生理学第二章细胞的基本功能
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）
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
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。
生理学第二章细胞的基本功能
生理学第二章细胞的基本功能细胞，这个词听上去就像是一堆复杂的生物学名词，但其实它是我们身体里的小小“工厂”，每天都在忙着做各种各样的事情，简直就像一群勤劳的小蜜蜂。
想象一下，细胞就像是一个个微型的城市，每个细胞都有自己的职责，工人们各司其职，齐心协力，让我们这个大机器正常运转。
哎，你可别小看它们，虽然细胞看起来微不足道，但没有它们，我们根本无法生存。
细胞的基本功能简直就是生命的基石。
细胞的“能量工厂”功能真是太牛了。
细胞内部有一个叫做线粒体的“小家伙”，它们就像是动力源，负责把我们吃下去的食物转化为能量。
就像给汽车加油，没了能量，车子可开不动。
咱们的细胞也是如此，没有能量就像一台老旧的机器，哐哐响，转不起来。
线粒体就像细胞的电池，源源不断地供给能量，让我们能够跳舞、跑步、甚至是打个哈欠。
想想看，吃完饭后那股困意，正是细胞在忙着把食物变成能量。
然后，咱们的细胞还有个特别厉害的本事，就是“信息传递”。
细胞之间可是有交流的，嘿，别以为它们只会默默无闻地干活。
它们会通过各种信号分子来互相“打招呼”。
想象一下，这就像是在打电话，一个细胞给另一个细胞发个短信，告诉它“喂，快来帮忙！”。
这种信息的传递可重要了，确保咱们的身体能协调运作，像一支默契的乐队，各种乐器和谐地一起演奏。
细胞之间的沟通也影响着咱们的情绪、免疫反应，甚至是生长发育，简直是个了不起的“社交网络”。
细胞还得承担起“守护者”的责任。
咱们的身体可不是随便哪个坏家伙都能进来的，细胞的膜就像是一道防护墙，守卫着内部环境。
细胞膜控制着进出细胞的物质，确保有用的营养物质能顺利进入，而有害的东西则被拒之门外。
这就好比一个保安，严格把关，不让可疑的人士随便混入。
细胞膜里的小“门卫”们可真是尽职尽责，时刻保持警惕，绝不能让坏蛋有机可乘。
除了这些，细胞还得有个“清洁工”。
咱们身体里产生的废物可不少，这可就需要细胞里的溶酶体来处理。
溶酶体就像细胞的垃圾桶，负责分解那些过时的、不需要的物质，保持细胞内部的整洁。
生理学-第二章-细胞的基本功能
③等张收缩。 正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式的,而且总是等长收缩在前,当肌 张力增加到超过后负荷时,才出现
复习思考题
1.试述神经肌肉接头传递的过程及其特点。 2.何谓兴奋-收缩偶联？其结构基础是什么？Ca2+起何 作用？ 3.几种收缩蛋白质各起什么作用？ 4.肌细胞收缩是怎样发生的？ 5.何谓单收缩和强直收缩？
2.后负荷：
在等张收缩条件下观察负荷对肌缩 张力和速度的影响。 后负荷为 0→肌缩速度、幅度 ↑ 和 张力最小；后负荷 ↑ →肌缩速度、幅度 ↓ 和张力 ↑； 后负荷 ↓ →肌缩速度、幅 度↑和张力↓。 ∴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。
①肌膜电兴奋的传导:指肌膜产生AP后,AP由横管系统迅速
传向肌细胞深处，到达三联管。 • ②激活Ca2+通道,促使Ca2+释放入胞质。 ③胞质中Ca2+浓度的升高,促使肌钙蛋白与Ca2+结合并引发 肌肉收缩。 (4). 激活LSR膜上的钙泵, 将Ca2+泵回终池,使胞质中Ca2+降低, 肌肉舒张。
∴Ca2+是兴奋-收缩耦联的关键物质(耦联物).
（四）骨骼肌舒张机制
兴奋-收缩耦联后
肌膜电位复极化 终池膜对Ca2+通透性↓ 肌浆网膜Ca2+泵激活 肌浆网 [Ca2+]↓ 原肌凝蛋白复盖 结合位点 Ca2+与肌钙蛋白解离 骨骼肌舒张
小结：骨骼肌收缩全过程
1.兴奋传递 (AP)传到N末梢
N末梢对Ca2+通透性 Ca2+内 流↓ 促使ACh释放 ACh释放入接头间隙 ACh与终板膜受体结合 终板膜对Na+的通透性增加 产生终板电位(EPP)
生理学 第二章 细胞的基本功能 名词解释
生理学第二章细胞的基本功能名词解释1.单纯扩散：脂溶性的小分子物质顺浓度差通过细胞膜的跨膜转运过程，称为单纯扩散。
2.易化扩散：是指一些非脂溶性或脂溶性低的物质在膜转运蛋白（载体或通道）的帮助下，顺化学和电位梯度的跨膜转运过程，称为易化扩散。
3.原发性主动转运：是指物质依靠细胞膜上的离子泵，逆浓度梯度或电位梯度通过细胞膜的过程。
这个过程需要消耗能量。
4.继发性主动转运：是指某一物质的逆浓度差转运需要依赖另一物质的浓度差所造成的势能而实现的主动转运过程。
5.钠钾泵:也称为Na-K-ATP酶,简称钠泵。
是细胞膜上的一种具有ATP活性的特殊蛋白质分子,它能使ATP分解释放能量,并利用此能量进行Na和K的逆浓度差主动转运。
6.G蛋白:即鸟苷酸结合蛋白,它是耦联膜受体与下游效应器的膜蛋白,存在于质膜的胞质面,通常由a、β、Y三个亚单位形成。
7.刺激:能引起活组织或机体发生反应的内外环境变化。
8.静息电位:活细胞处于安静状态时存在于细胞膜两侧的电位差,称为静息电位9.极化:指在大多数细胞中把静息电位存在时细胞膜电位呈稳定的内负外正的状态称为极化。
10.超极化:指静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化的过程。
11.去极化:指静息电位的数值向膜内负值减小的方向变化的过程。
12.反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负的极化反转过程。
13.超射:指去极化至零电位后膜电位进一步变为正值,我们把膜电位高于零电位的部分称为超射。
14.复极化:指细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程。
15.动作电位:可兴奋细胞受到刺激而兴奋时,细胞膜在静息电位的基础上产生的一次迅速、可逆、可扩布性的电位变化,称为动作电位。
它由锋电位和后电位两部分组成。
它是可兴奋细胞兴奋的标志。
16.阈电位:是指细胞膜上某种离子通道大量开放、离子迅速内流而爆发动作电位时所需的临界膜电位值。
它的绝对值通常比静息电位的绝对值小10~20mV。
17.后电位:是指锋电位在其完全恢复到静息水平之前所经历的一些微小而缓慢的波动,称为后电位。
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。
生理学-细胞1
医教园
第二节 细胞的信号转导
第二节 细胞的信号转导
各种化学物质以及非化学性的外界刺激信号， 大多数作用到细胞膜上，通过通过跨膜信号，引 起细胞功能活动的改变。
第一信使：激素、神经递质和细胞因子
医教园
第二节 细胞的信号转导
根据膜受体的结构和功能特性，跨膜信号转导的路径 可分为以下三大类：
一、离子通道型受体介导的信号转导 二、G蛋白耦联受体介导的信号转导 三、酶联型受体介导的信号转导
➢ 激素、酶类、神经递质等物质 囊泡，并贮存在胞浆中。
运出细胞的方式
③ 当细胞分泌时，引起局部膜中
的Ca2+通道开放，Ca2+内流。
④ 诱发小泡被运送到细胞膜的内
侧面，与细胞膜融合后胞裂外
排将内容物一次性排出。
⑤ 囊泡膜变成细胞膜的一部分。
医教园
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
运动神经纤维末稍释放ACh属于：D A、单纯扩散 B、易化扩散 C、主动转运 D、出胞作用 E、入胞作用
Na+-K+泵
大分子物质 入胞 出胞
大分子、团块
均可
进入 细胞
排出细胞
膜动 耗能
细胞膜运动
吞噬 吸收
释放分泌
医教园
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
葡萄糖从肠道进入肠上皮细胞的方式是： D
A、入胞
B、单纯扩散
C、易化扩散
D、主动转云
X与发生细胞生物电有关的跨膜物质转运形式有：BC D A、经载体易化扩散 B、经化学门控通道易化扩散 C、经电压门控通道易化扩散 D、原发性主动转运
医教园
第二节 细胞的信号转导
主要的G蛋白耦联受体信 号转导途径 1. 受体-G蛋白-AC途径
生理学第二章细胞
微电极（单一神经纤维）
电压钳技术（细胞膜上的离子通道）
膜片钳技术（单一离子通道）
膜片钳技术：可记录细胞膜结构中单一离子通道的电流 和电导。生物电现象的观察分析进入分子水平的新阶段。
39
静息电位(resting potential)及其产生原理
（一）静息电位(resting potential RP) 细胞安静状态时，存在于细胞膜内外两侧的电位差。
2.RP实验现象：
40
41
证明RP的实验：
（甲）当A、B电极都位
性质：
于细胞膜外，无电位改变，内负外正（极化）
证明膜外无电位差。
（乙）当A电极位于细胞 膜外， B电极插入膜内时， 有电位改变，证明膜内、 外间有电位差。
（丙）当A、B电极都位
于细胞膜内，无电位改变，
证明膜内无电位差。
42
➢ 膜电位变化中的几种状态
a⑧f①t正eR⑥r后e-Ksp电+to从it位ne细gn（pt胞oiptao内elsn)i转ttii移avle到细胞 a化ft③e外r膜-液p去o使t极e细n化t胞i达a复l阈)极:电超化位级水平，
电⑤④压N去门a②+极通控阈化道N刺a：关+激通N闭a道+，迅开K速放+通进。道入 Na开细+进放胞入细胞。
复极化(repolarization) : depolarization→ polarization
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（二）静息电位(RP)的产生机制
1. 细胞膜内外离子分布及膜对离子的通透性
(1) 细胞膜内、外离子分布不匀 [Na+] o ＞[Na+] i ≈ 10∶1, [K+]i＞[K+]o≈30∶1 [Cl-] o ＞[Cl-] i ≈ 14∶1, [A-]i＞[A-]o≈ 4∶1
《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
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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～。
58
（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。
59
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
20
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。
生理学 第二章 细胞的基本功能PPT课件
精选ppt
11
以载体为中介的易化扩散
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
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12
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13
(3)特点:
①顺浓度差 ②不消耗能量
③需依靠特殊膜蛋白质的“帮助”
④特异性或选择性（∵特殊膜蛋白质本身有结构特异性） ⑤饱和性（∵结合位点是有限的） ⑥竞争性抑制（∵经同一特殊膜蛋白质转运） ⑦
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8
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,由
膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
(2)分类:
①以通道为中介的易化扩散
②一载体为中介的易化扩散
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以通道为中介的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
融合处出现裂口
分泌物一次性排出
囊泡的膜成为细胞膜的组成部分
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入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合形成复合物 结合处C膜凹陷 凹陷膜与细胞膜断离 整个进入细胞质内
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作业：
1、比较单纯扩散和异化扩散的异同。 2、比较被动转运与主动转运的异同。
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第二节 细胞膜的受体功能
受体：是指镶嵌在C膜脂质双分子层中的各种 特异性蛋白质分子，它能选择性地和C膜外 的活性物质结合，实现跨膜信号传递或跨 膜信号转换，引起C膜的电位变化或C内生 理效应的变化。如C膜上的糖蛋白、脂蛋白、 糖脂蛋白等。
配体：凡能与受体特异性结合并产生效应的 物质，统称为配体或化学信号。如激素、 神经递质、抗原、药物等。
生理学第二章
第二节
细胞的跨膜信号转导功能
一 受体的概念及特征
受体：凡是能与信号分子特异性结合，并引发细胞发生特定 生理效应的特殊蛋白质。存在细胞膜，细胞质，细胞核内。 特征：①特异性 ②饱和性
③可逆性
跨膜信号转导方式分为三类：
①离子通道藕联受体介导的跨膜信号转导；
（化学，电压，机械门控性通道）
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。
动 作 电 位 的 产 生 机 制
动作电位的产生机制：静息电位去极化达 到阈电位水平。
去极化过程：Na+大量快速内流形成
复极化过程：K+快速外流形成
后电位过程：Na+-K+泵活动的结果
动作电位的特点
⑴动作电位呈“全或无”现象：动作电位一旦产 生就达到它的最大值，其变化幅度不会因刺激的 加强而增大； ⑵不衰减性传导：动作电位一旦在细胞膜的某一 部位产生，就会立即向整个细胞膜传布，而它的 幅度不会因为传布距离的增加而减小，可迅速扩 布到整个细胞膜； ⑶脉冲式：由于绝对不应期的存在，动作电位不 能重合在一起，动作电位之间总有一定的间隔而 形成脉冲式图形。
2.单收缩和强直收缩
单收缩：骨骼肌受到一次有效刺激，引起肌肉一次迅速的收 缩，称为单收缩。 强直收缩：肌肉受到连续的有效刺激时，当刺激频率达到一 定程度时，引起肌肉收缩的融合而出现强而持续的收缩，称 为强直收缩 。
注：等长收缩和等张收缩与肌肉收缩时所遇 到的负荷大小有关 ①当负荷小于肌张力时,出现等张收缩； ②当负荷等于或大于肌张力时,出现等长 收缩； ③正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式 的,而且总是等长收缩在前,当肌张力增加到超 过后负荷时,才出现等张收缩。
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？。
细胞的基本功能-医学生理学-课件1-02
钠离子
钾离子
2. 电压门控通道 (voltage-gated ion channel)
电压门控通道跨膜信号 转导过程：
跨膜电位的改变； 结构域中精氨酸或赖 氨酸产生位移； 诱发通道“闸门”的 开放； 细胞膜出现新的电变 化。
钠离子 钾离子
上海第二医科大学生理教研室
3.机械门控通道（mechanically- gated channel） 触发因素是机械性刺激： 如内耳毛细胞听毛 受基底膜振动。
又称Ca2+-ATP酶 分布在细胞膜、肌浆网和内质网 分解一个ATP 胞浆 胞外 1Ca++ 1Ca++ 机制 作用是维持细胞内外的钙离子浓度梯度
4.继发性主动转运
（secondary active transport）
定义
—许多物质在进行逆浓度梯度或
电位梯度的跨膜转运时，所 需的能量并不直接来自ATP 的分解，而是来自Na+在膜两 侧的浓度势能差，后者是钠 泵利用分解ATP释放的能量建立 的。这种间接利用ATP能量的主 动转运过程称为~。
第二章 细胞的基本功能
细胞—人体的最基本的功能单位
本章内容： 细胞膜的物质转运功能 细胞膜的生物电现象 细胞的信号转导功能 肌细胞的收缩功能
第一节
细胞膜的结构和物质转运功能
细胞膜的作用： 细胞膜是细胞和环境之间的屏障； 细胞膜有物质转运功能； 细胞膜还有跨膜信息传递功能。
一、膜的化学组成和分子结构
钠-钾泵的作用
维持细胞膜两侧 Na+、K+的不均衡 分布； 其活动是生电性的
3 2
二、细胞的动作电位
（一）细胞的动作电位
定义：细胞膜受到阈刺激或阈上刺
生理学 细胞的基本功能
阻断剂： 河豚毒素、局麻药
后电位
后去极化：快速K+外流堆积，复极化减慢 后超极化：钾通道开放时间长，过多钾外流
动作电位的特点： a．“全或无”现象：动作电位一旦产生
就达到最大值，其幅度不会因刺激强度的 加强而增大。 b．不衰减传导 c．脉冲式，不会重合
4 ．经载体介导的易化扩散（图） 转运的物质：GS、AA进入一般细胞 共同特点：① 结构特异性 ② 饱和现象 ③ 竞争性抑制
被动转运：单纯扩散 易化扩散 主动转运: 1．定义：指细胞膜将物质分子（或离子）
逆浓度差和电位差转运的过程 2．生物泵：实质就是ATP酶
如“钠-钾泵”、“质子泵”等 ▲钠泵: 钠-钾泵或Na+- K+ -ATP酶（图）
d．不同细胞，AP的幅度和持续时间不同 （图）
4、动作电位的引起和阈电位
阈电位和锋电位的引起 刺激阈电位AP
1、阈电位 TP： 是一种膜电位的临界值，能触发AP， 是引起钠通道大量开放的膜电位值， 即钠内流形成正反馈的膜电位值。
RP和TP的差值大，细胞兴奋性低； 差值小，兴奋性高。 2、阈强度：使细胞膜去极化到阈电位的最小
概念： AP是膜两侧电位在RP基础上发生
的一次可扩布的快速而可逆的倒转和复原。 图
去极相 去极化
超射
锋电位
复极相：复极化初期
后电位 复极化后期（负后电位）
后超极化（正后电位）
（二）动作电位的产生机制
1、电化学驱动力； 2、动作电位期间膜电导的变化； 3、膜电导与离子通道（膜片钳技术） 锋电位
•上升支：去极相 由Na+内流形成，是Na+的平衡电位 有效刺激→部分Na+通道开放→少量Na+→膜去极 化→阈电位→大量Na+通道开放→大量Na+内流→膜 内负电位消失，出现正电位
生理学 第二章 细胞的基本功能PPT课件
①同向转运 ②逆向转运
18
⦁ 2.继发性主动 转运-----某 物质的主动转 运所需要的能 量不是直接来 自ATP的分解， 而是来自膜外 Na+的高势能 （间接来自 ATP的分解） 人们把这种转
~ 运形式称 ，
又叫联合转运。
GS继发性主动转运模式图 19
3.入胞和出胞式转运
一些大分子物质或团块进出细胞,是通过细胞本身 的吞吐活动进行的,亦可属于主动转运过程。
15
通道转运与钠-钾泵转运模式图
16
钠-钾泵: 当[Na+]i↑/[K+]o↑激活
分解ATP产生能 量
2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外
维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
排Na+吸K+的生理意义:
1、维持[Na]o高、
[K+]i高正常的离子分布.
2、贮备离子势能。
3、钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运的提供了动力
(一)膜的化学组成: 脂质(62%)---主要由磷脂
(。70%)和胆固醇(25%);还有
少量的鞘脂(5%)。磷脂中最 多的是磷脂酰胆碱，最少的 是磷脂酰甘油和磷脂酰肌醇。
蛋白质(35%)---从分子数
看，脂>蛋100倍,从重量看,蛋 >脂1--4倍。
糖类(3%)
3
(二) 膜的分子结构
流体镶嵌模型：以液态
4
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
●被动转运
指物质顺 电位或化学梯 度的转运过程。
●主动转运
指物质逆浓度 梯度或电位梯度 的转运过程。
5
（一）被动转运(passive transport) 概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。 特点： ①不耗能(ATP).（转运动力依赖物质的电-化
生理学第二章细胞的基本功能
引言概述：细胞是生物体的基本结构单位，是生命活动的基本单元。
细胞的基本功能决定了生物体的生理特性和生命活动的进行。
在生理学第二章中，我们将重点讨论细胞的基本功能，以帮助我们深入了解生物体的生理过程。
本文将介绍细胞的五个主要功能，包括细胞的兴奋传导、物质运输、合成代谢、能量转化和自我修复等方面，以全面揭示细胞的工作机制和重要性。
正文内容：一、细胞的兴奋传导1. 神经细胞中的兴奋传导机制a. 动作电位的产生和传导b. 突触传递的过程与原理c. 兴奋传导在神经系统中的作用和意义2. 心肌细胞中的兴奋传导机制a. 心肌细胞的起搏和传导系统b. 心肌的收缩和松弛过程c. 兴奋传导与心脏功能的关系3. 肌肉细胞中的兴奋传导机制a. 肌肉收缩的兴奋-收缩耦联机制b. 肌肉纤维与运动控制的联系c. 兴奋传导与肌肉功能的关联二、细胞的物质运输1. 细胞膜的结构与功能a. 脂质双层构成的细胞膜b. 细胞膜的通透性和选择性c. 细胞膜对物质运输的调节作用2. 细胞内物质的运输机制a. 主动转运和被动转运的区别b. 胞吞和胞吐的过程与机制c. 运输蛋白的作用和调控3. 分子在细胞内的定位和分布a. 信号序列的识别和目标分选b. 转运蛋白和细胞器的结合和转运c. 物质分布对细胞功能的影响三、细胞的合成代谢1. 蛋白质合成的过程与机制a. DNA转录为mRNA的过程b. tRNA与mRNA的配对和翻译c. 蛋白质合成的调控和后续修饰2. 糖代谢的途径与调控a. 糖异生与糖原代谢的关系b. 糖酵解与细胞能量的产生c. 糖代谢与代谢疾病的关联3. 脂质代谢的调节和过程a. 脂质降解和合成的平衡b. 脂质代谢与激素的调控c. 脂质运输与细胞膜组成的调节四、细胞的能量转化1. 细胞能量的产生与储存a. 有氧呼吸和无氧呼吸的途径b. ATP的合成与储存c. ATP在细胞能量转化中的作用2. 能量代谢的调节与平衡a. 能量代谢与酶的调节b. 细胞的能量平衡和稳态维持c. 细胞能量转化与整体生理调节3. 细胞能量的分配和利用a. 细胞内能量分配的优先级b. 细胞能量与生物体生理活动的关系c. 能量转化与疾病发生的关联五、细胞的自我修复1. 细胞自我修复的概念和机制a. 细胞损伤的修复过程b. DNA修复和蛋白质合成的关系c. 细胞自我修复与细胞寿命的关联2. 细胞自我修复与疾病治疗a. 干细胞的应用和发展前景b. 细胞疗法在疾病治疗中的应用c. 细胞自我修复与疾病康复的关系总结：细胞的基本功能是维持生物体的正常生理活动和适应外部环境的重要保证。
生理学笔记——第二章细胞的基本功能
⼀、细胞膜的基本结构——液态镶嵌模型 该模型的基本内容：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分⼦，并连有⼀些寡糖和多糖链。
特点： （1）脂质膜不是静⽌的，⽽是动态的、流动的。
（2）细胞膜两侧是不对称的，因为两侧膜蛋⽩存在差异，同时两侧的脂类分⼦也不完全相同。
（3）细胞膜上相连的糖链主要发挥细胞间"识别"的作⽤。
（4）膜蛋⽩有多种不同的功能，如发挥转动物质作⽤的载体蛋⽩、通道蛋⽩、离⼦泵等，这些膜蛋⽩主要以螺旋或球形蛋⽩质的形式存在，并且以多种不同形式镶嵌在脂质双分⼦层中，如靠近膜的内侧⾯、外侧⾯、贯穿整个脂质双层三种形式均有。
（5）细胞膜糖类多数*露在膜的外侧，可以作为它们所在细胞或它们所结合的蛋⽩质的特异性标志。
⼆、细胞膜物质转运功能 物质进出细胞必须通过细胞膜，细胞膜的特殊结构决定了不同物质通过细胞的难易。
例如，细胞膜的基架是双层脂质分⼦，其间不存在⼤的空隙，因此，仅有能溶于脂类的⼩分⼦物质可以⾃由通过细胞膜，⽽细胞膜对物质团块的吞吐作⽤则是细胞膜具有流动性决定的。
不溶于脂类的物质，进出细胞必须依赖细胞膜上特殊膜蛋⽩的帮助。
物质通过细胞膜的转运有以下⼏种形式： （⼀）被动转运：包括单纯扩散和易化扩散两种形式。
1.是指⼩分⼦脂溶性物质由⾼浓度的⼀侧通过细胞膜向低浓度的⼀侧转运的过程。
跨膜扩散的最取决于膜两侧的物质浓度梯度和膜对该物质的通透性。
单纯扩散在物质转运的当时是不耗能的，其能量来⾃⾼浓度本⾝包含的势能。
2.易化扩散：指⾮脂溶性⼩分⼦物质在特殊膜蛋⽩的协助下，由⾼浓度的⼀侧通过细胞膜向低浓度的⼀侧移动的过程。
参与易化扩散的膜蛋⽩有载体蛋⽩质和通道蛋⽩质。
以载体为中介的易化扩散特点如下：（1）竞争性抑制；（2）饱和现象；（3）结构特异性。
以通道为中介的易化扩散特点如下：（1）相对特异性；（2）⽆饱和现象；（3）通道有"开放"和"关闭"两种不同的机能状态。
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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。Fra bibliotek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。
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
第一节 细胞膜的物质转运功能
The Organization And Transport Function Of Cell Membrane
一、细胞膜的分子结构
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：
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
※ （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 ）
细胞膜也称质膜，和细胞器的膜结构及其化学组 成是基本相同的，主要由脂质和蛋白质组成，还有少 量糖类。
细胞膜的结构：
液态镶嵌模型（fluid mosaic model）学说：
液态脂质双层构成膜的基架，不同结构和功能的蛋白质镶嵌于其 中，糖类分子与脂质、蛋白质结合后附在膜的表面。
糖蛋白
细胞外
糖脂
表面蛋白
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
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）。
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
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
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。
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。
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）。
※ （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: