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第8讲物质出入细胞的方式及影响因素课标内容(1)举例说明哪些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；哪些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。
(2)举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
考点一物质出入细胞的方式1.被动运输主要体现膜的功能特性——选择透过性2.通道蛋白与载体蛋白的异同载体与受体的区别载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡萄糖、Na＋、K＋等的转运蛋白；受体是接收信号分子的蛋白质，如神经递质受体、激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。
3.主动运输主要体现膜的功能特点——选择透过性4.胞吞和胞吐主要体现膜的结构特点——流动性提醒①胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。
②生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
③无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如兴奋产生和恢复过程中的Na＋内流和K＋外流的方式均为协助扩散。
④胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。
(1)葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜。
(2023·全国新课标卷，1B)(×)提示葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散，进入其他细胞一般通过主动运输。
(2)物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关。
(2021·浙江6月选考，4C 改编)(×)提示被动运输有两种方式——自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要膜蛋白的参与。
(3)肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸。
(2021·江苏卷，3D)(√)(4)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。
(2021·福建卷，2C)(×)提示胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，需要耗能。
1.回顾膜的结构补充下列图解：2.被动运输离子的通道称离子通道，主动运输的离子载体称为离子泵。
《医学细胞生物学》（7~12章复习大纲）第七章细胞膜与物质转运(全部都是重点！！！！！！)⏹分类：一）小分子和离子的穿膜运输，分简单扩散、离子通道扩散、易化扩散、离子泵、伴随运输。
二）大分子和颗粒物质的膜泡运输。
第一节穿膜运输⏹一、简单扩散（simple diffusion）⏹二、离子通道扩散⏹电位依赖性电压闸门通道配体门控离子通道（Ligand-gated channels ）：机械闸门通道三、易化扩散⏹特点：1）与所结合的溶质有专一的结合部位，运输各种有机小分子。
2）细胞膜上特定载体蛋白的数量相对恒定，处于饱和状态时，运输速率最大。
⏹单运输将溶质从膜的一侧转运到膜的另一侧⏹被动运输：物质从浓度高的一侧到浓度低的一侧，不消耗能量⏹简单扩散、离子通道扩散、易化扩散⏹四、离子泵⏹（一）Na –K 泵主动运输⏹（二）Ca 2+泵主动运输(Ca2+ Pump)⏹五、伴随运输⏹共运输（symport）：协同运输中，两种物质运输方向相同。
（小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖、氨基酸）⏹对运输(antiport)：协同运输中，两种物质转运方向相反。
（Na -H 交换体在细胞分裂的时候通过转移H ，提高pH值）⏹特点：1）动物细胞协同运输的能量驱动通常来自Na +的电化学梯度。
2）Na+-K +泵间接驱动着协同运输。
第二节膜泡运输⏹一、胞吞作用⏹（一）吞噬作用(phagocytosis)：吞噬细胞通过特异的表面受体识别摄入大的颗粒，形成吞噬泡（phagocytic vesicle）或吞噬体(phagosome)的过程。
⏹二）胞饮作用(pinocytosis) ：指细胞摄取液体和溶质的过程。
由细胞膜包裹的液体内陷而形成的小泡，称为胞饮小泡或胞饮体（三）受体介导的胞吞作用特定大分子与聚集于细胞表面受体互补结合，形成受体大分子复合物，通过细胞膜凹陷，该区域形成有被小窝(coated pit)，有被小窝从质膜上脱落成为有被小泡（coated vesicle），进入细胞内。
高考静息电位知识点高考静息电位知识点对于理科生来说是一门非常重要的学科，它是生物学中的基础知识之一。
静息电位是指神经细胞在静息状态下的细胞膜电位，也是神经信号传导的基础。
在高考中，考生需要对这一知识点有一定的了解和掌握。
本文将围绕高考静息电位知识点展开讨论，从细胞膜、离子通道和静息电位的生成等方面进行阐述。
一、细胞膜结构与静息电位细胞膜是由脂质双层组成的，其中包含了各种离子通道和输运蛋白。
在细胞膜中，钠离子通道和钾离子通道是两个重要的离子通道。
其中，钠离子外流，钾离子内流。
这种不平衡的离子流动造成了细胞内外的电位差，形成了细胞膜的静息电位。
二、离子通道和静息电位离子通道是细胞膜上的特殊蛋白，它能够选择性地允许某些离子通过。
钠离子和钾离子通道是两个主要的离子通道。
在细胞膜上，钠离子通道主要分布在细胞膜的内侧，钾离子通道主要分布在细胞膜的外侧。
当细胞内外的离子浓度不平衡时，离子通道通过开启或关闭的方式来调节离子的通透性，从而调节细胞膜的电位，形成静息电位。
三、静息电位的生成与维持静息电位的生成和维持是通过离子通道的动态平衡来实现的。
在静息状态下，细胞内外的离子浓度大致保持稳定。
此时，细胞膜上的钠离子通道关闭，钾离子通道处于半开放状态。
由于细胞膜上的钾离子通道的通透性大于钠离子通道，钾离子会逐渐内流，使细胞内的电位逐渐负值。
当电位约为-70mV时，钾离子的内流和外流达到平衡，此时细胞膜的电位被稳定在一个值，形成了静息电位。
四、静息电位的调节和变化除了离子通道的开/关之外，静息电位还可以通过其他因素来调节和变化。
例如，神经递质的释放可以引起离子通道的开放，从而改变细胞膜上的离子流动，进而影响静息电位。
此外，一些激素和药物也能对静息电位产生影响，进而调节神经传导和细胞功能。
五、静息电位与神经信号传导静息电位是神经信号传导的基础。
当神经细胞受到刺激时，会引起细胞膜上离子通道的开放或关闭，从而改变细胞膜的离子通透性和电位，产生神经冲动。
生物膜中的离子通道与传输机制生物膜是细胞外与细胞内环境之间的物理隔离屏障，对细胞内外物质交换起着重要的作用。
生物膜由磷脂双层以及膜蛋白等多种分子构成，其中离子通道是生物膜中的重要成分之一。
离子通道可以让离子定向地穿越膜，保证了细胞内外的离子浓度差，维持了正常的细胞生理活动。
本文将从离子通道的发现历程、分类及传输机制三个方面，介绍生物膜中的离子通道。
一、离子通道的发现历程早在20世纪50年代，科学家就已经意识到细胞膜是具有选择通透性的物质屏障，但对离子的穿透机制却不甚了解。
1960年代初期，Hodgkin和Huxley对神经元膜电位的研究首次提出了离子通道的概念。
他们通过电生理技术，观察到了离子通道的存在，并系统地研究了通过离子通道的钠离子、钾离子等离子体系的穿透机制。
这项工作为细胞膜电位的传递机制提供了新的认识。
随后，生物学家们不断地发掘各种类型的离子通道。
通过逐一研究它们的通透性、特异性和调节机制等特征，科学家们已经发现了许多种不同类型的离子通道。
二、离子通道的分类根据离子通道的特异性和调控机制，可以将其分为多种类型。
其中，最常见的包括压力调节离子通道、电压门控离子通道、化学门控离子通道、内源锁定离子通道和非门控离子通道等。
这些离子通道有分布在细胞膜内部的学名叫做内向型离子通道；有限制细胞外离子到达细胞内的外向型离子通道；还有分布在细胞内膜的可协同作用的离子通道。
这些不同类型的离子通道的作用可相互协调，维持正常生理活动。
三、离子通道的传输机制离子通道的传输机制是指不同类型、不同调节机制的离子通道穿越细胞膜的方式。
离子通道的传输机制和其类型密切相关。
压力调节离子通道是一种通过压力甚至物理变化进行开关操作的离子通道。
细菌及植物细胞膜上的压力调节离子通道就是通过物理变化感受细胞膜的机械变化，并通过特定的门控机制来让离子定向地穿透膜。
相比之下，电压门控离子通道和化学门控离子通道是通过细胞内外环境的电势或化学信号作为触发信号，在离子通道上开启或关闭，从而把离子从一侧传递到另一侧。
生物物理学中的离子通道生物物理学是一个研究生命体系科学的分支，其中离子通道是一个极为重要的研究领域。
离子通道指的是一种具有通透性的膜蛋白，能够调节细胞膜电位和离子浓度，以维持生物体的正常生理状态。
本文将从离子通道的结构、功能和应用等方面进行讨论。
一、离子通道的结构离子通道主要分为两类：电压门控离子通道和配体门控离子通道。
其中，电压门控离子通道是以细胞内部和外部的电压作为信号控制其开启和关闭，而配体门控离子通道则是通过与某种特定分子的结合来调节其开放状态。
离子通道的结构包括两个主要的部分：孔道和门。
孔道指离子通道内部留下的空隙，门则是其控制开启和关闭的部分。
一般来说，孔道是由多个膜蛋白单体组成的，这些单体之间通过膜蛋白间连，形成一个大的空间。
门则是由离子通道蛋白质的不同结构特征组成的，包括螺旋、β折叠、外环及其它结构。
二、离子通道的功能离子通道的功能十分重要，其具有以下几个方面：1.调节细胞膜电位离子通道能够增加或减少细胞膜的电位，辅助神经细胞或肌肉细胞产生动作电位或肌动蛋白等运动蛋白的收缩。
2.调节离子浓度通过离子通道，细胞可以调节不同离子（如钠、钾、钙等）的浓度，以保持正常生理环境。
3.调控细胞分化和增殖近期研究表明，离子通道不仅可以改变细胞膜电势，也可能参与细胞分化和增殖的过程。
4.参与信号传导过程离子通道能够传导化学或电信号，从而形成神经或组织间的信号传递。
三、离子通道的应用由于离子通道在细胞内的重要作用，其研究应用十分广泛。
以下是其中几个例子：1.立体定向放射治疗颅内肿瘤离子通道的电生理性质让它在放射治疗方面具有潜在的优势。
通过改变跨膜电势，能够有效地调控肿瘤细胞的生长和凋亡，达到治疗目的。
2.开发治疗神经退行性疾病的新型药物神经退行性疾病（如阿尔茨海默病等）的治疗还处在研究阶段，而离子通道则被证实在神经传导方面具有重要的作用，因此，通过合成新型药物来调控离子通道的活性，被认为是缓解神经退行性疾病的可行方案。
细胞膜中的离子通道结构和功能研究细胞膜是细胞的外层保护层，不仅限制了物质进出细胞，还能感知、传递信号。
为了效率和准确性，细胞膜上还存在各种类型的通道分子，负责特定物质或离子的转运。
其中，离子通道是最为重要的一类。
一、离子通道种类细胞膜中的离子通道可以分为多种类型，按照内部结构、离子种类和激活方式等分类。
其中，最常见的有以下几种：1. 钾通道：透过钾离子的离子通道。
可分为电压门控式和内、外源钙激活的两种类型。
在神经递质的传递、心脏节律控制等方面都起着重要的作用。
2. 钙通道：通过钙离子的离子通道。
包括电压门控式、配体门控式等多种类型。
功能非常广泛，参与了神经递质释放、细胞过程调控、心肌收缩等方面。
3. 钠通道：透过钠离子的离子通道。
主要特点是快速响应和活化，通常是电压门控式。
肌细胞、神经元和心肌细胞等组织内都非常重要。
二、离子通道的结构离子通道由多种蛋白质组成，主要包括离子选择性通道蛋白和辅助蛋白等组分。
其中，离子选择性通道蛋白是最主要的成分，决定了通道的选择性和特定的通透性。
一般来说，离子选择性通道蛋白分为两个主要区域：跨膜区域和细胞内外区域。
跨膜区域是最主要的结构部位，是通道内离子通透的主要场所。
细胞内外区域则主要负责信号接受、传递、锚定等作用。
值得注意的是，离子通道的结构是非常灵活多变的，除了基本的通道结构外，延伸出的结构域、融合的功能模块等都起着不容忽视的作用。
三、离子通道的功能离子通道在细胞功能中扮演着非常重要的角色，他们不仅仅是物质通透的通道，更是信号传递的重要分子。
1. 物质转运：离子通道的最基本功能是实现对离子化物质的转运。
通过选择性通透离子的种类和数量，细胞控制物质进出的速率和流量。
2. 信号传导：在许多情况下，离子通道的开启和关闭会引发电位变化或其他信号转导。
这些信号既可以是细胞内外的环境改变，也可以是其他信号调节分子的作用。
这些信号再促进通道开放或关闭，形成不同的电活动和细胞响应。
2010-膜离子通道总复习汇总2010总复习一．基本定义和概念：欧姆定律：I＝G×(E－E rev)；膜电势＝膜内－膜外；电流方向规定从胞内流向胞外为正；膜等效电路；离子选择性. E rev＝RT/zF*ln(P A[A]o/P B[B]i)E rev＝RT/F*ln(（P K[K]o＋P Na[Na]o+P Cl[Cl]i）/ (P K[K]i＋P Na[Na]i+P Cl[Cl]o))动作电位产生原因：Na/Ca的内流, K的外流产生动作电位1.动作电位产生于Na通透性的增加：电击后，膜电位首先从V rest增加并超过0 mV达到最大值（叫去极化）之后开始下降至V rest或更低时叫复极化或超极化。
AP：All-or-none;有阈值（去极化10-15 mV）;动作电位是一种脉冲式的电信号（常见于CNS中）。
见图。
有关动作电位的名词：去极化: 极性程度的减弱；复极化；超极化；动力学名词：激活activation:电导在一个短时间延时后急剧增加（去极化过程）；失活：电导在一个短时延时后急剧增加后掉到低值（去极化过程中通道关闭）；去激活deactivation:电导回到通道关闭的水平；尾电流：驱动力、通道开放；门电流/门电荷：位移电流，通道上电荷在电场力的策动下运动所致。
一般在10ms内消失，电流很小，可以通过阻断所有通道电流测得。
计算门电荷数/有效电荷：利用GV曲线的Slope得到门电荷或用方差法从电流中得到通道数或从门电流中得到总电荷数；O/C=exp(-(w-z g q e E)/k B T)O/(O+C)=1/(1+exp((w-z g q e E)/k B T))) 这里z g是等效电荷数。
，k为gv曲线中参数bQ10定义：会利用已知的Q10，计算速率常数随温度的变化；生物学中定义：Q10= k(T+10o C)/k(T),这里κ代表速率常数。
Eyring 速率定律：k(T) =k(0)exp(-∆G/RT). 用近似T=273>>10.任意温度间隔∆T⎦π Q∆T=(Q10)∆T/10.其它术语：Rundown：全细胞模式下，由于胞内的小分子能量物质可以通过电极流失而导致通道电流在很短时间内减小或消失，且不可恢复，可以在电极中加入ATP, Mg，cAMP等物质消除Rundown现象；Desensitization：加入Ach的几秒钟后，宏观终板电导减小或微观Ach电流减小。
这个过程叫配体通道去敏感。
Open Channel Block：当阻断剂在胞内有受体，而且仅当通道打开（去极化），才能阻断电流，也就是说当通道关闭时，TEA不能阻断电流，电流上升逐渐不变，所以阻断发生在静息电位时（关闭态）就不能进入孔内。
Use-dependent block：局部麻药的阻断效应，随着刺激频率的加快而增强。
Reope n：阻断剂NMS可以阻止Na通道失活和去激活，使通道在复极化时仍有开放特性，可以记录到hooker tail尾电流，且这个尾电流的值大于未阻断的水平，且时程延长。
依赖状态的阻断：QX，从胞外（以中快速率）在通道开放时阻断nAChR 通道，然后阻断通道关闭，延缓电流的去敏感。
Adaptation：感觉通道对于一种恒定的刺激会产生减少冲动发放频率的适应性反应。
它的产生原因：电压依赖，胞内的mg离子阻断效应。
1、什麽是内向整流？它的产生原因？胞内的Mg2＋等阻断；（C5）内向整流K通道（Inwared rectifier）心脏的非起博细胞。
去极化时关闭。
又叫Kir 通道。
功能为当膜电位比静息电位更负时Kir 通道会将膜电位拉回来。
而它的小外向电流使得膜电位维持在E K。
这种通道有多种，如K ir6 即K ATP通道在胞内ADP/ATP的比增高时，通道打开。
又叫ATP 阻断。
K ir3 在G蛋白被激活时打开。
在心脏中它们又叫K Ach（GIRK4）。
Kir 通道的GV曲线的上升斜率较缓慢。
所以其等效门电荷较Na通道为小。
内向整流来自胞内的多价离子，如Mg2＋。
什麽是外向整流？复极化期突触前和突触后间隙的连接通道：像一个二极管。
电流是外向整流的。
信号传导的单方向性。
这也意味着突触前和突触后细胞的不对称性。
所以两边的通道不同。
延迟整流通道的含义？（C3）延迟整流钾通道。
（delayed rectified potassium channel）不同的钾通道对TEA有不同灵敏度；不同激活特性（快，慢，很慢）；失活；Ca依赖；电压依赖；ATP敏感的钾通道。
电流存在一定的延时性，快（缩短动作电位），慢（帮助动作电位复极化）。
二．实验中设计指令电压的方案设计得到以下结果：激活（GV）曲线（有三种方法：稳态、峰值或尾电流法）；电导定义：g Na=I Na/(E-E Na)，g K=I K/(E-E K)E Na和E K电动势。
描述函数为：1/(1+exp((V-V0.5)/b)) :a/(1+exp((V-V0.5)/b)) a/(1+exp((V-V0.5)/b))+c 这里，a, b(>0), c和V0.5为待定常数。
G 与几率的关系：I=nip o=GE; 当n, i, E为常数时，G与P o成正比。
尾电流与IV和GV如果有较大的尾电流的话，用尾电流测GV要好于用峰值和稳态值。
稳态失活曲线；g Na是由两个动力学过程组成.激活和失活一旦通道失活，通道的再打开必须要经过去激活过程。
（超极化）描述函数为：1/(1+exp((V-V0.5)/b)) :a/(1+exp((V-V0.5)/b)) a/(1+exp((V-V0.5)/b))+c 这里，a, b(<0), c和V0.5为待定常数。
失活恢复曲线；前一个是条件脉冲，后一个是检验脉冲。
描述函数是：1-exp(-t/τ) a*(1-exp(-t/τ)); a*(1-exp(-t/τ))+b 这里，a, b和τ为待定常数。
平均电流迹线；一组电流迹线IV曲线的尾电流法；膜电容简易测量方法；膜平均电容：C M＝1 μF/cm2膜电容：C＝Q/E;dE/dt=I c/C 这里C=εε0A/d。
dE/dt= I c/C=-E/RCE=E0exp(-t/RC)= E0exp(-t/τ) Fig.1.2阻断剂的对通道阻断的IC50浓度实验：多种浓度测量法和单一浓度测量法。
1．单一毒素浓度测定K d值法求阻断剂的K D：每隔一个固定时间比如10秒，膜电压从保持电压跳到检验电压以得到电流的蜂值，然后加药测量电流峰值随时间的改变至一相对稳态，然后用没有毒素的溶液灌洗至基本完全恢复。
2．药和毒素和受体作用：受体：含有结合位点的分子。
k1T+R TR （这里，假定只有一个结合位点）k-1d([TR])/dt=k1[T][R]-k-1[TR]=0 （平衡态）K d=k-1/k1=[T][R]/[TR]受体结合Toxin的比率（通道被阻断的比率）：y=[TR]/([TR]+[R])=1/(1+K d/[T])自由受体率：1-y=1/(1+[T]/K d)另一种看法：k1[T]O←-----→Bk-1dP O/dt=-k1[T]P O+k-1(1-P O)；P B=1-P O平衡时有 -k1[T]P O+k-1(1-P O)＝0P O＝k-1/(k1[T]+k-1)=1/(1+[T]/K d); P B= k1[T]/(k1[T]+k-1)=1/(1+K d/[T]) 多次重复上述计算后，我们有：Hill 方程（n个结合位点）： y=1/(1+(K d/[T])n) 协同性; n 是Hill 系数K d=IC50, EC50Fig. 3.3Na通道阻断剂量曲电压依赖的阻断的测量方法：在不同电压下阻断电流。
得到IC50（V） Exp（qV）其中Ca电流，Na电流，K电流，nAChR电流的Protocol各不相同，原因是它们的失活和反转电位各异。
比如, HVA和LVA不同的是LVA有失活，HVA却没有失活等等。
问：如何记录LVA电流？如何记录nAChR电流（静息时加Ach刺激）？电压分类：HVA（高电压激活，无失活或部分失活，慢失活）. LVA （低电压激活，完全失活，快失活）确定离子通透性的GHK方程：E rev＝RT/F*ln((P K[K]o+P Na[Na]o+P Cl[Cl]i)/(P K[K]I+P Na[Na]i+P Cl[Cl]o))。
这里P A/P B是通透比注意尾电流法中的瞬时电流值的选取的原则是避免电容电流的最近点，而非Peak值。
用非稳态方差法求通道总数N和单通道电流的要点时：各Trace是非平均Trace；消除漏电流；三．通道结构（第十三章和第十七章）1．nAChR，Na, K, Ca 以及阳离子通道的一级拓扑分子结构特点2．nAChR，Na, K, Ca 以及阳离子通道中的pore结构特点，阻断及离子选择性机制。
3．钾通道过滤器的氨基酸序列特征序列是什麽？TXXTXGYG；该序列的排列相当于水合离子结构。
这被叫作Signature Sequence。
四个TXGYG在前腔形成K离子过滤器。
至少有两个跨膜部分的P环就可形成孔道。
4．探测通道孔区结构的方法：即用Cysteine，Alanine等突变结合氧化剂MTS和其他阻断剂的方法SCAM (substituted-cystein accessibility method)方法：（如果必要的话，去除所有的原生型cysteine）1）逐一用半胱氨酸Cysteine替换到所希望的各残基，但要保持功能不变。
2）再用MTS检验是否有永久性阻断（-SS-引起永久型阻断）。
5．比较K V，K ATP和KCNQ等离子通道的辅助β亚基与其α亚基的结合方式异同和β亚基的功能。
四．阻断机制（第十六章和第十七章）1．阻断速率的单通道鉴别；阻断剂在通道结构研究中的应用？三种time scale2．Hill方程y=1/(1+(K d/[T])n); Hill系数n的含义？Hill 方程（n个结合位点）： y=1/(1+(K d/[T])n)；k1T+R TR （这里，假定只有一个结合位点）k-1d([TR])/dt=k1[T][R]-k-1[TR]=0 （平衡态）K d=k-1/k1=[T][R]/[TR]受体结合Toxin的比率（通道被阻断的比率）：y=[TR]/([TR]+[R])=1/(1+K d/[T])自由受体率：1-y=1/(1+[T]/K d)3．质子阻断Na通道的机制；TEA和失活的竞争机制要点；QA阻断nAChR通道机制；表面电荷理论：通过降低pH来减少负表面电荷，从而影响单通道电导酸基理论：通过降低pH使孔内重要的酸基得以改变，从而影响单通道电导因为质子的结合点在电场中，它的结合和释放速率常数均是电压依赖的。
