生理学（成教专升本）第二章细胞膜结构和物质跨膜转运

细胞的基本功能细胞膜的结构和物质跨膜转运目录细胞膜的基本结构和功能物质跨细胞膜转运细胞的电活动骨骼肌收缩活动1234学习目标记忆：物质跨膜转运方式和特点静息电位概念及其产生机制动作电位概念及其产生机制骨骼肌的兴奋-收缩耦联过程骨骼肌的收缩机制理解细胞膜液态镶嵌模型动作电位在同一细胞的传导骨骼肌神经-肌肉接头处兴奋的传递影响骨骼肌收缩的主要因素3学习目标应用运用物质跨膜转运、生物电和骨骼肌收缩的基本知识解释与其相关的临床现象。分析骨骼肌或神经受到不同强度和频率的刺激出现的生理反应过程。45细胞膜的基本结构和功能液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)学说：细胞膜是以液态的脂质双分子层为基本构架，其中镶嵌着具有不同结构和功能的蛋白质。细胞膜的分子组成与结构一个具有特殊结构和功能的半透膜膜的化学组成：

脂质(lipid)蛋白质(protein)糖

类（极少量）6细胞膜的基本功能屏障保护物质转运信息传递兴奋传导特征标识其他功能物质跨细胞膜转运单纯扩散转运—脂溶性和少数水溶性物质膜蛋白介导转运—水溶性小分子和离子易化扩散载体介导的易化扩散通道介导的易化扩散主动转运原发性主动转运继发性主动转运膜泡转运—大分子物质或团块出胞入胞（一）单纯扩散（simplediffusion）1.概念物质从质膜的高浓度一侧通过脂质分子间隙向低浓度一侧进行的跨膜扩散。2.转运的物质脂溶性和少数分子很小的水溶性物质，如氧、二氧化碳、乙醇、尿素、甘油、水等

3.特点

不耗能；顺浓度梯度；无膜蛋白参与扩散：高浓度区域中的溶质分子向低浓度区域发生净移动单纯扩散示意图扩散转运速率的影响因素(1)膜两侧该物质的浓度差（动力）(2)膜对该物质通透性(permeability）(3)溶液的温度和膜的有效面积

(二)易化扩散(facilitateddiffusion)经通道易化扩散经载体易化扩散概念：在膜蛋白的帮助下，非脂溶性的小分子物质或带电离子顺浓度梯度和（或）电位梯度进行的跨膜转运。1.经载体易化扩散概念：水溶性小分子物质或离子在载体蛋白介导下顺浓度梯度进行的跨膜转运。被转运物质＋膜蛋白（载体）载体蛋白变构把物质转运到另一侧后与载体解离经载体易化扩散过程结合构象变化解离

经载体易化扩散的特点

结构特异性

饱和现象

竞争性抑制

2.经通道易化扩散(1)概念

各种带电离子在通道蛋白的介导下，顺浓度梯度和（或）电位梯度的跨膜转运(2)转运离子

Na+、K+

、Ca2+、CI-(3)离子通道（ionchannel）

是一类贯穿脂质双层，中央带有亲水性孔道的膜蛋白，像贯穿细胞膜并带有闸门装置的管道。开放时允许离子顺浓度(电位)梯度通过，关闭时，即使细胞膜两侧存在浓度差，物质也不能通过。(4)离子通道的两个重要的基本特征①离子选择性②门控特性通道的开放或关闭与其分子内部的“闸门”样结构的运动有关

化学信号-----化学门控通道

膜电位-----电压门控通道

机械刺激-----机械门控通道非门控通道：神经细胞膜上钾漏通道化学门控通道

电压门控通道

机械门控通道概念：某种物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢供能而进行的逆浓度梯度和（或）电位梯度跨膜转运。特点：耗能，逆电-化学梯度，借助膜蛋白类型：原发性主动转运继发性主动转运

（三）主动转运（activetransport）1.原发性主动转运概念：细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度和（或）电位梯度转运的过程。离子泵(ionpump):一种镶嵌在细胞膜中的特殊蛋白，化学本质是ATP酶，将细胞内的ATP水解，自身磷酸化而发生构象的改变，完成离子转运。如：钠-钾泵、钙泵、质子泵细胞内3Na+移出膜外细胞外2K+移入膜内水解1ATP膜内高K+和膜外高Na+的不均衡离子分布钠-钾泵(sodium-potassiumpump）

简称钠泵，又称Na+-K+依赖式ATP酶

功能：钠-钾泵[k+]o↑、[Na+]i↑→ATP酶激活→分解ATP→Na+、k+逆浓度转运→恢复膜内外不均衡分布生理意义①钠泵活动最重要的在于它能建立势能储备②钠泵“摄钾”作用致细胞内高K+，是细胞进行代谢反应的必要条件③钠泵“摄钾”维持血浆K+的浓度④钠泵“排钠”作用有助于维持细胞内外水、电解质平衡2.继发性主动转运(secondaryactivetransport)

（联合转运)

概念：利用原发性主动转运所形成的离子浓度梯度，在这些离子顺浓度梯度扩散的同时使其他物质逆浓度梯度和（或）电位梯度跨膜转运。形式：同向转运反向转运（1）同向转运被转运的分子或离子向同一方向运动的联合转运。(2)反向转运

被转运的分子或离子向相反方向运动的联合转运。Na+-Ca2+交换体,转入3Na+,排出1Ca2+Na+-H+交换体,肾近端小管（1︰1交换）概念：大分子和颗粒物质进出细胞是由膜包围形成囊泡，通过膜包裹、膜融合和膜离断等一系列过程完成转运。特点：耗能，主动过程需要更多蛋白质参与伴细胞膜面积的改变(四)膜泡运输(vesiculartransport)1.入胞（endocytosis）概念：细胞外大分子物质或物质团块被细胞膜包裹后以囊泡的形式进入细胞的过程，又称内化。如：吞噬细胞吞噬细菌的过程（1）吞噬：被转运物质以固态形式进入细胞的过程，只发生在一些特殊细胞，如中性粒细胞、单核-巨噬细胞等。（2）吞饮：被转运物质以液态形式进入细胞的过程，几乎发生在所有细胞。

①液相入胞

②受体介导人胞

通过被转运物质与膜表面受体的特异性结合，选择性地促进其进入细胞的一种入胞方式2.出胞（exocytosis）概念：胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程，主要见于细胞的分泌活动。如:消化腺细胞分泌消化酶、内分泌细胞分泌激素、神经末梢释