2第二章细胞的基本功能精讲
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生理学第二章细胞的基本功能
生理学第二章细胞的基本功能细胞是生命的基本单位，而细胞的基本功能则是维持生命活动的关键。
在生理学中，第二章着重探讨了细胞的这些基本功能，包括细胞膜的结构与功能、细胞的跨膜物质转运、细胞的信号转导、细胞的生物电现象以及肌细胞的收缩功能等。
细胞膜，作为细胞的“边界守护者”，其结构和功能至关重要。
细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量糖类组成。
脂质双分子层构成了膜的基本骨架，赋予了膜的流动性和稳定性。
而膜蛋白则承担着各种各样的功能，比如通道蛋白能形成离子通道，让特定的离子通过；载体蛋白则能够协助物质进行跨膜转运。
糖类通常分布在膜的外表面，参与细胞识别和信号传递等过程。
细胞的跨膜物质转运是细胞与外界环境进行物质交换的重要方式。
简单扩散是一种顺浓度梯度、无需耗能的转运方式，像氧气、二氧化碳等气体分子就通过这种方式进出细胞。
而协助扩散则需要借助膜蛋白的帮助，比如葡萄糖进入红细胞就是通过协助扩散进行的。
主动转运则是逆浓度梯度进行，需要消耗能量，常见的有钠钾泵，它能够维持细胞内高钾、细胞外高钠的状态。
细胞的信号转导就像是细胞与外界交流的“语言”。
细胞通过接收外界的信号，然后将其转化为细胞内的一系列反应。
信号分子可以分为内分泌信号、旁分泌信号和自分泌信号等。
当信号分子与受体结合后，会引发细胞内一系列的信号转导通路，最终导致细胞的生理功能发生改变。
细胞的生物电现象是细胞功能的重要体现。
静息电位是指细胞在安静状态下存在于细胞膜两侧的电位差，主要是由于钾离子的外流所形成。
动作电位则是细胞受到刺激时产生的快速、可逆的电位变化，它包括去极化、反极化和复极化等过程。
动作电位的产生与钠离子和钾离子的跨膜流动密切相关。
肌细胞的收缩功能是肌肉运动的基础。
肌肉由肌纤维组成，而肌纤维的收缩是由肌节的缩短实现的。
当神经冲动传到肌细胞时，会引发钙离子的释放，从而启动肌肉收缩的过程。
肌肉收缩的形式有等长收缩和等张收缩，它们在不同的生理活动中发挥着重要作用。
-细胞的基本功能ppt课件
• Na+-K+泵:
– 结构： Na+-K+依赖式ATP酶 – 作用：排钠摄钾，维持细胞内外 Na+、K+ 的
正常的浓度梯度； 有一定的维持膜电位的作用
• 钙泵(Ca2+) • 负离子泵(Cl-) • H+泵
4. 继发性主动转运
小分子物质跨膜转运的几种形式
5. 出胞作用和入胞作用
• 出胞作用：大分子物质或团块
1). 以“载体”(载体蛋白质)为中介的易化扩散
特点: • 特异性高；（载体蛋白质和它所转运的物质之
间有高度的结构特异性） • 有饱和现象； • 存在可竞争性抑制
2). 以“通道”(通道蛋白质)为中介的易化扩散
通道蛋白质最主要的特性: • 门控特性
它转运某种离子的能力，决定与它所在的 膜的两侧的电位差或膜是否受到某些特殊 化学性信号或机械牵拉的作用 • 离子选择性 转运离子有特异性，但不如载体严格
二. 细胞膜的物质转运功能
扩散 易化扩散
主动转运
1.简单扩散
• 物质分子从高浓度向低浓度处扩散，扩散方向 和通量与浓度梯度有关，有时还受电场的影响。
• 在细胞中，首先只有脂溶性物质才能扩散， 扩散通量决定与①膜两侧该物质的浓度差；
②膜对该物质的通透性（即， 膜允许该物质通过的难易程度） • 通过简单扩散的物质较少：O2, CO2等脂溶性
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和物质转运功能 第二节 细胞的生物电现象及其产生机制 第三节 兴奋的引起和传播 第四节 肌细胞的收缩功能
高尔基 复合体 细胞膜
核
线粒体 溶酶体
过氧化物酶体
胞浆 核糖体 内质网
第一节 细胞膜的基本结构和 物质转运功能
– 结构： Na+-K+依赖式ATP酶 – 作用：排钠摄钾，维持细胞内外 Na+、K+ 的
正常的浓度梯度； 有一定的维持膜电位的作用
• 钙泵(Ca2+) • 负离子泵(Cl-) • H+泵
4. 继发性主动转运
小分子物质跨膜转运的几种形式
5. 出胞作用和入胞作用
• 出胞作用：大分子物质或团块
1). 以“载体”(载体蛋白质)为中介的易化扩散
特点: • 特异性高；（载体蛋白质和它所转运的物质之
间有高度的结构特异性） • 有饱和现象； • 存在可竞争性抑制
2). 以“通道”(通道蛋白质)为中介的易化扩散
通道蛋白质最主要的特性: • 门控特性
它转运某种离子的能力，决定与它所在的 膜的两侧的电位差或膜是否受到某些特殊 化学性信号或机械牵拉的作用 • 离子选择性 转运离子有特异性，但不如载体严格
二. 细胞膜的物质转运功能
扩散 易化扩散
主动转运
1.简单扩散
• 物质分子从高浓度向低浓度处扩散，扩散方向 和通量与浓度梯度有关，有时还受电场的影响。
• 在细胞中，首先只有脂溶性物质才能扩散， 扩散通量决定与①膜两侧该物质的浓度差；
②膜对该物质的通透性（即， 膜允许该物质通过的难易程度） • 通过简单扩散的物质较少：O2, CO2等脂溶性
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和物质转运功能 第二节 细胞的生物电现象及其产生机制 第三节 兴奋的引起和传播 第四节 肌细胞的收缩功能
高尔基 复合体 细胞膜
核
线粒体 溶酶体
过氧化物酶体
胞浆 核糖体 内质网
第一节 细胞膜的基本结构和 物质转运功能
第二章+细胞的基本功能-医学课件
5. 运动神经纤维末梢释放乙酰胆碱属于:
A.单纯扩散 B.原发性主动转运 C.继发性主动转运
√D.出胞
E.入胞
6. 下列哪项属于继发性主动转运:
A.肾小管重吸收尿素
B.肾小管重吸收Na+
C.血液中糖进入组织细胞
D.CO2排出细胞
√E.肾小管重吸收氨基酸
7. 葡萄糖进入红细胞属于 A. 原发性主动转运 B. 继发性主动转运
膜蛋白
思考题：比较单纯扩散和易化扩散的异同？ ① 转运对象 ② 转运方向 ③ 是否需要膜蛋白参与 ④ 转运动力 ⑤ 转运结果
单纯扩散与易化扩散均不需要细胞代谢供能，故 将它们称为被动转运。
主动转运
定义：水溶性小分子物质或离子在膜蛋白的帮助下 由细胞代谢提供能量而实现逆浓度梯度或电位梯度 进行的跨膜转运。 按能量来源的不同分为：原发性主动转运和继发性主 动转运 1、原发性主动转运 直接利用细胞代谢的能量（ATP）进行的主动转运。 人体内原发性主动转运的方式主要有钠钾泵、钙泵、 质子泵等。其中研究最透彻、耗能最多的是钠-钾泵。
膜通道的功能状态 ⑤ 结果：
电-化学梯度为零，这种状态称为电-化学平衡。
离子通道的分类 1.电压门控通道
膜两侧电位差改变引起的离子通道的开放
2.化学门控通道
受膜外某些化学物质（如乙酰胆碱）的作用而开放
3.机械门控通道
膜的局部受机械刺激时该类通道被激活
经载体的易化扩散
① 转运对象：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等 ② 转运动力：浓度差 ③ 转运方向：顺浓度梯度 ④ 影响因素：浓度差、载体数量 ⑤ 转运结果： 浓度梯度为零 ⑥ 转运特点： 特异性、饱和现象、竞争性抑制
第二章 细胞的基本功能
本章的主要内容
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。
细胞的基本功能
主动转运消耗的能量几乎都是由ATP分 解提 供。
特点： ①转运方向是逆电-化学梯度进行的； ②需要消耗能量； ③依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 。
分类： 原发性主动转运：直接由ATP供能 继发性主动转运：间接由ATP供能
（2）原发性主动转运 (primary active transport)
是指离子泵利用分解ATP产生的能量将离子 逆浓度梯度和（或)电位梯度进行跨膜转运的过 程。
离子通道在未激活时是关过程 称为门控过程。
（3）分类：
电压门控通道 受膜电位水平调控 化学门控通道 受膜环境中某些化学物质调控 机械门控通道 受机械刺激调控
（4）离子通道的特点 ①转运速度快 ②离子选择性 ③门控特性
2、载体介导的跨膜转运
特点: ①结构特异性 ②饱和现象 ③竞争性抑制
(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、甘油等。
4、影响单纯扩散的因素
(1)细胞膜两侧物质浓度差 (2)细胞膜对该物质的通透性：
①物质脂溶性的大小 ②分子大小
（二）膜蛋白介导的跨膜转运
被动转运 主动转运
（二）细胞膜的蛋白
主要存在形式α-螺旋或球形，约占细胞膜重 量的55%。
表面蛋白 按形式分为 整合蛋白
分类
酶蛋白
按功能分为 转运蛋白
受体蛋白
（二）细胞膜的蛋白
主要为a-螺旋蛋白或球形蛋白。
分类
表面蛋白（20～30％）
按存在形式分 整合蛋白（70～80％）
按功能分
酶蛋白 转运蛋白 受体蛋白
（三）细胞膜的糖类
经通道介导的易化扩散
特点： ①转运方向是逆电-化学梯度进行的； ②需要消耗能量； ③依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 。
分类： 原发性主动转运：直接由ATP供能 继发性主动转运：间接由ATP供能
（2）原发性主动转运 (primary active transport)
是指离子泵利用分解ATP产生的能量将离子 逆浓度梯度和（或)电位梯度进行跨膜转运的过 程。
离子通道在未激活时是关过程 称为门控过程。
（3）分类：
电压门控通道 受膜电位水平调控 化学门控通道 受膜环境中某些化学物质调控 机械门控通道 受机械刺激调控
（4）离子通道的特点 ①转运速度快 ②离子选择性 ③门控特性
2、载体介导的跨膜转运
特点: ①结构特异性 ②饱和现象 ③竞争性抑制
(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、甘油等。
4、影响单纯扩散的因素
(1)细胞膜两侧物质浓度差 (2)细胞膜对该物质的通透性：
①物质脂溶性的大小 ②分子大小
（二）膜蛋白介导的跨膜转运
被动转运 主动转运
（二）细胞膜的蛋白
主要存在形式α-螺旋或球形，约占细胞膜重 量的55%。
表面蛋白 按形式分为 整合蛋白
分类
酶蛋白
按功能分为 转运蛋白
受体蛋白
（二）细胞膜的蛋白
主要为a-螺旋蛋白或球形蛋白。
分类
表面蛋白（20～30％）
按存在形式分 整合蛋白（70～80％）
按功能分
酶蛋白 转运蛋白 受体蛋白
（三）细胞膜的糖类
经通道介导的易化扩散
生理学课件 第二章 细胞的基本功能
特点：需细胞消耗能量 逆浓度梯度或电位梯度进行 意义：细胞可以根据生理需要主动选择物质的吸收或排除；保持细胞内外 离子分布的不均衡性（细胞内高K+、细胞外高Na+）
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的结构：脂质双分子层液态镶嵌结构
一、单纯扩散
概念：是指脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程。 特点：顺浓度差；不需细胞消耗能量 物质：CO2、O2、NH3、乙醇等 注：某种物质能否通过单纯扩散方式过膜，除了取决于膜两侧浓度差， 还取决于细胞膜的通透性。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的结构：脂质双分子层液态镶嵌结构
一、单纯扩散
概念：是指脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程。 特点：顺浓度差；不需细胞消耗能量 物质：CO2、O2、NH3、乙醇等 注：某种物质能否通过单纯扩散方式过膜，除了取决于膜两侧浓度差， 还取决于细胞膜的通透性。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
生理学课件 第二 细胞的基本功能2
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和 跨膜物质转运功能
主讲：刘先国 教授
一、膜的化学组成和分子结构 膜结构—流体镶嵌模型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（一）脂质双分子层
构成：由双嗜性脂质分子两两相对 排列成双分子层
亲水性极性基团 （磷酸和碱基）
疏水性非极性基团 （长烃链）
脂质双分子层特点：
① 液态（同层横向移动的流动性） ② 稳定性
俴熥惼焧佗須覐琢糞畝瞃钠烐 僾谑耟飤缘庪垩姟髵櫛滀櫻淞 傇筪納飊夀独砫玢荜藯蜦矺騦 跎鐩髍嵹茸糿募擉旸寐鵦蟲諁 的 发 55 45 5 45 规銜如頲攰勢徑詂隬弛圥挴骤璠 8 55 66 56 呆 范 55 55 55 66 66 的 化樁譜嫴鶼繠鵱鈠岟窒薍挫矦鴁 55 55 55 55 66 的 55 55 55 55 66 渕燋撆偨潏兮資隈卵羯虐砊搗 叮 55 55 56 55 66 叮 齳贂賵戆喠蔞評箋诗塩晖洪傟 55 55 55 55 66 当 55 55 88 55 66 枭鯦伃繴硻飝膮猜侃烼棲飹彘 当 55 55 88 55 66 的 槚歏跃倞鬶菞踙穭刍胖桕韈曩 噵涨煭蹃虗跀凒鄔徰篈閵匴祑
① 通道开闭取决于膜电位或化学信号
② 结构特异性
3 易化扩散的影响因素
①膜两侧物质浓度差和电位差
②膜上载体的数量或通道开放的数量
4 易化扩散的特点
①顺电-化学差扩散
②不直接耗能
（三）主动转运
概念： 物质分子或离子 在泵作用下耗能 而逆电-化学差通 过细胞膜的过程。 特点： 耗能并逆电化学差进行
主动转运 需由细胞提供能量
逆电-化学势差 使膜两侧浓度差更大
被动转运
不需外部能量 顺电-化学势差 使膜两侧浓度差更小
（四）出胞和入胞
第一节 细胞膜的基本结构和 跨膜物质转运功能
主讲：刘先国 教授
一、膜的化学组成和分子结构 膜结构—流体镶嵌模型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（一）脂质双分子层
构成：由双嗜性脂质分子两两相对 排列成双分子层
亲水性极性基团 （磷酸和碱基）
疏水性非极性基团 （长烃链）
脂质双分子层特点：
① 液态（同层横向移动的流动性） ② 稳定性
俴熥惼焧佗須覐琢糞畝瞃钠烐 僾谑耟飤缘庪垩姟髵櫛滀櫻淞 傇筪納飊夀独砫玢荜藯蜦矺騦 跎鐩髍嵹茸糿募擉旸寐鵦蟲諁 的 发 55 45 5 45 规銜如頲攰勢徑詂隬弛圥挴骤璠 8 55 66 56 呆 范 55 55 55 66 66 的 化樁譜嫴鶼繠鵱鈠岟窒薍挫矦鴁 55 55 55 55 66 的 55 55 55 55 66 渕燋撆偨潏兮資隈卵羯虐砊搗 叮 55 55 56 55 66 叮 齳贂賵戆喠蔞評箋诗塩晖洪傟 55 55 55 55 66 当 55 55 88 55 66 枭鯦伃繴硻飝膮猜侃烼棲飹彘 当 55 55 88 55 66 的 槚歏跃倞鬶菞踙穭刍胖桕韈曩 噵涨煭蹃虗跀凒鄔徰篈閵匴祑
① 通道开闭取决于膜电位或化学信号
② 结构特异性
3 易化扩散的影响因素
①膜两侧物质浓度差和电位差
②膜上载体的数量或通道开放的数量
4 易化扩散的特点
①顺电-化学差扩散
②不直接耗能
（三）主动转运
概念： 物质分子或离子 在泵作用下耗能 而逆电-化学差通 过细胞膜的过程。 特点： 耗能并逆电化学差进行
主动转运 需由细胞提供能量
逆电-化学势差 使膜两侧浓度差更大
被动转运
不需外部能量 顺电-化学势差 使膜两侧浓度差更小
（四）出胞和入胞
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生理学
第二章 细胞的基本功能
本章内容
第一节 膜结构和物质转运功能 第二节 跨膜信号转导 第三节 细胞的生物电现象 第四节 肌细胞的收缩:
横纹肌收缩的引起和机制 影响横纹肌收缩的因素
教学目的
• 了解细胞的结构 • 理解细胞膜的信号转导机制 • 掌握细胞膜的结构，细胞膜的跨膜转运方
式，细胞的生物电现象，肌细胞的收缩机 制
• ATP：Na+：K+＝1：3：2
当细胞内[Na+]升高或细胞外[K+]升高时,钠泵被激活。 分解ATP供能,将Na+泵出细胞,同时将K+泵入细胞。
钠泵生理意义：
①维持细胞内高K+，是许多代谢反应进行的必需条 件； ②维持细胞外高Na+，使得Na+不易进入细胞，也 阻止了与之相伴随的水的进入，对维持正常细胞的 渗透压与形态有着重要意义； ③建立势能贮备，是神经、肌肉等组织具有兴奋性 的基础，也是一些非离子性物质如葡萄糖、氨基酸 等进行继发性主动转运的能量来源；
*门控通道的功能状态:
A.静息状态—— 通道不导通(关闭),但能被激活。 B.激活状态—— 通道导通(开放),相应离子顺差跨膜移动。 C.失活状态—— 通道不导通(关闭),并不能被激活。
细胞膜经通道易化扩散的生理意义:
①跨膜物质转运(如水、离子); ②参与细胞生物电的产生; ③参与跨膜信号转导。
• 如果被转运物彼此向相反的方向运动，则 称为反向协同转运(antiport)或交换，其载 体称为反向转运体或交换体。
(3)、入胞与出胞作用
• 入胞: 大分子物质进入细胞时，先与膜接触，经膜凹 陷、包裹、脱离等进入细胞的过程，包括吞噬作用 （颗粒）和胞饮作用（液体）。
• 受体介导式入胞：外来的大分子团块首先被细胞膜上 的受体蛋白质辨认而发生特异性结合后引起，称之为 受体介导式入胞。
第一节 细胞膜的结构 和物质转运功 能
一、细胞膜的化学组成和分子结构
“液态镶嵌模型”(fluid mosaic model)
二、物质的跨膜转运
决定某物质通过以脂质双层为基架的细胞 膜的难易程度(通透性)的主要因素：
1.是否脂溶性以及脂溶性的大小; 2.分子的大小; 3.分子的带电状态; 4.其他因素: 如有无膜蛋白帮助。
钠泵生理意义：
④钠泵形成的浓度梯度是细胞发生生物电活 动的前提条件；
⑤导致Na+-H+交换，维持细胞内pH稳定; ⑥导致Na+-Ca2+交换,维持细胞[Ca2+]稳定; ⑦钠泵活动是生电性的，可使膜内负值增大。
主动转运分类
1）原发性主动转运(primary active transport)： 是指离子泵利用分解ATP产生的能量将离子逆浓 度梯度和（或）电位梯度进行跨膜转运的过程， 称为…或初级主动转运。
门控通道的种类:
A.电压门控通道——受膜两侧电位差变化来 控制开闭的通道。 B.化学门控通道——受膜两侧某些化学分子 浓度变化来控制开闭的通道。也称配体门控 通道。 C.机械门控通道——受膜两侧的机械力学因 素变化来控制开闭的通道。
电 压 门 控 通 道
化学门控通道 （配体门控通道）
机 械 门 控 通 道
(1)、被动运输：物质透过细胞膜由高浓度的一侧运送 到低浓度的一侧，不需要消耗能量.
1）单纯扩散: 一些溶于水和脂肪的物质，如CO2 ，O2、 脂肪酸，通过溶解于膜的脂质而被动运输。
2）易化扩散: 一些亲水性物质（葡萄糖、氨基酸等） 和带电荷的离子（K+、Na+、Ca2+等）不能透过 细胞膜上的脂质双分子层，必须借助膜上的一种特 殊的蛋白质作为载体被动运输，包括载体介导的易 化扩散和通道介导的易化扩散。
2）继发性主动转运(secondary active transport) ：是指驱动力并不直接来自ATP的分 解，而是来自原发性主动转运所形成的离子浓度 梯度而进行的物质逆逆浓度梯度和（或）电位梯 度进行跨膜转运的方式，称为…或次级主动转运。
• 如果被转运的分子或离子都向同一方向运 动，叫做同向协同转运（symport concerted transport），其载体称为同 向转运体；
(2)、主动运输：一些离子在细胞内外的分布存在 显著差别。细胞之所以能维持这种恒定的离子梯 度差，是由于细胞膜具有逆浓度梯度转运物质的 功能，称为主动转运 。
• 电—化学梯度(electrochemical gradient)：被 运送物质如果带有电荷，则转运逆两个梯度，一 是浓度梯度，二是电荷梯度，这二者总和称为…。
• 通道介导的易化扩散: 离子顺浓度梯度差移动。 • 通道：与离子扩散有关的膜蛋白质，通道可瞬间
激活与失活， • 跨膜电流 (transmembrane current)：当通道开
放引起带电离子跨膜移动形成的电流
经通道易化扩散的特点: ①速度极快;(可达每秒106~108个离子) ②具有明显的离子选择性; ③门控(gating)特性:通道“闸门(gate)” 可受某些因素的调控而开闭。
• 物质透过细胞膜由低浓度的一侧运送到高浓度
的一侧，需要消耗ATP的能量，如Na+—K+
泵，也称钠泵。
• 钠泵（sodium pump）：存在于细胞膜上的 一种具有ATP酶活性的特殊蛋白质，可被细胞 膜内的Na+增加或细胞外K+的增加所激活， 分解ATP释放能量，进行Na+ 、K+逆浓度和 电位梯度的转运。
• 出胞: 指细胞内物质向膜外的转运过程，主要见于细 胞的分泌、神经递质的释放，细胞废物的排出等，过 程与入胞相反。
人体血浆中的低密度脂蛋白（low density lipoprotein,LDL）就是在细胞膜 上的LDL受体介导下入胞而被利用的。某些 人由于缺乏LDL受体，是LDL不能被正常利 用，血浆中LDL浓度升高，LDL颗粒中含有 大量胆固醇，因而可导致高胆固醇血症。
①载体介导的易化扩散: 在膜高浓度侧载体选
择性的与某物结合，引起构象发生变化，载
体移向细胞膜低浓度一侧，与结合物分离。 • 特点：
– 高度结构特异性 (specificity) – 饱和现象 (saturation) – 竞争性抑制 (competition) – 顺浓度梯度，不需额外供能
②经通道介导的易化扩散 (facilitated diffusion via channel)
第二章 细胞的基本功能
本章内容
第一节 膜结构和物质转运功能 第二节 跨膜信号转导 第三节 细胞的生物电现象 第四节 肌细胞的收缩:
横纹肌收缩的引起和机制 影响横纹肌收缩的因素
教学目的
• 了解细胞的结构 • 理解细胞膜的信号转导机制 • 掌握细胞膜的结构，细胞膜的跨膜转运方
式，细胞的生物电现象，肌细胞的收缩机 制
• ATP：Na+：K+＝1：3：2
当细胞内[Na+]升高或细胞外[K+]升高时,钠泵被激活。 分解ATP供能,将Na+泵出细胞,同时将K+泵入细胞。
钠泵生理意义：
①维持细胞内高K+，是许多代谢反应进行的必需条 件； ②维持细胞外高Na+，使得Na+不易进入细胞，也 阻止了与之相伴随的水的进入，对维持正常细胞的 渗透压与形态有着重要意义； ③建立势能贮备，是神经、肌肉等组织具有兴奋性 的基础，也是一些非离子性物质如葡萄糖、氨基酸 等进行继发性主动转运的能量来源；
*门控通道的功能状态:
A.静息状态—— 通道不导通(关闭),但能被激活。 B.激活状态—— 通道导通(开放),相应离子顺差跨膜移动。 C.失活状态—— 通道不导通(关闭),并不能被激活。
细胞膜经通道易化扩散的生理意义:
①跨膜物质转运(如水、离子); ②参与细胞生物电的产生; ③参与跨膜信号转导。
• 如果被转运物彼此向相反的方向运动，则 称为反向协同转运(antiport)或交换，其载 体称为反向转运体或交换体。
(3)、入胞与出胞作用
• 入胞: 大分子物质进入细胞时，先与膜接触，经膜凹 陷、包裹、脱离等进入细胞的过程，包括吞噬作用 （颗粒）和胞饮作用（液体）。
• 受体介导式入胞：外来的大分子团块首先被细胞膜上 的受体蛋白质辨认而发生特异性结合后引起，称之为 受体介导式入胞。
第一节 细胞膜的结构 和物质转运功 能
一、细胞膜的化学组成和分子结构
“液态镶嵌模型”(fluid mosaic model)
二、物质的跨膜转运
决定某物质通过以脂质双层为基架的细胞 膜的难易程度(通透性)的主要因素：
1.是否脂溶性以及脂溶性的大小; 2.分子的大小; 3.分子的带电状态; 4.其他因素: 如有无膜蛋白帮助。
钠泵生理意义：
④钠泵形成的浓度梯度是细胞发生生物电活 动的前提条件；
⑤导致Na+-H+交换，维持细胞内pH稳定; ⑥导致Na+-Ca2+交换,维持细胞[Ca2+]稳定; ⑦钠泵活动是生电性的，可使膜内负值增大。
主动转运分类
1）原发性主动转运(primary active transport)： 是指离子泵利用分解ATP产生的能量将离子逆浓 度梯度和（或）电位梯度进行跨膜转运的过程， 称为…或初级主动转运。
门控通道的种类:
A.电压门控通道——受膜两侧电位差变化来 控制开闭的通道。 B.化学门控通道——受膜两侧某些化学分子 浓度变化来控制开闭的通道。也称配体门控 通道。 C.机械门控通道——受膜两侧的机械力学因 素变化来控制开闭的通道。
电 压 门 控 通 道
化学门控通道 （配体门控通道）
机 械 门 控 通 道
(1)、被动运输：物质透过细胞膜由高浓度的一侧运送 到低浓度的一侧，不需要消耗能量.
1）单纯扩散: 一些溶于水和脂肪的物质，如CO2 ，O2、 脂肪酸，通过溶解于膜的脂质而被动运输。
2）易化扩散: 一些亲水性物质（葡萄糖、氨基酸等） 和带电荷的离子（K+、Na+、Ca2+等）不能透过 细胞膜上的脂质双分子层，必须借助膜上的一种特 殊的蛋白质作为载体被动运输，包括载体介导的易 化扩散和通道介导的易化扩散。
2）继发性主动转运(secondary active transport) ：是指驱动力并不直接来自ATP的分 解，而是来自原发性主动转运所形成的离子浓度 梯度而进行的物质逆逆浓度梯度和（或）电位梯 度进行跨膜转运的方式，称为…或次级主动转运。
• 如果被转运的分子或离子都向同一方向运 动，叫做同向协同转运（symport concerted transport），其载体称为同 向转运体；
(2)、主动运输：一些离子在细胞内外的分布存在 显著差别。细胞之所以能维持这种恒定的离子梯 度差，是由于细胞膜具有逆浓度梯度转运物质的 功能，称为主动转运 。
• 电—化学梯度(electrochemical gradient)：被 运送物质如果带有电荷，则转运逆两个梯度，一 是浓度梯度，二是电荷梯度，这二者总和称为…。
• 通道介导的易化扩散: 离子顺浓度梯度差移动。 • 通道：与离子扩散有关的膜蛋白质，通道可瞬间
激活与失活， • 跨膜电流 (transmembrane current)：当通道开
放引起带电离子跨膜移动形成的电流
经通道易化扩散的特点: ①速度极快;(可达每秒106~108个离子) ②具有明显的离子选择性; ③门控(gating)特性:通道“闸门(gate)” 可受某些因素的调控而开闭。
• 物质透过细胞膜由低浓度的一侧运送到高浓度
的一侧，需要消耗ATP的能量，如Na+—K+
泵，也称钠泵。
• 钠泵（sodium pump）：存在于细胞膜上的 一种具有ATP酶活性的特殊蛋白质，可被细胞 膜内的Na+增加或细胞外K+的增加所激活， 分解ATP释放能量，进行Na+ 、K+逆浓度和 电位梯度的转运。
• 出胞: 指细胞内物质向膜外的转运过程，主要见于细 胞的分泌、神经递质的释放，细胞废物的排出等，过 程与入胞相反。
人体血浆中的低密度脂蛋白（low density lipoprotein,LDL）就是在细胞膜 上的LDL受体介导下入胞而被利用的。某些 人由于缺乏LDL受体，是LDL不能被正常利 用，血浆中LDL浓度升高，LDL颗粒中含有 大量胆固醇，因而可导致高胆固醇血症。
①载体介导的易化扩散: 在膜高浓度侧载体选
择性的与某物结合，引起构象发生变化，载
体移向细胞膜低浓度一侧，与结合物分离。 • 特点：
– 高度结构特异性 (specificity) – 饱和现象 (saturation) – 竞争性抑制 (competition) – 顺浓度梯度，不需额外供能
②经通道介导的易化扩散 (facilitated diffusion via channel)