生理学——细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能
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细胞膜的结构和物质转运功能
细胞膜的结构和物质转运功能
(1)膜结构的液态镶嵌模型：细胞新陈代谢过程中需要不断选择性地通过细胞膜摄入和排出某些物质。
细胞膜和细胞器膜主要是由脂质和蛋白质组成。
根据膜结构的液态镶嵌模型，认为膜是以液态的脂质双分子层为基架，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。
(2)细胞膜的物质转运功能：物质的跨膜转运途径有：
①单纯扩散：扩散的方向和速度取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。
容易通过的物质有O2、CO2、N2、乙醇、尿素和水分子等。
②经载体和通道膜蛋白介导的跨膜转运：属于被动转运，转运过程本身不需要消耗能量，是物质顺浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运。
经载体易化扩散指葡萄糖、氨基酸、核苷酸等;经通道易化扩散指溶液中的Na+、C1-、Ca2+、K+等带电离子，离子通道分为电压门控通道、化学门控通道和机械门控通道。
③主动转运：分原发性主动转运和继发性主动转运。
原发性主动转运的膜蛋白为离子泵(钠-钾泵，简称钠泵，也称Na+-K+-ATP 酶)。
继发性主动转运：它是间接利用ATP 能量的主动转运过程。
《生理学》细胞的基本功能——1细胞的跨膜运输方式
亲水性极性基团 磷酸和碱基） （磷酸和碱基）
二、细胞膜的物质转运功能 半透膜
哪些物质可以通过细胞膜 哪些物质可以通过细胞膜? 物质可以通过细胞膜 这些物质是如何通过细胞膜的? 如何通过细胞膜的 这些物质是如何通过细胞膜的?
O2 ， 能源物质 氨基酸 脂类 各种离子等
细
胞
CO2 CO2 代谢尾产物
水的跨膜转运
单纯扩散——水虽是极性分子 水虽是极性分子 单纯扩散 但分子极小，又不带电荷。 但分子极小，又不带电荷。 渗透 (osmosis) 溶液拖曳 (solvent drag) 易化扩散——水通道 (water channel) 易化扩散 水通道 水孔蛋白 (aquaporin, AQP)
Water channel
单纯扩散（ （一）单纯扩散（simple diffusion)
一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。 一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。
特点： 特点：
1、顺浓度差 2、不需要膜蛋白帮助 3、不消耗能量 4、转运脂溶性物质（非极性分子）如O2和CO2 转运脂溶性物质（非极性分子）
细胞膜结构 液态镶嵌模型 (fluid mosaic model)
以液态的脂质双分子层为基本框架， 以液态的脂质双分子层为基本框架 ， 其中镶嵌有不同生理 功能的蛋白质和少量多糖。 功能的蛋白质和少量多糖。
基架： 基架：液态的脂质双分子层 中间： 中间：镶嵌许多结构和功能 不同的蛋白质
疏水性非极性基团 长烃链） （长烃链）
2. 继发性主动转运
Secondary Active Transport
1）概念:利用原发性主动转运所造成的某种物质的势 概念: 能贮备而对其它物质进行逆浓度差跨膜转运的过程。 能贮备而对其它物质进行逆浓度差跨膜转运的过程。 如肾小管和肠黏膜处的葡萄糖和氨基酸的转运。 如肾小管和肠黏膜处的葡萄糖和氨基酸的转运。 转运体蛋白（转运体， 转运体蛋白（转运体，transporter) 2）特点 间接耗能（钠泵） 间接耗能（钠泵） 膜转运体（特殊蛋白质） 膜转运体（特殊蛋白质）
02生理学-细胞
跳跃式传导
局部电流发生在相邻的郎飞氏结之间 传导速度快
第三节 肌细胞的收缩功能
一、神经—肌接头处的兴奋传递
（一）神经—肌接头处的结构
囊泡内含乙酰胆碱（ACh） 电压依从式钙通道 2、接头间隙： 细胞外液，50-60nm 3、接头后膜（终板膜）：
1、接头前膜（轴突末梢膜）：
皱褶
N2型ACh受体阳离子通道 胆碱酯酶
（三）动作电位的特征
1.“全或无”现象（all or none） 2.不衰减性传导 3.脉冲式
（四）动作电位的传导
在一般可兴奋细胞和无髓神经纤维：
—
局部电流
在有髓神经纤维：
—
跳跃式传导
局部电流
静息部位膜内 负外正，兴奋 部位膜极性反 转，兴奋区与 未兴奋区之间 存在电位差， 形成局部电流， 使邻近未兴奋 膜去极化达阈 电位而产生动 作电位。
概念 : 水溶性或脂溶性很小的小分子物质或离子，借助细胞 膜上特殊蛋白质的帮助，从细胞膜的高浓度一侧向低 浓度一侧转运的过程。
特点 : ⑴ 转运非脂溶性或脂溶性很小的物质 ⑵ 不耗能，顺浓度差转运，属被动转运 ⑶ 需要膜蛋白的帮助 分类 : ⑴ 载体转运 转运对象：葡萄糖（Glu） 氨基酸（AA） 特点：特异性 饱和性现象 竞争性抑制
eg.氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等 脂溶性小分子 水、乙醇、尿素、甘油等分子量小的极性分子
影响因素：⑴ 细胞膜两侧浓度差（正比） ⑵ 细胞膜对该物质的通透性（正比）
一、细胞膜的物质转运功能
常见的物质跨膜物质转运形式：
单纯扩散 易化扩散
主动转运
入胞和出胞
（二）易化扩散
第二章 细胞的基本功能
主动转运与被动转运的区别
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
（三）出胞和入胞
出胞作用
入胞作用
第二节 细胞的跨膜信号传导功能
细胞外信号分子通称为配体。 受体是指存在于细胞膜或细胞内能特异性识别生 物活性分子（配体）并与之结合进而诱发生物效 应的特殊蛋白质，即细胞接受信息的装置。 细胞外环境变化的信息以新的信号形式传递到膜 内，引发靶细胞相应的功能改变，包括细胞出现 电反应或其他功能改变。这一过程称为跨膜信号 转导，是细胞的基本功能之一。
3．DG-PKC途径
DG留在膜的内表面，和膜磷脂中的磷脂 酰丝氨酸共同激活蛋白激酶C（PKC）。 PKC有多种亚型，它们广泛分布于不同类 型的组织细胞，激活后可使底物蛋白磷 酸化，产生多种生物效应。
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
一、细胞膜的结构和化学组成
（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
（二）嵌在细胞膜上蛋白质
以两种 形式存在: 外周蛋白 整合蛋白
（三） 糖类
形式： 糖蛋白或糖脂
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
小分子: 被动转运、主动转运 大分子、物质团块：胞纳、胞吐
“钠-钾泵”，简称钠泵：分解ATP，逆浓度差 主动地把细胞内的Na+移出膜外，同时把细 胞外的K+移入膜内。
钠泵的意义：
①细胞内高钾是许多代谢反应的必要条件 ②维持正常细胞体积（防止细胞水肿）
③建立势能贮备（生电性）
继发性主动转运： 钠泵形成的势能贮备是某些非离子物质 进行跨膜主动转运的能量来源，因而把这种 类型的转运称为继发性主动转运或称为协同 转运。 小肠上皮、肾小管上皮等对葡萄糖、氨 基酸等营养物质的吸收就是继发性主动转运 过程。
生理学第二章细胞
阴极射线示波器（一条神经干）
微电极（单一神经纤维）
电压钳技术（细胞膜上的离子通道）
膜片钳技术（单一离子通道）
膜片钳技术：可记录细胞膜结构中单一离子通道的电流 和电导。生物电现象的观察分析进入分子水平的新阶段。
39
静息电位(resting potential)及其产生原理
（一）静息电位(resting potential RP) 细胞安静状态时，存在于细胞膜内外两侧的电位差。
2.RP实验现象：
40
41
证明RP的实验：
（甲）当A、B电极都位
性质：
于细胞膜外，无电位改变，内负外正（极化）
证明膜外无电位差。
（乙）当A电极位于细胞 膜外， B电极插入膜内时， 有电位改变，证明膜内、 外间有电位差。
（丙）当A、B电极都位
于细胞膜内，无电位改变，
证明膜内无电位差。
42
➢ 膜电位变化中的几种状态
a⑧f①t正eR⑥r后e-Ksp电+to从it位ne细gn（pt胞oiptao内elsn)i转ttii移avle到细胞 a化ft③e外r膜-液p去o使t极e细n化t胞i达a复l阈)极:电超化位级水平，
电⑤④压N去门a②+极通控阈化道N刺a：关+激通N闭a道+，迅开K速放+通进。道入 Na开细+进放胞入细胞。
复极化(repolarization) : depolarization→ polarization
43
（二）静息电位(RP)的产生机制
1. 细胞膜内外离子分布及膜对离子的通透性
(1) 细胞膜内、外离子分布不匀 [Na+] o ＞[Na+] i ≈ 10∶1, [K+]i＞[K+]o≈30∶1 [Cl-] o ＞[Cl-] i ≈ 14∶1, [A-]i＞[A-]o≈ 4∶1
微电极（单一神经纤维）
电压钳技术（细胞膜上的离子通道）
膜片钳技术（单一离子通道）
膜片钳技术：可记录细胞膜结构中单一离子通道的电流 和电导。生物电现象的观察分析进入分子水平的新阶段。
39
静息电位(resting potential)及其产生原理
（一）静息电位(resting potential RP) 细胞安静状态时，存在于细胞膜内外两侧的电位差。
2.RP实验现象：
40
41
证明RP的实验：
（甲）当A、B电极都位
性质：
于细胞膜外，无电位改变，内负外正（极化）
证明膜外无电位差。
（乙）当A电极位于细胞 膜外， B电极插入膜内时， 有电位改变，证明膜内、 外间有电位差。
（丙）当A、B电极都位
于细胞膜内，无电位改变，
证明膜内无电位差。
42
➢ 膜电位变化中的几种状态
a⑧f①t正eR⑥r后e-Ksp电+to从it位ne细gn（pt胞oiptao内elsn)i转ttii移avle到细胞 a化ft③e外r膜-液p去o使t极e细n化t胞i达a复l阈)极:电超化位级水平，
电⑤④压N去门a②+极通控阈化道N刺a：关+激通N闭a道+，迅开K速放+通进。道入 Na开细+进放胞入细胞。
复极化(repolarization) : depolarization→ polarization
43
（二）静息电位(RP)的产生机制
1. 细胞膜内外离子分布及膜对离子的通透性
(1) 细胞膜内、外离子分布不匀 [Na+] o ＞[Na+] i ≈ 10∶1, [K+]i＞[K+]o≈30∶1 [Cl-] o ＞[Cl-] i ≈ 14∶1, [A-]i＞[A-]o≈ 4∶1
细胞的基本功能细胞膜的结构和物质转运功能
蛋 白
②主动转运
介
active transport 继发性主动转运 导
③出胞和入胞作用
(一)单纯扩散 Simple diffusion
脂溶性物质由高→低浓度侧旳净移动。 通量(flux):摩尔/cm2.秒
扩散 浓度差 膜通透性(脂溶性,分子量,带 电情况)
单纯扩散物质： O2、CO2、乙醇、 尿素、少许激素、 水(还可经过水通道water channel 即水孔蛋白aquaprin来跨膜转运)
如:结合Fe2+旳运铁蛋白 低密度脂蛋白旳入胞
第二节 细胞旳跨膜信号转导功能
掌握内容：细胞旳跨膜信号转导 通道蛋白完毕旳跨膜信号转导 化学门控,电压门控,机械门控 Ｇ蛋白和膜旳效应器酶构成旳 跨膜信号转导 酪氨酸激酶受体完毕旳跨膜 信号转导
一、跨膜信号转导旳概念和特征
（一）概念： 各类刺激信号经过变化靶细胞 膜上旳蛋白质构型，从而引起 靶细胞功能变化旳过程。 这一过程也可了解为跨膜信号 传递。
载体：是 贯穿脂质 双层旳整 合蛋白。
经载体旳易化扩散旳特点： ①顺浓度差转运,速度比依溶质物理特 性预期旳快; ②饱和现象saturation; ③构造特异性:如对GS转运,只转运右 旋GS,因为载体是D-GS carrier或称 glucose transporter; ④竞争克制competitive inhibition;
肾小管上皮细胞对GS旳转运
基侧膜 钠泵活动
↓
Na+浓度势能差
↓ 管腔膜 Na+、GS 同向转运体
↓ GS再易化扩散
入血
转运体 transporter：
转运体和载体 反向转运体
（互换体）
经典旳继发性主动转运：
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。
细胞生理
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
第二节 细胞的信号转导 第三节 细胞的生物电 第四节 肌细胞的收缩
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、细胞膜的分子结构
液态镶嵌模型
二、物质的跨膜转运
单纯扩散 易化扩散 主动转运 出胞和入胞
通道介导 载体介导
一、细胞膜的结构概述
(一)脂质双分子层
以液态的脂质双分子 层为基架，具有稳定性和流 动性。
转运方式比较
单纯扩散
通道介导的
易化扩散
膜蛋
白介 导的
载
跨膜 体
转运 介
导
经载体的 易化扩散
原发性主 动转运
继发性主 动转运
出胞与入胞
脂溶性小分子
离子
高→低 不耗能
水溶小分子
特定离子 低→高 小分子 耗能
大分子/团 块
耗能
被动 转运
主动 转运
第二节 细胞的信号转导
一、信号转导概述
➢ 信号转导的概念
NO
（三）丝氨酸/苏氨酸激酶受体
主要指转化生长因子家族包括TGF-β、活化素（activin）等信号分子。通过磷 酸化丝氨酸/苏氨酸残基而启动信号转导通路
复习思考题
1.细胞间通讯有哪些方式？各种方式之间有何不 同？
2.通过细胞表面受体介导的跨膜信号转导有哪几 种方式？比较各种方式之间的异同。
3.试述细胞信号转导的基本特征。 4.试比较G蛋白偶联受体介导的几种信号通路之 间的异同。 5.概述受体酪氨酸介酶介导的信号通路的组成、 特点及其主要功能。
5.蛋白激酶
• 蛋白激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 的 γ 磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上，使蛋白质磷酸 化，可分为5类。
第一节 细胞膜的物质转运功能
第二节 细胞的信号转导 第三节 细胞的生物电 第四节 肌细胞的收缩
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、细胞膜的分子结构
液态镶嵌模型
二、物质的跨膜转运
单纯扩散 易化扩散 主动转运 出胞和入胞
通道介导 载体介导
一、细胞膜的结构概述
(一)脂质双分子层
以液态的脂质双分子 层为基架，具有稳定性和流 动性。
转运方式比较
单纯扩散
通道介导的
易化扩散
膜蛋
白介 导的
载
跨膜 体
转运 介
导
经载体的 易化扩散
原发性主 动转运
继发性主 动转运
出胞与入胞
脂溶性小分子
离子
高→低 不耗能
水溶小分子
特定离子 低→高 小分子 耗能
大分子/团 块
耗能
被动 转运
主动 转运
第二节 细胞的信号转导
一、信号转导概述
➢ 信号转导的概念
NO
（三）丝氨酸/苏氨酸激酶受体
主要指转化生长因子家族包括TGF-β、活化素（activin）等信号分子。通过磷 酸化丝氨酸/苏氨酸残基而启动信号转导通路
复习思考题
1.细胞间通讯有哪些方式？各种方式之间有何不 同？
2.通过细胞表面受体介导的跨膜信号转导有哪几 种方式？比较各种方式之间的异同。
3.试述细胞信号转导的基本特征。 4.试比较G蛋白偶联受体介导的几种信号通路之 间的异同。 5.概述受体酪氨酸介酶介导的信号通路的组成、 特点及其主要功能。
5.蛋白激酶
• 蛋白激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 的 γ 磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上，使蛋白质磷酸 化，可分为5类。
细胞的基本功能-人体生理学
1.前负荷：
∵前负荷→肌节初长度→粗 细肌丝的重叠程度→肌张力。
肌 节 最 适 初 长 （ 2.0-2.2m ） 时，粗细肌丝重叠佳，肌缩速 度、幅度和张力最大；
∴ 前负荷↑或↓→肌节最适 初长↑或↓→肌张力↓。
2.后负荷：
在等张收缩条件下观察
后 负 荷 为 0→ 肌 缩 速 度 、 幅度↑和张力最小；
物。
骨骼肌收缩的形式
第三节、生理功能的调节
一、调节方式
（一）神经调节
1.定义 2.基本方式：反射 3.反射弧组成
条件反射 4.反射类型
非条件反射
5.特点
（二）体液调节
1.定义 2.类型 3.神经-体液调节 4.特点
（三）自身调节
1.定义 2.特点
二、机体功能调节的自动控制原理
负反馈 反馈
正反馈
后负荷↑→肌缩速度、幅 度↓和张力↑；
后负荷↓→肌缩速度、 幅度↑和张力↓。
3.肌缩能力：
肌缩能力↑→肌缩速度、幅度和张力↑； 肌缩能力↓→肌缩速度、幅度和张力↓。
①决定肌缩效应的内在特性主要是： Ⅰ.兴奋-收缩耦联期间胞浆内Ca2+的水平； Ⅱ.肌球蛋白的ATP酶活性。
②调节和影响肌缩效应内在特性的因素： 许多神经递质、体液物质、病理因素和药
↓
Ca2+与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变
↓
原肌凝蛋白发生位移 暴露出细肌丝上与横桥结合位点
↓
横桥与结合位点结合 激活ATP酶作用,分解ATP
↓
横桥摆动
↓
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
↓
肌节缩短=肌细胞收缩
四、骨骼肌收缩的形式
（一）、等长收缩和等张收缩
(二)、单收缩与强直收缩
∵前负荷→肌节初长度→粗 细肌丝的重叠程度→肌张力。
肌 节 最 适 初 长 （ 2.0-2.2m ） 时，粗细肌丝重叠佳，肌缩速 度、幅度和张力最大；
∴ 前负荷↑或↓→肌节最适 初长↑或↓→肌张力↓。
2.后负荷：
在等张收缩条件下观察
后 负 荷 为 0→ 肌 缩 速 度 、 幅度↑和张力最小；
物。
骨骼肌收缩的形式
第三节、生理功能的调节
一、调节方式
（一）神经调节
1.定义 2.基本方式：反射 3.反射弧组成
条件反射 4.反射类型
非条件反射
5.特点
（二）体液调节
1.定义 2.类型 3.神经-体液调节 4.特点
（三）自身调节
1.定义 2.特点
二、机体功能调节的自动控制原理
负反馈 反馈
正反馈
后负荷↑→肌缩速度、幅 度↓和张力↑；
后负荷↓→肌缩速度、 幅度↑和张力↓。
3.肌缩能力：
肌缩能力↑→肌缩速度、幅度和张力↑； 肌缩能力↓→肌缩速度、幅度和张力↓。
①决定肌缩效应的内在特性主要是： Ⅰ.兴奋-收缩耦联期间胞浆内Ca2+的水平； Ⅱ.肌球蛋白的ATP酶活性。
②调节和影响肌缩效应内在特性的因素： 许多神经递质、体液物质、病理因素和药
↓
Ca2+与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变
↓
原肌凝蛋白发生位移 暴露出细肌丝上与横桥结合位点
↓
横桥与结合位点结合 激活ATP酶作用,分解ATP
↓
横桥摆动
↓
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
↓
肌节缩短=肌细胞收缩
四、骨骼肌收缩的形式
（一）、等长收缩和等张收缩
(二)、单收缩与强直收缩
《细胞生理学》细胞膜的结构和物质转运功能
细胞膜的结构和物质转运功能
细胞：构成机体的最基本的结构和功 能单位。
一、细胞膜的基本结构 液态镶嵌模型 (图 )
组成：脂质、蛋白质、糖类（图） 1．脂质双分子层：细胞膜的基本骨架 含：磷脂、胆固醇、鞘脂。 磷脂 磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇
2．蛋白质：多为球形蛋白质 表面蛋白质（外周蛋白质） 整合蛋白质（镶嵌蛋白质） 功能：① 物质转运功能 ② 受体功能 （图） ③ 识别功能 ④ 连接功能 ⑤ 催化功能 3 ．糖类：糖蛋白或糖脂是细胞的特异性 “标志”
失活（关闭） 备用（静息） b．通过 “闸门”进行调控 c．有选择性 ③转运结果：电化学势能平衡
分类： 化学门控通道：N-Ach受体 电压门控通道：Na+通道 机械门控通道：内耳毛细胞 4 ．经载体介导的易化扩散（图） 转运的物质：GS、AA进入一般细胞 共同特点：① 结构特异性 ② 饱和现象 ③ 竞争性抑制
作业：
1. 细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例
说明之。
2．比较单纯扩散和易化扩散的异同点?
3．Na+-K形成细胞外高Na+、细胞内高K+ a ． 离子势能贮备是生物电产生的基 础；促进某些物质的逆浓度差的跨膜转 运。如GS b． 细胞内高K+是某些生化反应必需 c. 防止细胞水肿 3．分类
原发性主动转运 继发性主动转运：（图） 各种跨膜转运机制的特征
（三）出胞和入胞 大分子物质进出细胞的方式 1．出胞：各种分泌活动、神经递质的释放 2．入胞：受体介导式入胞（图）
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
（一）单纯扩散 1．定义 扩散： 单纯扩散：脂溶性小分子物质由高浓度 向低浓度跨膜移动的过程。 2． 扩散通量： Mmol/s.cm2 影响因素：膜内外物质浓度差、电压差 膜的通透性 3． 转运的物质：O2 ，CO2 4 ．特点：① 高浓度→低浓度 ② 不耗能
细胞：构成机体的最基本的结构和功 能单位。
一、细胞膜的基本结构 液态镶嵌模型 (图 )
组成：脂质、蛋白质、糖类（图） 1．脂质双分子层：细胞膜的基本骨架 含：磷脂、胆固醇、鞘脂。 磷脂 磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇
2．蛋白质：多为球形蛋白质 表面蛋白质（外周蛋白质） 整合蛋白质（镶嵌蛋白质） 功能：① 物质转运功能 ② 受体功能 （图） ③ 识别功能 ④ 连接功能 ⑤ 催化功能 3 ．糖类：糖蛋白或糖脂是细胞的特异性 “标志”
失活（关闭） 备用（静息） b．通过 “闸门”进行调控 c．有选择性 ③转运结果：电化学势能平衡
分类： 化学门控通道：N-Ach受体 电压门控通道：Na+通道 机械门控通道：内耳毛细胞 4 ．经载体介导的易化扩散（图） 转运的物质：GS、AA进入一般细胞 共同特点：① 结构特异性 ② 饱和现象 ③ 竞争性抑制
作业：
1. 细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例
说明之。
2．比较单纯扩散和易化扩散的异同点?
3．Na+-K形成细胞外高Na+、细胞内高K+ a ． 离子势能贮备是生物电产生的基 础；促进某些物质的逆浓度差的跨膜转 运。如GS b． 细胞内高K+是某些生化反应必需 c. 防止细胞水肿 3．分类
原发性主动转运 继发性主动转运：（图） 各种跨膜转运机制的特征
（三）出胞和入胞 大分子物质进出细胞的方式 1．出胞：各种分泌活动、神经递质的释放 2．入胞：受体介导式入胞（图）
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
（一）单纯扩散 1．定义 扩散： 单纯扩散：脂溶性小分子物质由高浓度 向低浓度跨膜移动的过程。 2． 扩散通量： Mmol/s.cm2 影响因素：膜内外物质浓度差、电压差 膜的通透性 3． 转运的物质：O2 ，CO2 4 ．特点：① 高浓度→低浓度 ② 不耗能
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（五）出胞和入胞式物质转运
大分子物质或固态、液态的物质团块，通 过细胞膜复杂的结构和功能的变化，进出细 胞的过程。
出胞（exocytosis)
胞吐
是细胞分泌、递质释放及大分子 物质和颗粒的外排方式。
入胞（endocytosis） 吞噬
吞饮
是大分子物质或物质团块的进入细胞 的主要方式。 吞噬 吞饮 只发生特殊细胞 液相入胞，受体介导入胞
（四）继发性主动转运 （secondary active transport） 指某种物质的逆浓度梯度的转运是 依赖于另一物质的浓度差造成的势能 而实现的。
钠泵活动的生理意义：
1.维持细胞正常的渗透压和形态。
2.形成和保持细胞内外Na+、 K+不均匀分布， 与生物电的形成密切相关。 3.建立的Na+浓度势能储备。是营养物质跨 小肠和肾小管上皮细胞等跨膜主动转运的 能量来源。
受体介导式入胞 receptor-mediated endocytosis
配体与受体结合
次级溶酶体
初级溶酶体
神经细胞和骨骼肌细胞
Na+浓度的膜外:膜内（ Co/Ci ）为12 K+浓度的膜内:膜外 （ Ci/Co ）为30
钠-钾泵（sodium-potassium pump） 钠泵为Na+- K+依赖式ATP酶的蛋白质
Basic functions of pumps： • 在细胞的特定部位聚集某种物质 • 建立一种势能储备 • 分泌特定物质
第一节
细胞膜的基本结构和 跨膜物质转运功能
Structure and transport functions of the cell membrane
是细胞内容物与细胞周围环境之间的一道 生理屏障。即可将两者分隔开，又是两者之 间物质、能量、信息转换的中介。
一、细胞膜的化学组成和分子结构
Chemical composition and molecular structure of the cell membrane
（一）单纯扩散（simple diffusion）
扩散： mol/s.cm2 扩散通量： 单纯扩散：在生物体中，一些脂溶性的小分 子物质顺浓度差或电位差的跨膜 物质转运。如：CO2，O2等。 影响单纯扩散扩散通量的因素： 1、浓度差 物质通过细胞膜的难易程度 2、通透性：
（二）易化扩散（facilitated diffusion）
特点：
1、结构特异性 2、饱和性 3、竞争性抑制
单纯扩散：
以载体为介导的易化扩散：
被动转运（passive transport） 物质顺电-化学梯度进行跨膜转运 的过程，细胞本身无须消耗能量。
（三）主动转运（active transport）
原发性主动转运：
细胞膜通过本身的某种耗能过程，将 物质的分子或离子逆电-化学梯度进行跨 膜转运。 The movement of substances across the membrane occurs against the electrochemical gradient with the necessity of consumption of metabolic energy.
（二）细胞膜蛋白质 cell membrane protein
膜蛋白质的存在方式：表面 蛋白质和整和蛋白质。
（三）细胞膜糖类 Cell membrane carbohydrate 可作为细胞或蛋白质的标志，也 可作为膜受体的“可识别”部分。
二、细胞膜的跨膜物质转运功能 The transmembrane material transport of the cell membrane
•水通道（AQP）
化学门控离子通道
ion channels ： electrochemical gradient + allosteric
Na+浓度高
电位高
细胞外
细胞膜
电位低 Na+浓度低
细胞内
2、以载体为中介的易化扩散
Байду номын сангаас
Facilitated diffusion via carrier
化学组成： 脂质、蛋白质、糖类等 基本结构：
1972年由singer和nicolson提出。其 主要内容：膜是以液态的脂质双分子 层为基架，其中镶嵌着不同生理结构 和功能的蛋白质，后者主要以-螺旋 或球形蛋白质的形式存在。
（一）脂质双分子层（Gorter
Grendel）
lipid bilayer
化学组成： 磷脂（70%）、胆固醇（30%）、 鞘脂类脂质 磷脂的基本结构： 一分子甘油的两个羟基 各结合一分子脂肪酸， 另一个羟基结合一分子 磷酸，后者再结合一个 碱基。
所有的膜脂质都是双嗜性分子 一端是磷酸、碱基等亲水性极性基团， 另一端的长烃链是非极性基团。 脂质小体： 人工制备的人工膜囊。
在体内，一些不溶于脂质或溶解度甚小的物 质，在细胞膜上一些特殊蛋白质的帮助下，顺 浓度差或电位差的跨膜物质转运。如：葡萄糖， 氨基酸及各种离子等。
特点： 1、高浓度 低浓度 2、膜蛋白的介导
1、以通道为中介的易化扩散 Facilitated diffusion via channel
与离子的易化扩散有关，推测在蛋白质内 部出现了一条贯穿膜内外的亲水性相孔道。 特点： 选择性和门控性。 （1）化学门控通道 （2）电压门控通道 （3）机械门控通道