生理学细胞膜基本结构和功能
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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。
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
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为导第二信使。
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) 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
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
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？
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。
（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 体以或载体通为道中介蛋的白易化进扩行散 的跨膜转运。
以通道为中介的易化扩散
以载体为中介的易化扩散
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
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
•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。
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
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
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）；
• 势能储备是进行继发性主动转运的基础。
原发性主动转运
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
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
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
•转运物质：大分子物质或团块 •能量来自线粒体氧化产生ATP
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
wk.baidu.com
（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 度原一发侧性主向动高转浓运：度直一接消侧耗转AT运P 的过程。
继发性主动转运：间接消耗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
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。
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。
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
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为导第二信使。
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) 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
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
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？
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。
（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 体以或载体通为道中介蛋的白易化进扩行散 的跨膜转运。
以通道为中介的易化扩散
以载体为中介的易化扩散
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
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
•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。
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
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
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）；
• 势能储备是进行继发性主动转运的基础。
原发性主动转运
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
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
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
•转运物质：大分子物质或团块 •能量来自线粒体氧化产生ATP
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
wk.baidu.com
（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 度原一发侧性主向动高转浓运：度直一接消侧耗转AT运P 的过程。
继发性主动转运：间接消耗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
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。