細(xì)胞的基本功能第一節(jié)培訓(xùn)課件

細(xì)胞的基本功能第一節(jié)第二章

細(xì)胞的基本功能2細(xì)胞的基本功能第一節(jié)第一節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第二節(jié)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能第三節(jié)細(xì)胞的生物電活動(dòng)第四節(jié)肌細(xì)胞的收縮功能3細(xì)胞的基本功能第一節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第一節(jié)作者:祁金順、封啟龍單位:山西醫(yī)科大學(xué)4細(xì)胞的基本功能第一節(jié)一、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)分子組成：脂質(zhì)（lipid）、蛋白質(zhì)（protein）和少量糖類生理學(xué)（第9版）分子在膜中的排列形式：液態(tài)鑲嵌模型（1972年）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和分子組成示意圖5細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）脂質(zhì)種類：脂質(zhì)特性：脂質(zhì)分布：不對(duì)稱意義：形成膜脂質(zhì)雙層流動(dòng)性(一)細(xì)胞膜的脂質(zhì)磷脂>70%膽固醇<30%糖脂<10%雙嗜性意義：蛋白或脂質(zhì)分子側(cè)向移動(dòng)；

承受張力變形不易破裂影響：膽固醇↑、長(zhǎng)而飽和的脂肪酸↑、蛋白質(zhì)含量↑，流行性↓甘油磷酯的分子結(jié)構(gòu)及其排列方式6細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）表面膜蛋白

（peripheralmembraneprotein）整合膜蛋白

（integralmembraneprotein）肽鏈一次或反復(fù)多次穿越膜脂質(zhì)雙層類型：（二）細(xì)胞膜的蛋白特征：載體蛋白、通道蛋白、泵蛋白、受體蛋白等跨膜段主要是由疏水性氨基酸組成的α螺旋，其長(zhǎng)度為18～21個(gè)氨基酸7細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）形式：多數(shù)是寡糖，少數(shù)為多糖；與膜脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合，形成糖脂（1/10脂質(zhì)）或糖蛋白（多數(shù)整合蛋白）分布：全部于膜外表面（三）細(xì)胞膜的糖類作用：作為分子標(biāo)記（糖種類和順序）發(fā)揮受體或抗原作用。如ABO血型中A和B抗原的區(qū)別細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)8細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）（一）單純擴(kuò)散(simplediffusion)單純擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)：O2、CO2、N2、NO、NH3

（最快）、尿素、乙醚、乙醇、甘油、類固醇激素、水概念：

物質(zhì)從細(xì)胞膜的高濃度一側(cè)通過脂質(zhì)分子間隙向低濃度一側(cè)進(jìn)行的跨膜擴(kuò)散單純擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)無需消耗能量無需膜蛋白“幫助”:

沒有生物學(xué)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制（只是物理現(xiàn)象）無飽和性單純擴(kuò)散示意圖10細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）（二）易化擴(kuò)散概念：非脂溶性的小分子物質(zhì)或帶電離子在膜蛋白幫助下，順濃度梯度和（或）電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)1.經(jīng)通道易化擴(kuò)散概念：在通道蛋白的介導(dǎo)下，溶液中的Na+、K+、Ca2+等帶電離子順濃度梯度和（或）電位梯度的跨膜擴(kuò)散離子選擇性（Na+通道、K+通道、Ca2+通道、Cl-通道、陽(yáng)離子通道等）；決定因素：孔道口徑、化學(xué)結(jié)構(gòu)、帶電電荷等特性：經(jīng)通道異化擴(kuò)散示意圖11細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）門控特性（閘門）化學(xué)/配體門控通道（chemical/ligand-gatedionchannel）如：骨骼肌終板膜上的N型膽堿能受體電壓門控通道（voltage-gatedionchannel）如：產(chǎn)生動(dòng)作電位的電壓門控鈉通道機(jī)械門控通道（mechanically-gatedionchannel）如：動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞上的機(jī)械門控鉀通道離子通道的門控特性示意圖12細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）2.經(jīng)載體易化擴(kuò)散（載體carrier/轉(zhuǎn)運(yùn)體transporter）概念：在載體蛋白的介導(dǎo)下，水溶性小分子物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制：結(jié)合-構(gòu)象變化-解離不同于通道；轉(zhuǎn)運(yùn)速度慢（200~50000個(gè)/秒）

轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等經(jīng)載體易化擴(kuò)散示意圖13細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）載體轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)飽和現(xiàn)象

載體及結(jié)合位點(diǎn)數(shù)量有限竟?fàn)幮砸种?/p>

結(jié)構(gòu)類似物經(jīng)同一載體轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)發(fā)生Km：米氏常數(shù)（表示親和力、轉(zhuǎn)運(yùn)效率）結(jié)構(gòu)特異性

載體與被轉(zhuǎn)運(yùn)底物的結(jié)構(gòu)匹配葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（右旋）；氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體等經(jīng)載體異化擴(kuò)散及其飽和現(xiàn)象示意圖14細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）（三）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)

在膜蛋白幫助下，利用細(xì)胞代謝能量將物質(zhì)逆濃度梯度（和）或電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程1.原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(primaryactivetransport)

概念：細(xì)胞直接利用代謝能量（分解ATP）將物質(zhì)逆濃度梯度和（或）電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程（膜蛋白也稱離子泵）種類：Na+-K+泵；Ca2+泵；質(zhì)子泵15細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）本質(zhì)：Na+-K+依賴式ATP酶Na+泵（Na+-K+泵）作用：

維持細(xì)胞內(nèi)高K+、細(xì)胞外高Na+獲1997年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程：離子細(xì)胞外液細(xì)胞內(nèi)液Na+14512K+4.4139鈉泵主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)示意圖16細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）Na+泵（Na+-K+泵）意義：控制細(xì)胞容積，防止細(xì)胞水腫為繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)提供動(dòng)力為細(xì)胞生物電活動(dòng)提供條件（形成濃度梯度）胞內(nèi)高K+是許多代謝反應(yīng)所必需（如蛋白合成）鈉泵是生電泵，可直接影響靜息電位離子細(xì)胞外液細(xì)胞內(nèi)液Na+14512K+4.4139鈉泵主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)示意圖17細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）本質(zhì)：Ca2+-ATP酶作用：逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2+，使胞漿內(nèi)Ca2+濃度僅為細(xì)胞外的萬分之一正離子細(xì)胞外液（mM）細(xì)胞內(nèi)液（mM)Na+14512K+4.4139Ca2+2.40.2mM分布及特征：細(xì)胞膜（消耗1分子ATP，轉(zhuǎn)運(yùn)1Ca2+到胞外）肌漿網(wǎng)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體（1次轉(zhuǎn)運(yùn)2Ca2+到細(xì)胞器內(nèi)）鈣泵（calciumpump）18細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）2.繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（secondaryactivetransport）分類：同向轉(zhuǎn)運(yùn)（symport）如Na+和葡萄糖（或氨基酸）在腸黏膜上皮細(xì)胞的同向

轉(zhuǎn)運(yùn)反向轉(zhuǎn)運(yùn)（antiport

,exchange）如Na+-Ca2+交換、Na+-H+交換等概念：利用原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)建立的離子濃度差，在離子順濃度差擴(kuò)散的同時(shí)將其他物質(zhì)逆濃度梯度（和）或電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，也稱聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)（co-transport）Na+和葡萄糖同向轉(zhuǎn)運(yùn)19細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）（四）膜泡運(yùn)輸大分子和顆粒物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)，先由膜包圍形成囊泡，再經(jīng)膜包裹、膜融合和膜離斷等一系列過程批量進(jìn)出細(xì)胞概念：指細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)以分泌囊泡的形式排出細(xì)胞的過程，亦稱胞吐如激素分泌、神經(jīng)遞質(zhì)釋放、消化液的分泌等出胞的兩種形式：持續(xù)性如小腸黏膜分泌黏液調(diào)節(jié)性如神經(jīng)遞質(zhì)釋放，通常受Ca2+濃度的調(diào)節(jié)1.出胞（exocytosis）膜泡運(yùn)輸示意圖A.出胞過程；B.入胞過程20細(xì)胞的基本功能第一節(jié)生理學(xué)（第9版）2.入胞（endocytosis）細(xì)胞外的大分子物質(zhì)或團(tuán)塊被細(xì)胞膜包裹后，以囊泡的形式進(jìn)入細(xì)胞的過程，亦稱胞吞吞噬（轉(zhuǎn)運(yùn)物為固體）吞飲（轉(zhuǎn)運(yùn)物為液體）21細(xì)胞的基本功能第一節(jié)1.細(xì)胞膜由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)及少量糖類組成，其結(jié)構(gòu)可用液態(tài)鑲嵌模型表示