讲授 第二章 细胞的基本功能(细胞膜)

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三节细胞的生物电现象第四节骨骼肌的收缩功能第二节细胞的跨膜信号转导功能1/31/20231[目的要求]1.掌握兴奋性、兴奋概念及刺激引起兴奋的条件掌握生物电产生和兴奋传导的基本原理掌握神经-肌肉接头的兴奋传递2.熟悉肌肉收缩的外部表现和力学分析3.了解细胞的跨膜信号传递功能；神经纤维的功能[授课时数]6学时[教学内容]一、细胞的跨膜信号传递功能

二、细胞的兴奋性和生物电现象

1.静息电位产生的原理

2.动作电位产生的原理三、肌细胞的收缩功能

1.神经-肌接头的兴奋传递

2.肌肉收缩的滑行理论1/31/20232细胞膜的功能；

1、屏障作用

2、跨膜物质转运

3、跨膜信息传递和能量转换第一节细胞膜的结构和功能Basicstructureofcellmembrane一、细胞膜的结构Molecularcompositionandbstructureofcellmembrane1/31/20233内层：致密带2.5nm间层：透明带2.5nm外层：致密带2.5nm光镜膜以液态的脂质双分子层为基架,其中镶嵌着不同分子结构，因而也有不同生理功能的蛋白质，后者主要以螺旋和球形蛋白的形式存在。FluidMosaicModel

1972SingerandNicholson

1/31/20234(一)脂质双分子层

组成：磷脂phospholipid：70%；胆固醇cholesterol：<30%；少量鞘质类物质。基本形态：液态的脂质双分子层Lipidbilayer1/31/20235磷脂phospholipid：70%双嗜性分子（amphilicmolecule）平铺（1925Gorter）扰动-脂质小体（liposome）特性：熔点低，程液态流动性和稳定性；不同细胞，同一不同部位，细胞膜内外侧膜磷脂分布存在差异1/31/20236(二)细胞膜蛋白质镶嵌或贯穿于脂质双分子层中，生物膜具有的各种功能大多与其有关。依结合方式不同：

表面蛋白（20-30%）整合蛋白（70-80%）1/31/20237细胞骨架蛋白；受体蛋白；识别蛋白；转运蛋白；通道蛋白；酶；依功能不同1/31/20238有些作为抗原决定簇（免疫信息)；

(三)细胞膜糖类多为短糖链，以共价键的形式与膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂或糖蛋白。有些作为膜受体的“可识别”部分能特异地与激递质等结合。1/31/20239

（一）单纯扩散(simplediffusion)

概念: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。[CO2]i＞[CO2]o[O2]o＞[O2]i二、细胞膜的跨膜物质转运功能Transportofsubstancesthroughthecellmembrane1/31/202310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

扩散通量（mmolormol/min.cm2)扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关离子受电场力的作用1/31/202311转运的物质

O2、CO2、NH3

、N2

、尿素（60）乙醚、乙醇、类固醇类激素渗透osmosis：水分子的跨膜扩散膜对H2O具较高度通透性，

H2O除单纯扩散外，还可通过水通道跨膜转运。1/31/202312（二）介导的跨膜转运(facilitateddiffusion)

(1)膜蛋白载体通道泵和转运体

(2)分类主动转运和被动转运

①经载体的易化扩散(carriermediateddiffusion)②经通道的易化扩散(channelmediateddiffusion)1/31/2023131载体的易化扩散转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质1/31/202314乒乓模型1/31/202315

顺浓度差，速度为(103-5)

选择性（特殊膜蛋白质本身有结构特异性）饱和性（结合位点是有限的）竞争性（经同一特殊膜蛋白质转运）1/31/2023162经通道的易化扩散转运离子，速度106-8离子选择性（ionicselectivity）门控特性构象（静息激活失活）[K+]i＞[K+]o[Na+]o＞[Na+]i通道：蛋白质，中间有亲水性孔道，允许小于孔道的离子通过。1/31/202317化学门控通道(chemicalgatedionchannel)电压门控通道（voltagegatedionchannel)分类：根据门控的机制可分为1/31/2023181/31/202319

特点:

①需依靠特殊膜蛋白质的“帮助”②不需另外消耗能量③选择性（特殊膜蛋白质本身有结构特异性）④饱和性（结合位点是有限的）

⑤竟争性（经同一特殊膜蛋白质转运）⑥浓度和电压依从性（特殊膜蛋白质的变构是有条件的，如化学门控通道、电压门控通道）

1/31/2023203

原发性主动转运(activetransport)概念：指在膜蛋白（泵）的帮助下，细胞依靠本身的消耗代谢直接产生的能量，将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；②依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”；③是逆电-化学梯度进行的。

如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等1/31/202321原发性主动转运：

primaryactivetransport1/31/202322Na+-K+泵Na+-K+泵又称Na+-K+-ATPase，简称钠泵。1/31/202323通道转运与钠-钾泵转运模式图（动画）功能当[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。1/31/2023241/31/202325生理意义：1、钠泵形成的细胞内高K+,细胞外高

Na+是许多代谢反应进行的条件。2、建立势能储备，是细胞生物电活动和营养物质吸收的基础3、维持渗透压和细胞正常形态，防止细胞水肿。1/31/2023264继发性主动转运Secondaryactivetransport概念：不直接消耗细胞代谢产生的能量，而是依靠另一种物质浓度梯度的膜两侧[Na+]差。1/31/202327耦联转运

①同向转运

②逆向转运1/31/202328一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。（三）入胞和出胞式转运1/31/202329图2-3肠粘膜上皮细胞葡萄糖继发性主动转运模式图1/31/202330出胞: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。动画：出胞1/31/202331入胞: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。动画：入胞1/31/202332受体介导式入胞识别，结合，复衣凹陷集中衣被囊泡次级溶酶体配体与受体分离配体回位1/31/202333三、细胞的跨膜信号转导功能SignalTransmissionThroughtheCellMembrane细胞信号传递系统（一）细胞间的信号传递Intercellularsignaltransmission（二）跨膜信号传递系统Transmembranesignaltransmissionsystem

1/31/202334（一）细胞间的信号传递

Intercellularsignaltransmission内分泌旁分泌自分泌突触传递电传递化学传递细胞间的信号传递1/31/202335配体ligand:将信号从一种细胞传递到另一细胞,

并能与细胞膜受体结合的化学物质总称

神经递质neurotransmitter激素hormone细胞因子cytokineNOnitricoxide受体receptor:

能识别各种配体,并与其特异性的结合,从而引起各种生物效应的蛋白质分子