医学生理学课件第二章
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第二章 细胞的基本功能 Cell Physiology
第一节 细胞膜的基本结构和 跨膜物质转运功能
一、细胞膜的结构
The basic organization of cell membrane
膜结构—液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
（一）脂质双分子层
构成：由双嗜性脂质分子两两相对
如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等 ②继发性主动转运(secondary active transport)
（简称：联合转运）；
泵转运——Na+-K+泵(Na+-K+ pump)
Na+-K+泵又称Na+-K+-ATPase，简称钠泵。
当 [Na+]i↑ [K+]o↑ 时 ， 都可被激活， ATP 分 解 产 生能量，将 胞内的3个 Na+ 移 至 胞 外和将胞外 的 2 个 K+ 移 入胞内。
一些大分子物质或团块进出细胞,是通过细 胞本身的吞吐活动进行的,亦可属于主动转运 过程。
出胞(exocytosis):指细胞把成块的内容物由
细胞内排出的过程。 主要见于细胞的分泌过程：如激素、神经
递质、消化液的分泌。
入胞(endocytosis):指细胞外的大分子物质 或团块进入细胞的过程。
分 为：吞噬=转运物质为固体; 吞饮=转运物质为液体。
经载体易化扩散
（facilitated diffusion via carrier） : 指水溶性小分子物质经载体介导顺深度梯度和
（或）电位梯度进行的被动跨膜转运。
单转运体(uniporter) 同向转运体(symporter) 反向转运体(antiporter)
易化扩散的影响因素
①膜两侧物质浓度差和电位差 ②膜上载体的数量或通道开放的数量
扩摣
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，用扩散通量（mol or mol数/min.cm2)表示。 转运的物质：
O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固 醇类激素等少数几种。
通量：
物质每秒钟通过每平方厘米面积 的（毫） 克分子数（摩尔或毫摩尔数）。
继发性主动转运(secondary active transport)
概念：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
入胞和出胞式转运
脂质双分子层功能：
① 屏障作用 ②传递信息
（二）蛋白质(protein)
结构： α螺旋或球形
蛋白质特点：
流动性（横向移动）
蛋白质功能：
① 转运物质 ② 传递信息 ③ 免疫标志
（三） 糖类
形式： 糖蛋白或糖脂
糖类功能：
二、膜的物质转运功能 Transport across cell membrane
单纯扩散的影响因素：
① 膜两侧分子 的浓度差
② 膜对物质的 通透性
（二）膜蛋白介导的跨膜转运
分类：被动转运 (passive transport) 主动转运 (active transport)
通道运输的特点：
① 门控性 ② 选择性
２．载体介导的跨膜转运
载体运输的特点：
① 较高的结构特异性 ② 饱和现象 ③ 竞争性抑制
排列成双分子层
主要是磷脂，其次是 胆固醇
亲水性极性基团 （磷酸和碱基）
疏水性非极性基团 （长烃链）
脂质双分子层特点：
① 液态（同层横向移动的流动性）:
胆固醇含量越高，细胞膜的流动性越小
② 稳定性
意义：细胞可以承受相当大的张力和外形 改 变而不破裂；而且即使膜结构有时发生 一些较小的断裂，也可以自动融合而修 复，仍保持膜的完整性。
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠-钾泵: 当[Na+]i↑/[K+]o↑激活
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 钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运 的提供了动力（如葡萄糖、氨基酸的吸收：Na+-
载体-葡萄糖、Na+-载体-氨基酸的复合体形式进行 的联合转运）。
Biblioteka Baidu
易化扩散的特点
①顺电-化学差扩散 ②不直接耗能
主动转运(active transport)
概念：指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。
特点①：需要消耗能量,能量由分解ATP来提供； ②依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”；
③是逆电-化学梯度进行的。
分类：
①原发性主动转运（primary active transport） （简称：泵转运）；
出胞(exocytosis)：粗面内质网合成蛋白性分泌物
高尔基复合体 膜性结构包被=分泌囊泡
囊泡向质膜内侧移动 囊泡膜与质膜的某点接触并融合
融合处出现裂口 分泌物排出
囊泡的膜成为细胞膜的组成部分
第一节 细胞膜的基本结构和 跨膜物质转运功能
一、细胞膜的结构
The basic organization of cell membrane
膜结构—液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
（一）脂质双分子层
构成：由双嗜性脂质分子两两相对
如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等 ②继发性主动转运(secondary active transport)
（简称：联合转运）；
泵转运——Na+-K+泵(Na+-K+ pump)
Na+-K+泵又称Na+-K+-ATPase，简称钠泵。
当 [Na+]i↑ [K+]o↑ 时 ， 都可被激活， ATP 分 解 产 生能量，将 胞内的3个 Na+ 移 至 胞 外和将胞外 的 2 个 K+ 移 入胞内。
一些大分子物质或团块进出细胞,是通过细 胞本身的吞吐活动进行的,亦可属于主动转运 过程。
出胞(exocytosis):指细胞把成块的内容物由
细胞内排出的过程。 主要见于细胞的分泌过程：如激素、神经
递质、消化液的分泌。
入胞(endocytosis):指细胞外的大分子物质 或团块进入细胞的过程。
分 为：吞噬=转运物质为固体; 吞饮=转运物质为液体。
经载体易化扩散
（facilitated diffusion via carrier） : 指水溶性小分子物质经载体介导顺深度梯度和
（或）电位梯度进行的被动跨膜转运。
单转运体(uniporter) 同向转运体(symporter) 反向转运体(antiporter)
易化扩散的影响因素
①膜两侧物质浓度差和电位差 ②膜上载体的数量或通道开放的数量
扩摣
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，用扩散通量（mol or mol数/min.cm2)表示。 转运的物质：
O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固 醇类激素等少数几种。
通量：
物质每秒钟通过每平方厘米面积 的（毫） 克分子数（摩尔或毫摩尔数）。
继发性主动转运(secondary active transport)
概念：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
入胞和出胞式转运
脂质双分子层功能：
① 屏障作用 ②传递信息
（二）蛋白质(protein)
结构： α螺旋或球形
蛋白质特点：
流动性（横向移动）
蛋白质功能：
① 转运物质 ② 传递信息 ③ 免疫标志
（三） 糖类
形式： 糖蛋白或糖脂
糖类功能：
二、膜的物质转运功能 Transport across cell membrane
单纯扩散的影响因素：
① 膜两侧分子 的浓度差
② 膜对物质的 通透性
（二）膜蛋白介导的跨膜转运
分类：被动转运 (passive transport) 主动转运 (active transport)
通道运输的特点：
① 门控性 ② 选择性
２．载体介导的跨膜转运
载体运输的特点：
① 较高的结构特异性 ② 饱和现象 ③ 竞争性抑制
排列成双分子层
主要是磷脂，其次是 胆固醇
亲水性极性基团 （磷酸和碱基）
疏水性非极性基团 （长烃链）
脂质双分子层特点：
① 液态（同层横向移动的流动性）:
胆固醇含量越高，细胞膜的流动性越小
② 稳定性
意义：细胞可以承受相当大的张力和外形 改 变而不破裂；而且即使膜结构有时发生 一些较小的断裂，也可以自动融合而修 复，仍保持膜的完整性。
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠-钾泵: 当[Na+]i↑/[K+]o↑激活
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 钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运 的提供了动力（如葡萄糖、氨基酸的吸收：Na+-
载体-葡萄糖、Na+-载体-氨基酸的复合体形式进行 的联合转运）。
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易化扩散的特点
①顺电-化学差扩散 ②不直接耗能
主动转运(active transport)
概念：指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。
特点①：需要消耗能量,能量由分解ATP来提供； ②依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”；
③是逆电-化学梯度进行的。
分类：
①原发性主动转运（primary active transport） （简称：泵转运）；
出胞(exocytosis)：粗面内质网合成蛋白性分泌物
高尔基复合体 膜性结构包被=分泌囊泡
囊泡向质膜内侧移动 囊泡膜与质膜的某点接触并融合
融合处出现裂口 分泌物排出
囊泡的膜成为细胞膜的组成部分