生理学--细胞膜的基本结构和功能
1.2.1 细胞膜的结构和功能
红细胞不仅在动物体内起着非常重要的生理作用，还作为生物科学某些领域
研究的好材料, 且课本涉及的地方有多处。因此，有关红细胞知识点常成为高考 命题的切入点。现将有关的考点归纳总结如下： 1.人的成熟红细胞的特殊性： ① 成熟的红细胞中无细胞核，无线粒体、内质网等细胞器结构 ② 成熟的红细胞高度分化，不再分裂 ③ 红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散 ④ 葡萄糖在成熟的红细胞中通过糖酵解获得能量，即只进行产乳酸的无氧呼吸 ⑤ 可用于渗透吸水、失水实验 ⑥ 用丙酮提取磷脂分子铺展于空气-水界面，可知磷脂分子在膜上呈双层 2.可用于制备细胞膜：哺乳动物成熟红细胞的特点：无众多的细胞器和细胞核 3.无丝分裂：蛙的红细胞，有细胞核 4.DNA粗提取：鸡的红细胞：较大细胞核，各种细胞器（线粒体多） 5.基因突变：镰状细胞贫血——基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体性状 6.缺铁性贫血：血红蛋白减少，导致运输氧气不足，出现乳酸中毒
– 组成膜的磷脂分子（如侧向移动）和大部分蛋白质分子可以 运动
– 膜的流动性对于膜执行功能非常重要
糖蛋白
蛋白质
胆固醇 磷脂分子
磷脂双 分子层
糖被是指细胞膜外表面的糖类分子，与细胞表面识别和细胞间信息传递密切相关
癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少使得癌细胞易于在体内分散和转移
糖蛋白
糖脂
蛋白质
胆固醇 磷脂分子
膜蛋白可以镶、嵌入、贯穿脂双层
荧光漂白恢复技术可用来研究膜蛋白或膜脂流动性
细胞膜的成分和结构
证据
功能越复杂的细胞 膜，蛋白质种类与 数量越多；细胞膜 具有一定的流动性
主张
细胞的表面张力推测细胞膜上蛋白质。→冰冻蚀刻技术观察细胞 质膜断裂面表示蛋白质镶嵌在质膜中。 →荧光标记技术相关实验 证据表明细胞膜具有流动性。→各种各样的蛋白质分子嵌入或者 贯穿脂双层，还可以运动。→细胞膜具有一定的流动性。
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。
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》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）
02生理学-细胞
跳跃式传导
局部电流发生在相邻的郎飞氏结之间 传导速度快
第三节 肌细胞的收缩功能
一、神经—肌接头处的兴奋传递
（一）神经—肌接头处的结构
囊泡内含乙酰胆碱（ACh） 电压依从式钙通道 2、接头间隙： 细胞外液，50-60nm 3、接头后膜（终板膜）：
1、接头前膜（轴突末梢膜）：
皱褶
N2型ACh受体阳离子通道 胆碱酯酶
（三）动作电位的特征
1.“全或无”现象（all or none） 2.不衰减性传导 3.脉冲式
（四）动作电位的传导
在一般可兴奋细胞和无髓神经纤维：
—
局部电流
在有髓神经纤维：
—
跳跃式传导
局部电流
静息部位膜内 负外正，兴奋 部位膜极性反 转，兴奋区与 未兴奋区之间 存在电位差， 形成局部电流， 使邻近未兴奋 膜去极化达阈 电位而产生动 作电位。
概念 : 水溶性或脂溶性很小的小分子物质或离子，借助细胞 膜上特殊蛋白质的帮助，从细胞膜的高浓度一侧向低 浓度一侧转运的过程。
特点 : ⑴ 转运非脂溶性或脂溶性很小的物质 ⑵ 不耗能，顺浓度差转运，属被动转运 ⑶ 需要膜蛋白的帮助 分类 : ⑴ 载体转运 转运对象：葡萄糖（Glu） 氨基酸（AA） 特点：特异性 饱和性现象 竞争性抑制
eg.氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等 脂溶性小分子 水、乙醇、尿素、甘油等分子量小的极性分子
影响因素：⑴ 细胞膜两侧浓度差（正比） ⑵ 细胞膜对该物质的通透性（正比）
一、细胞膜的物质转运功能
常见的物质跨膜物质转运形式：
单纯扩散 易化扩散
主动转运
入胞和出胞
（二）易化扩散
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。
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➢ 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
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。
第九版生理学考研题库答案
第九版生理学考研题库答案生理学是一门研究生物体功能和生命现象的科学，它在医学教育中占有非常重要的地位。
考研题库答案的整理，可以帮助同学们更好地复习和掌握生理学的知识点。
以下是一些生理学考研题库的典型题目及其答案：1. 题目：请简述细胞膜的基本结构及其功能。
答案：细胞膜主要由磷脂双分子层构成，其中嵌入有蛋白质分子。
细胞膜的功能包括：保护细胞内部结构，控制物质进出细胞，传递细胞内外的信号，以及参与细胞间的相互作用。
2. 题目：什么是神经递质？请举例说明。
答案：神经递质是一类在神经细胞间传递信号的化学物质。
例如，乙酰胆碱、多巴胺、5-羟色胺等都是常见的神经递质，它们在神经系统中发挥着调节情绪、认知和运动等功能。
3. 题目：简述呼吸链的组成及其在能量代谢中的作用。
答案：呼吸链是一系列位于线粒体内膜上的电子传递蛋白复合体。
在能量代谢中，呼吸链通过电子传递和质子泵的作用，建立起质子梯度，进而驱动ATP合成酶产生ATP，为细胞提供能量。
4. 题目：解释什么是激素反馈调节机制。
答案：激素反馈调节机制是生物体内维持激素水平稳定的一种调节方式。
当某种激素水平过高时，会抑制其分泌，而当激素水平过低时，会促进其分泌，从而保持激素水平在一定的范围内。
5. 题目：请描述肾脏的滤过和重吸收过程。
答案：肾脏的滤过过程主要发生在肾小球，血液通过肾小球时，小分子物质如水、电解质和代谢废物通过滤过膜进入肾小囊形成原尿。
原尿在经过肾小管时，大部分有用物质如水、电解质和葡萄糖等被重吸收回血液，而废物则被排出体外形成尿液。
6. 题目：解释什么是细胞周期，并简述其各个阶段。
答案：细胞周期是细胞从一次分裂到下一次分裂的整个过程。
它包括G1期（细胞生长）、S期（DNA复制）、G2期（准备分裂）和M期（细胞分裂）。
7. 题目：什么是免疫应答？请简述其过程。
答案：免疫应答是机体对抗原物质的识别、处理和清除的过程。
它包括先天免疫和适应性免疫两个阶段。
生理学--细胞的基本功能
一条肽链，10个跨膜螺旋，N、C端及活性位点
都位于胞内。
转运机制：胞内[Ca2+]↑→ Ca2+-钙调蛋白
（calmodulin,CaM）复合物+ C端/钙泵，并激活
钙泵→转运Ca2+出细胞（或进入肌质网）。
分解1分子ATP，转出1个Ca2+.
钙泵转运的意义：
维持细胞内原有低钙水平，防止钙超载（指 胞质内[Ca2+]长时间、不可逆升高）→维持细胞 正常的兴奋/收缩能力。
（二）继发性主动转运 ----secondary active transport， SAT；联合转运，cotransport）
概念：指利用原发性主动转运建立的膜电-化学势 能完成的物质逆浓度梯度跨膜转运。 例：小肠腔、肾小管腔内Glucose和AA的转运，
甲状腺细胞的聚碘。
1.Na+-葡萄糖同向转运体（Na+-glucose symporter） 以小肠上皮细胞为例：
② 膜内、外正常[Na+]差→维持胞内渗透压和细胞容 积正常稳定。
③ 膜内、外正常[Na+]差→维持Na+-H+交换的动力→ 维持胞内pH的正常稳定。
④ 对Na+、K+的不对等转运（、、、）→膜外正电 荷↑（生电作用）。
2. 钙泵（calcium pump）
——Ca2+-ATP酶(Ca2+-ATPase)
（chemically-gated ion channel）
——快速的跨膜信号转导方式.
通道与受体并存, 例： N2型乙酰胆碱受体(肌细胞) A型-氨基丁酸（GABAA）受体 甘氨酸受体 促离子型谷氨酸受体等（神经元胞体）
《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
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吞饮
出胞(exocytosis) 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
30倍钾 倍钾
•ATP酶 ATP酶
具有ATP酶的活性，每分解1 具有ATP酶的活性，每分解1 分子ATP，可泵出3 分子ATP，可泵出3个钠和泵入 2个钾。
钠-钾泵
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 维持细胞内高K 件）； • 防止细胞内Na+过多(防止由胞内高渗引起的细胞肿 防止细胞内Na 过多( 胀）； • 形成势能储备（即细胞内外Na+、K+的浓度差，有利 形成势能储备（即细胞内外Na 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。
细胞膜分子结构图
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
（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。
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、 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。 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， 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。 有酶的催化作用。
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。 度差跨膜物质转运方式，能量由ATP直接供给。
钠-钾泵
？细胞内高钾，细胞外高钠 •Na+-K+依赖式
12倍钠 12倍钠
活动依赖于细胞内高钠与细 胞外高钾
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？ 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 受体（receptor)：细胞上能与信号分子特异性结合 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
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
通道
Na+
神经轴突
ACH
选择性
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） （三）主动转运（active transport）
神经神经-肌肉接头处的兴奋传递
ACH通道属于化 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 ACH结合后它 才开放。
G-蛋白耦联受体介导的信号转导
含氮激素作用机制
激素
受体 G AC
Mg2+
细胞膜
cAMP
ATP
含氮类激素为第一信使，cAMP为第二信使。 为第二信使。 含氮类激素为第一信使，cAMP为第二信使
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 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
第二章 细胞的基本功能
第一节 第二节 第三节
细胞膜的基本结构和功能 细胞的生物电现象 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 掌握：细胞膜跨膜物质转运方式； 作电位、兴奋-收缩耦联的概念以及生理学意义。 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。
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
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 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 饱和现象 竞争性抑制
B A
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。
细胞通过消耗自身的能量，将某种物质的分子或 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。 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 原发性主动转运：直接消耗ATP 继发性主动转运：间接消耗ATP 继发性主动转运：间接消耗ATP
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— 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 • 细胞膜化学成分： 脂类 蛋白质 糖类
液态镶嵌模型（fluid 液态镶嵌模型（fluid mosaic model）： model）：
以液态的脂质双分子层为基本支架, 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。
糖链结合在蛋白质 以及脂类分子上， 称为糖脂和糖蛋白。
•转运物质：大分子物质或团块 •能量来自线粒体氧化产生ATP 能量来自线粒体氧化产生ATP
入胞(endocytosis) 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: 吞饮: 液相入胞：细胞外液以 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