动物生理学第二章细胞的基本功能ppt课件
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动物生理学- 第二章 PPT课件
（3）红细胞的破坏
2.2.2 白细胞生理（自学） (white blood cell / leukocyte) （1） 白细胞的数量及分类
（2） 白细胞的生理特性与功能 A.白细胞的生理特性
a. 血细胞渗出(diapedesis) b. 趋化性(chemotaxis)
2.2.2 白细胞生理
（2） 白细胞的生理功能 A. 中性粒细胞 B. 嗜碱性粒细胞
（4）渗透脆性(osmotic fragility)
2.2.1 红细胞生理
4）红细胞的悬浮稳定性
（1）红细胞的悬浮稳定性 (suspension stability)
（2）红细胞沉降率 (erythrocyte sedimentation rate ESR) （3）叠连(rouleaux formation )
① 除Ca2+和磷脂外，其余凝血因子均为蛋 白质
② 除F III（组织因子）外，其他凝血因子 均存在于新鲜血浆中，F Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ 在肝脏 合成，需维生素K参与。
③ 凝血因子以无活性酶原形式存在血液中， 经其他酶水解后暴露或形成活性中心，才 有活性，这一过程称凝血因子的激活。激 活后，在该因子右下角标上“a”
2）血浆的稳定性
（2）血浆的酸碱平衡 5）血浆的pH值: 7.35~7.45 ( 7.4 ) pH值的恒定：血浆的缓冲对作用， 肺、肾的调节 血浆缓冲对主要有 NaHCO3/H2CO3、 三对 蛋白质钠盐/蛋白质、 Na2HPO4/NaH2PO4 其中第一对最重要。
2.2 血细胞及其功能
动物生理学
第二章 血液生理
相 关 概 念
1. 血液(blood) 2. 体液(body fluid) 细胞内液(intracellular fluid) 细胞外液(extracellular fluid)
2.2.2 白细胞生理（自学） (white blood cell / leukocyte) （1） 白细胞的数量及分类
（2） 白细胞的生理特性与功能 A.白细胞的生理特性
a. 血细胞渗出(diapedesis) b. 趋化性(chemotaxis)
2.2.2 白细胞生理
（2） 白细胞的生理功能 A. 中性粒细胞 B. 嗜碱性粒细胞
（4）渗透脆性(osmotic fragility)
2.2.1 红细胞生理
4）红细胞的悬浮稳定性
（1）红细胞的悬浮稳定性 (suspension stability)
（2）红细胞沉降率 (erythrocyte sedimentation rate ESR) （3）叠连(rouleaux formation )
① 除Ca2+和磷脂外，其余凝血因子均为蛋 白质
② 除F III（组织因子）外，其他凝血因子 均存在于新鲜血浆中，F Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ 在肝脏 合成，需维生素K参与。
③ 凝血因子以无活性酶原形式存在血液中， 经其他酶水解后暴露或形成活性中心，才 有活性，这一过程称凝血因子的激活。激 活后，在该因子右下角标上“a”
2）血浆的稳定性
（2）血浆的酸碱平衡 5）血浆的pH值: 7.35~7.45 ( 7.4 ) pH值的恒定：血浆的缓冲对作用， 肺、肾的调节 血浆缓冲对主要有 NaHCO3/H2CO3、 三对 蛋白质钠盐/蛋白质、 Na2HPO4/NaH2PO4 其中第一对最重要。
2.2 血细胞及其功能
动物生理学
第二章 血液生理
相 关 概 念
1. 血液(blood) 2. 体液(body fluid) 细胞内液(intracellular fluid) 细胞外液(extracellular fluid)
动物生理学 第二版 第二章 细胞的基本功能 PPT课件
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
出胞作用（exocytosis）
指细胞把大分子物质或团块由细胞内 向细胞外排出的过程。 例如，腺细胞分泌某些酶和粘液，内 分泌腺分泌激素以及神经末稍释放递质等 都属于出胞作用
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
• 一、跨膜信号转导的概念
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能 （三）主动转运（active transport） 2. 继发性主动转运 继发性主动转运的特点： ①逆浓度差； ②依靠转运体蛋白“帮助”； ③能量来自Na+的势能差。 体内主要的继发性主动转运过程： ◆小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞等对葡萄糖、氨 基酸等营养物质的吸收 ◆甲状腺细胞的聚碘过程 ◆神经末梢处被释放的递质分子( 如单胺类和肽类 递质) 的再摄取过程
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
（二）易化扩散（facilitated diffusion） 易化扩散：一些非脂溶性或脂溶性小的物质，在膜上一些特殊蛋 白质的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
（二）易化扩散（facilitated diffusion）
• 通道运输：能使离子通过其水相孔道越膜进行扩散的蛋白质称为离子 通道（ion channel ）。目前发现在细胞膜上转运Na+、K+、Ca2+、 Cl-等离子的通道有几十种。以离子通道（ion channel）为中介的易 化扩散称通道运输；一些离子如Na+、K+、Ca2+等的顺浓度差转运就属 于通道运输
生理学-第二章-细胞的基本功能-PPT
分子由低浓度处移向高浓度处需另行功能， 正如滑雪者可由高坡自动下滑，而上坡却需要 由人体费力一样。
主动转运是人体内最重要的物质转运方式
最常见的主动转运方式——Na+-K+
泵
Na+-K+泵又称Na+-K+ 依赖式ATP酶， 简称钠泵。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
如：常见细胞膜的Na+ 通道、K+ 通道
(2)化学门控通道：受膜两侧某种化学物质控制开闭的通 道。
如：骨骼肌细胞终板膜上的N2-乙酰胆碱受体阳离子 通道。 (3)机械门控通道：受某种机械刺激控制开闭的通道。如 骨骼肌细胞。
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
维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠泵的生理意义：
1、钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢过程 的必须条件；
2、钠泵将Na+排出细胞将减少水分子进入细胞 内，对维持细胞的正常体积有一定意义；
3、钠泵活动最重要的在于它能逆浓度差和电 位差进行转运，因而建立起一种势能贮备。
(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
以通道为中介的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质:各种带电离子
门控通道的类型：一般根据控制闸门开闭的因素，可分为： (1)电压门控通道：受膜两侧的电位差控制开闭的通道。
主动转运是人体内最重要的物质转运方式
最常见的主动转运方式——Na+-K+
泵
Na+-K+泵又称Na+-K+ 依赖式ATP酶， 简称钠泵。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
如：常见细胞膜的Na+ 通道、K+ 通道
(2)化学门控通道：受膜两侧某种化学物质控制开闭的通 道。
如：骨骼肌细胞终板膜上的N2-乙酰胆碱受体阳离子 通道。 (3)机械门控通道：受某种机械刺激控制开闭的通道。如 骨骼肌细胞。
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
维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠泵的生理意义：
1、钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢过程 的必须条件；
2、钠泵将Na+排出细胞将减少水分子进入细胞 内，对维持细胞的正常体积有一定意义；
3、钠泵活动最重要的在于它能逆浓度差和电 位差进行转运，因而建立起一种势能贮备。
(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
以通道为中介的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质:各种带电离子
门控通道的类型：一般根据控制闸门开闭的因素，可分为： (1)电压门控通道：受膜两侧的电位差控制开闭的通道。
第二章细胞的基本功能[1] 动物生理学概论 教学课件
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过程
①受体与配体形成复合物→②复合物横 向运动形成有被小窝（coated pit)并聚 合→③小窝与细胞断裂形成吞噬泡→④ 吞噬泡与初级溶酶体结合形成次级溶酶 体→⑤次级溶酶体内的酶使配体与受体 分离→⑥配体释放→⑦受体与膜结合形 成细胞膜的一部分，进行新一轮的循环。
第二节细胞的跨膜的信号转导
Na+-K +泵(sodium-postassium pump)
除了Na+-K + -ATP酶外，还有Ca2+Mg2+-ATP酶，H +-K + -ATP酶等。 H +-K + -ATP酶分布在胃粘膜壁细胞表面，与 胃酸分泌有关； Ca2+-Mg2+-ATP酶主要 分布在骨骼肌，心肌细胞内部的肌质网 上，与肌肉收缩有关。
这些离子的运转直接由ATP提供能量的 过程称为原发性主动转运。
②继发性主动转运(secondary active transport)或联 合（协同）转运（co-transport)
Na+-K + -ATP酶活动所贮藏的势能，用来完成其它物 质逆着浓度梯度的跨膜转运
例如：肠上皮细胞从肠腔液中吸收葡萄糖，氨基酸的 方式为Na+依赖式转运体蛋白形式，这种运载蛋白必 须与Na+和被转运的分子同时结合后，才能顺着Na+ 浓度的方向将它们逆着浓度梯度由肠腔转运到细胞内， 另外膜上的Na+-K + -ATP酶不断将Na+转运到细胞间 隙，而细胞内始终保持低Na+状态，这样才能使它们 的主动转运得以实现。
离子通道介导的跨膜信号转导
⑴电压门控通道(voltage gated channel)
在神经和肌肉细胞表面膜中，存在有Na+， K + ，Ca2+等通道。控制这类通道开关的 因子是通道所在膜侧的跨膜电位的改变。 在这些通道的分子结构中存在着一些对 跨膜电位改变的敏感的结构（亚单位）， 通过其构型的改变诱发通道的开﹑闭和 离子跨膜流动的变化，把信号传到细胞 内部。
动物生理学之细胞的基本功能
种亚基构成异三聚体。其中，亚基可与GTP或GDP结合，并具有GTPase
活性。
➢G蛋白分为：Gs、Gi、Gq、G12四大家族
➢有两种构象：非活化型、活化型
第二章 细胞的基本功能
32
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
1994年医学和生理学诺贝尔奖获得者——
发现G蛋白及其在细胞信号转导中的作用
艾尔弗雷德.吉尔默
19
第一节 细胞膜的物质转运功能
• 4、入胞和出胞——大分子物质或团块
• （1）入胞或内吞
细胞外大分子物质或团块（如细菌、病毒或大分子蛋白质等）与细胞膜
形成吞噬泡或吞饮泡被整批转入细胞的过程。
吞噬：进入的是固体物质
吞饮：进入的是液体物质
第二章 细胞的基本功能
20
第一节 细胞膜的物质转运功能
①Ｇ蛋白耦联受体
又称蛇型受体，是由单一的多肽链或均一的亚基组成，其肽链可分为细胞外、
跨膜和细胞内三个功能结构域
第二章 细胞的基本功能
30
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
G蛋白耦联受体的分子结构——七次跨膜受体
第二章 细胞的基本功能
31
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
②G蛋白
➢G蛋白即鸟苷酸结合蛋白，是位于细胞膜胞液面的外周蛋白，由、和三
有少量糖脂或糖蛋白；
脂质双分子层具有稳定性和流动性，使细胞
在承受张力和外形改变时不致于破裂，容易自
动融合和修复；
膜具有选择通透，水溶性物质不能自由通透
第二章 细胞的基本功能
6
第一节 细胞膜的物质转运功能
图 细胞膜分子结构
第二章 细胞的基本功能
7
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能
活性。
➢G蛋白分为：Gs、Gi、Gq、G12四大家族
➢有两种构象：非活化型、活化型
第二章 细胞的基本功能
32
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
1994年医学和生理学诺贝尔奖获得者——
发现G蛋白及其在细胞信号转导中的作用
艾尔弗雷德.吉尔默
19
第一节 细胞膜的物质转运功能
• 4、入胞和出胞——大分子物质或团块
• （1）入胞或内吞
细胞外大分子物质或团块（如细菌、病毒或大分子蛋白质等）与细胞膜
形成吞噬泡或吞饮泡被整批转入细胞的过程。
吞噬：进入的是固体物质
吞饮：进入的是液体物质
第二章 细胞的基本功能
20
第一节 细胞膜的物质转运功能
①Ｇ蛋白耦联受体
又称蛇型受体，是由单一的多肽链或均一的亚基组成，其肽链可分为细胞外、
跨膜和细胞内三个功能结构域
第二章 细胞的基本功能
30
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
G蛋白耦联受体的分子结构——七次跨膜受体
第二章 细胞的基本功能
31
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
②G蛋白
➢G蛋白即鸟苷酸结合蛋白，是位于细胞膜胞液面的外周蛋白，由、和三
有少量糖脂或糖蛋白；
脂质双分子层具有稳定性和流动性，使细胞
在承受张力和外形改变时不致于破裂，容易自
动融合和修复；
膜具有选择通透，水溶性物质不能自由通透
第二章 细胞的基本功能
6
第一节 细胞膜的物质转运功能
图 细胞膜分子结构
第二章 细胞的基本功能
7
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能
动物医学-动物生理学《细胞的基本功能》课件
4. 动作电位的特征
（1）不衰减传导;
（2）“全或无”现象. “无”：刺激小于阈值，不能产生动作电位； “全”：刺激达到或＞阈值 静息电位（绝对值）
阈电位爆发动作电位.
动作电位一旦产生,其不再随阈上刺激而改变，也不随传播距离的增 加而减小，这种在同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离 而改变的特性，称为动作电位的全或无特性。
（2）时间－强度曲线
能引起反应的刺激一般要具备3个条件：一 定的强度，一定的持续时间，一定的持续时间 和一定的强度-时间变化率。
在一定范围内，引起组织兴奋所需的最小刺 激与改刺激的作用时间呈反比关系，即所用的 刺激强度较大时，引起组织兴奋的作用时间越 短。
把刺激强度和相对应的作用时间描绘在坐标 线上，可得到一条近似双曲线的曲线，称强度 -时间曲线。能反应组织细胞的兴奋性。
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 第二节 细胞的跨膜信号转导功能 第三节 细胞的生物电现象 第四节 肌细胞的收缩功能
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
一、细胞膜的结构特征
组成：
蛋白质、脂类
为主，糖类只
脂பைடு நூலகம்
占一小部分。
质
结构：
双
分
液态镶嵌模型 （Singer Nicholson , 1972年）: 是以液态
6. 动作电位的传导
无髓神经纤维：局部电流 有髓神经纤维：跳跃式传导， 局部电流在郎飞氏结间产生
在两段髓鞘之间是无髓鞘的 部分，称为郎飞氏结
三、 局部兴奋
概念： 阈下刺激引起的
低于阈电位的去极 化（即局部电位）， 称局部反应或局部
兴奋。
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。
动物生理学--细胞 ppt课件
G-蛋白—由αβγ三个亚基组成，其中 α具催化作用，当它被激活时与GTP
形成复合物，而β-γ与α分离形成新的复合物，两种复合物分别对膜中的 效应器酶起作用。
G蛋白效应器—能催化形成第二信使的酶和离子通道
第二信使—细胞外信号分子作用于细胞膜产生的细胞内信号分子，可调
节各种蛋白激酶和离子通道。
ppt课件 35
脂质双分子层：细胞膜的基本骨架、屏障作用
保持细胞内容物的相对稳定
细胞膜蛋白质：膜通道蛋白，载体蛋白，酶
细胞内外物质、能量、信息交换。
细胞膜糖类：糖蛋白，糖脂
作为膜蛋白受体识别部分 参与免疫反应
ppt课件 5
三、细胞膜的跨膜物质转运
被动转运
单纯扩散 易化扩散 主动转运 原发性主动转运 继发性主动转运
（四）继发性主动转运
（secondary active transport)
1.定义：是指某些物质逆浓度梯 度的主动转 运过程，所需能量间接来自ATP的分解，也 称联合转运。 2. 类型 同向转运（cotransport）溶质与Na+向同一 方向转运 反向转运=交换（体） （antiport）溶质与 Na+向相反方向的转运
1.定义：细胞通过本身的某种耗
能过程，将物质的分子或离子从膜
的低浓度一侧向高浓度一侧移动的
过程
2.特征
逆电化学梯度
耗能
ppt课件 16
3.主动转运和被动转运的区别
转运的方向
转运的能量
转运的后果
ppt课件
17
4. Na+-K+泵
ppt课件
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4. Na+-K+泵
家畜生理学教学课件细胞的基本功能
4.入胞（endocytosis）和出胞（ ex（oc1y）to入si胞s)：指细胞外某些大分子物质或团块（例如
侵入动物体内的细菌、病毒或大分子蛋白质等）被整批转 入细胞的过程。 （图） 如进入的物质是固体物质，便称为吞噬（phagocytosis） 如进入的是液体物质，则称为吞饮（pinocytosis）
③糖类：寡糖链和多糖链，与膜上脂质或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白。图
单糖排列顺序存在特异性，可作为它们所结合蛋白质的特异性“标志”。
（三）细胞膜的特性
1.细胞膜的流动性
细胞膜的流动性是指膜脂和膜蛋白处于不断运动的状态。膜 的流动性一般只允许脂质分子在同一单层内做横向扩散运动或 沿自身长轴做旋转运动。膜蛋白的运动以横向扩散和旋转运动 为主，但往往局限于某一特定的区域。
其中镶嵌着具有不同分子结构和不同生理功能的蛋白质。
（二）细胞膜的化学组成
①脂质双分子层：磷脂双分子层
磷脂：70%，长杆状，亲水端由磷酸和碱基组成，疏水性端由脂肪酸烃链组成。 胆固醇：30%
②蛋白质：球形蛋白，包括周围蛋白和结合蛋白。（图）
运输蛋白：载体、通道和离子泵等。 受体：辨认和接受特异的化学性刺激或与信号有关的蛋白质。 配体 + 受体 细胞特异的生理生化反应 特异性抗原：细胞标志作用，如组织相容性抗原，供免疫系统或免疫物质辨认。 肌动蛋白：参与细胞膜运动。
的化学信号以及其他性质的刺激信号通过细 胞膜表面的特殊结构传入胞内并引起细胞产 生相应的生物学效应的过程。
即：外界信号 膜蛋白变构 胞内信号
细胞功能改变
二、跨膜信息传递的主要方式
（一）通过膜受体-通道蛋白质完成的跨膜信息传递
（二）由膜受体、G蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜 信息传递系统
生理细胞的基本功能ppt课件
-
0+
A-K+ A-K+ -
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A-
A- K+ A- K+
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A-K+ A-K+
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Ek0
+
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K+
A-
K+
A-K+
A-
K+
平近静 衡于息 电钾膜 位离电
子位 的接
;
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钾离子的平衡电位可以用Nernst公式计算：
封锁 复活
激活 失活
激活 失活
;
49
〔一〕绝对不应期
absolute refractory period
组织细胞在接受刺激而兴奋后的一个 较短时期内，它无论再遭到一个多么强大 的刺激，都不能再次产生兴奋，即兴奋性 为零。
钠通道失活
;
50
〔二〕相对不应期
relative refractory period 在绝对不应期后的一段时间内，组织 可接受大于阈值的刺激而发生兴奋，即兴 奋性低于正常。
;
29
细胞内记录
刺激器
- 0+
插入细胞
0 mV
-90 mV
给予刺激
;
去极相 超射overshoot 复极相 锋电位
spike potential 后电位
afterpotential 负后电位 〔去极化后电 位〕 正后电位 30
动物生理学第二章-细胞的基本功能-PPT文档资料
特点： ①顺浓度梯度转运； ②高度的结构特异性； ③饱和现象； ④竞争性抑制。
通道介导的易化扩散：
电压门控离子通道 化学（配体）门控离子通道 机械门控离子通道
典型的哺乳动物细胞内外离子浓度的比较 单位：mmol/L
（二）主动转运
细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物质分 子或离子逆着电-化学梯度进行转运。
二、细胞膜的物质转运功能
（一）被动转运
物质顺电势梯度或浓度梯度（即电-化学梯度） 进行的跨膜转运过程。 单纯扩散 易化扩散
1、单纯扩散 疏水性小分子及极性分子能迅速地经扩散通过脂
双层膜，是单纯的物理过程的跨膜物质转运方式
其特点： ①疏水性或脂溶性； ②小分子； ③高到低； ④不耗能； ⑤不需载体。
➢ 化学门控离子通道
二、 G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导
1957年 美国药理和 生理学家
EW Sutherland(1915-1974) 1971 Nobel Prize in Physiology
or Medicine
肾上腺素
肝细胞 膜碎片
完整 肝细胞
肝细胞的 细胞质
糖原 分解
耐热小分子物质
第二信使 second messenger
5、靶蛋白
离子通道 蛋白激酶
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 酪氨酸蛋白激酶
受体-G蛋白-AC信号通路、 受体-G蛋白-PLC信号通路 、
受体-G蛋白-离子通道信号通路
（二）G蛋白偶联受体介导的信号通路
1、受体-G蛋白-AC信号通路
2、受体-G蛋白-PLC信号通路
许多配体与G蛋白偶联受体结合后可激活另一种G蛋白Gq，Gq 可激活细胞膜上的磷脂酶C(PLC)，PLC再将膜脂质中的二磷酸磷脂 酰肌醇(PIP2)迅速水解为三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)。
通道介导的易化扩散：
电压门控离子通道 化学（配体）门控离子通道 机械门控离子通道
典型的哺乳动物细胞内外离子浓度的比较 单位：mmol/L
（二）主动转运
细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物质分 子或离子逆着电-化学梯度进行转运。
二、细胞膜的物质转运功能
（一）被动转运
物质顺电势梯度或浓度梯度（即电-化学梯度） 进行的跨膜转运过程。 单纯扩散 易化扩散
1、单纯扩散 疏水性小分子及极性分子能迅速地经扩散通过脂
双层膜，是单纯的物理过程的跨膜物质转运方式
其特点： ①疏水性或脂溶性； ②小分子； ③高到低； ④不耗能； ⑤不需载体。
➢ 化学门控离子通道
二、 G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导
1957年 美国药理和 生理学家
EW Sutherland(1915-1974) 1971 Nobel Prize in Physiology
or Medicine
肾上腺素
肝细胞 膜碎片
完整 肝细胞
肝细胞的 细胞质
糖原 分解
耐热小分子物质
第二信使 second messenger
5、靶蛋白
离子通道 蛋白激酶
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 酪氨酸蛋白激酶
受体-G蛋白-AC信号通路、 受体-G蛋白-PLC信号通路 、
受体-G蛋白-离子通道信号通路
（二）G蛋白偶联受体介导的信号通路
1、受体-G蛋白-AC信号通路
2、受体-G蛋白-PLC信号通路
许多配体与G蛋白偶联受体结合后可激活另一种G蛋白Gq，Gq 可激活细胞膜上的磷脂酶C(PLC)，PLC再将膜脂质中的二磷酸磷脂 酰肌醇(PIP2)迅速水解为三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)。
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（二）主动转运
细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物质分 子或离子逆着电-化学梯度进行转运。
特点： ①小分子； ②低到高； ③耗能； ④需载体。
根据主动转运过程中是直接消耗ATP还是间接消 耗ATP，主动转运又可分为原发性主动转运和继发 性主动转运两种类型。
1、原发性主动转运
由贯穿在脂质双分子层当中的离子泵蛋白介 导、由ATP直接供能的逆电-化学梯度进行的跨 膜物质转运方式。
（一）G蛋白偶联受体信号通路的组成
G蛋白偶联受体 鸟苷酸结合蛋白（G蛋白） G蛋白效应器 第二信使 蛋白激酶、离子通道
4、 第二信使
细胞外信号分子作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子， 如 cAMP、cGMP、IP3、DG、NO、Ca2+，作用是将细胞外信号分 子作用于细胞膜的信息传递给细胞内的靶蛋白。
5、靶蛋白
离子通道 蛋白激酶
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 酪氨酸蛋白激酶
受体-G蛋白-AC信号通路、 受体-G蛋白-PLC信号通路 、
受体-G蛋白-离子通道信号通路
（二）G蛋白偶联受体介导的信号通路
1、受体-G蛋白-AC信号通路
2、受体-G蛋白-PLC信号通路
许多配体与G蛋白偶联受体结合后可激活另一种G蛋白Gq，Gq 可激活细胞膜上的磷脂酶C(PLC)，PLC再将膜脂质中的二磷酸磷脂 酰肌醇(PIP2)迅速水解为三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)。
二、细胞膜的物质转运功能
（一）被动转运
物质顺电势梯度或浓度梯度（即电-化学梯度） 进行的跨膜转运过程。 单纯扩散 易化扩散
2、易化扩散
稍大些的极性分子和小的带电离子通过细胞膜 需要借助膜蛋白的帮助，扩散速率显著增大，这 种扩散方式称为….
特点：
①亲水性或非脂溶性； ②小分子； ③高到低； ④不耗能； ⑤需膜蛋白。
三、酶偶联受体介导的跨膜信号转导
细胞膜中有一类受体本身具有激酶、磷酸酶或环化酶的活性或 具有募集胞质酶蛋白的能力，不需要G蛋白和第二信使的参与，受体 单独可以完成跨膜信号传递，引起以级联磷酸化反应为主的信号转 导，最终调节基因表达和细胞反应。这一类受体称为酶偶联受体。
受体酪氨酸激酶 receptor tyrosine kinase，RTK 结合酪氨酸激酶的受体 receptor-associated tyrosine kinase 受体鸟苷酸环化酶 receptor guanylyl cyclase 受体丝氨酸/苏氨酸激酶 receptor serine/threonine kinase, RSTK 受体酪氨酸磷酸酶 receptor tyrosine phosphatase, RTPase
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的结构特征和物质转运功能
细胞膜的功能
屏障功能 物质转运功能 信号转导功能
一、细胞膜的结构特征
在电子显微镜下分为三层，由脂质、蛋白质和糖类 等物质组成，以蛋白质和脂质为主，糖类只占极少量。
流体镶嵌模型(fluid mosaic model) ：细胞膜以流动性 的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和 不同生理功能的蛋白质，脂质和蛋白质分子通过非共价键 相互作用结合在一起。脂质分子排列成5nm厚的连续双层， 作为不透水层阻挡大多数水溶性分子通过，镶嵌在脂质双 层中的跨膜蛋白质分子执行膜的其他功能。
钠泵作用示意图
钙泵，也称Ca2+-ATP酶，广泛分布于细胞膜、肌质网膜 或内质网膜。细胞膜钙泵每分解1分子ATP可将1个Ca2+ 由细胞内转运到细胞外。当细胞内Ca2+浓度升高时，与 钙调蛋白(calmodulin, CaM)生成Ca2+-CaM复合物。该 复合物能与钙泵C端某一位点结合，激活钙泵，加速Ca2+ 外排。
环磷酸腺苷 cAMP cyclic adenosine monophosphate
20世纪80年代 美国科学家
1994 Nobel Prize in Physiology or MedicineLeabharlann 20世纪60年代 美国生化学家
EH Fischer
EG Krebs
1992 Nobel Prize in Physiology or Medicine
通道转运与钠-钾泵转运模式图
2、继发性主动转运
某种物质逆电-化学梯度进行转运，但所消耗 能量不是直接来源于ATP分解，而是由原发性 主动转运建立的膜电-化学势能提供，这种转运 方式就称之为….
小肠黏膜上皮细胞和肾小管上皮细胞对葡萄 糖和氨基酸的吸收、Na+-H+交换、Na+-Ca2+ 交换、Na+-K+-2Cl-同向转运都是以继发性主 动转运的方式完成的。
载体介导的易化扩散：水溶性小分子如葡萄糖、氨 基酸、核苷酸等在载体蛋白的帮助下顺电-化学梯 度进行的被动跨膜转运。
特点： ①顺浓度梯度转运； ②高度的结构特异性； ③饱和现象； ④竞争性抑制。
通道介导的易化扩散：
电压门控离子通道 化学（配体）门控离子通道 机械门控离子通道
典型的哺乳动物细胞内外离子浓度的比较 单位：mmol/L
受体酪氨酸激酶
主要介导与生长发育有关的细胞因子和一部分肽类激素的生 理作用
结合酪氨酸激酶的受体
受体鸟苷酸环化酶 受体丝氨酸/苏氨酸激酶(RSTK) 受体酪氨酸磷酸酶
思考题
细胞膜物质转运的几种方式的概念、特征及其 机制。
细胞膜跨膜信息转导的几种主要形式。
化学门控离子通道
二、 G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导
1957年 美国药理和 生理学家
EW Sutherland(1915-1974) 1971 Nobel Prize in Physiology
or Medicine
肾上腺素
肝细胞 膜碎片
完整 肝细胞
肝细胞的 细胞质
糖原 分解
耐热小分子物质
第二信使 second messenger
同向协同转运
反向协同转运
（三）出胞和入胞
1、出胞
胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细 胞外的过程。主要见于细胞的分泌活动以及神经 细胞轴突末梢的递质释放活动。
2、入胞
大分子物质或物质团块（如细菌、细胞碎片 等）借助于细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进 入细胞的过程。
第二节 细胞的跨膜信号转导
细胞的跨膜信号转导
不同形式的外界信号作用于细胞表面，通过引起膜结构 中特殊蛋白质分子的变构作用，将外界环境信息以新的信号 形式传向膜内，引起靶细胞产生相应的生物学效应的过程。
离子通道受体介导的跨膜信号转导 G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导 酶偶联受体介导的跨膜信号转导
一、离子通道受体介导的跨膜信号转导