2第二章细胞的基本功能精讲
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• 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。
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
*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。
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。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
• 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；
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。
(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…。
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)
• 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。
• 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；
• 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。
(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。
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
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。
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。
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
*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。
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。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
• 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；
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。
(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…。
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)
• 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。
• 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；
• 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。
(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。
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
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。