生理学：第二章 细胞的基本功能 (2)

1）膜两侧该物质浓度差决定因素：
2）膜对该物质的通透性 与该物质的浓度差成正 比，与其他溶质无关
[O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞[CO2]o
3. 转运的物质： O2，CO2，N2，水，乙醇，尿素
水(还可通过水通道即水孔蛋白aquaprin来转运)
4 ．特点：① 高浓度→低浓度② 不耗能
膜蛋白介导的跨膜转运
单纯扩散
膜蛋白介导 的跨膜转运
出胞和入胞
㈠. 单纯扩散（simple diffusion）
1.*概念：
扩脂散溶的性原物质理由：细布胞膜郎高运浓动度一（侧图向示低浓）度一侧的
扩净散移：动指过程溶，质称分为子单由纯高扩浓散。度如处：向O2低，浓CO度2…处。的运动
2.决定因素：
扩散通量：mol／cm2／s
①钠泵活动造成的膜内外Na+和K+的浓度差， 是细胞生物电活动产生的前提条件。
② 维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定。 ③ Na+在膜两侧的浓度差也是其它许多物质
继发性主动转运的动力。 ④ 钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢
反应进行的必要条件。 ⑤ 钠泵活动是生电性的影响膜电位的数值。
㈡.易化扩散
*易化扩散（facilitated diffusion） ： 大部分水溶性物质和所有离子，在膜蛋
白质的协助下，由膜高浓度一侧向低浓度 一侧的扩散，称为易化扩散。 特点： 1）顺浓度差转运 2）选择性转运（膜蛋白质结构） 3）受膜两侧因素改变的调控
1. 通道（ion channel）介导的易化扩散
1972年，Singer和Nicolson提出
其基本内容是： 1）基架：液态脂质(双嗜分子）双分子层。 磷脂：70%，胆固醇：30% 。 2）中间：镶嵌有不同分子结构和功能的蛋白 质，其以α-螺旋或球形结构形式存在。
3）外表面：糖脂或糖蛋白
液态镶嵌模型
一. 细胞膜的结构 Structure of the Cell Membrane
整合蛋白 (integral protein) 70-80% (载体或转运体、通道、离子泵)
㈢ 糖类：
较少（8%） 主要为寡糖和多糖链
表面蛋白
成为抗原决定簇、受 体可识别部分
整合蛋白
二、物质的物质转运功能
Transport Across the Plasma Membrane
ห้องสมุดไป่ตู้
*跨膜转运的方式：
①单纯扩散 ②易化扩散 ③主动转运 ④出胞和入胞
通道基本特征：
1）离子选择性（ion selectivity） 不同的通道有不同的离子选择性：
Na+通道、K+通道、Ca2+通道、Cl-通道
2） 门控特性（gating） 通道有 A. 激活(activation):通道开放 B. 失活(inactivation)：通道关闭 C. 静息(resting) ：通道关闭(closing)
由离子通道（贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔 道的，不能水解ATP的膜蛋白）完成。
转运带电离子(Na+、K+、Ca2+…)
Na+
胞外
胞内
K+
1. 通道(channel)中介的易化扩散
Facilitated diffusion via channel
[Na+]o ＞[Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
§ 1. 细胞膜的结构和物质转运功能 The cell membrane & its transport
细胞膜的作用：
① 屏障作用 ② 物质转运功能 ③ 跨膜信息传递功能
④ 细胞膜的兴奋功能…
一. 细胞膜的结构 Structure of the Cell Membrane
—液态镶嵌模型(fluid mosaic model):
对血管壁的牵张刺激-机械门控通道开放---Ca2+内流------血管收缩
2. 载体(carrier)介导的的易化扩散
是水溶性小分子物质经载体介导顺浓度 梯度和(或)电位梯度进行的被动跨膜转运。
1）特点：
扩散
① 高度特异性
flux
② 饱合现象
(saturation)
Vmax
③ 竞争性抑制 1/2Vmax
生理学 PHYSIOLOGY
第二章 细胞的基本功能 The basic functions of cell
本章重点讨论：
1.细胞膜结构和物质转运功能 2.细胞的生物电活动 3. 肌细胞的收缩功能
第二章 细胞的基本功能
学习目标
•了解细胞膜的结构,掌握细胞膜的物质转运功能。 • 掌握静息电位和动作电位的概念、形成条件、机制, 兴奋性的周期性变化,熟悉动作电位在同一细胞上的 传导。 • 掌握骨骼肌兴奋收缩耦联、肌肉收缩的原理；熟悉 影响肌肉收缩的因素;了解骨骼肌收缩的外部表现和 力学分析。
载体
(competitive inhibition)
Km
substrate
2.经载体的易化扩散
Facilitated diffusion via carrier
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
膜蛋白介导的跨膜转运
（三）主动转运（active transport）
1. 原发性主动转运（primary active transport）
细胞直接利用分解ATP产生的能量,将离 子逆浓度差进行跨膜转运的过程。 * 钠—钾泵（*钠泵） 1) 钠泵的本质: 钠—钾依赖式ATP酶 2）作用:
分解ATP供能，逆浓度差转运Na+、K+ （泵入 2个K+、泵出3个Na+ ）
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠泵的作用：
3）钠泵活动的意义（P17）
不同的通道有不同的开闭控制条件：
图2-2不同门控机制的离子通道
A. 电压门控通道 (voltage gated)
B. 化学门控通道 （chemical gated）
C. 机械门控通道 (mechanically gated)
离子 细胞外
细胞内
神经递质 （Ach）
通道开放
离子进入膜内
毛 细 胞 离 子 通 道 及 其 作 用 示 意 图
Composition of the cell membrane
磷酸+碱基
化学组成：三种
㈠ 脂质双分子层：多 （52%）
脂 肪
酸
磷脂：70%；胆固醇：<30%
长 烃
链
特点：熔点低，常温下呈液态
（ *熔点、胆固醇含量
决定C膜的流动性）
㈡ 膜蛋白：较多（重量）40%
两种形式
表面蛋白 (peripheral protein) 20-30%