细胞的基本功能ppt课件
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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 细胞的信号转导 第三节 细胞的电活动 第四节 肌细胞的收缩
1Fra Baidu bibliotek
xx
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
(Cell Membrane ：Basic Structure and Function)
一、细胞膜的结构概述 （一）脂质双分子层
液态镶嵌模型：以液态的 脂质双分子层为基架,其中 镶嵌着具有不同生理功能 的蛋白质,具有稳定性和流 动性。 磷脂：双嗜性；胆固醇：
度梯度和/或电位梯度的跨膜转运，分为原发 性的主动转运和继发性的主动转运。
8
1.通道介导的跨膜转运 Channel-mediated transmembrane transport
由通道中介的易化扩散： Na+, K+, Ca2+,Cl- 等。
化学门控通道： 电压门控通道： 机械门控通道：
特点：1.需要特殊蛋白的帮助 2.不需要消耗能量 3.具有浓度电压依从性 4.具有离子选择性和门 控
10
11
（2）原发性主动转运 primary active transport
概念：是指在膜蛋白参与下，细胞依靠自身耗能的过 程，逆化学和电位梯度跨膜物质转运的过程。
ADP ATP
E1型 E2型
原发性主动转运的模式图 12
钠钾泵的转运
原发性主动转运：指直接与 细胞能量代谢相关联的动转 运过程。
28
G蛋白耦连受 体介导的信号 转导途径 cAMP-PKA & cGMP-PKG 途 径
9
2.载体介导的跨膜转运 carrier-mediated transmembrane transport 1)易化扩散（facilitated diffusion）: 概念：是指物质借助膜转运蛋白顺化学或电位梯度的 跨膜转运。如:糖，氨基酸等。 有同向转运体和反响转运体
特点： 1.表现结构特异性 2.存在饱和现象 3.具有竞争性抑制
19
配体与受体
配体：将信号从一种细胞传递到另一细胞，并能与 细胞膜上的受体结合的化学物质，称之. 有： 1.神经递质；
2.激素； 3.细胞因子； 4.一氧化氮；
受体：细胞中能识别配体，并与其特异性结合，从而 发挥各种生物效应的蛋白质分子，称之。 有G蛋白耦联受体；酶耦联受体；离子通道受体
20
配体与受体
1.屏障分隔 2.转运物质 3.特征识别 4.传递信息
6
二、物质的跨膜转运
（一）单纯扩散（simple diffusion）: 概念：脂溶性物质顺浓度梯度的跨细胞膜转运的过程。
特点：1.不依赖特殊蛋白 2.靠电-化势能，不需要能 量 3.无饱和性 4.扩散速率高 可跨过的物质：O2、CO2、 NH3 、N2 、urea(尿素)、 乙醚、乙醇
13
继发性主动转运
继发性主动转运 ：间接利用ATP能量的主动转运过程。 即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直接来 自 ATP的分解，是来自膜 两侧[Na+]差，而[Na+] 差是Na+-K+泵分解ATP 释放的能量建立的。
分类： ①同向转运 ②逆向转运
14
钠泵活动的生理意义：
（1）建立时势能储备是钠泵活动的最重要意义。 （2）钠泵活动所致细胞内高k+，是细胞进行代谢 反应的必要条件。 （3）钠泵活动还有助于维持细胞内外水、电解质 平衡。
17
受体介导式入胞 receptor-mediated endocytosis 细胞膜表面受体相关的一种入胞形式。
18
第二节 细胞的信号转导 cellular signal transduction
直接通讯 直接通讯的结构基础：细胞间的缝隙连接，方式
为电传递。 间接通讯 化学转运方式：内分泌，旁分泌，自分泌，突触传递
远距分泌：大多数激素经血液运输至机体远隔特定部位 的递送方式，称为内分泌，也称远距分泌。
旁分泌： 某些激素可不经过血液运输，仅通过组织液 直接弥散，并影响相邻靶细胞活动的递送方 式为旁分泌。
自分泌： 某种信息分子分泌后，又返回作用于该细胞 自身的方式为自分泌。
神经分泌：神经元可通过轴突末梢将所产生的激素。
1. 受体-G蛋白-AC途径
第一信使(神经递质,激素等) 结合G蛋白耦联受体
激活G蛋白(α、β、γ三个亚基)
膜外N端:识别第一信使并结合 膜内C端：激活G蛋白.
激活 G-蛋白(GS)
激活腺苷酸环化酶(AC)
ATP
cAMP（第二信使）
激活 cAMP-dependent 蛋白激酶 A
生物学效应
27
G蛋白偶联受体介导的信号转导
15
（三）岀胞和入胞 Exocytosis and indocytosis
胞吐:指细胞把成块的内 容物由细胞内排出 的过程。
是细胞通过形成细胞内小泡 转运大分子物质的跨膜转运 方式。
16
（三）岀胞和入胞 Exocytosis and indocytosis
胞吞：指细胞外的大分子 物质或团块进入细胞的过 程。如蛋白质、脂肪颗粒、 细菌和异物等进入细胞的 过程。固体物质进入细胞， 称为吞噬。液体物质 细 胞，称为吞饮。
增加流动性
2
一、细胞膜的结构概述
（二）膜蛋白质 : 整合蛋 白, 表面蛋白, 骨架蛋白， 识别蛋白，酶蛋白，载体 蛋白，通道蛋白 （三）膜的糖类：糖蛋白， 糖脂：
3
细胞膜由脂质双分子层和蛋白质组成， 蛋白质又包括整合蛋白和表面蛋白
整合蛋白
表面蛋白
膜脂质
4
膜蛋白的功能
细胞膜结构示意图
5
细胞膜的基本功能
21
一、离子通道受体介导跨膜信号传递 离子通道型受体 Ach 受体
22
23
电压依赖性Na＋通道的结构模式图
24
二、G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导
G 蛋白偶联受体：也称促代谢型
配体 受体
受体 受体-配体复合物
（一）主要的信号蛋白 1.G蛋白偶联受体 2. G蛋白
25
3.G蛋白效应器
26
（（二二））主主要要的的G蛋G蛋白白耦耦联联受受体体信信号号转转导导途途径径
7
（二）膜蛋白介导的跨膜转运:
membrane protein-mediated transmembrane transportation
分类： 被动转运（passive transport）：本身不需要消
耗能量，是物质顺浓度梯度和/或电位梯度进 行的跨膜转运。 主动转运(active transport):是消耗能量的、逆浓
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 第二节 细胞的信号转导 第三节 细胞的电活动 第四节 肌细胞的收缩
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第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
(Cell Membrane ：Basic Structure and Function)
一、细胞膜的结构概述 （一）脂质双分子层
液态镶嵌模型：以液态的 脂质双分子层为基架,其中 镶嵌着具有不同生理功能 的蛋白质,具有稳定性和流 动性。 磷脂：双嗜性；胆固醇：
度梯度和/或电位梯度的跨膜转运，分为原发 性的主动转运和继发性的主动转运。
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1.通道介导的跨膜转运 Channel-mediated transmembrane transport
由通道中介的易化扩散： Na+, K+, Ca2+,Cl- 等。
化学门控通道： 电压门控通道： 机械门控通道：
特点：1.需要特殊蛋白的帮助 2.不需要消耗能量 3.具有浓度电压依从性 4.具有离子选择性和门 控
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（2）原发性主动转运 primary active transport
概念：是指在膜蛋白参与下，细胞依靠自身耗能的过 程，逆化学和电位梯度跨膜物质转运的过程。
ADP ATP
E1型 E2型
原发性主动转运的模式图 12
钠钾泵的转运
原发性主动转运：指直接与 细胞能量代谢相关联的动转 运过程。
28
G蛋白耦连受 体介导的信号 转导途径 cAMP-PKA & cGMP-PKG 途 径
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2.载体介导的跨膜转运 carrier-mediated transmembrane transport 1)易化扩散（facilitated diffusion）: 概念：是指物质借助膜转运蛋白顺化学或电位梯度的 跨膜转运。如:糖，氨基酸等。 有同向转运体和反响转运体
特点： 1.表现结构特异性 2.存在饱和现象 3.具有竞争性抑制
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配体与受体
配体：将信号从一种细胞传递到另一细胞，并能与 细胞膜上的受体结合的化学物质，称之. 有： 1.神经递质；
2.激素； 3.细胞因子； 4.一氧化氮；
受体：细胞中能识别配体，并与其特异性结合，从而 发挥各种生物效应的蛋白质分子，称之。 有G蛋白耦联受体；酶耦联受体；离子通道受体
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配体与受体
1.屏障分隔 2.转运物质 3.特征识别 4.传递信息
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二、物质的跨膜转运
（一）单纯扩散（simple diffusion）: 概念：脂溶性物质顺浓度梯度的跨细胞膜转运的过程。
特点：1.不依赖特殊蛋白 2.靠电-化势能，不需要能 量 3.无饱和性 4.扩散速率高 可跨过的物质：O2、CO2、 NH3 、N2 、urea(尿素)、 乙醚、乙醇
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继发性主动转运
继发性主动转运 ：间接利用ATP能量的主动转运过程。 即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直接来 自 ATP的分解，是来自膜 两侧[Na+]差，而[Na+] 差是Na+-K+泵分解ATP 释放的能量建立的。
分类： ①同向转运 ②逆向转运
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钠泵活动的生理意义：
（1）建立时势能储备是钠泵活动的最重要意义。 （2）钠泵活动所致细胞内高k+，是细胞进行代谢 反应的必要条件。 （3）钠泵活动还有助于维持细胞内外水、电解质 平衡。
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受体介导式入胞 receptor-mediated endocytosis 细胞膜表面受体相关的一种入胞形式。
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第二节 细胞的信号转导 cellular signal transduction
直接通讯 直接通讯的结构基础：细胞间的缝隙连接，方式
为电传递。 间接通讯 化学转运方式：内分泌，旁分泌，自分泌，突触传递
远距分泌：大多数激素经血液运输至机体远隔特定部位 的递送方式，称为内分泌，也称远距分泌。
旁分泌： 某些激素可不经过血液运输，仅通过组织液 直接弥散，并影响相邻靶细胞活动的递送方 式为旁分泌。
自分泌： 某种信息分子分泌后，又返回作用于该细胞 自身的方式为自分泌。
神经分泌：神经元可通过轴突末梢将所产生的激素。
1. 受体-G蛋白-AC途径
第一信使(神经递质,激素等) 结合G蛋白耦联受体
激活G蛋白(α、β、γ三个亚基)
膜外N端:识别第一信使并结合 膜内C端：激活G蛋白.
激活 G-蛋白(GS)
激活腺苷酸环化酶(AC)
ATP
cAMP（第二信使）
激活 cAMP-dependent 蛋白激酶 A
生物学效应
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G蛋白偶联受体介导的信号转导
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（三）岀胞和入胞 Exocytosis and indocytosis
胞吐:指细胞把成块的内 容物由细胞内排出 的过程。
是细胞通过形成细胞内小泡 转运大分子物质的跨膜转运 方式。
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（三）岀胞和入胞 Exocytosis and indocytosis
胞吞：指细胞外的大分子 物质或团块进入细胞的过 程。如蛋白质、脂肪颗粒、 细菌和异物等进入细胞的 过程。固体物质进入细胞， 称为吞噬。液体物质 细 胞，称为吞饮。
增加流动性
2
一、细胞膜的结构概述
（二）膜蛋白质 : 整合蛋 白, 表面蛋白, 骨架蛋白， 识别蛋白，酶蛋白，载体 蛋白，通道蛋白 （三）膜的糖类：糖蛋白， 糖脂：
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细胞膜由脂质双分子层和蛋白质组成， 蛋白质又包括整合蛋白和表面蛋白
整合蛋白
表面蛋白
膜脂质
4
膜蛋白的功能
细胞膜结构示意图
5
细胞膜的基本功能
21
一、离子通道受体介导跨膜信号传递 离子通道型受体 Ach 受体
22
23
电压依赖性Na＋通道的结构模式图
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二、G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导
G 蛋白偶联受体：也称促代谢型
配体 受体
受体 受体-配体复合物
（一）主要的信号蛋白 1.G蛋白偶联受体 2. G蛋白
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3.G蛋白效应器
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（（二二））主主要要的的G蛋G蛋白白耦耦联联受受体体信信号号转转导导途途径径
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（二）膜蛋白介导的跨膜转运:
membrane protein-mediated transmembrane transportation
分类： 被动转运（passive transport）：本身不需要消
耗能量，是物质顺浓度梯度和/或电位梯度进 行的跨膜转运。 主动转运(active transport):是消耗能量的、逆浓