《生理学》细胞
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生理教研室
生理学课件
（三）细胞膜糖类
细胞膜所含糖类甚少，主要是一些寡糖和多糖链，它们都以 共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白。
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二、细胞膜的跨膜物质转运功能
被动转运(passive transport)
1、概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。
2、特点： ①不耗能（依赖电-化学梯度的势能）
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2)转运机制: 目前尚不清楚.
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3)特点:
①结构特异性 ②饱和性 ③竟争性
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①结构特异性
有特定的位点与特定的物质结合. 如浓度相同,右旋葡 萄糖进入细胞量﹥左旋葡萄糖(分子量相同,旋光性不同)
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②饱和性
膜结构中载体数目或载体上结合的位点的数目有限
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(三)主动转运(active transport)
1、概念：细胞通过耗能将物质逆电位或化学梯度的转运过程。
2、特点： ①需要耗能（能量由分解ATP来提供） ②依靠特殊膜蛋白质（泵）的“帮助” ③逆电-化学梯度进行
3、分类： ①原发性主动转运 如:Na+-K+泵、H+-K+泵等 ②继发性主动转运 如：肠对葡萄糖重吸收
2）具有ATP酶活性 可以分解ATP使之释放能量，并利用该能量进行离子转运
3）其活性由膜内外两侧Na+,K+浓度差来决定的。
膜外高钠 膜内高钾
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钠-钾泵活动过程:
当[Na+]i↑/[K+]o↑ 膜两侧Na+-K+浓度差↓
钠泵活动↑ 分解ATP产生能量 2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外 维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
（二）细胞膜蛋白质
1、分类 1）表面蛋白（peripheral protein) 2）整合蛋白(integral protein)
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2、功能
1)物质转运功能： 如通道蛋白，载体蛋白，泵蛋白 2)辨认，接受和传递信息： 如受体蛋白 3)起细胞标志作用： 如抗原 4)其他： 尚不清楚
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（一）脂质双分子层
1、成分
磷脂酰胆碱 磷脂酰丝氨酸
磷脂（70%） 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰肌醇
胆固醇
磷脂酰甘油
鞘脂
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2、特点 1）脂质双分子层在热力学上的稳定性
（膜中脂质呈双分子层形式存在）
磷脂和胆固醇都是双嗜性分子
2）具有一定的流动性
脂质熔点较低
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②依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ③顺电-化学梯度进行
3、分类： ①单纯扩散
②易化扩散（经通道，经载体）
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被动转运
主动转运
ATP
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（一）单纯扩散(simple diffusion)
1、概念:一些脂溶性物质仅依靠浓度差进行的跨膜扩散。 是单纯的物理扩散。如气体
1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需特殊膜蛋 白质的“帮助”下,顺梯度进行扩散的方式。
2)分类: ①经通道的易化扩散 ②经载体的易化扩散
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1、经载体的易化扩散
1）概念： 小分子物质依靠膜上的载体蛋白，顺浓度梯度的跨膜扩散。
如:葡萄糖,氨基酸等
转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质
生电性泵
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第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞的跨膜物质转运功能 第二节 细胞的跨膜信号转导(自学) 第三节 细胞的生物电现象 第四节 肌细胞的收缩功能
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第一节 细胞的跨膜物质转运功能
一、膜的化学组成和结构模型
液体镶嵌模式
以液态的脂质双分子层为基架， 其中镶嵌着具有不同分子结构、 不同生理功能的蛋白质，后者主 要以а-螺旋或球形蛋白质的形式 存在。
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③竟争性抑制
如果某一载体对结构类似的A、B两种物质都有转运能力， 当膜对Ｂ物质转运加强, 则它对Ａ物质的转运能力减弱.
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1、经通道易化扩散
1）概念： 小分子物质依靠膜上的通道蛋白，顺浓度梯度的跨膜扩散。
如:离子,水等
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2)转运机制:
目前尚不清楚. 通道是一类贯穿脂质双分子层, 中央带有水性孔道的跨膜蛋白. 转运速度很快.
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2、影响因素
1）膜两侧该物质的浓度梯度： 正变关系 2）膜对该物质的通透性：
该物质通过膜的难易程度，如物质脂溶性的大小。
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3、特点: ①扩散速率高 ②无饱和性 ③不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ④不需另外消耗能量 ⑤扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关，用扩散通
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3)特点:
①离子选择性 ②有不同功能状态
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①离子选择性
对于不同的离子的转运，膜上都有结构特异的通道蛋 白质参与，可分别称为Na+通道、K+通道、Ca+通道等
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通道对离子的选择性，决定于通道开放时它的水相孔道 的几何大小和孔道壁的带电情况，因而对离子的选择性 没有载体蛋白那样严格。
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①原发性主动转运
介导这一过程的膜蛋白叫离子泵 如：钠-钾泵
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通道转运与钠-钾泵转运模式图
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钠泵的特性：
1）钠泵是镶嵌在膜的脂质双分子层中的一种特殊蛋白质 是一种钠-钾依赖性ATP酶的蛋白质
由α－和β－亚单位组成的二聚体蛋白质。
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②有不同功能状态，且功能状态受因素调控
离子通道有静息,激活,失活等功能状态
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通道的功能状态受不同因素调控---“门控” 通道分类:
1、化学门控通道---由化学物质控制---如终板膜上通道 2、电压门控通道---由膜电位控制-----如钠通道 3、机械门控通道---由机械运动控制---如听毛细胞
量（mol or mol数/min.cm2)表示。
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4、转运的物质：
脂溶性高的小分子物质
如: O2、CO2、NH3 、N2 尿素、乙醚、乙醇、 类固醇类激素 等少数几种。
注：∵膜对H2O具高度通透性， ∴H2O除单纯扩散外，还可通过水通道跨膜转运。
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（二）易化扩散(facilitated diffusion)—膜蛋白介导
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（三）细胞膜糖类
细胞膜所含糖类甚少，主要是一些寡糖和多糖链，它们都以 共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白。
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二、细胞膜的跨膜物质转运功能
被动转运(passive transport)
1、概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。
2、特点： ①不耗能（依赖电-化学梯度的势能）
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2)转运机制: 目前尚不清楚.
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3)特点:
①结构特异性 ②饱和性 ③竟争性
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①结构特异性
有特定的位点与特定的物质结合. 如浓度相同,右旋葡 萄糖进入细胞量﹥左旋葡萄糖(分子量相同,旋光性不同)
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②饱和性
膜结构中载体数目或载体上结合的位点的数目有限
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(三)主动转运(active transport)
1、概念：细胞通过耗能将物质逆电位或化学梯度的转运过程。
2、特点： ①需要耗能（能量由分解ATP来提供） ②依靠特殊膜蛋白质（泵）的“帮助” ③逆电-化学梯度进行
3、分类： ①原发性主动转运 如:Na+-K+泵、H+-K+泵等 ②继发性主动转运 如：肠对葡萄糖重吸收
2）具有ATP酶活性 可以分解ATP使之释放能量，并利用该能量进行离子转运
3）其活性由膜内外两侧Na+,K+浓度差来决定的。
膜外高钠 膜内高钾
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钠-钾泵活动过程:
当[Na+]i↑/[K+]o↑ 膜两侧Na+-K+浓度差↓
钠泵活动↑ 分解ATP产生能量 2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外 维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
（二）细胞膜蛋白质
1、分类 1）表面蛋白（peripheral protein) 2）整合蛋白(integral protein)
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2、功能
1)物质转运功能： 如通道蛋白，载体蛋白，泵蛋白 2)辨认，接受和传递信息： 如受体蛋白 3)起细胞标志作用： 如抗原 4)其他： 尚不清楚
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（一）脂质双分子层
1、成分
磷脂酰胆碱 磷脂酰丝氨酸
磷脂（70%） 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰肌醇
胆固醇
磷脂酰甘油
鞘脂
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2、特点 1）脂质双分子层在热力学上的稳定性
（膜中脂质呈双分子层形式存在）
磷脂和胆固醇都是双嗜性分子
2）具有一定的流动性
脂质熔点较低
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②依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ③顺电-化学梯度进行
3、分类： ①单纯扩散
②易化扩散（经通道，经载体）
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被动转运
主动转运
ATP
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（一）单纯扩散(simple diffusion)
1、概念:一些脂溶性物质仅依靠浓度差进行的跨膜扩散。 是单纯的物理扩散。如气体
1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需特殊膜蛋 白质的“帮助”下,顺梯度进行扩散的方式。
2)分类: ①经通道的易化扩散 ②经载体的易化扩散
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1、经载体的易化扩散
1）概念： 小分子物质依靠膜上的载体蛋白，顺浓度梯度的跨膜扩散。
如:葡萄糖,氨基酸等
转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质
生电性泵
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第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞的跨膜物质转运功能 第二节 细胞的跨膜信号转导(自学) 第三节 细胞的生物电现象 第四节 肌细胞的收缩功能
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第一节 细胞的跨膜物质转运功能
一、膜的化学组成和结构模型
液体镶嵌模式
以液态的脂质双分子层为基架， 其中镶嵌着具有不同分子结构、 不同生理功能的蛋白质，后者主 要以а-螺旋或球形蛋白质的形式 存在。
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③竟争性抑制
如果某一载体对结构类似的A、B两种物质都有转运能力， 当膜对Ｂ物质转运加强, 则它对Ａ物质的转运能力减弱.
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1、经通道易化扩散
1）概念： 小分子物质依靠膜上的通道蛋白，顺浓度梯度的跨膜扩散。
如:离子,水等
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2)转运机制:
目前尚不清楚. 通道是一类贯穿脂质双分子层, 中央带有水性孔道的跨膜蛋白. 转运速度很快.
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2、影响因素
1）膜两侧该物质的浓度梯度： 正变关系 2）膜对该物质的通透性：
该物质通过膜的难易程度，如物质脂溶性的大小。
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3、特点: ①扩散速率高 ②无饱和性 ③不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ④不需另外消耗能量 ⑤扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关，用扩散通
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3)特点:
①离子选择性 ②有不同功能状态
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①离子选择性
对于不同的离子的转运，膜上都有结构特异的通道蛋 白质参与，可分别称为Na+通道、K+通道、Ca+通道等
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通道对离子的选择性，决定于通道开放时它的水相孔道 的几何大小和孔道壁的带电情况，因而对离子的选择性 没有载体蛋白那样严格。
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①原发性主动转运
介导这一过程的膜蛋白叫离子泵 如：钠-钾泵
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通道转运与钠-钾泵转运模式图
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钠泵的特性：
1）钠泵是镶嵌在膜的脂质双分子层中的一种特殊蛋白质 是一种钠-钾依赖性ATP酶的蛋白质
由α－和β－亚单位组成的二聚体蛋白质。
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②有不同功能状态，且功能状态受因素调控
离子通道有静息,激活,失活等功能状态
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通道的功能状态受不同因素调控---“门控” 通道分类:
1、化学门控通道---由化学物质控制---如终板膜上通道 2、电压门控通道---由膜电位控制-----如钠通道 3、机械门控通道---由机械运动控制---如听毛细胞
量（mol or mol数/min.cm2)表示。
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4、转运的物质：
脂溶性高的小分子物质
如: O2、CO2、NH3 、N2 尿素、乙醚、乙醇、 类固醇类激素 等少数几种。
注：∵膜对H2O具高度通透性， ∴H2O除单纯扩散外，还可通过水通道跨膜转运。
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（二）易化扩散(facilitated diffusion)—膜蛋白介导