生理学细胞膜的基本结构和功能
生理学细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能
（四）继发性主动转运 （secondary active transport）
指某种物质的逆浓度梯度的转运是 依赖于另一物质的浓度差造成的势能 而实现的。
钠泵活动的生理意义：
1.维持细胞正常的渗透压和形态。
2.形成和保持细胞内外Na+、 K+不均匀分布， 与生物电的形成密切相关。
3.建立的Na+浓度势能储备。是营养物质跨 小肠和肾小管上皮细胞等跨膜主动转运的 能量来源。
The movement of substances across the membrane occurs against the electrochemical gradient with the necessity of consumption of m胞和骨骼肌细胞
1972年由singer和nicolson提出。其 主要内容：膜是以液态的脂质双分子 层为基架，其中镶嵌着不同生理结构 和功能的蛋白质，后者主要以-螺旋 或球形蛋白质的形式存在。
（一）脂质双分子层（Gorter Grendel）
lipid bilayer
化学组成： 磷脂（70%）、胆固醇（30%）、 鞘脂类脂质
Na+浓度的膜外:膜内（ Co/Ci ）为12 K+浓度的膜内:膜外 （ Ci/Co ）为30
钠-钾泵（sodium-potassium pump） 钠泵为Na+- K+依赖式ATP酶的蛋白质
Basic functions of pumps：
• 在细胞的特定部位聚集某种物质 • 建立一种势能储备 • 分泌特定物质
（五）出胞和入胞式物质转运
大分子物质或固态、液态的物质团块，通 过细胞膜复杂的结构和功能的变化，进出细 胞的过程。
细胞膜结构功能特点
细胞膜结构功能特点细胞膜是生物细胞中最外层的一个薄膜，它主要由脂质物质和膜蛋白组成，是细胞与外界的主要隔离层，也是细胞内外分子传递、细胞信号传递的关键结构。
细胞膜的结构细胞膜主要由磷脂分子和膜蛋白组成。
磷脂分子由亲水性头部和疏水性尾部组成，这样的结构使得磷脂分子能够形成一个双层膜。
它们的亲水性头部在膜表面，而疏水性尾部则向内交错形成一个水性环境隔离区。
膜蛋白则主要分为跨膜蛋白和外周膜蛋白，前者能穿透整个细胞膜，后者则分布在细胞膜的内部和外部。
细胞膜的功能保护：细胞膜的主要作用是保护细胞的内部环境不受外部环境的干扰。
磷脂双层能够过滤外部的物质，只让特定的物质进入细胞。
同时，由于磷脂分子与外部环境相似，使得其无法被疏水性的化合物穿透。
传递：细胞膜的另一个重要作用是传递信息和材料。
细胞膜上的蛋白质可以识别和结合特定的物质，有选择地通过细胞膜进入细胞内部。
细胞膜上的通道蛋白和载体蛋白能够帮助离子和分子通过细胞膜并在内外环境之间建立浓度梯度。
维持细胞形态：许多细胞膜上的蛋白质能够连接细胞膜和细胞内骨架，这能够维持细胞的形态和稳定性。
感受刺激：细胞膜上的另一个功能是把来自环境的物理、化学和生物学刺激转化为细胞内信息，从而调节一些生物过程。
例如，当外界温度降低时，某些细胞膜上的蛋白质会传递这些信息，从而引起一些生化反应。
细胞膜的特点半透性：细胞膜由磷脂和膜蛋白构成的双层膜，具有半透性，只允许某些特定的物质通过。
活性：细胞膜是一个非常活跃的结构，能够通过流动、增长或缩短等方式改变形态和大小。
细胞膜也能够根据外部环境的变化改变其通透性和应答性。
选择性：细胞膜上的通道蛋白和载体蛋白能够有选择性地传输离子和分子，从而保护细胞不受有害的物质侵袭。
可塑性：细胞膜具有一定的可塑性，这种可塑性取决于细胞膜中磷脂和蛋白质的种类、数量和形态。
总结细胞膜是细胞中最为关键的组成部分之一，具有众多的功能和特点。
它的结构、功能和特点的深入了解，对我们研究细胞生理学、病理学以及细胞工程领域具有重要的意义。
《生理学》细胞的基本功能——1细胞的跨膜运输方式
亲水性极性基团 磷酸和碱基） （磷酸和碱基）
二、细胞膜的物质转运功能 半透膜
哪些物质可以通过细胞膜 哪些物质可以通过细胞膜? 物质可以通过细胞膜 这些物质是如何通过细胞膜的? 如何通过细胞膜的 这些物质是如何通过细胞膜的?
O2 ， 能源物质 氨基酸 脂类 各种离子等
细
胞
CO2 CO2 代谢尾产物
水的跨膜转运
单纯扩散——水虽是极性分子 水虽是极性分子 单纯扩散 但分子极小，又不带电荷。 但分子极小，又不带电荷。 渗透 (osmosis) 溶液拖曳 (solvent drag) 易化扩散——水通道 (water channel) 易化扩散 水通道 水孔蛋白 (aquaporin, AQP)
Water channel
单纯扩散（ （一）单纯扩散（simple diffusion)
一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。 一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。
特点： 特点：
1、顺浓度差 2、不需要膜蛋白帮助 3、不消耗能量 4、转运脂溶性物质（非极性分子）如O2和CO2 转运脂溶性物质（非极性分子）
细胞膜结构 液态镶嵌模型 (fluid mosaic model)
以液态的脂质双分子层为基本框架， 以液态的脂质双分子层为基本框架 ， 其中镶嵌有不同生理 功能的蛋白质和少量多糖。 功能的蛋白质和少量多糖。
基架： 基架：液态的脂质双分子层 中间： 中间：镶嵌许多结构和功能 不同的蛋白质
疏水性非极性基团 长烃链） （长烃链）
2. 继发性主动转运
Secondary Active Transport
1）概念:利用原发性主动转运所造成的某种物质的势 概念: 能贮备而对其它物质进行逆浓度差跨膜转运的过程。 能贮备而对其它物质进行逆浓度差跨膜转运的过程。 如肾小管和肠黏膜处的葡萄糖和氨基酸的转运。 如肾小管和肠黏膜处的葡萄糖和氨基酸的转运。 转运体蛋白（转运体， 转运体蛋白（转运体，transporter) 2）特点 间接耗能（钠泵） 间接耗能（钠泵） 膜转运体（特殊蛋白质） 膜转运体（特殊蛋白质）
生理学课件第一节细胞膜的结构和物质转运功能
通道转运的功能特点：
①转运速率比载体快 ②无饱和现象，无竞争性抑制 ③通道有不同的功能状态
不同门控机制的离子通道
电压门控通 道
化学门控通 道
机械门控通道
通道蛋白状态：静息、激活、失活
2.载体介导的跨膜转运
载体：又称转运体，是介导小分子物质跨膜转运
的一种膜蛋白。
载体转运的特点：
①结构特异性:只转运一种或几种物质，是载 体分子上的结合位点与被转运物质上分子结
—GS、AA在小肠和肾小管继发性主动转运； —Na+-H+交换, 维持胞内pH稳定； —Na+-Ca2+交换, 维持胞内Ca2+浓度稳定； ④膜内外K+、Na+浓度差—RP、AP产生前提; ⑤生电性活动—影响RP数值；
整合蛋白(载体、通道、离子泵、转运体) 3.糖类:与脂质或蛋白结合生成糖蛋白或糖
脂成为抗原决定簇、受体可识别部分
(一)单纯扩散 Simple diffusion
A.概念：脂溶性和少数小分子水溶性物质由高→ 低浓度侧的净移动。
B.扩散的方向和速度取决于其在膜两侧的浓度差 和膜对其通透性(脂溶性,分子量,带电状况)。
第二章 细胞的基本功能 Function of cell
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 液态镶嵌模型(fluid mosaic model)
以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有 不同结构和功能的蛋白质 1.脂质双分子层:磷脂、胆固醇双嗜分子构
成基架,体温条件下具有流动性 2.蛋白质:分表面蛋白(如:RBC骨架蛋白)和
通道的分类： 化学门控通道 Chemically-gated channel 电压门控通道 Voltage-gated channel 机械门控通道 Mechanical-gated channel 非门控通道：少数通道始终是持续开发的。如
细胞膜的基本特征与功能的关系
细胞膜的基本特征与功能的关系细胞膜是细胞的外部边界，是由脂质双分子层构成的薄膜结构。
它具有许多基本特征，包括选择性通透性、结构完整性、信号传递和细胞识别等。
这些基本特征赋予细胞膜各种重要的功能，如保护细胞内部结构、维持细胞内外环境的稳定性、参与物质的运输和信息的传递等。
细胞膜的基本特征与功能之间存在密切的关系，通过深入了解细胞膜的基本特征和功能，可以更好地理解细胞的生物学特性和生理过程。
首先，细胞膜的选择性通透性是其最基本的特征之一。
细胞膜通过脂质双分子层上的蛋白通道和载体蛋白，具有对不同物质的选择性识别和传递能力。
这种选择性通透性赋予了细胞膜物质交换的功能，如营养物质的摄取和废物的排出。
此外，由于选择性通透性，细胞膜可以维持细胞内外环境的稳定性，确保细胞内部的生物化学过程能够正常进行。
细胞膜的功能正是建立在其选择性通透性特征的基础上，通过细胞膜的选择性通透性，细胞能够有效地与其外部环境进行物质的交换和信息的传递。
其次，细胞膜的结构完整性对于保护细胞内部结构和维持细胞形态至关重要。
细胞膜在细胞的形态和结构中起到了一个非常重要的作用，细胞膜的完整性保障了细胞内部各种结构和器官能够正常工作。
同时，细胞膜的完整性还能够抵御外部环境的各种侵害和压力，保护细胞不受外界的伤害。
因此，结构完整性是细胞膜的基本特征之一，也是细胞膜在维持细胞形态和结构上所扮演的重要功能之一。
此外，细胞膜还具有信号传递和细胞识别的功能。
细胞膜上存在着各种不同的受体蛋白和信号转导蛋白，它们能够接受外界环境的各种信号和物质，通过细胞膜上的信号传递网络将这些信号传递到细胞内部，并调控细胞的生理过程。
细胞膜还具有细胞识别的功能，通过表面上的不同受体蛋白和识别蛋白，使细胞得以识别并与其他细胞和外界环境进行交流和互动。
因此，信号传递和细胞识别功能是细胞膜所具有的重要功能之一，它们正是建立在细胞膜的基本特征之上的。
最后，细胞膜还参与了物质的运输和细胞内外环境的交换。
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构与功能细胞膜是细胞的重要组成部分，具有多种重要的结构和功能。
本文将详细介绍细胞膜的结构与功能，以便更好地理解这一关键的细胞组成部分。
细胞膜是位于细胞外部的一个薄膜，主要由磷脂双分子层构成。
磷脂分子是由一个疏水性的疏水磷脂头部和两个亲水性的脂肪酸尾部组成，疏水性头部朝向膜内部，亲水性尾部朝向膜表面。
这种结构使得细胞膜具有半透性，可以选择性地允许物质的通过，起到了保护细胞内部结构的作用。
除了磷脂双分子层外，细胞膜还包含许多不同的蛋白质。
这些蛋白质在细胞膜上扮演着各种重要的角色，如传递信号、运输物质、细胞识别等。
另外，一些糖脂和胆固醇也分布在细胞膜上，参与调节膜的流动性和稳定性。
细胞膜的功能非常多样化。
首先，细胞膜起到了隔离细胞内外环境的作用，维持了细胞内稳定的内部环境。
其次，细胞膜参与了物质的运输，通过细胞膜上的蛋白质通道，物质可以在细胞内外之间进行传递。
此外，细胞膜还参与了细胞的识别和信号传导，通过细胞膜上的受体蛋白，细胞可以感知外部环境的信号并做出相应的反应。
除了以上功能，细胞膜还参与了细胞的吞噬作用和细胞间的黏附。
在细胞吞噬过程中，细胞膜会形成囊泡，将外界物质吞入细胞内部。
而在细胞间的黏附中，细胞膜上的一些蛋白质可以与其他细胞表面的蛋白质结合，使细胞之间紧密连接。
总的来说，细胞膜在细胞内外环境的交互作用中发挥着至关重要的作用。
其结构的复杂性和多样性决定了其功能的多样性，使得细胞能够适应不同的生存环境并保持生命活动的正常进行。
通过深入了解细胞膜的结构与功能，我们可以更好地理解细胞内部的生物学过程，为细胞生物学和生物医学研究提供重要参考。
希望本文能够帮助读者更好地理解细胞膜这一重要的细胞组成部分。
生理学细胞膜的基本结构和功能
第一节 细胞膜的基本结构和功能 第二节 细胞的生物电现象 第三节 肌细胞的收缩功能
学习要点
• 掌握：细胞膜跨膜物质转运方式；静息电位、动 作电位、兴奋-收缩耦联的概念以及生理学意义。
• 熟悉：细胞膜物质转运的特点；动作电位的传导； 神经-肌肉接头的结构和传递过程。
• 了解：静息电位和动作电位的原理；肌肉收缩的 形式和影响因素。
第一节 细胞膜的基本结构和功能
学习要点
• 掌握几种跨膜物质转运方式的概念：易化扩散、 主动转运等，主动转运中“钠泵”的概念；几种 代表性的物质跨膜转运的方式；
• 熟悉几种跨膜物质转运方式的特点； • 了解跨膜信号转导功能。
人体结构和功能的基 本单位—细胞
第一节 细胞膜的基本结构和功能
一、细胞膜基本结构
物质在细胞膜上载体的帮助下顺浓度差进行的跨膜转运。 如葡萄糖、氨基酸的转运
以载体为中介的易化扩散特点
特点：
高度特异性
A
饱和现象
竞争性抑制
B
竞争性抑制
饱和现象
C
以通道为中介的易化扩散
离子在膜上通道蛋白的帮助下顺浓度梯度或电势梯度 进行的跨膜物质转运。
如Na+、K+、Ca2+等
以通道为中介的易化扩散特点
三、细胞膜的跨膜信号转导功能
信号分子：能在细胞间传递信息的物质。 神经递质、激素、细胞因子等等
受体（receptor)：细胞上能与信号分子特异性结合 而发挥转导信息作用的蛋白质。
受体具有特异性、饱和性和可逆性等特性。
离子通道耦联受体介导的信号转导
神经-肌肉接头处的兴奋传递
ACH通道属于化 学门控通道， 或者说配体门 控通道，只有 与ACH结合后它
生理学细胞的基本功能(一)
生理学细胞的基本功能（一）引言概述：细胞是生命的基本单位，而了解细胞的基本功能对于理解生理学至关重要。
本文将探讨生理学细胞的基本功能，包括细胞的结构、代谢、通信、增殖和分化。
通过深入了解细胞的这些基本功能，我们可以更好地理解生命的运行机制。
一、细胞的结构1. 细胞膜：细胞的外边界，控制物质的进出和细胞内外环境的平衡。
2. 细胞质：包括细胞器、细胞骨架和细胞液等组成，支持细胞的形态和运动。
3. 细胞核：细胞的控制中心，包含遗传物质DNA，指导细胞的生命活动。
二、细胞的代谢1. 能量转换：细胞通过代谢途径将化学能转化为细胞所需的能量。
2. 合成与降解：细胞利用代谢途径合成各种有机物质，并通过降解代谢废物来维持正常运作。
3. 细胞呼吸：细胞利用氧气和有机物质进行呼吸，产生ATP以供能量需求。
三、细胞的通信1. 细胞信号传导：细胞利用信号通路进行内外信息的传递和响应。
2. 细胞因子：细胞释放细胞因子来调节和调解细胞与细胞之间的相互作用。
3. 受体：细胞膜上的受体能够接收外界信号分子，触发细胞内信号传导。
四、细胞的增殖1. 有丝分裂：细胞通过有丝分裂产生两个完全相同的子细胞。
2. 减数分裂：生殖细胞通过减数分裂产生四个具有基因变异的细胞。
3. 细胞周期：细胞的生长和分裂过程按照细胞周期进行。
五、细胞的分化1. 多能细胞：多能细胞具有分化为不同类型细胞的潜能。
2. 分化：细胞通过基因的表达调控，逐渐转变为特定类型细胞。
3. 组织器官形成：细胞分化为不同类型细胞，最终形成特定的组织和器官。
总结：生理学细胞的基本功能包括细胞的结构、代谢、通信、增殖和分化。
细胞的结构决定了细胞的功能和特性，细胞的代谢保证了细胞的生命活动正常进行，细胞的通信实现了细胞之间的相互作用，细胞的增殖和分化维持了生物体的生长和发展。
通过深入了解细胞的基本功能，我们可以更好地理解生命的奥秘。
细胞膜的生理学功能
细胞膜的生理学功能细胞膜是细胞的外层界面，起到隔离、保护和交换物质等生理学功能。
它是由磷脂双层和蛋白质组成的薄膜结构。
细胞膜在维持细胞内外环境稳定、物质运输和细胞通信等方面发挥着重要的生理学作用。
本文将从这三个方面来探讨细胞膜的生理学功能。
一、维持细胞内外环境稳定细胞膜是细胞内外环境之间的隔离屏障，通过选择性通透性调节物质的进出，维持细胞内外环境的稳定。
在细胞膜的磷脂双层中存在许多蛋白质通道和载体蛋白，它们可以选择性地允许或阻止特定物质的通过。
例如，细胞膜上的离子通道能够控制离子的进出，维持细胞内外的电位差和离子平衡。
另外，细胞膜上的载体蛋白能够将特定的物质转运进入或排出细胞。
这些调节机制使得细胞能够根据需要控制细胞内外物质的浓度和组成，维持稳定的内部环境。
二、物质运输细胞膜通过不同的运输机制，调节物质的进出，实现细胞的物质代谢和生命活动。
细胞膜中的蛋白质通道、载体蛋白和泵等结构能够实现物质的主动和被动运输。
主动运输是指细胞通过耗费能量的方式，逆向地将物质从浓度低的一侧运输到浓度高的一侧。
被动运输则是利用物质浓度差驱动运输过程，不需要耗费能量。
这些运输机制使得细胞能够吸收营养物质、排泄废物和释放信号分子等，满足细胞的生理需求。
三、细胞通信细胞膜不仅仅是隔离细胞内外环境的屏障，还参与细胞之间的通信。
细胞膜上存在大量的受体蛋白和信号转导通路，它们能够感知和传递外界信号，与其他细胞进行相互作用。
例如，细胞膜上的受体蛋白可以与外界的激素、神经递质和细胞因子等结合，触发一系列的信号转导反应，最终调控细胞的生理反应和行为。
另外，细胞膜上的细胞粘附分子也能够介导细胞间的黏附和相互识别，参与组织和器官的形成与发育过程。
总结起来，细胞膜作为细胞的外部屏障，具有维持细胞内外环境稳定、物质运输和细胞通信等重要生理学功能。
它通过选择性通透性、物质运输和信号转导等机制，调控物质的进出和细胞间的相互作用。
细胞膜的生理学功能对细胞的生存和正常功能发挥起着至关重要的作用。
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构与功能细胞是构成生物体的基本单位，而细胞膜则是细胞内部和外部环境之间的界面。
细胞膜不仅起到保护和支持细胞的作用，还能调控物质的进出、维持细胞内的稳态等重要功能。
本文将探讨细胞膜的结构与功能，并解释其在细胞生理过程中的重要作用。
一、细胞膜的结构细胞膜由磷脂双层以及嵌入其中的蛋白质组成。
磷脂双层是由两层磷脂分子构成的，其疏水部分朝内，亲水部分朝外，形成了一个不透水的屏障。
磷脂双层中嵌入了各种蛋白质，这些蛋白质可以进行运输、通道、酶活性等多种功能。
细胞膜的磷脂分子中还包括部分胆固醇，胆固醇可以增加细胞膜的流动性和稳定性，同时还能调节膜内外环境的渗透性。
二、细胞膜的功能1. 细胞膜的物质交换功能细胞膜是细胞内外物质交换的关键通道。
通过细胞膜，细胞可以摄取所需的营养物质，并排出废物和代谢产物。
细胞膜中嵌入的蛋白质通道可以选择性地允许物质通过，保持细胞内外浓度的平衡。
2. 细胞膜的信号传递功能细胞膜表面存在着多种受体蛋白质，这些受体蛋白质能够与外界分子结合，传递信号到细胞内部。
例如，细胞膜上的受体和激活因子相结合后，可以触发细胞内的一系列信号传导，从而调控细胞的生理活动。
3. 细胞膜的细胞识别功能细胞膜上具有特定的糖蛋白，它们可以通过与其他细胞或分子表面的糖基团相互作用，实现细胞识别和黏附，例如白细胞在免疫过程中的作用。
4. 细胞膜的维持稳态功能细胞膜能够通过选择性渗透、主动运输等方式，调节细胞内外物质的浓度梯度，维持细胞内稳态。
细胞膜上的离子通道能够调节细胞内外离子的平衡，保持细胞内正常的电位差，为细胞的正常功能提供支持。
三、细胞膜的重要作用细胞膜在细胞生理过程中具有诸多重要作用，下面将介绍其中的几个：1. 维持细胞稳态细胞膜通过调控物质的进出，维持细胞内外环境的相对稳定。
细胞内外环境的平衡对于细胞的正常功能发挥至关重要，细胞膜作为细胞与外界环境之间的隔离层，起到了关键作用。
2. 细胞信号传导细胞膜上的受体能够感知外界的信号分子，从而触发细胞内的信号传导通路，进而调控细胞的生理活动。
生理学--细胞的基本功能
入胞示意图
第三节 细胞的电活动
人体及生物体的活细胞在安静 和活动时都存在电活动，这种电 活动称为生物电现象。
Electrocardiography Electroencephalography
Electromyography
离子通道结构研究：目前，
绝大多数离子通道的一级结构得 到了阐明，但最根本的还是要搞 清楚各种离子通道的三维结构， 在这方面，美国的二位科学家彼 得·阿格雷和罗德里克·麦金农做 出了一些开创性的工作，他们利 用X光绕射方法得到了K离子通 道的三维结构，二位因此获得 2003年诺贝尔化学奖。.
（一）单纯扩散 (simple diffusion)
1、概念:
脂溶性的小分子物质或不带电荷的 极性小分子由高浓度侧通过细胞膜向 低浓度 侧移动的过程。
2、特点：
(1)脂溶性物质；(2)顺浓度梯度
(3)不消耗能量；(4)没有膜蛋白的参与
3、通过单纯扩散跨膜转运的物质
O2、CO2、N2 H2O 乙醇、尿素、甘油
1.改变细胞外K+浓度将影响RP值 2.根据物理化学中Nernst公式 可计算K+电化学平衡电位 (Ek) 计算值与实测值 基本相符
静息电位产生机制演示
二、动作电位及其产生机制
（一）动作电位(action potential AP)的概念和特点 1、概念：细胞在静息电位的基础上接受
有效刺激后产生的一个迅速可向远处传播 的电位变化。
2、载体介导的易化扩散
经载体易化扩散
经载体易化扩散
与底葡物萄结糖、合氨-构基酸想等变转化运进-与入底红细物胞分离
经载体易化扩散
是指水溶性小分子物质经载体介 导顺浓度梯度和（或）电位梯度进 行的被动跨膜转运。
天津医科大学生理学 第二章
（三）动作电位的传导: 细胞膜某一部位受到刺激后产生的动作 电位，会沿细胞膜迅速传导出去，直到整个细 胞膜都产生一次动作电位为止。
刺激
动作电位传导的机制：局部电流学说
——动作电位产生时，局部膜电位变成内正外 负,因而会与邻近膜形成局部电流 ——局部电流可使邻近膜去极化达阈电位，进 而产生动作电位 ——动作电位沿膜依次产生不断向前传导。
三、 动作电位及其产生原理 概念：可兴奋细胞受到有效刺激，在静息电位 基础上，产生的瞬时、可逆的跨膜电位波动， 称为动作电位（action potential）。 产生原理： 通透性 刺激 驱动力
（一）动作电位的组成成分：神经纤维
去极相—— -70 ~ +30mV 峰电位(1ms) 复极相——+30 ~ 接近静息电位 动作电位的主要组成；神经冲动 后电位(after-potential):锋电位之后膜电位出现的 低幅缓慢的波动。 去极化后电位 超极化后电位
复极化：Na+通道关闭，膜对K+通透性↑且膜电位处
于峰值，对K+驱动力很强，外向离子流
后电位：K+蓄积阻碍K+外流；K+外流，Na+泵
总结
1.去极化相： 膜内外Na+不均匀分布（外高内低） 膜突然对Na+通透增大（Na+通道开放） Na+内流达近Na+平衡电位（Na+通道失活） 2.复极化相： Na+通道失活， K+通道开放， K+外流
有髓神经纤维： 传导兴奋呈跳跃式，因动作电位只能在 朗飞结处产生。跳跃式传导速度快，如较粗 的有髓神经纤维传导速度可达每秒100m左 右，而纤细的无髓纤维仅每秒1m左右。
特 性 “全”或“无”特性 ① 产生：阈下刺激不引起动作电位，动作电 位一旦产生即达最大，不随刺激强度改变。 ②传播：不衰减，幅度和波形不变。
生物学中的细胞膜的结构与功能
生物学中的细胞膜的结构与功能细胞膜作为细胞的外壳，是一种复杂的结构。
在细胞生物学中，细胞膜的结构和功能一直是研究的重点之一。
细胞膜不仅是分隔细胞内外环境的屏障，还承担着许多重要的生物学功能，例如细胞凋亡、信号转导、细胞运输等。
本文将从细胞膜的分子组成、形态结构、功能等多个角度进行探讨。
一、细胞膜的分子组成细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量碳水化合物组成。
脂质分子是细胞膜的主要成分，占据了细胞膜质量的50%~80%。
脂质分子主要包括磷脂、胆固醇和糖脂。
磷脂是细胞膜最常见的脂质分子，它们由一个疏水的脂肪酸和一个亲水的磷酸基团组成。
磷脂分子在细胞膜中会自组装形成双层膜结构。
胆固醇是一种甾体化合物，它可以插在磷脂双层中，调节细胞膜的流动性和防止脂质过多紧密排列。
糖脂是一种位于细胞膜表面的脂质分子，它们包括糖基团和脂肪酸基团。
除了脂质分子，细胞膜还包含着许多蛋白质分子，这些蛋白质分子为细胞膜的功能发挥提供了丰富的多样性。
蛋白质分子有多种类型，有一类是植物血凝素（lectins）类型的，这些蛋白质分子能够识别和结合不同的糖类分子。
还有一类是跨膜蛋白质（transmembrane proteins），这些蛋白质分子穿过细胞膜并在细胞内外发挥着不同的功能。
还有一类是双层膜相关的蛋白质（membrane-associated proteins），这些蛋白质分子附着在细胞膜的表面，承担着各种细胞功能。
二、细胞膜的形态结构细胞膜的形态结构主要包括细胞膜的双层膜结构、细胞膜面积的大小、细胞膜的流动性等。
细胞膜的双层膜结构是通过磷脂分子的有机化学键将磷脂双层紧密连接在一起。
双层膜结构为细胞膜的物理特性提供了基础，它可以防止小分子物质的自由扩散。
在双层膜结构基础上，细胞膜也存在着许多具有特殊形态结构的区域，例如细胞膜上的凸起区域（microvilli）和微凹区域（caveolae）。
这些区域在细胞的特定功能上起着至关重要的作用。
《细胞生理学》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 )
组成：脂质、蛋白质、糖类（图） 1．脂质双分子层：细胞膜的基本骨架 含：磷脂、胆固醇、鞘脂。 磷脂 磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇
2．蛋白质：多为球形蛋白质 表面蛋白质（外周蛋白质） 整合蛋白质（镶嵌蛋白质） 功能：① 物质转运功能 ② 受体功能 （图） ③ 识别功能 ④ 连接功能 ⑤ 催化功能 3 ．糖类：糖蛋白或糖脂是细胞的特异性 “标志”
失活（关闭） 备用（静息） b．通过 “闸门”进行调控 c．有选择性 ③转运结果：电化学势能平衡
分类： 化学门控通道：N-Ach受体 电压门控通道：Na+通道 机械门控通道：内耳毛细胞 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
作业：
1. 细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例
说明之。
2．比较单纯扩散和易化扩散的异同点?
3．Na+-K形成细胞外高Na+、细胞内高K+ a ． 离子势能贮备是生物电产生的基 础；促进某些物质的逆浓度差的跨膜转 运。如GS b． 细胞内高K+是某些生化反应必需 c. 防止细胞水肿 3．分类
原发性主动转运 继发性主动转运：（图） 各种跨膜转运机制的特征
（三）出胞和入胞 大分子物质进出细胞的方式 1．出胞：各种分泌活动、神经递质的释放 2．入胞：受体介导式入胞（图）
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
（一）单纯扩散 1．定义 扩散： 单纯扩散：脂溶性小分子物质由高浓度 向低浓度跨膜移动的过程。 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
生理学导论细胞结构与功能
生理学导论细胞结构与功能细胞是生物体的基本单位，也是生命的基础。
研究细胞结构与功能对于理解生物基本运作机制和各种生理过程具有重要意义。
本文将从细胞膜、细胞核以及细胞质等方面介绍细胞的结构和功能。
首先，细胞膜是细胞的外壳，起到保护和维持细胞内部环境稳定的作用。
细胞膜由脂质双层组成，其中包含多种蛋白质和糖类。
细胞膜的主要功能是控制物质的进出，并与外界环境进行物质交换。
细胞膜上有许多蛋白质通道和受体，可以与外界物质结合并进行信息传递。
此外，细胞膜还具有选择性渗透性，可以选择性地让一些物质通过而阻止其他物质通过。
细胞核是细胞中最重要的器官之一，控制着细胞内的生物活动。
细胞核包含着细胞的遗传物质—DNA，以及许多与DNA相关的蛋白质。
细胞核内还有核仁，主要参与蛋白质合成。
细胞核的主要功能是存储和传递遗传信息，并通过DNA的复制和转录过程来控制蛋白质的合成。
细胞核内的DNA可以通过核孔与细胞质中的其他细胞结构相互作用，从而实现细胞内各种生理功能的调控。
细胞质是细胞核和细胞膜之间的区域，包含了各种细胞器和细胞液。
细胞质中最重要的细胞器之一是内质网，它是由一系列膜袋和管道组成的网络系统，位于细胞内质中。
内质网主要参与蛋白质的合成和折叠，并通过高度特异性的目的蛋白质分子传递机制将它们送达到细胞膜或细胞器。
内质网还与细胞质中的其他结构相互作用，参与细胞的运输和分泌过程。
除了内质网外，细胞质中还有许多其他细胞器，如高尔基体、溶酶体和线粒体等。
高尔基体是由一系列平行堆叠的膜包裹囊泡组成的结构，主要参与物质运输和分泌。
溶酶体是细胞内的消化器官，通过吞噬和分解细胞内的废弃物和外来物质。
线粒体是细胞中的能量工厂，通过细胞呼吸过程产生能量供细胞使用。
细胞质中还含有细胞液，主要由水和各种溶解物质组成。
细胞液中含有多种离子、氨基酸、葡萄糖等物质，为细胞提供所需的营养和能量。
细胞液还起到维持细胞内水分平衡和溶解物质平衡的作用。
总之，细胞的结构和功能是极其复杂和多样的。
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以载体为中介的易化扩散特点
特点：
高度特异性
A
饱和现象
竞争性抑制
B
竞争性抑制
饱和现象
C
以通道为中介的易化扩散
离子在膜上通道蛋白的帮助下顺浓度梯度或电势梯度 进行的跨膜物质转运。
如Na+、K+、Ca2+等
以通道为中介的易化扩散特点
• 细胞膜化学成分： 脂类 蛋白质 糖类
液态镶嵌模型（fluid mosaic model）：
以液态的脂质双分子层为基本支架,其中镶嵌着不同分子结构 和不同功能的球形蛋白质。
细胞膜分子结构图
糖链结合在蛋白质 以及脂类分子上， 称为糖脂和糖蛋白。
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
（一）单纯扩散（simple diffusion)
•ATP酶
具有ATP酶的活性，每分解1 分子ATP，可泵出3个钠和泵入 2个钾。
钠-钾泵的生理学意义
• 维持细胞内高K+（是许多代谢反应进行的必需条 件）；
• 防止细胞内Na+过多(防止由胞内高渗引起的细胞肿 胀）；
• 形成势能储备（即细胞内外Na+、K+的浓度差，有利 于K+、Na+的易化扩散，是细胞兴奋性的基础）；
吞饮
出胞(exocytosis)
细胞内的大分子物质借助“细胞膜的运动”排出 细胞的过程。
如内分泌细胞分泌激素，外分泌腺分泌酶，神经 轴突末梢释放神经递质
小结
• 小分子物质转运
被动扩散：单纯扩散 易化扩散：经载体、通道
主动转运：原发/继发性主动转运
• 大分子物质转运
入胞：吞噬、吞饮 出胞
复习思考题
三、细胞膜的跨膜信号转导功能
信号分子：能在细胞间传递信息的物质。 神经递质、激素、细胞因子等等
受体（receptor)：细胞上能与信号分子特异性结合 而发挥转导信息作用的蛋白质。
受体具有特异性、饱和性和可逆性等特性。
离子通道耦联受体介导的信号转导
神经-肌肉接头处的兴奋传递
ACH通道属于化 学门控通道， 或者说配体门 控通道，只有 与ACH结合后它
•转运物质：大分子物质或团块 •能量来自线粒体氧化产生ATP
入胞(endocytosis)
入胞是指某些大分子物质或团块借助与细胞膜形成 吞噬泡或吞饮泡进入细胞的过程。
吞噬：固态物质进入细胞。 如巨噬细胞吞噬衰老、死亡 的细胞、细菌
吞饮: 液相入胞：细胞外液以
及溶质连续不断进入 细胞内； 受体介导入胞
第一节 细胞膜的基本结构和功能
学习要点
• 掌握几种跨膜物质转运方式的概念：易化扩散、 主动转运等，主动转运中“钠泵”的概念；几种 代表性的物质跨膜转运的方式；
• 熟悉几种跨膜物质转运方式的特点； • 了解跨膜信号转导功能。
人体结构和功能的基 本单位—细胞
第一节 细胞膜的基本结构和功能
一、细胞膜基本结构
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和功能 第二节 细胞的生物电现象 第三节 肌细胞的收缩功能
学习要点
• 掌握：细胞膜跨膜物质转运方式；静息电位、动 作电位、兴奋-收缩耦联的概念以及生理学意义。
• 熟悉：细胞膜物质转运的特点；动作电位的传导； 神经-肌肉接头的结构和传递过程。
• 了解：静息电位和动作电位的原理；肌肉收缩的 形式和影响因素。
门控性： 化学门控通道 机械门控通道 电压门控通道
选择性
神经轴突
ACH 通道
Na+
肌细胞膜
ACH配体门控通道
被动扩散
顺电-化学梯度 不需要消耗能量(ATP)
单纯扩散、易化扩散
（三）主动转运（active transport）
细胞通过消耗自身的能量，将某种物质的分子或 离子由膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的过程。
原发性主动转运：直接消耗ATP 继发性主动转运：间接消耗ATP
原发性主动转运（primary active transport）
离子或分子在细胞膜上“泵蛋白”的帮助下逆浓 度差跨膜物质转运方式，能量由ATP直接供给。
钠-钾泵
12倍钠 30倍钾
钠-钾泵
？细胞内高钾，细胞外高钠
•Na+-K+依赖式
活动依赖于细胞内高钠与细 胞外高钾
才开放。
G-蛋白含耦氮联类受激素体为介第导一信的使信，号cA转MP导为第二信使。
含氮激素作用机制
激素
受体 G AC
细胞膜
Mg2+
cAMP ATP
酶耦联受体介导的信号转导
如：胰岛素作用于靶细胞
酶耦联受体包括酪氨酸激酶受体、酪氨酸磷酸 酶受体、鸟甘酸环化酶受体等。酶耦联受体既有与 信号分子结合的位点，起受体的作用，又具有酶的 催化作用。
脂溶性的小分子物质由高浓度一侧向低浓度一侧进行的 跨膜转运。 如O2, CO2等
（二）易化扩散（facilitated diffusion)
非脂溶性物质或脂溶性很小的物质顺浓度差或电位差，并借 助于细胞膜上的载体或通道蛋白进行的跨膜转运。
以载体为中介的易化扩散 以通道为中介的易化扩散
以载体为中介的易化扩散
1、细胞膜物质转运有几种方式，各自特点是什么？ 2、关于Na+跨细胞膜转运的方式，下列哪项描述正确？
A.单纯扩散为主要方式 B.以易化扩散为次要方式 C.以主动转运为唯一方式 D.有易化扩散和主动转运两种方式 3、葡萄糖或氨基酸逆浓度梯度跨细胞膜转运的方式是： A.单纯扩散 B.经载体易化扩散 C.经通道易化扩散 D.原发性主动转运 E.继发性主动转运
• 势能储备是进行继发性主动转运的基础。
原发性主动转运
钙泵
继发性主动转运（secondary active transport)
细胞运用ATP间接供能的逆浓度差或电位差进行跨膜 转运的方式，也称联合转运。
转运体
如：葡萄糖在 小肠上皮细胞 的吸收，在肾 小管上皮细胞 处的重吸收。
（四）出胞与入胞