛋白辅助）
第二章细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能单纯扩散：脂溶性小分子物质以物理学上的扩散原理，从浓度高的一侧向浓度低的一侧做跨膜运动，不需要细胞提供能量称为单纯扩散。
易化扩散：水溶性小分子或带电离子借助载体或通道，由细胞膜高浓度向低浓度的跨膜转运过程不消耗能量。
主动转运：某些物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢功能进行逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运称为主动转运。
静息电位：细胞静息状态时，细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差。
动作电位：细胞在进行电位基础上接受有效刺激产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。
阈刺激：当刺激持续的时间和刺激的变化率一定时，引起组织细胞兴奋所需要的最小刺激强度。
阈电位：能使细胞膜上的钠离子通道全部打开，触发动作电位的膜电位临界值。
局部电流：静息部位膜内负外正，兴奋部位膜极性反转，兴奋区与非兴奋区之间存在的电位差，形成局部电流。
兴奋：细胞接受刺激后产生动作电位的过程及其表现，动作电位是细胞兴奋的客观指标。
兴奋性：可兴奋细胞接受刺激后产生兴奋的能力或特性，阈刺激和阈程强度是衡量细胞兴奋性的指标。
极化：细胞安静状态下膜外带正电膜内带负电的状态。
去极化：静息电位减小表示膜的极化状态减弱，这种静息电位减小的过程或状态称为去极化。
绝对不应期：在兴奋发生后的最初一段时间内，无论是加多强的刺激，也不能使细胞再次兴奋，这段时间称为绝对不应期。
相对不应期：在绝对不应期后兴奋性逐渐恢复受刺激后可发生兴奋，但刺激强度必须大于原来的阈值，这段时间称为相对不应期。
肌节：相邻两条z线之间的区域（1/2I+A+1/2I）,是肌肉收缩和舒张的最基本单位。
在体骨骼肌安静时肌节长度约为2.0~2.2微米。
静息电位的形成机制：安静情况下，未受刺激的细胞膜对钾离子的通透性大，膜内K†浓度高，K†向外扩散；由于细胞内的阴离子不能通过细胞膜，因此出现“外正内负”的跨膜电位差；随着K†向外扩散的进行，这种电位差加大；而这种电位差是K†向外扩散的阻力，当这种阻力（电位差）和K†向外扩散的动力（浓度差）相等时，K†向外净扩散为0，膜电位不再发生变化而稳定于某一数值，即K†平衡电位。
生理学第二章_细胞的基本功能
出胞(exocytosis)
胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。 例如
外分泌腺细胞排放酶原颗粒和粘液 内分泌腺细胞分泌激素 神经纤维末梢神经递质的释放。 形式 持续性出胞：安静自发 Байду номын сангаас调节性出胞：诱导释放
效应器酶：催化生成第二信使 腺苷酸环化酶 (AC)、磷脂酶C (PLC)、 磷脂酶A2 (PLA2)、鸟苷酸环化酶 (GC)
离子通道 转运蛋白
第二信使 （second messenger）
环磷酸腺苷(cAMP)、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环磷 酸鸟苷(cGMP)、Ca2+
作用：使靶蛋白（蛋白激酶、离子通道）磷酸化、构象变化
Ca2+信号系统 Ca2+
总结：G蛋白偶联受体介导的信号转导过程
第一信使
G蛋白耦联 受体
G蛋白 α α
G蛋白 GT
GDβγ
PP
细胞 功能 改变
…
…
效应器酶 第二信使
蛋白激酶 或通道
三、酶联型受体介导的信号转导
酶联型受体： 自身具有酶的活性或能与酶结合的膜受体 结构特征：
仅一个跨膜区段 胞外结构域含有可结合配体的部位 胞内结构域则具有酶的活性或含能与酶结合的位点
本质：载体或转运体（transporter）:贯穿脂质双层整合蛋白 对象：水溶性小分子（如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等） 特点：
（1）结构特异性 （2）饱和现象 （3）竞争性抑制 （4）顺浓差或电位差 机制： 载体蛋白分子内部的变构
（三）主动转运 (active transport)
生理学第二章细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能细胞的基本功能，包括①细胞的物质跨膜转运功能②信号转导功能③生物电现象④肌细胞的收缩功能。
第一节细胞膜的结构和物质转运功能一、细胞膜的结构概述质膜的组成磷脂>70% 磷脂酰胆碱>磷脂酰丝氨酸>磷脂酰乙醇胺>磷脂酰肌醇脂质胆固醇<30%糖脂<10%细胞膜=质膜蛋白质：功能活跃的细胞，其膜蛋白含量较高糖类膜结构：液态镶嵌模型膜的基架是液态的脂质双分子层，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。
(一) 脂质双分子层1、磷脂、胆固醇和糖脂都是双嗜性分子。
●磷脂分子中的磷酸和碱基、胆固醇分子中的羟基以及糖脂分子中的糖链等亲水性基团分别形成各自分子中的亲水端，分子的另一端则是疏水的脂肪酸烃链。
这些分子以脂质双层的形式存在于质膜中，亲水端朝向细胞外液或胞质，疏水的脂肪酸烃链则彼此相对，形成膜内部的氨基酸的磷脂(磷脂酰丝氨酸，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰肌醇)主要分布在膜的近胞质的内层，而磷脂酰胆碱的大部分和全部糖脂都分布在膜的外层。
2、膜脂质的熔点较低，在体温条件下呈液态，因而膜具有流动性；但脂质双层的流动性只允许脂质分子作侧向运动→使嵌入脂质双分子层中的膜蛋白也发生移动、聚集和相互作用→膜上功能蛋白的相互作用、入胞、出胞、细胞的运动、分裂、细胞间连接的形成。
●影响膜流动性的因素包括：①胆固醇的含量。
胆固醇分子中的类固醇核与膜磷脂分子的脂肪酸烃链平行排列，在膜中起“流度阻尼器”的功能，可降低膜的流动性。
②脂肪酸烃链的长度和饱和度。
如果脂肪酸烃链较短，饱和度较低，则膜的流动性较大；反之，如果烃链较长，饱和度较高，则膜的流动性就较小。
③膜蛋白的含量。
镶嵌的蛋白质越多，膜的流动性越低。
(二)性残基为主，肽键之间易形成氢键，因而以仅螺旋结构存在；暴露于膜外表面或内表面的肽段是亲水性的，形成连接这些α跨膜螺旋的细胞外环或细胞内环。
由于脂质双层中疏水区的厚度约3nm，因而穿越质膜疏水区的跨膜片段约需18～21个氨基酸残基，以形成足够跨越疏水区厚度的α螺旋。
《生理学》第二章细胞的基本功能
细胞膜在新陈代谢过程中所需的营养物质，以及细胞产生的代谢产物，都必须跨越细胞膜这 一屏障才能转到相应的部位，即物质转运。常见的细胞膜物质转运方式有以下几种。
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、单纯扩散
第5 页
单纯扩散是指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。单
纯扩散是一种简单的物理现象。一般来说，只有脂溶性的小分子物质才能通过脂质分子的间隙进
103～105个）。离子扩散速率的
大小除取决于膜两侧离子的浓度 差外，还受膜两侧电位差的影响。 浓度差和电位差合称为电化学梯 度。电化学梯度越大，驱动力就 越大。
每种通道只对一种或几种 离子有较大的通透性，其他离子 则不易或不能通过。根据离子选
择性，通道可分为Na+通道、K+ 通道、Ca2+通道和Cl－通道等。
哺乳动物细胞膜上普遍存在着钠-钾 泵，简称钠泵。钠泵是镶嵌在脂质双分 子层中的具有ATP酶活性的一种特殊蛋白 质，它能因细胞内Na+浓度升高和细胞外
K+浓度升高而激活，因此又称为Na+-K+依
赖式ATP酶。
第一节 细胞膜的物质转运功能
三、主动转运
第 12 页
（一）原发性主动转运
正常细胞膜外Na+浓度远高于细胞内， K+浓度远低于细胞内，当细胞受到有效刺激后，导致细胞 内Na+浓度升高（仍低于膜外）或细胞外K+浓度升高（仍低于膜内）时，钠泵被激活，分解ATP，释放 能量，将Na+从细胞内泵出，同时将细胞外的K+泵入。通常每分解1个ATP分子，可将3个Na+泵出膜外， 同时将2个K+泵入膜内（图2-3）。但这种化学定比关系在不同情况下可以改变。
医学基础知识生理学第二章细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能第一节细胞膜的基本结构和跨膜物质的转运功能细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成。
细胞膜分子的排列结构：“液态镶嵌模型”细胞膜是以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质。
第二节细胞膜的跨膜物质转运扩散：溶液中的所有物质粒子都处于不断的热运动中，将两种不同浓度含有同种物质的溶液放在一起，溶液中的粒子有高浓度向低浓度的方向转移，这种现象称为扩散。
被动转运：顺浓度差扩散、不需要消耗能量的转运方式称为被动转运。
分为单纯扩散和易化扩散两种。
单纯扩散：在生物体中，细胞外液和细胞内液中的脂溶性分子顺浓度差跨膜转运的方式。
如O2、CO2和类固醇等物质就是通过这种方式转运。
易化扩散：体内有些物质虽不溶于脂质或在脂质中的溶解度很下，不能直接跨膜转运，但它们在细胞膜结构中的特殊蛋白质协助下，也能从膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动扩散，这种转运方式称为易化扩散。
如细胞外液中葡萄糖进入胞内，Na+、K+、Ca2+结构特异性高；2）饱和现象；3）竞争性抑制。
门控通道：通道的开放（激活）或关闭（失活）是通过“闸门”来调控的，故通道又称门控通道。
分类：1化学门控通道：由化学物质引起闸门开关。
2电压门控通道：由膜两侧电位差变化引起闸门开关。
3机械门控通道：由机械刺激引起闸门开关。
主动转运：细胞膜通过本身的某种耗能过程将某些物质分子或离子浓度差或逆电位差进行的转运过程，称为主动转运。
主动转运消耗的能量几乎都是由ATP水解提供。
生物泵：实际是细胞膜上的一种具有酶活性的特殊蛋白，它能分解ATP使之释放能量，把物质从低浓度一侧“泵”到高浓度一侧。
例如钠—钾泵和钙泵。
钠—钾泵（简称钠泵）生理意义：○1造成细胞内高K+ ○2将Na+逐之细胞外，调节细胞内外水电解质平衡以保持细胞正常体积○3逆浓度差和电位差进行转运，建立一种势能贮备。
继发主动转运：在主动转运中，由于钠泵的作用形成的势能贮备也为某些非离子物质进行跨膜转运提供了能量，因而这种类型的转运称为继发性主动转运或协同转运。
生理学细胞的基本功能
2． 扩散通量： Mmol/s.cm2 影响因素：膜内外物质浓度差、电压差 膜的通透性
3． 转运的物质：O2 ，CO2 4 ．特点：① 高浓度→低浓度
② 不耗能
（二）膜蛋白介导的跨膜转运
易化扩散 1．定义
非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质 帮助下，由高浓度向低浓度一侧转运的过程。
2021/3/27
CHENLI
14
第二节 细胞的跨膜信号传递功能
◆ 跨膜信号转导概念
指外界信号（化学分子、光、声音等） 作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中 一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界 环境变化的信息以新的信号形式传递到膜 内，再引发靶细胞功能改变。
◆几种主要的跨膜信号转导方式
由离子通道完成的跨膜信号传递 刺激信号→膜通道蛋白开放→离子
单纯扩散（simple diffusion）
易化扩散（facilitated diffusion）
化学门控通道（chemiscally-gated channel）
电压门控通道（voltage-gated channel）
载体（carrier）
主动转运（active transport）
被动转运（passive transport）
主讲人 黄志华
第二章 细胞的基本功能
CHAPTER 2 THE BISIC FUNCTIONS OF CELL
邱春復 主讲
2021/3/27
医学生CH理ENLI 学教研室
2
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
细胞：构成机体的最基本的结构和功 能单位。
一、细胞膜的基本结构 液态镶嵌模型 (图)
02生理学-细胞
跳跃式传导
局部电流发生在相邻的郎飞氏结之间 传导速度快
第三节 肌细胞的收缩功能
一、神经—肌接头处的兴奋传递
（一）神经—肌接头处的结构
囊泡内含乙酰胆碱（ACh） 电压依从式钙通道 2、接头间隙： 细胞外液，50-60nm 3、接头后膜（终板膜）：
1、接头前膜（轴突末梢膜）：
皱褶
N2型ACh受体阳离子通道 胆碱酯酶
（三）动作电位的特征
1.“全或无”现象（all or none） 2.不衰减性传导 3.脉冲式
（四）动作电位的传导
在一般可兴奋细胞和无髓神经纤维：
—
局部电流
在有髓神经纤维：
—
跳跃式传导
局部电流
静息部位膜内 负外正，兴奋 部位膜极性反 转，兴奋区与 未兴奋区之间 存在电位差， 形成局部电流， 使邻近未兴奋 膜去极化达阈 电位而产生动 作电位。
概念 : 水溶性或脂溶性很小的小分子物质或离子，借助细胞 膜上特殊蛋白质的帮助，从细胞膜的高浓度一侧向低 浓度一侧转运的过程。
特点 : ⑴ 转运非脂溶性或脂溶性很小的物质 ⑵ 不耗能，顺浓度差转运，属被动转运 ⑶ 需要膜蛋白的帮助 分类 : ⑴ 载体转运 转运对象：葡萄糖（Glu） 氨基酸（AA） 特点：特异性 饱和性现象 竞争性抑制
eg.氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等 脂溶性小分子 水、乙醇、尿素、甘油等分子量小的极性分子
影响因素：⑴ 细胞膜两侧浓度差（正比） ⑵ 细胞膜对该物质的通透性（正比）
一、细胞膜的物质转运功能
常见的物质跨膜物质转运形式：
单纯扩散 易化扩散
主动转运
入胞和出胞
（二）易化扩散
生理学 第2章细胞
传播，但随着传播距离的增加，其电位变化幅度减
小最后消失故不能在膜上作远距离的传播； （3）可以总和 ①空间性总和 ②时间性总和
01:04
小结：局部反应与动作电位之比较
项 目 局 部 反 阈下刺激 较少 小（在阈电位以下波动） 有（时间或空间总和） 无 呈电紧张性扩布，随时间 和距离的延长迅速衰减， 不能连续向远处传播 应 动 作 电 多 大（达阈电位以上） 无 有 能以局部电流的形式 连续而不衰减地向远 处传播 位
01:04
（三）产生机制
产生条件主要有两个： • ①细胞内外各种离子的浓度分布不均（外Na+内K+状态）， 即存在浓度差； • ②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性不同。 安静状态时，细胞膜主要对K+通透，K+顺浓度差外流， 随着K+外流，膜内外K+浓度差（化学驱动力）↓ ， K+外 流引起的由细胞外向细胞内的电场力（阻力）↑，当动 力和阻力相等时，K+净移动为0，此时膜两侧的电位差 也稳定于某一数值，称为K+平衡电位。
01:04
受体是指细胞膜或细胞内一些能与某些化学物质特异 性结合并产生特定生理效应的蛋白质。可分为膜受体和胞 内受体，通常指膜受体。 受体基本功能： 1.能识别和结合体液中的特殊物质，具有高度特异性，
保证信息传递准确、可靠。
2.能转导各种化学信号，激发细胞内产生相应的生理 效应。
01:04
第三节 细胞的生物电现象
门控离子通道分为三类： 1) 电压门控通道：在膜去极化到一定电位时开放，如神经 元上的Na+ 通道；K+ 通道等。
专升本生理学第2章细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能一、名词解释1.单纯扩散2.易化扩散3.经载体的易化扩散4.经通道的易化扩散5.被动转运6.主动转运7.受体8.静息电位9.极化10.去极化11.超级化12.复极化13.动作电位14.阈电位15.局部兴奋16.绝对不应期17.终板电位18.兴奋--收缩耦联19.前负荷20.后负荷21.等长收缩22.等张收缩23.单收缩24.强直收缩答案： 1.单纯扩散是指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。
2.易化扩散是指某些非脂溶性或脂溶性很小的物质，在膜蛋白的帮助下顺浓度差的跨膜转运。
3.经载体的易化扩散是指一些亲水性小分子物质经载体蛋白的介导，顺浓度梯度的跨膜转运。
4.经通道的易化扩散是指各种带电离子经通道蛋白的介导，顺浓度梯度或电位梯度的跨膜转运。
5.被动转运是指物质顺浓度梯度和(或)电位梯度进行的跨膜转运，不需消耗能量。
包括单纯扩散和易化扩散。
6.主动转运是指某些物质在膜蛋白的帮助下由细胞代谢提供能量而实现的逆电-化学梯度的跨膜转运。
7.受体是指存在于细胞膜上或细胞内，能识别并结合特异性化学信息，进而引起细胞产生特定生物学效应的特殊蛋白质。
8.静息电位是指静息时细胞膜两侧存在的电位差。
9.极化是指静息电位存在时细胞膜所处的“外正内负”的稳定状态。
10.去极化是指静息电位的减小即细胞内负值的减小。
11.超极化是指静息电位的增大即细胞内负值的增大。
12.复极化是指细胞膜去极化后再向静息电位方向的恢复。
13.动作电位是指在静息电位基础上，给细胞一个有效的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动。
它是细胞产生兴奋的标志。
14.阈电位是指能触发动作电位的膜电位临界值。
15.局部兴奋是指细胞受到阈下刺激时产生的较小的、只限于膜局部的去极化。
16.绝对不应期是指组织细胞在兴奋后最初的一段时间，无论给予多大的刺激也不能使它再次兴奋。
17.终板电位是指神经-骨骼肌接头处的终板膜产生的去极化电位。
第二章 细胞的基本功能
主动转运与被动转运的区别
主动转运 需由细胞提供能量
逆电-化学势差 使膜两侧浓度差更大
被动转运
不需外部能量 顺电-化学势差 使膜两侧浓度差更小
（三）出胞和入胞
出胞作用
入胞作用
第二节 细胞的跨膜信号传导功能
细胞外信号分子通称为配体。 受体是指存在于细胞膜或细胞内能特异性识别生 物活性分子（配体）并与之结合进而诱发生物效 应的特殊蛋白质，即细胞接受信息的装置。 细胞外环境变化的信息以新的信号形式传递到膜 内，引发靶细胞相应的功能改变，包括细胞出现 电反应或其他功能改变。这一过程称为跨膜信号 转导，是细胞的基本功能之一。
3．DG-PKC途径
DG留在膜的内表面，和膜磷脂中的磷脂 酰丝氨酸共同激活蛋白激酶C（PKC）。 PKC有多种亚型，它们广泛分布于不同类 型的组织细胞，激活后可使底物蛋白磷 酸化，产生多种生物效应。
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和 物质转运功能
一、细胞膜的结构和化学组成
（一）脂质双分子层
构成：由双嗜性脂质分子两两相对 排列成双分子层
（二）嵌在细胞膜上蛋白质
以两种 形式存在: 外周蛋白 整合蛋白
（三） 糖类
形式： 糖蛋白或糖脂
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
小分子: 被动转运、主动转运 大分子、物质团块：胞纳、胞吐
“钠-钾泵”，简称钠泵：分解ATP，逆浓度差 主动地把细胞内的Na+移出膜外，同时把细 胞外的K+移入膜内。
钠泵的意义：
①细胞内高钾是许多代谢反应的必要条件 ②维持正常细胞体积（防止细胞水肿）
③建立势能贮备（生电性）
继发性主动转运： 钠泵形成的势能贮备是某些非离子物质 进行跨膜主动转运的能量来源，因而把这种 类型的转运称为继发性主动转运或称为协同 转运。 小肠上皮、肾小管上皮等对葡萄糖、氨 基酸等营养物质的吸收就是继发性主动转运 过程。
《生理学基础》第二章细胞基本功能
促使外流的动力：膜两侧[]的浓度差， 阻止外流的阻力：膜两侧的电位差 当动力（浓度差）＝ 阻力（电位差） 的跨膜净通量 ＝ 零，此时的电位差 值称为的平衡电位。
∴静息电位（） 的平衡电位
45
.动作电位与的平衡电位 动作电位（）是细胞受到刺激后，在静息
电位基础上发生的一次可扩布的快速而可逆的 电位变化，
条件： ①安静时膜内高 ②安静时膜对的通透性高
只对有通透性 对其他离子通透性极低
—— 外流
外流的动力：膜内的高势能 外流的条件：安静时膜对有通透性
32
二、动作电位 （）
（一）动作电位的概念
v细胞受到有效刺激时，细胞膜在静息电位的基础上发生一次快速的、 可传导的电位变化，称为动作电位。是细胞兴奋的标志。
阈刺激和阈电位的概念不同，但对于导致细 胞最后产生动作电位的结果相同，故都能反映细 胞的兴奋性 。 阈电位一般比静息电位的绝对值小～， 如：神经和肌肉细胞，阈电位为～。
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（三） 阈下刺激、局部反应及其总和 概念：阈下刺激引起的低于阈电位的去极 化（即 局部电位），称局部兴奋。
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局部反应的特点：
19
三、主动转运
.定义 v 膜上“泵”的作用，由低浓度一侧向高浓度一侧转运。
.特点 v逆浓度差、逆电位差（低→高） v需要泵蛋白帮助 v消耗能量
.意义 v膜内外不均衡离子分布
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v正常情况下，、在细胞内外的分布有很大 的不同，以神经细胞为例：
细胞内 倍
细胞外
倍
v这种不均衡的离子分布在所有细胞膜两侧普 v遍存在，是通过消耗能量来形成和维持的。
.物质转运功能：营养物质与代谢产物的 进入和排出都经过细胞膜转运。
.受体功能：细胞膜受体具有识别和接受 刺激信号的能力，并引起细胞内信号转 导过程。
第二章 细胞的基本功能
一、G蛋白耦联受体介导的信号转导 （一）信号分子
1. G蛋白
2. G蛋白耦联受体
3. G蛋白效应器
4. 第二信使
5. 蛋白激酶
1. G蛋白
即鸟苷酸结合蛋白，是 耦联细胞膜受体和蛋白效 应器的膜蛋白。
结构特征： ① 由α、β和γ三个亚单位组成，α亚单位 起催化作用； ② 有鸟苷酸结合位点；与受体及效应蛋白的 作用位点； ③ 有GTP酶活性； ④ 两种存在形式：与GDP结合的非活性形 式；与 GTP结合活性形式。
2. G蛋白耦联受体
受体：细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子（配体） 并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质 。 其中一类受体需在G蛋白介导作用下才能完成其信号 转导功能，称为G蛋白耦联受体。 结构：一条多肽链，7个跨膜α-螺旋，膜外N末端，膜内C末端 作用：与配体结合后能结合并激活G蛋白
5. 蛋白激酶
能催化蛋白质磷酸化的一类酶。按作用底物分为：
①丝/苏氨酸蛋白激酶；（主要）②酪氨酸蛋白激酶。
蛋白质磷酸化的作用：
① 使酶活性改变→代谢改变； ② 通道开放→膜电位改变→兴奋性改变；
第二章 细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能1.兴奋性（excitability）：指机体的组织或细胞接受刺激后发生反应的能力或特性，它是生命活动的基本特征之一。
（当机体、器官、组织或细胞受刺激时，功能活动由弱变强或由相对静止转变为比较活跃的反应过程或反应形式，称为兴奋。
）神经细胞、肌细胞和部分腺细胞受到适宜刺激后可产生动作电位称为可兴奋细胞（excitable cell）,对它们而言，兴奋性又可定义为细胞接受刺激后产生动作电位的能力，而动作电位的产生过程或动作电位本身又可称为兴奋。
细胞兴奋性高低可以用刺激的阈值大小来衡量。
阈值越小，兴奋性就越高；阈值越大，兴奋性则愈低。
2.静息电位（resting potential,RP）:细胞处于安静状态时，细胞膜内外存在的外正内负电位差。
差值越大，则静息电位越大。
3.动作电位（action potential,AP）:在静息电位的基础上,给细胞一个适当的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动。
AP的产生是细胞兴奋的标志。
峰电位（spike potential）是AP的标志。
特点：“全或无”现象；不衰减传播；脉冲式发放4.电紧张电位（electrotonic potential）：由膜的被动电学特性（膜电容、膜电阻、轴向电阻）决定其空间分布和时间变化的膜电位。
特征：等级性电位；衰减性传导；电位可融合。
电紧张电位没有不应期，反应可以总和5.局部电位：由少量离子通道开放形成的细胞膜去极化或超极化反应。
特征：等级性电位（幅度与刺激强度相关，不具有“全或无”特点）；衰减性传导（电位幅度随传播距离增加）；没有不应期（反应可以叠加总和，时间和空间）。
发生在可兴奋细胞，也可见于其他不能产生动作电位的细胞，如感受器细胞。
6.阈电位（threshold potential,TP）：当膜电位去极化到某一临界值，就出现膜上的钠通道大量开放，Na+大量内流而产生动作电位的这个临界膜电位值称为阈电位7.跨细胞膜的物质转运：1)单纯扩散（simple diffusion）：脂溶性的小分子物质和少数分子很小的水溶性物质由高浓度侧通过细胞膜向低浓度侧移动的过程。
生理学课件 第二章 细胞的基本功能
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的结构：脂质双分子层液态镶嵌结构
一、单纯扩散
概念：是指脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程。 特点：顺浓度差；不需细胞消耗能量 物质：CO2、O2、NH3、乙醇等 注：某种物质能否通过单纯扩散方式过膜，除了取决于膜两侧浓度差， 还取决于细胞膜的通透性。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
医学生理学期末重点笔记---第二章----细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能第一节细胞膜的跨膜物质转运功能一、膜的化学组成和分子结构<一>磷脂的分子组成以液态的脂质双分子层为基架,具有流动性<二>细胞膜蛋白质镶嵌或贯穿于脂质双分子层分类：表面蛋白、整合蛋白<三>细胞膜糖类多为短糖链,以共价键的形式与膜脂质或蛋白质结合,形成糖脂或糖蛋白.二、细胞膜的跨膜物质转运功能被动转运〔passive transport〕：指物质顺浓度或电位梯度的转运过程.不消耗细胞提供的能量.主动转运〔active transport〕：指物质逆浓度或电位梯度的转运过程.需消耗细胞提供的能量.1.单纯扩散simple diffusion脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程.影响因素：浓度差通透性特点:①不依靠特殊膜蛋白质的"帮助"②不需另外消耗能量、顺浓度差转运物质：O2、CO2、N2、<NH3>2CO、乙醇、类固醇类激素等少数几种.2.易化扩散facilitated diffusion〔1〕概念:一些非脂溶性或脂溶性非常小的物质,在膜蛋白质的"帮助"下,顺电化学梯度进行跨膜转运的过程分类：原发性主动转运〔简称：泵转运〕、继发性主动转运〔简称：联合转运〕〔1〕原发性主动转运primary active transport概念：指物质在细胞膜"生物泵"的帮助下逆浓度梯度或电位梯度的转运过程.Na+-K+泵又称Na+-K+-ATP酶,简称钠泵.机制：当膜内[Na+]↑/胞外[K+]↑,钠泵激活↓ATP酶〔钠泵〕ATP------------------→ADP + 能量↓2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外↓维持[Na+]膜外高、[K+]膜内高的不均匀分布状态生理意义•胞内低Na,维持细胞体积•胞内高K,酶活性----新陈代谢正常进行•势能储备钠、钾的易化扩散继发性主动转运,联合转运•生电效能〔2〕继发性主动转运secondary active transport概念：间接利用ATP能量的主动转运过程.分类：①同向转运：Na+-葡萄糖同向转运体,Na+-氨基酸同向转运体〔小肠粘膜上皮细胞,肾小管上皮细胞〕②逆向转运：钠钙交换体〔心肌细胞〕4. 入胞和胞吐①离子通道耦联受体介导的跨膜信号转导②G-蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导③酶耦联受体介导的跨膜信号转导第三节细胞的生物电现象细胞的生物电现象〔跨膜电位〕：静息电位、动作电位一、静息电位resting potential、RP1.概念：静息时,细胞膜两侧存在的稳定的、外正内负的电位差.2.与RP相关的概念：••➢极化：RP存在时,细胞膜内负外正的状态称为极化.➢去极化:膜内外电位差向小于RP值的方向变化的过程.➢超极化:膜内外电位差向大于RP值的方向变化的过程.➢复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程.➢反极化:细胞膜由内负外正的极化状态变为内正外负的极性反转过程.3.机制原理：带电离子跨膜转运条件：①静息状态下细胞膜内、外离子分布不均匀②静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性,安静时,细胞膜主要对K+通透机制：K＋顺浓度差向膜外扩散；A-不能向膜外扩散↓[K+]内↓、[A-]内↑→膜内电位↓<负电场>• [K+]外↑→膜外电位↑<正电场>↓膜外为正、膜内为负的极化状态↓当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP结论: RP是K+的平衡电位影响因素：•细胞膜两侧离子的浓度差•细胞膜对离子的通透性•钠泵的活动二、动作电位action potential、AP1.概念：细胞膜受到有效刺激时,在RP的基础上发生的一个快速的、可逆的、可远距离传播的电位变化.2.动作电位变化过程3.特征：①具有"全或无"的现象：即同一细胞上的AP大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象.②是非衰减式传导的电位.③动作电位之间不融和4.动作电位的意义：AP的产生是细胞兴奋的标志,即AP=兴奋5.与AP有关的概念➢兴奋性：活组织或细胞对刺激发生反应的能力.➢刺激：能引起细胞或组织发生反应的所有内、外环境的变化.➢反应：细胞或组织对刺激产生的应答表现.有两种形式：兴奋：组织受刺激后由静息→活动或由活动弱→强的过程.抑制：组织受刺激后由活动→静息或由活动强→弱的过程.●可兴奋组织：神经、肌肉和腺体●兴奋性的指标————阈值〔threshold>阈强度〔阈值〕：刚能引起细胞或组织产生反应的最小刺激强度.阈值与兴奋性的高低呈反变关系.●刺激强度的表示方法1、阈刺激:刚好引起组织产生反应的最小刺激.〔此刺激的强度即称为阈强度〕2、阈上刺激:3、阈下刺激:6.形成机制原理：带电离子跨膜转运条件：⑴. 细胞膜两侧离子的浓度差——电化学驱动力•等于膜电位和该离子平衡电位之差•对Na+的驱动力：E m -E Na =-70-60 = -130mv•对K+的驱动力：E m -E k = -70+90 = 20mv⑵.细胞膜通透性的变化——膜在受到阈刺激而兴奋时,对Na+的通透性增加,继而对K+通透性增加.结论：①AP的上升支由Na＋内流形成,下降支是K＋外流形成的,后电位是Na＋－K＋泵活动引起的.②AP去极相末=Na＋的平衡电位.7.相关实验和实验结论实验1：细胞膜通透性的变化——电压钳〔voltage clamp〕技术实验结论1•内向电流,形成AP上升支〔去极化〕；外向电流,形成AP下降支〔复极化〕.内向电流是Na+电流；外向电流是K+电流•时间依赖性——先产生内向电流〔Na+通透性↑〕,继而产生外向电流〔Na+通透性↓,K+通透性↑〕.实验结论2⑴细胞膜离子通透性的电压依赖性：如果刺激强度达到阈值,可使细胞膜去极化达到阈电位,则会产生膜去极化和钠电导之间存在正反馈〔图1〕,即再生性循环<regenerative cycle>,进一步去极化产生AP〔图2绿线示〕；〔如果刺激强度小于阈值,细胞膜去极化幅度低,没有达到阈电位,则不会产生这种再生性循环,无法产生AP〔图2黑和红线示〕图1 图2阈电位<threshold potential>：能触发动作电位的膜电位临界值因此动作电位的引起过程：阈刺激↓Na+内流,细胞膜去极化↓达阈电位↓Na+通道大量开放,Na+大量内流↓AP⑵.细胞膜离子通透性的时间依赖性：先Na+通透性↑,继而Na+通透性↓,K+通透性↑实验2：细胞膜通透性〔膜电导〕变化的实质——膜片钳技术<patch clamp technique>概念：指已兴奋与邻近未兴奋的心肌细胞之间形成电位差,出现电荷移动,称为局部电流电流方向：作用：使未兴奋部细胞膜去极化达到阈电位,产生AP.这样的过程在膜表面连续进行下去,就表现为兴奋在整个细胞的传导.有髓鞘N纤维AP的传导——跳跃式三、局部电位:local potential概念：阈下刺激引起的低于阈电位的去极化称局部电位.特点：①不具有"全或无"现象.其幅值可随刺激强度的增加而增大；②衰减式传导；③具有总和效应：时间性和空间性总和第四节肌细胞的收缩功能<一>收缩形式1.单收缩和强直收缩<1>.单收缩：肌肉受到一次刺激,引起一次收缩和舒张的过程称为单收缩.<2>.复合收缩①不完全强直收缩:新刺激落在前一次收缩的舒张期内②完全强直收缩:新刺激落在前一次收缩的缩短期内2.等长收缩与等张收缩• 等长收缩:肌肉收缩时,只有张力增加而长度不变的收缩,称为等长收缩.当负荷等于或大于肌张力时,出现等长收缩等张收缩:肌肉收缩时,只有长度缩短而张力不变的收缩,称为等张收缩.当负荷小于肌张力时,出现等张收缩<二>影响收缩因素外在因素：前负荷和后负荷内在因素：肌肉的收缩能力1.前负荷或肌肉初长度：前负荷<preload>：肌肉在收缩之前所承载的负荷肌肉初长度<initial length>：前负荷使肌肉被拉长到某一长度可以用肌肉初长度表示前负荷的大小在一定范围内,随着前负荷↑,粗细肌丝重叠↑,肌缩速度、幅度和张力↑.反之亦然2.后负荷<after load>：肌肉收缩时遇到的负荷和阻力后负荷过大,虽肌缩张力↑,但肌缩速度、幅度↓,不利作功；后负荷过小,虽肌缩速度、幅度↑,但肌缩张力↓,也不利作功.3.肌肉收缩能力：指与负荷无关、决定肌肉收缩效应的内在特性.肌缩能力↑→肌缩速度、幅度和张力↑肌缩能力↓→肌缩速度、幅度和张力↓第二章小结练习• 1. Na+-K+-ATP酶每分解1分子A TP可将__个Na+移出胞外,同时将__个K+移入胞内.• 2. 在肌肉兴奋-收缩偶联过程中,起关键作用的物质是____.• 3. 细胞内外正常Na+、K+浓度的形成和维持是由于_______的作用• 4. 有机磷农药中毒时,可使〔〕A、乙酰胆碱释放增加B、乙酰胆碱释放减少C、胆碱酯酶活性增加D、胆碱酯酶活性降低E、骨骼肌终板处的乙酰胆碱受体功能障碍案例Case 1.A 43-year-old man presents to the physician’s clinic with plaints of epigastric pai n. After a thorough workup, the patient is diagnosed with peptic ulcer disease. He is started on a medication that inhibits the "proton pump" of the stomach.QUESTIONS：•What is the "proton pump" that is referred to above?•What type of cell membrane transport would this medication be blocking?•What are four other types of transport across a cell membrane?ANSWERS TO CASE 1: MEMBRANE PHYSIOLOGY•◆Proton pump: H+-K+-ATPase <adenosine triphosphatase> pump.•◆Type of cell membrane transport: Primary active transport.•◆Other types of transport: Simple diffusion, facilitated diffusion, secondary active transport <cotransport and countertransport [exchange]>, endocytosis and exocytosis.Case 2.某男性患者,16岁,近来运动后感到极度无力,尤其是在进食大量淀粉类食物后加重.门诊检查血清钾正常〔4.5 mmol／L〕,但运动后血清钾明显降低〔2.2 mmol／L〕,经补钾治疗后症状缓解.1.为什么低血钾会引起极度肌肉无力？2.为什么在进食大量淀粉后症状加重？3.血钾增高时对肌肉收缩有何影响？为什么？。
(2)细胞的基本功能
三. 骨骼肌收缩的分子机制（滑行学说 ）
（一） 骨骼肌肌丝的分子结构
1．粗肌丝：由肌球蛋白组成杆+头（横桥） 与细肌丝可逆结合，拖动细肌丝向M线滑行
具ATP酶活性，分解ATP供能 2．细肌丝：由三种蛋白组成 1）肌动蛋白：可与横桥可逆结合，被拖动滑行 2）原肌球蛋白：隔离横桥与肌动蛋白
3）肌钙蛋白：与Ca2+结合，改变构象
（二）骨骼肌细胞在光镜下结构
1．肌原纤维 暗带（粗肌丝）：中间较明的为H区 明带（细肌丝）：Z线连接
肌小节：暗带+ 2个1/2的明带
2．肌管系统
横管：肌膜延续，内为细胞外液传递电信号 纵管（肌质网）：末端称终池（钙池） 贮存、释放Ca
三联体：横管+两侧2个终池，兴奋-收缩耦连的关键部位 3．兴奋-收缩耦连过程 肌膜Ap 至横管膜三联体（关键部位）终池 Ca通道开放Ca内流 肌浆中Ca（关键耦连物） 肌丝滑行收缩
3．产生机制
1）去极化：细胞受刺激时 Na通道开放，Na快速内流
膜内外Na浓度比约110 (动力) Na内流 受刺激时Na通道开放 ( 通透性)
浓度差（动力） Na 平衡电位
电位差（阻力）
即ap去极化至+30mv时
=
2）复极化：细胞去极化至一定程度 Na通道关闭，K通道 开放，在细胞内外K 的作用下 K外流，形成复极化
前提
本质表现
外在表现
2 刺激
1）刺激三要素：刺激强度、时间、强度-时间变化率
刺 激 信 号 波 形
2）分类 按性质分：机械性、化学性、生物性、精神性等
按强度分：阈刺激、阈下刺激、阈上刺激
刚能引起组织产生反应的最小刺激，此时刺激强度即阈强度（阈值）
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指生物学信息在细胞间或细胞内转换和传递，并
产生生物效应的过程。 通常所讲的信号转导是指跨膜信号转导： 外界信号 细胞膜表面一种或几种膜蛋白分子 胞内信号分子变化 引
其构象改变 起相应的生物效应
2、信号转导的意义
细胞信号转导的本质是细胞和分子水平的功能
调节，它是机体生理功能调节的基础，从微观上阐
明了机体为适应内、外环境的变化，机体内各种功
第一节 细胞膜结构和物质转运功能
细胞膜（cell membrane）把细胞内容与外界分 开，使细胞内容物不致流失，又能保持其理化成分 的相对稳定，以维持细胞正常的生命活动。同时细 胞的各种功能活动都与跨细胞膜的物质转运密切相 关，故细胞膜又具有半透膜的特性。
一、细胞膜的化学组成和分子结构
液态镶嵌模型 以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着功能各 异的蛋白质分子，并连有一些寡糖和多糖链。
⑵ 脂溶性配体通过细胞内受体介导
离子通道型受体介导的信号转导
水溶性配体通过 膜受体介导
G蛋白耦联受体介导的信号转导
酶联型受体介导的信号转导 招募型受体介导的信号转导
脂溶性配体通过 细胞内受体介导
核受体介导的信号转导
二、膜受体介导的信号转导
（一）离子通道型受体（ion channel
receptor）介导的信号转导
钠通道4个结构域形成通道
例2：心肌细胞横管膜上L-型钙通道也是电压 门控通道
3、机械门控通道 受机械性刺激控制，可认为是接受机械
信号的“受体”通道蛋白
例：听觉毛细胞的兴奋（机械门控Fra bibliotek+通道） 和血管壁的牵张刺激所引起的血管的收 缩（机械门控Ca++通道） 。
* 此类信号转导是由具有特异感受结构的通道蛋 白质所完成的跨膜信号传递 * 此类受体兼有受体和离子通道的功能，其激活 后可引起离子的跨膜转运，所以又称为促离子型 受体（ionotropic receptor）
* 此类通道型受体具有化学
门控性，受控于递质和激素
等化学物质，但大多与神经
配体
递质结合，所以也称为递质
能细胞是如何通过复杂的信号交流来产生适应性反
应的。
信号转导中的信号（signal）是指能在细胞间 传递信息的生物学信号，大多是以各种类型的化学 物质作为载体的化学信号，如激素、神经递质和细 胞因子等。
3、信号转导的主要通路
信号转导中能与信号分子特异性结合并发挥信 号转导作用的蛋白质称为受体(receptor) ，包括膜受 体和细胞内受体。同时也将凡能与受体特异性结合 的含有信号分子的活性物质称为配体。根据配体和 所介导的受体的不同可将信号转导分为以下两类方 式： ⑴ 水溶性配体通过膜受体介导
主动转运过程。
同向转运体
过程：
⑴ Na+-K+泵在细胞膜外形成Na+的高势能
⑵ 某物质利用Na+的高势能与Na+内流相耦联
从而逆浓度梯度进行跨膜转运
适用物质：
⑴ 葡萄糖、氨基酸在小肠黏膜上皮细胞
的吸收和在肾小管上皮细胞的重吸收等（同向） ⑵ 心肌细胞膜上Ca2+ 的转运等（逆向）
特点：
⑴ Na+从胞外被动扩散至胞内释放的能
[Na+]o＞[Na+]i 10倍左右； [K+]i＞[K+]o 30倍左右
⑵ 3 Na+ VS 2 K+
*特异性抑制剂： 哇巴因
*意义：
⑴ 建立一种Na+势能贮备，供细胞其他耗
能过程利用，如继发性主动转运
⑵ 产生和维持细胞内高K+ 、细胞外高Na+
的状态，是细胞产生生物电的基础
⑶ 细胞内高K+ 是胞质内许多代谢反应所
第 二 章
细胞的基本功能
细胞是构成人体最基本的结构和功能单 位。它种类繁多，其分布、结构和功能各 异，但很多基本的功能活动是相同的。
细胞膜结构和 细胞膜物质转运 — 单纯扩散 易化扩散 主动转运 出胞入胞 细胞信号转导 细胞生物电 — 静息电位、动作电位 肌细胞收缩功能 — 兴奋传递、兴奋-缩 耦联、横纹肌收缩
A、载体蛋白与被转运物结合
B、载体蛋白与被转运物分离
载体也称转运体，是介导多种水溶性小分
子物质跨膜转运的另一类膜蛋白。
膜蛋白
结合—封闭
变构—解离
转运过程中还伴有载体构象的变化
基本特性：
⑴ 结构特异性：各种载体仅能识别和结合具有特定 化学结构的底物。
⑵ 饱和现象（座位有限） ⑶ 竞争性抑制，取决于Km或底物浓度的大小
位和糖蛋白构成的β亚单位
形成的分子量很大的特殊的 膜蛋白。可通过Na+-K+-ATP
酶的磷酸化和去磷酸化的循
环过程而驱动Na+、K+的跨膜
主动转运。
机体能量代谢中20~30%的能量用于钠泵，甚至70%。
*功能： ⑴具有ATP酶的活性，分解ATP ⑵对Na+ 、K+进行跨膜的逆向转运 *特点： ⑴ 逆浓度梯度和（或）电势梯度，耗能；
（1）特点：
⑴ 顺浓度梯度和电势梯度，不耗能
⑵ 依赖膜上的通道蛋白的帮助完成
（通道蛋白贯穿细胞膜脂质双层，中央
有亲水性孔道）
（2）适用物质：离子（ Na+ K+ Ca2+ Cl- 等） 其离子所对应的通道分别为钠通道、钾 通道、钙通道和氯通道；还有非选择性
阳离子通道等。
（3）基本特性：
1）离子选择性：是指每种通道只对一种或
门控通道 （transmitter gated
channel ）
1、递质门控通道
例：终板膜N2-型Ach受体阳离子通道
信号分子＋细胞膜上离子通道蛋白（受体） 细胞膜上离子通道闸门开放
离子跨膜移动 跨膜电流 膜电位变化
细胞效应
2、电压门控通道 受跨膜电位控制， 可认为是接受电 信号的“受体”通 道蛋白。 例1：钠通道
膜上的钾漏通道等，这类通道被称为非门控
通道。 通道易被工具药阻断 Na+ 通道 — 河豚毒 K+ 通道 — 四乙基胺 Ca2+通道 — 异搏定（维拉帕米）
2、经载体易化扩散（ facilitated diffusion via carrier）
是指水溶性的小分子物质经载体介导顺
浓度梯度或电势梯度进行的被动跨膜转运。
量用于另一种物质的主动转运
⑵ 依赖细胞膜上的转运体蛋白的帮助
（四）膜泡运输
膜泡运输（vesicular transport）是指大分子
和颗粒物质由膜包围形成囊泡，通过膜包
裹、膜融合和膜离断等一系列过程而完成
的跨膜转运。此过程需要耗能，所以是一
主动转运过程。
出胞 包括
入胞
1.出胞（exocytosis）是指胞质内大分子物质 以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。
二、细胞膜的物质转运
细胞为维持其正常的生命活动，很大程度上依 赖于跨细胞膜的物质转运，而细胞膜脂质双分子层却 成为了天然屏障，对脂溶性的物质和少数分子很小的 水溶性物质可以通过细胞膜，而大多数水溶性物质和 所有离子则不能直接通过细胞膜，要实现其跨膜转运 必须借助细胞膜上某些物质的帮助才能完成，其中细 胞膜结构中具有特殊功能的蛋白质起着关键性的作用。
必需，如细胞内蛋白质合成
⑷ 维持细胞内渗透压和细胞容积（抽水） ⑸ 钠泵具有生电性
钙泵（calcium
钙泵
pump）也称 Ca2+-ATP酶，
存在与质膜、内质网或 肌质网膜上，可维持胞 内游离钙浓度为107mol/L。这非常低的钙
浓度十分敏感，是触发 许多生理过程的关键。
2、继发性主动转运 （secondary active transport） 定义：物质逆浓度或电势梯度转运的动力不 直接来自ATP的分解，而来自原发性主动转运 所形成的离子浓度梯度的势能贮备所进行的
最大扩 散速度 米氏常数
＊特点：
⑴ 顺浓度梯度和电势梯度，不耗能
⑵ 依赖膜上的载体蛋白的帮助完成
＊适用物质: 水溶性小分子物质：包括葡萄糖、氨基 酸、核苷酸等 ＊类型： 单向转运。如葡萄糖的跨膜转运，需要葡 萄糖转运体（GLUT）或称右旋葡萄糖载体。
G
Channel protein
K+
单纯扩散或 经通道易化扩散
经载体易化扩散
（三）主动转运 （active transport） 主动转运：某些物质在细胞膜上特殊膜蛋
白（运载体）的帮助下， 由细胞代谢供能
而进行的逆浓度梯度和（或）电势梯度的
跨膜转运过程
根据膜蛋白是否 直接消耗ATP
原发性主动转运
继发性主动转运
1、原发性主动转运
（primary active transport）
运铁蛋白 低密度脂蛋白 VitB12转运蛋白 多种生长因子
胰岛素等
3.适用物质：大分子物质 出胞：激素、神经递质、酶的分泌 入胞：体内细菌、异物的清除、药物和大 分子营养物质的吸收以及一些调节因 子等的跨膜转运 4.特点： ⑴ 通过细胞自身的吞、吐活动进行 ⑵ 由细胞提供能量
总结
方式 特 点
适用物质
跨细胞膜的物质转运形式
单纯扩散
易化扩散（通道转运和载体转运） 主动转运（原发性和继发性）
膜泡运输（出胞和入胞）
小分子物质跨细胞膜的转运形式
(一)单纯扩散（simple diffusion）
1.定义：脂溶性的小分子物质从高浓度一 侧向低浓度一侧移动的过程
2.适用物质：
脂溶性的和少许分子很小的水溶性物质
浓度差
耗 能
方 式
单纯扩散 易化扩散
主动转运
出/入胞
第二节 细胞的跨膜信号转导