生理学细胞膜PPT幻灯片
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一般说来，与物质跨膜转运功能和受体功能有关的蛋白都 属于整合蛋白，如载体、通道、离子泵、G蛋白耦联受体等。
(三)细胞膜糖类
多为寡糖和多糖链，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。大多数的整合蛋白 都是糖蛋白，近1/10的膜脂质是糖脂。
有些作为抗原决定族=免疫信息(血型)；
二、跨细胞膜的物质转运
概念：各种带电离子在通道（channel）蛋白的介导[N下a，+]顺o ＞浓度
梯度和（或）电位梯度的跨膜转运。
[Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质:各种带电离子
• 通道介导的溶质几乎都是离子，因而通道也称离子通道 （ion channel）
• 通道介导的跨膜转运都是被动的。
※
●被动转运
Passive transport
物质顺浓度和 （或）电位梯 度的转运过程。 不消耗能量
●主动转运
Active transport
物质逆浓度梯 度和（或）电 位梯度的转运 过程。消耗能 量
离子通道具有两个重要的基本特征
①离子选择性（ion selectivity）：是指每种通道只对一 种或几种离子有较高的通透能力，而对其他离子的通透性很 小或不通透。
※ （二）易化扩散(facilitated diffusion)
1.概念:在膜蛋白的帮助（或介导下），非脂溶性的小 分子物质或带电离子顺浓度梯度和（或）电位梯度进 行的跨膜转运。
2.分类: 经通道易化扩散 经载体易化扩散
[CO2]i ＞ [CO2]o
1.经通道易化扩散（ facilitated diffusion via channel ）
3.下列生理过程中属于负反馈调节的是（ D ）
A. 排尿反射 B. 排便反射 C. 血液凝固 D. 减压反射 E. 分娩
4.维持肌体稳态的重要调节过程是（ E ）
A. 神经调节 B. 体液调节 C. 自身调节 D. 前馈调节 E. 反馈调节
5.神经调节的基本方式是（ 反射）结构基础是
（ 反射）弧。
分类：根据膜蛋白是否直接消耗能量 1）原发性主动转运 2）继发性主动转运
1. 原发性主动转运（primary active transport）
概念：细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度 梯度和（或）电位梯度跨膜转运。
膜蛋白：载体（实质）------离子泵------ATP酶 种类：很多，如、钠-钾泵、钙泵、质子泵等
① 化学门控通道—受膜内外化学物质调控（Ach） 配体门控通道（骨骼肌终板膜中的N2型乙酰胆碱受体）
② 电压门控通道—受膜电位调控 ③ 机械门控通道—受机械刺激调控
（动脉血管平滑肌细胞膜中的机械门控钙通道等） ④ 非门控通道—持续开放（少数）
（神经纤维膜中的钾漏通道等）
通道状态的变化：三种 ① 激活态 （开）：离子扩散 ② 失活态 （关）：刺激不能开放 ③ 静息态 （关）：刺激能开放
①物理现象 ②没有生物学机制的参与 ③无需代谢耗能 ④转运的速率主要取决于浓度差和膜对该物质的通透性， 呈正相关，另外，物质所在溶液的温度愈高、膜有效面积愈 大，转运速率也愈高。
3.转运的物质（相似相溶）
脂溶性（非极性）物质或少数不带电荷的极性小分子。如 O2、CO2、N2 、类固醇激素、乙醇、甘油、尿素、水等。
细胞外
糖脂
表面蛋白
细胞内
整合蛋白
疏水端
（脂肪酸长烃 链）
亲水端
（磷酸+碱基）
液态镶嵌模型
(一)细胞膜的脂质
以液态的脂质双分子层为基架，具有稳定性和流动性。
(二)细胞膜的蛋白
细胞膜的功能主要是通过膜蛋白来实现的。根据膜蛋白 在膜中的存在形式，可分为表面蛋白，约占20-30﹪ （peripheral protein）和整合蛋白（integral protein） ，约占 70-80﹪两类。
③竟争性抑制：如果有两种结构相似的物质都能与 同一载体结合，两底物之间将发生竞争性抑制 （competition inhibition）。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
※ （三）主动转运(Active transport)
概念:某些物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢供能 而进行的逆浓度梯度和（或）电位梯度跨膜转运。 膜蛋白：载体（本质）
• 细胞膜的作用：
屏障 跨膜转运：
1.单纯扩散 2.易化扩散 3.主动转运 4.膜泡运输
※ （一）单纯扩散(Simple diffusion)
1.概念:也称简单扩散，物质从质膜的高浓度一侧通过 脂质分子间隙向低浓度一侧进行的跨膜扩散。
[O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞ [CO2]o
2.特点:
经载体易化扩散：是指水溶性小分子物质或离子在 载体蛋白介导下顺浓度梯度进行的跨膜转运，属于 载体介导的被动转运。
扩散特点：
①结构选择性：各种载体仅能识别和结合具有特定 化学结构的底物（特殊膜蛋白质本身有结构特异 性）
②饱和现象：由于细胞膜中载体的数量和转运速率 有限，当被转运的底物浓度增加到一定程度时， 底物的扩散速度便达到最大值，不再随底物浓度 的增加而增大，这种现象称为载体转运的饱和现 象（saturation）。
根据通道对离子的选择性，可将通道分为钠通道、钙 通道、非选择性阳离子通道等。
②门控特性：大部分通道蛋白分子内部有一些可移动的 结构或化学集团，在通道内起“闸门”作用。许多因素可引 起闸门运动，导致通道的开放和关闭，这一过程称为门控 （gating）。
静息—关闭，刺激—开放
根据闸门对不同刺激的敏感性（门控特 性）离子通道分为：
6.生理功能的调节方式有（ 神经调）节（
）
和（体液调节）
自身调节
7.生理学研究的三个水平是（ 器官和系统）水平
（ 细胞和分子）水和平（
） 整体水平
第二章 细胞的基本功能
CELL PHYSIOLOGY
第一节 细胞膜的物质转运功能
第二节 细胞的信号转导
第三节 细胞的电活动
第四节 肌细胞的收缩
糖蛋白
通道 Na+ Ca2+ K+
阻断剂 河豚毒 (TTX） Mn2+、维拉帕米 四乙基铵
2.经载体易化扩散（ facilitated diffusion via carrier ）
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
载体（carrier）：也称转运体（transporter），是 介导多种水溶性小分子物质或离子跨膜转运的一类 膜蛋白。
(三)细胞膜糖类
多为寡糖和多糖链，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。大多数的整合蛋白 都是糖蛋白，近1/10的膜脂质是糖脂。
有些作为抗原决定族=免疫信息(血型)；
二、跨细胞膜的物质转运
概念：各种带电离子在通道（channel）蛋白的介导[N下a，+]顺o ＞浓度
梯度和（或）电位梯度的跨膜转运。
[Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质:各种带电离子
• 通道介导的溶质几乎都是离子，因而通道也称离子通道 （ion channel）
• 通道介导的跨膜转运都是被动的。
※
●被动转运
Passive transport
物质顺浓度和 （或）电位梯 度的转运过程。 不消耗能量
●主动转运
Active transport
物质逆浓度梯 度和（或）电 位梯度的转运 过程。消耗能 量
离子通道具有两个重要的基本特征
①离子选择性（ion selectivity）：是指每种通道只对一 种或几种离子有较高的通透能力，而对其他离子的通透性很 小或不通透。
※ （二）易化扩散(facilitated diffusion)
1.概念:在膜蛋白的帮助（或介导下），非脂溶性的小 分子物质或带电离子顺浓度梯度和（或）电位梯度进 行的跨膜转运。
2.分类: 经通道易化扩散 经载体易化扩散
[CO2]i ＞ [CO2]o
1.经通道易化扩散（ facilitated diffusion via channel ）
3.下列生理过程中属于负反馈调节的是（ D ）
A. 排尿反射 B. 排便反射 C. 血液凝固 D. 减压反射 E. 分娩
4.维持肌体稳态的重要调节过程是（ E ）
A. 神经调节 B. 体液调节 C. 自身调节 D. 前馈调节 E. 反馈调节
5.神经调节的基本方式是（ 反射）结构基础是
（ 反射）弧。
分类：根据膜蛋白是否直接消耗能量 1）原发性主动转运 2）继发性主动转运
1. 原发性主动转运（primary active transport）
概念：细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度 梯度和（或）电位梯度跨膜转运。
膜蛋白：载体（实质）------离子泵------ATP酶 种类：很多，如、钠-钾泵、钙泵、质子泵等
① 化学门控通道—受膜内外化学物质调控（Ach） 配体门控通道（骨骼肌终板膜中的N2型乙酰胆碱受体）
② 电压门控通道—受膜电位调控 ③ 机械门控通道—受机械刺激调控
（动脉血管平滑肌细胞膜中的机械门控钙通道等） ④ 非门控通道—持续开放（少数）
（神经纤维膜中的钾漏通道等）
通道状态的变化：三种 ① 激活态 （开）：离子扩散 ② 失活态 （关）：刺激不能开放 ③ 静息态 （关）：刺激能开放
①物理现象 ②没有生物学机制的参与 ③无需代谢耗能 ④转运的速率主要取决于浓度差和膜对该物质的通透性， 呈正相关，另外，物质所在溶液的温度愈高、膜有效面积愈 大，转运速率也愈高。
3.转运的物质（相似相溶）
脂溶性（非极性）物质或少数不带电荷的极性小分子。如 O2、CO2、N2 、类固醇激素、乙醇、甘油、尿素、水等。
细胞外
糖脂
表面蛋白
细胞内
整合蛋白
疏水端
（脂肪酸长烃 链）
亲水端
（磷酸+碱基）
液态镶嵌模型
(一)细胞膜的脂质
以液态的脂质双分子层为基架，具有稳定性和流动性。
(二)细胞膜的蛋白
细胞膜的功能主要是通过膜蛋白来实现的。根据膜蛋白 在膜中的存在形式，可分为表面蛋白，约占20-30﹪ （peripheral protein）和整合蛋白（integral protein） ，约占 70-80﹪两类。
③竟争性抑制：如果有两种结构相似的物质都能与 同一载体结合，两底物之间将发生竞争性抑制 （competition inhibition）。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
※ （三）主动转运(Active transport)
概念:某些物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢供能 而进行的逆浓度梯度和（或）电位梯度跨膜转运。 膜蛋白：载体（本质）
• 细胞膜的作用：
屏障 跨膜转运：
1.单纯扩散 2.易化扩散 3.主动转运 4.膜泡运输
※ （一）单纯扩散(Simple diffusion)
1.概念:也称简单扩散，物质从质膜的高浓度一侧通过 脂质分子间隙向低浓度一侧进行的跨膜扩散。
[O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞ [CO2]o
2.特点:
经载体易化扩散：是指水溶性小分子物质或离子在 载体蛋白介导下顺浓度梯度进行的跨膜转运，属于 载体介导的被动转运。
扩散特点：
①结构选择性：各种载体仅能识别和结合具有特定 化学结构的底物（特殊膜蛋白质本身有结构特异 性）
②饱和现象：由于细胞膜中载体的数量和转运速率 有限，当被转运的底物浓度增加到一定程度时， 底物的扩散速度便达到最大值，不再随底物浓度 的增加而增大，这种现象称为载体转运的饱和现 象（saturation）。
根据通道对离子的选择性，可将通道分为钠通道、钙 通道、非选择性阳离子通道等。
②门控特性：大部分通道蛋白分子内部有一些可移动的 结构或化学集团，在通道内起“闸门”作用。许多因素可引 起闸门运动，导致通道的开放和关闭，这一过程称为门控 （gating）。
静息—关闭，刺激—开放
根据闸门对不同刺激的敏感性（门控特 性）离子通道分为：
6.生理功能的调节方式有（ 神经调）节（
）
和（体液调节）
自身调节
7.生理学研究的三个水平是（ 器官和系统）水平
（ 细胞和分子）水和平（
） 整体水平
第二章 细胞的基本功能
CELL PHYSIOLOGY
第一节 细胞膜的物质转运功能
第二节 细胞的信号转导
第三节 细胞的电活动
第四节 肌细胞的收缩
糖蛋白
通道 Na+ Ca2+ K+
阻断剂 河豚毒 (TTX） Mn2+、维拉帕米 四乙基铵
2.经载体易化扩散（ facilitated diffusion via carrier ）
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
载体（carrier）：也称转运体（transporter），是 介导多种水溶性小分子物质或离子跨膜转运的一类 膜蛋白。