第二章細胞(一)

1、第二章第二章 細胞的基本功能細胞的基本功能第一節(jié)第一節(jié) 細胞膜的結(jié)構(gòu)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能第三節(jié)第三節(jié) 細胞的生物電現(xiàn)象細胞的生物電現(xiàn)象 第四節(jié)第四節(jié) 肌細胞的收縮肌細胞的收縮第二節(jié)第二節(jié) 細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導一、一、細胞膜細胞膜的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)二、二、細胞膜的作用細胞膜的作用三、三、物質(zhì)物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運的跨膜轉(zhuǎn)運 細胞膜的結(jié)構(gòu)細胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能 脂質(zhì)雙脂質(zhì)雙分子層分子層親水性親水性疏水性疏水性蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖鏈糖鏈 膜的液態(tài)鑲嵌模型膜的液態(tài)鑲嵌模型（fluid mosaic model）1、屏障作用：脂質(zhì)雙分子層、屏障作用：脂質(zhì)雙分子層2、物質(zhì)

2、的跨膜轉(zhuǎn)運：蛋白質(zhì)、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運：蛋白質(zhì)3、信息傳遞：蛋白質(zhì)、糖鏈、信息傳遞：蛋白質(zhì)、糖鏈CO2等代謝產(chǎn)物等代謝產(chǎn)物攝取攝取O2、葡萄、葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)糖等營養(yǎng)物質(zhì)細胞膜的作用細胞膜的作用 Simple diffusionFacilitated diffusionPassive transportActive transportChannelCarrier電電化化學學梯梯度度被動轉(zhuǎn)運被動轉(zhuǎn)運 主動轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運能量能量物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運O2 CO2（水溶性小離子（水溶性小離子 小分子）小分子）q動力：濃度差或電位差（動力：濃度差或電位差（勢能勢能）q通透性（通透性（permeabil

3、ity）：）：q類型類型：q定義：定義：被動轉(zhuǎn)運被動轉(zhuǎn)運小分子物質(zhì)由高小分子物質(zhì)由高 低低小離子順電位差小離子順電位差（Simple diffusion facilitated diffusion）定義定義 脂溶性小分子脂溶性小分子 水溶性或離子水溶性或離子機制機制 物理過程物理過程 “蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”的幫助的幫助 離子通道離子通道（ion channel） 載體載體（carrier）單純擴散單純擴散 易化擴散易化擴散類型類型特點特點 有選擇性有選擇性物質(zhì)物質(zhì) O2 CO2 水水 G aa Na+ K+ Ca2+被動轉(zhuǎn)運的動力被動轉(zhuǎn)運的動力通道：隧道，通道：隧道，channelq離子通道的分型離

4、子通道的分型q離子通道開放的意義離子通道開放的意義 主要在于傳遞信息主要在于傳遞信息q特點特點v水相孔道（高速度）水相孔道（高速度）鈉通道：鈉通道：G載體載體：鈉：鈉-鉀鉀ATP酶酶1107 1 104 5 102/Sv離子選擇性離子選擇性靜息（靜息（resting）激活（）激活（activation）和失活（和失活（inactivation）v通透性不是固定不變通透性不是固定不變 離子通道的離子通道的“閘門閘門”（gate）樣結(jié)）樣結(jié)構(gòu)構(gòu)化學門化學門控通道控通道電壓門電壓門控通道控通道機械門機械門控通道控通道離子通道的分型離子通道的分型 N2型乙酰膽堿受體陽離子通道分子結(jié)構(gòu)示意圖型乙酰膽堿受

5、體陽離子通道分子結(jié)構(gòu)示意圖5個亞單位的二級結(jié)構(gòu)示意圖個亞單位的二級結(jié)構(gòu)示意圖5個亞單位個亞單位聚合成一個聚合成一個通道樣結(jié)構(gòu)通道樣結(jié)構(gòu)由每個亞單由每個亞單位的第二跨位的第二跨膜膜 螺旋形成螺旋形成孔道的內(nèi)壁孔道的內(nèi)壁（親水的絲氨酸和蘇氨酸）（親水的絲氨酸和蘇氨酸）0.65nmAChACh帶負電的谷氨酸和門冬氨酸帶負電的谷氨酸和門冬氨酸鈉通道鈉通道 亞單位的分子結(jié)構(gòu)示意圖亞單位的分子結(jié)構(gòu)示意圖NH2COOH 推衍的推衍的 亞單位二級結(jié)構(gòu)亞單位二級結(jié)構(gòu)由由4個同源結(jié)個同源結(jié)構(gòu)域形成孔道構(gòu)域形成孔道的分子模型的分子模型賴氨酸（賴氨酸（1422）苯丙氨酸苯丙氨酸甲硫甲硫氨酸氨酸異亮氨酸異亮氨酸（148

6、9）丙丙氨氨酸酸（1714）精氨酸和賴氨酸精氨酸和賴氨酸谷氨酸谷氨酸載體（載體（carrier）：船）：船特點：選擇性，特點：選擇性，飽和現(xiàn)象飽和現(xiàn)象，競爭性抑制，競爭性抑制葡萄糖的易化擴散葡萄糖的易化擴散 經(jīng)載體易化擴散的溶質(zhì)濃度與溶經(jīng)載體易化擴散的溶質(zhì)濃度與溶質(zhì)跨膜擴散速率的關系曲線示意圖質(zhì)跨膜擴散速率的關系曲線示意圖溶質(zhì)擴散的最大速率溶質(zhì)擴散的最大速率溶質(zhì)濃度（溶質(zhì)濃度（mmol）主動轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運q特點：需膜上泵蛋白（特點：需膜上泵蛋白（ATP酶）的幫助酶）的幫助q定義：由低定義：由低 高（逆濃度差或電位差）高（逆濃度差或電位差）q動力：動力： ATP供能供能q類型類型原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運原發(fā)

7、性主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運qNa+-K+ 泵泵（pump）（primary active transport）q定義：定義： ATP直接供能直接供能v細胞內(nèi)細胞內(nèi)高高K+，是許多代，是許多代謝反應進行的必要條件謝反應進行的必要條件v建立一種勢能貯備，是建立一種勢能貯備，是產(chǎn)生生物電信號的基礎產(chǎn)生生物電信號的基礎v維持細胞的正常容積維持細胞的正常容積v細胞外細胞外高高Na+ ，是許多物，是許多物質(zhì)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的動力質(zhì)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的動力細胞外液細胞外液Na+ （ 12倍）倍）2K+3 Na+ 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：載體蛋白載體蛋白+ATP酶，酶，泵泵啟動：膜內(nèi)啟動

8、：膜內(nèi)Na+ 和膜外和膜外K+細胞內(nèi)液細胞內(nèi)液K+（30倍）倍）Na+-K+ 泵（泵（ Na+-K+ -ATP酶）酶）鈉泵的功能活動及分子結(jié)構(gòu)示意圖鈉泵的功能活動及分子結(jié)構(gòu)示意圖細胞外細胞外胞質(zhì)胞質(zhì)泵泵3Na+ 2K+細胞外細胞外胞質(zhì)胞質(zhì)哇巴因結(jié)合位點哇巴因結(jié)合位點鉀結(jié)合位點鉀結(jié)合位點鈉結(jié)合位點鈉結(jié)合位點NCNCATP磷酸化位點磷酸化位點ATP結(jié)合位點結(jié)合位點 亞單位亞單位 亞單位亞單位鈉泵作用示意圖鈉泵作用示意圖繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運q定義：定義：由由ATP間接供能間接供能（secondary active transport）q特點：特點：轉(zhuǎn)運體轉(zhuǎn)運體膜蛋白（膜蛋白（transporter）v同向轉(zhuǎn)運（同向轉(zhuǎn)運（symport）v反向轉(zhuǎn)運（反向轉(zhuǎn)運（antiport）Na+ 葡萄糖葡萄糖 Na+ 氨基酸氨基酸葡萄糖和氨基酸的繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運模式圖葡萄糖和氨基酸的繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運模式圖緊密連接緊密連接鈉泵鈉泵Na+K+鈉泵鈉泵K+Na+葡萄糖葡萄糖 氨基酸氨基