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细胞物质转运与信号传导物质转运细胞膜的组成组成：脂质，蛋白质，糖类基本结构液态镶嵌模型脂质-脂质双分子层是细胞膜的基本骨架组成磷脂70%胆固醇<30%糖脂类<10%特点流动性稳定性膜蛋白功能酶蛋白转运蛋白受体蛋白结构主要以α-螺旋或球形蛋白质的形式存在存在形式表面膜蛋白以静电力与脂质的亲水部分结合，膜表面整合膜蛋白肽链一次或多次穿越脂质双层G蛋白偶联受体，七次跨越细胞膜特点流动性糖类成分主要是一些寡糖和多糖链形式糖脂或糖蛋白功能免疫标志（抗原）传递信息（受体）物质转运方式被动转运方式单纯扩散（simple diffusion）脂溶性小分子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跨膜扩散动力电-化学梯度转运物质O2,CO2,NH3,N2,尿素，乙醚，乙醇，甘油，类固醇特点扩散速率高顺浓度差无需膜蛋白帮助不需要消耗能量扩散量与浓度差、温度、扩散面积和膜通透性成正相关易化扩散（facilitated disffusion)非脂溶性小分子物质或带电粒子在跨膜蛋白帮助下，顺浓度梯度和电位梯度进行的跨膜转运特点依靠特殊膜蛋白帮助无需另外消耗能量分类经通道的易化扩散（通道扩散）基本特征离子选择性门控特性电压门控通道心肌细胞膜化学门控通道骨骼肌终板膜上的N2型乙酰胆碱受体机械门控通道耳蜗基底膜特点相对特异性无饱和性有开放、失活、关闭不同状态阻断剂Na+河豚毒素（TTX)K+四乙胺Ga2+异博定经载体的易化扩散（载体扩散）载体也称转运载体，是介导多种水溶性小分子物质或离子跨膜转运的一类整合膜蛋白特点结构特异性饱和现象竞争性抑制主动转运方式主动转运原发性主动转运(primary active transport)细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度和电位梯度转运的过程即直接利用ATP例子钠钾泵化学本质由α和β两个亚单位组成的二聚体蛋白质实质Na+-K+依赖式ATP酶功能分解ATP，3个钠移出膜外，2个钾移入膜内抑制剂哇巴因生理意义细胞内高钾为代谢反应所必须细胞内低钠能阻止大量水分进入细胞，维持细胞渗透压和细胞容积药理学阻断钠钾泵时，会使细胞渗透压升高，细胞容积增大膜内外K+Na+浓度差为生物电活动的基础生物电效应可以使膜内电位的负值增大，直接参与了静息电位的形成钙泵实质Ca+-ATP酶分布质膜，肌细胞的肌质网和其他细胞的内质网膜功能质膜钙泵1个ATP一个钙离子，膜外→膜内内质网或肌质网膜1个ATP两个钙离子，移入内质网或肌质网，使胞质内游离钙离子为细胞外液的万分之一质子泵实质H+K+-ATP酶分布胃腺壁细胞和肾脏集合管闰细胞功能分泌H+摄入K+抑制剂奥美拉唑阻断胃酸分泌继发性主动转运（secondary active transport）不直接来自ATP分解，利用原发性主动转运机制建立起的Na+或H+的浓度梯度，在其顺浓度梯度扩散的同时使其他物质逆浓度梯度和电位梯度跨膜转运分类同向转运被转运的分子或离子都向同一方向运动的继发性主动转运载体为同向转运体例子葡萄糖在小肠黏膜上皮和近端肾小管上皮重吸收2个钠离子和一个葡萄糖反向转运被转运的分子或离子相反方向运动的继发性主动转运例子Na+-Ca2+交换体心肌细胞兴奋-偶联收缩过程Na+-H+交换体肾小管近端小管，维持酸碱平衡载体为反向转运体（交换体）膜泡运输入胞内化（internalization)细胞外的大分子物质或物质团块被细胞膜包裹后以囊泡形式进入细胞的过程分类吞噬被转运的物质以固态的形式进入细胞巨噬细胞或中性粒细胞吞饮被转运的物质以液态形式进入细胞分类液相入胞溶质连同细胞外液连续不断的进入胞内受体介导入胞被转运物与受体膜特异性结合，选择性地促进其进入细胞出胞胞质内大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程分类持续性出胞小肠黏膜杯状细胞分泌黏液调节性出胞兴奋时引起神经末梢神经递质的释放对比图对比图例子信号传导概述概念细胞信号传导是生物学信息在细胞间或细胞内转换和传递，并产生生物效应的过程信号分子生物活性物质通过受体或离子通道作用而激活或抑制细胞功能的过程，一般把参与完成细胞间信号通讯或细胞内信号转导的化学物质信使分子专司生物信息携带功能的小分子信号传导通路完成细胞间或细胞内生物信息转换和传递的信号分子链生理意义本质就是细胞和分子水平的功能调节主要传导通路受体（receptor)是指细胞中具有接受和传导信息功能的蛋白质配体（ligand)能与受体发生特异性结合的活性物质两类方式水溶性的配体或物理信号（膜受体）离子通道受体G蛋白耦联受体酶联型受体招募型受体脂溶性配体胞质受体或核受体信号网络系统信号传导与人类疾病分类离子通道型受体介导的信号传导概念化学门控通道是一类由配体结合部位和离子通道两部分组成、同时具有受体和离子蛋白通道功能的膜蛋白，也称促离子型受体特点路径简单，速度快，对外界作用出现反应位点较局限例子化学性胞外信号（如Ach)→递质与膜受体（N2)结合→膜受体耦联的离子通道开放→离子（Na+）内流→产生局部电流→总和后细胞兴奋或抑制G蛋白耦联受体介导的信号传导概念是指被配体激活后，作用于与之耦联的G蛋白，再引发一系列以信号蛋白为主的级联反应而完成跨膜信号传导的一类受体主要信号蛋白和第二信使G蛋白耦联受体G蛋白G蛋白效应器第二信使（second messenger）是指激素、神经递质、细胞因子等细胞外信使分子作用于膜受体后产生的细胞内信使分子作用把细胞外信号分子作用于细胞膜的信息传给细胞内的靶蛋白-蛋白激酶和离子通道例子cAMP(环磷酸腺苷)主要激活PKA(蛋白激酶A）IP3(三磷酸肌醇)DG(二酰甘油)cGMP(环磷酸鸟苷)AA(花生四烯酸)磷脂酶C促使磷脂肌醇分解生成蛋白激酶（protein kinase)一类将ATP分子上的磷酸基团转移到底物蛋白而产生蛋白磷酸化的酶类分类丝氨酸/苏氨酸蛋白酶类为主，使丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化酪氨酸蛋白激酶使底物蛋白中酪氨酸残基磷酸化常见的信号传导通路受体-G蛋白-AC-cAMP-PKA通路受体-G蛋白-PLC-IP3-Ca2+和DG-PKC通路Ca2+信号系统酶联型受体介导的信号传导酶联型受体指其本身就具有酶的活性或与酶结合的膜受体主要有酪氨酸激酶受体和酪氨酸激酶结合型受体鸟苷酸环化酶受体丝氨酸/苏氨酸激酶受体招募型受体介导的信号传导是单跨膜受体，受体分子的胞内域并没有任何酶活性，故不能进行生物信号的放大与细胞因子跨膜信号传导有关核受体介导的信号传导。
第二章：组成细胞的分子细胞中元素和化合物组成细胞的元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg（大量元素）；Fe、M、Cu、Mo、Zn、B等（微量元素）；基本元素C；活（干）细胞中含量最多的四种元素依次为：O、C、H、N（C、O、N、H组成细胞的化合物：无机物一水（活细胞中含量最多）无机盐有机物一蛋白质（干细胞中含量最多）核酸、糖类和脂质检测蛋白质、还原性糖和脂肪：双缩脲试剂-蛋白质→紫色反应斐林试剂+还原性糖（葡萄糖、果糖和麦芽糖）→砖红色沉淀苏丹Ⅲ染液+脂肪→橘黄色苏丹Ⅳ染液+脂肪→红色生命活动的主要主要承担者-蛋白质含量：占细胞鲜重的7%~10%，干重的50%以上，是细胞含量最多的有机物。
组成元素：主要由C、H、O、N等元素组成，有些含有S、Fe等相对分子质量：几千~100万以上，属于大分子化合物基本单位：氨基酸，大约有20多种结构通式结构特点是至少含有一个氨基（NH2和一个羧基（COOH），并且都有一个有一个氨基（NH2和一个羧基（COOH）连接在同一个碳原子上，将氨基酸区别为不同的 种类的依据是R基（侧链基团）。
形成过程（1）脱水缩合过程图解（2）肽链两（三）个氨基酸缩合的化合物叫二（三）肽，含有一（二）个肽键，脱掉一（二）个水分子，多个氨基酸缩合而的含多个肽键的化合物叫做多肽，若n个氨基酸形成一 条肽链，则可形成n-1个肽键，失去n-1个水分子；若n个氨基酸形成m条肽链，则形 成n-m个肽键，失去n-m个水分子，则由这m条肽链组成的蛋白质的分子量为：nxa （n-m）×18（a为氨基酸的平均分子量、18为水分子量）（3）空间结构一条或几条肽链通过一定的化学键互相链接在一起，形成具有复杂空间结构的蛋白质。
高温、强酸强碱和重金属都会破坏蛋白质的空间结构。
结构的多样性：组成蛋白质的氨基酸数目不同、氨基酸的种类不同、氨基酸排列顺序不同、多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千变万化功能的多样性：构成细胞和生物体的重要物质；酶有催化作用，绝大多数的酶都是蛋白质；有传递信息（或调节生命活动）的作用，如胰岛素、生长激素等；有运输载体的作用，如血红蛋白、细胞膜载体等；有免 疫作用，如抗体。
细胞分化和干细胞研究人类是由数百万个不同种类的细胞组成的，每个细胞都具有不同的形态、功能和能力。
这些差异主要是由于细胞分化，即一个原始的、不分化的细胞逐渐差异化为特定类型的细胞。
细胞分化是细胞生物学领域的一个关键领域，也是现代医学、生物技术和药物研发等领域的重要基础。
细胞分化是细胞学家多年来研究的焦点之一。
简而言之，分化发生是因为浸润在所需细胞方向上的物质(称为诱导物)决定了细胞表达不同类型基因序列的程序。
这些程序被称为基因调节因子，它们可以引导细胞按照所需的方式偏向发展。
例如，要形成肌肉细胞，基因调节因子会启动与肌肉相关的基因，从而实现分类。
细胞分化的一个有趣特征是，分化过程是终身发生的。
即使已经成熟并能进行特定功能的细胞，也可以被重新编程，使其转变为其他类型的细胞或干细胞。
干细胞则是另一种关键的细胞类型，它可以分化为任意类型的细胞。
这些细胞可以从出生后马上获取的生殖细胞开始，一直发展到成年后的许多细胞。
干细胞也可以是自我更新和自我修复的。
例如，骨髓干细胞可以生成红细胞、白细胞和血小板，并且当身体需要时可以自我更新和修复。
人们对干细胞的理解和研究现在已经非常深入，并正在为医学领域和生物技术领域带来飞速发展的希望。
关于干细胞的研究，有两个基本类型的细胞：胚胎干细胞和成体干细胞。
胚胎干细胞可以在人类的早期胚胎阶段中分离出来，并且通常具有最大的多潜能性，即潜在的分化类型最多。
成体干细胞是在成年生物中发现的，通常可以在一些组织和器官中找到。
这些成体干细胞的多潜能性较小，但仍可以为特定的细胞类型分化。
由于胚胎干细胞和成体干细胞具有在某种程度上重新编程的能力，人们已经意识到这些细胞可以用于在体修复和替换受损组织和器官。
此外，干细胞还可以用于药物测试和研发。
例如，研究人员可以使用人工成纤维细胞通过重编程成干细胞来制造一系列具有特定疾病特征的细胞。
以支持药物的论证，并监测药物的效果。
然而，随着干细胞研究领域的深入，一些更深层次的问题也开始浮现。
《干细胞的研究与应用》知识清单一、什么是干细胞干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。
它们能够不断地自我复制，同时在特定的条件下可以分化为各种不同类型的细胞，如神经细胞、心肌细胞、血细胞等。
干细胞主要分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。
胚胎干细胞来源于早期胚胎，具有极高的分化潜能，可以分化为人体的各种组织和器官的细胞。
成体干细胞则存在于已分化组织中的未分化细胞，例如骨髓中的造血干细胞、神经组织中的神经干细胞等。
二、干细胞的研究历史干细胞的研究可以追溯到上世纪中叶。
早期的研究主要集中在对干细胞的发现和初步认识上。
随着科学技术的不断进步，特别是细胞培养技术和分子生物学技术的发展，对干细胞的研究逐渐深入。
在 20 世纪 80 年代，科学家成功地分离出了小鼠的胚胎干细胞，这一突破为后续的研究奠定了基础。
此后，人类胚胎干细胞的分离和培养也取得了成功，使得干细胞研究进入了一个新的阶段。
近年来，干细胞研究在全球范围内得到了广泛的关注和投入，不断有新的发现和技术突破。
三、干细胞的研究方法1、细胞培养技术通过在体外创造适宜的环境，使干细胞能够生长和增殖。
这需要精确控制培养条件，如培养基的成分、温度、氧气浓度等。
2、基因编辑技术利用基因编辑工具，如 CRISPRCas9 系统，对干细胞的基因进行修饰和改造，以研究特定基因在干细胞分化和功能中的作用。
3、细胞标记和追踪技术通过标记干细胞，能够在体内或体外追踪它们的迁移、分化和存活情况，有助于了解干细胞的生物学行为。
4、高通量筛选技术用于大规模筛选影响干细胞特性的药物和化合物，加速干细胞相关治疗方法的研发。
四、干细胞的应用领域1、再生医学利用干细胞的分化潜能，修复或替代受损的组织和器官。
例如，通过诱导干细胞分化为心肌细胞，治疗心肌梗死；分化为神经细胞，治疗帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统疾病。
2、血液病治疗造血干细胞移植是治疗白血病、再生障碍性贫血等血液病的有效方法。
