第二章 细胞生理6学时1

18
经载体(carrier) 易化扩散的特点：
a.速度较快
b.饱和现象 c.化学结构特异性 d.竞争性抑制
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3.主动转运(active transport)
概念：①膜蛋白介导 （Na-K泵） ②逆浓度梯度和电位梯度 分类：（1）原发性主动转运 （2）继发性主动转运
20
（1）.原发性主动转运(primary active transport)

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名词解释：
1、单纯扩散 2、易化扩散 3、主动转运 4、继发性主动转运 5、化学门控通道 6、电压门控通道 7、跨膜信号转导 8、钠-钾泵
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简述题 1.简述跨膜信号转导的主要方式？ 2.细胞膜上钠泵活动有何生理意义？
3.简述细胞膜的物质转运方式.
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第三节 细胞的生物电现象
26
receptor-mediated endocytosis 为何缺乏LDL受体会造成高胆固醇血症?
27
总
结
1、细胞膜以脂质双层为基本骨架→物质的通 透性 取决于其脂溶性、分子大小和带电状况
2、脂溶性小分子物质以单纯扩散方式进行跨膜转运
3、水溶性小分子物质和带电离子依赖膜蛋白介导的
跨膜转运
4、大分子物质和团块以以出胞和入胞方式进行跨膜
一、细胞膜的被动电学特性（自学） (一)膜电容和膜电阻
1.细胞膜兼有电容和电阻的特性(并联的阻容耦合电路)
2.膜电导:膜电阻的倒数(膜对某种离子的通透性)
(二)电紧张电位
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(三)生物电现象的观察和记录方法
细胞内电位记录(玻璃微电极) 1.静息电位 2.动作电位
(四)生物电现象的产生的一般原理
1.某些带电离子在细胞膜两侧的不均衡分布
2.膜在不同情况下对这些离子的通透性不同
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二、静息电位及其产生机制
(一)细胞的静息电位(resting potential,RP)
1. 概念：
指细胞未受剌激时存在于膜两侧的电位差
2. 特点：
(1)绝大多数细胞的RP是稳定的
(2)绝大多数细胞的RP为负值(-10～-100mV)
位变构→ 与GDP解离→与GTP结合)→ α与β、γ亚
单位分离→激活效应器蛋白 → 信号向细胞内转导
→ G蛋白将GTP被水解成GDP→ α与GDP及β、γ亚
单位结合→终止信号转导
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3. G蛋白效应器（G protein effector)
物质:AC(腺苷酸环化酶，adenylyl cyclase) PLC(磷脂酶C, phospholipase C)
概念：①离子泵介导 ②逆浓度梯度和电位梯度 ③所需能量直接来自ATP分解 钠-钾泵：
Na+：内→外
K+：外→内 3Na+/2K+
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钠-钾泵的生理意义：
（1）许多代谢反应所必需
（2）维持细胞内pH和Ca2+浓度稳定（Na/H交
换;Na/Ca交换）
（3）维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定 （4）参与静息电位形成 (3Na+出/2K+入)
概念：①带电离子（Na+、Ca2+、K+）
②膜离子通道蛋白介导
③顺浓度梯度和电位梯度
特性：a.速度快
b.离子选择性 c.门控特性（静息、激活、失活）
11
离子通道蛋白



跨膜的大分子蛋白质 亲水性孔道 选择性地允许 特定离子通过
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通道分类：
1. 电压门控通道
2. 化学门控通道
3. 机械门控通道
例如: 肾小管和肠粘膜吸收葡萄糖
23
Symport
24
3、 出胞和入胞 (Exocytosis and endocytosis)
概念：大分子物质和物质团块进出膜的过程
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Endocytosis
吞噬（phagocytosis）:物质颗粒或团块
吞饮（pinocytosis）
液向入胞（fluid-phase endocytosis) 受体介导式入胞 (receptor-mediated endocytosis)
(第二信使) → 靶细胞出现反应
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二、离子通道受体介导的信号转导
概念：离子通道受体(ionotropic receptor) ——
受体本身是离子通道，通过通道的开关实现
化学信号的跨膜转导
分类：化学门控通道
电压门控通道 机械门控通道
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1.化学门控通道
化学物质控制： 递质、 激素等 主要分布：肌细胞的终板膜、神经细胞的突 触后膜及某些嗅、味感受细胞的膜中。 作用：产生局部电位
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2.受体－G蛋白－PLC途径
第二信使
胞内钙库
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过程：
信号分子→ 受体 → Gq 蛋白被激活 →Gqα→PLC 被激活 →催化 PIP2水解为 IP3 和 DAG

IP3→激活钙离子通道
DAG→激活 PKC
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摘要
信号分子(第一信使) → 受体 →G蛋白→
Gα→效应器酶被激活→细胞内的转导者
1. G蛋白耦联受体 (促代谢型受体)
（G protein-linked receptor)
结构: 胞外侧有配体结合部位
胞内侧有G蛋白结合部位 功能:与配体结合→变构→激活G蛋白 例如:肾上腺素能受体、N1型Ach受体等
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G protein-linked receptors 模式图 配体结合部位
第二章
细胞的基本功能
主讲人：余良主
1
2
主要内容

细胞膜的物质转运功能 细胞的跨膜信号转导


细胞的生物电现象
肌细胞的收缩
3
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
（一）液态镶嵌模型
脂质（ lipid）
蛋白质（Protein）
糖类(Carbohydrates)
4
1. 脂质(特点:双嗜性分子)
磷脂（phospholipid）70%
胆固醇（cholesterol）30%
2. 细胞膜蛋白质
整合蛋白（Integral protein） 表面蛋白（Peripheral protein）
3. 细胞膜糖类
糖蛋白（ glycoprotein ） 糖脂（ glycolipid)
5
液态镶嵌模型
基本骨架——脂质双层； 镶嵌——蛋白质
G蛋白 结合部位
33
2. G蛋白(鸟苷酸结合蛋白)
（ Guanosine triphosphate binding protein）
结构: 由α、β、γ三个亚单位或单一亚单位形成
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特点: 能与GDP(失活型) 和GTP(激活型) 结合
具有GTP酶活性
35
G蛋白类型:
Gs, Gi, Gq
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G蛋白作用机制: G蛋白被激活(受体活化→ α亚单
细胞功能改变
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（二）鸟苷酸环化酶受体（guanylyl cyclase receptor)
特点： 膜内侧有GC结
构域
Arg
NOS
NO
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总
结
酶耦联受体介导的信号转导：
受体与酶是同一个蛋白分子
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单选题
1. cAMP生成后，首先激活的物质是： A、腺苷酸环化酶 B、磷酸化酶 C、蛋白激酶 D、磷酸二脂酶 2.以下哪种物质不起第二信使作用： A、cAMP B、GMP C、IP3 D、DG 3. G-蛋白是下列何种物质的简称： A、鸟苷酸结合蛋白 B、腺苷酸结合蛋白 C、三磷酸肌醇（IP3） D、转录调节因子
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(3). 机械性门控通道 (mechanically-gated ion channel
因细胞膜牵张刺激而
开放/关闭 缺血/缺氧时，细胞 肿胀
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2. 经载体(carrier) 易化扩散
概念：①水溶性小分子：葡萄糖、氨基酸 ②膜载体蛋白介导
③顺浓度或电位梯度
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葡萄糖的载体(carrier) 转运
① 膜两侧分子的浓度差 特点：无饱和现象
② 膜对物质的通透性
9
(二)膜蛋白介导的跨膜转运
1、易化扩散(Facilitated diffusion):
概念：①带电离子、分子量稍大的水溶性分子 ②膜蛋白介导 （通道或载体）
③顺浓度梯度和电位梯度
分类：（1）经通道易化扩散
（2）经载体易化扩散
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1. 经通道(channel) 易化扩散
Gi蛋白
激活磷脂酶C（PLC）
二磷酸磷脂酰肌醇被水解
三磷酸肌醇（IP3）+二酰甘油（DG）
一些蛋白质磷酸化 PKC
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(二）G蛋白耦联受体信号转导的主要途径 1. 受体－G蛋白－AC途径 信 号 分 子 → 受 体 → Gs (Gi) 蛋 白 激 活 →Gsα(Giα) →AC 被激活 (↓)→ 催化 ATP 生成 cAMP (↓) → cAMP↑ (↓) → 蛋白激酶 (PKA) 被激活 (↓) → 靶细胞反应
转运
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单选题



1、机体内最重要的物质转运方式为： A、单纯扩散 B、载体介导 C、通道介导 D、主动转运 2.在细胞膜脂质双分子层中，镶嵌蛋白的形式是： A、靠近膜的内侧面 B、靠近膜的外侧面 C、横贯整个脂质双层 D、以上三种形式均有 3.在细胞膜脂质双分子层中，脂质分子的亲水端： A、均朝向细胞膜的内表面 B、均朝向细胞膜的 外表面 C、均在细胞膜的外表面 D、面对面地朝向双
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(1). 电压门控通道 (voltage-gated ion channel)
开放/关闭受膜电位调控 Na+、K+、Ca2+通道
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(2). 化学门控通道 (chemically-gated ion channel)
受膜外化学物质（配
体）调控，有配体结 合位点。 也称配体门控通道 （ligand-gated ion channel） 乙酰胆碱(Ach)受体 通道
功能: 调节各种蛋白激酶和离子通道的活性 激酶——磷酸化 磷酸酶——去磷酸化
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第二信使学说
G蛋白-GDP 第一信使+R G蛋白-GTP 效应器酶
蛋白激酶 及其他
第二信使
第二信使前体
细胞功能改变
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1. 肾上腺素+受体
Gs蛋白
激活腺苷酸环化酶（AC）
ATP
cAMP
一些蛋白质磷酸化
PKA
2. 乙酰胆碱+受体
（5）生物电活动产生的前提条件 （6）继发性主动转运的动力
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（2）.继发性主动转运 (Secondary active transport)
概念：①转运体(transporter)介导 ②逆浓度梯度和电位梯度 ③所需能量间接来自ATP分解(钠泵)
分类：同向转运(symport)
反向转运(antiport)
PLA2(磷脂酶A2, phospholipase A2)
GC(鸟苷酸环化酶, guanylyl cyclase)
PDE(磷酸二酯酶, phosphodiesterase)
功能:生成或分解第二信使
ATP
AC
cAMP
PБайду номын сангаасE
5‘-AMP
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4. 第二信使（second messenger)
概念：第一信使作用于细胞膜后产生的 细胞内的信号分子 物质: cAMP( 环－磷酸腺苷) IP3(三磷酸肌醇) cGMP(环－磷酸鸟苷） DG(二酰甘油) Ca2+
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第二节
细胞的跨膜信号转导功能
概 述
信号物质：激素、神经递质和细胞因子等 信号转导（signal transuction): 信号物质→受体结合→细胞内蛋白质构 象和功能的改变→效应
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一、由膜受体蛋白、G-蛋白和效应器酶组 成的跨膜信号转导系统
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G蛋白耦联受体介导的信号转导
（一）参与的信号分子
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膜蛋白类型
1. 受体 2. G蛋白
3. 电压门 4. 配体门 控通道 控通道
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二、物质的跨膜转运
（一）单纯扩散 (simple diffusion) 概念：脂溶性的和少数水溶性的小分子物质 由浓度高的一侧穿越质膜到浓度低的一 侧的扩散方式。 如O2、CO2、N2； 水、乙醇、尿素等。
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单纯扩散的影响因素：
例：终板膜化学门控通道
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2. 电压门控通道
主要分布： 神经轴突、骨骼肌、 心肌细胞的 一般细胞膜上。 作用： 产生动作电位
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3. 机械门控通道
机械刺激通过某种机制使机械感 受器细胞膜上的通道开放， 产生感受器电位。 例：听觉毛细胞、肌梭等
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各种门控通道完成的跨膜信号转导特点：
（1）速度相对较快
（2）对外界作用出现反应的位点较局限。
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三、酶耦联受体介导的信号转导 (一）酪氨酸激酶受体(tyrosine kinase receptor) 特点：
胞外区有配体结 合位点
胞内区有酪氨酸 激酶结构域
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肽类激素（如胰岛素）、细胞因子（如NGF）
细胞膜上酪氨酸激酶受体
膜内侧肽段的蛋白激酶被激活
酪氨酸残基磷酸化

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4. 膜结构中，促使磷脂酰肌醇分解生成IP3和二 酰甘油（DG）的物质是： A、G-蛋白 B、腺苷酸环化酶 C、磷脂酶C D、蛋白激酶C 5. 静息时细胞内外正常Na＋和K＋浓度差的维持 是由于细胞膜： A、ATP的作用 B、钠-钾泵的作用 C、Na+、K＋易化扩散的结果 D、安静时对K＋的通透性大