生理学课件 第二章 细胞的基本功能资料

特点：主动、耗能、蛋白质参与、膜面积改变 形式：出胞（exocytosis）、入胞（endocytosis）
出胞(exocytosis)
胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。 例如
外分泌腺细胞排放酶原颗粒和粘液 内分泌腺细胞分泌激素 神经纤维末梢神经递质的释放。 形式 持续性出胞：安静自发 Байду номын сангаас调节性出胞：诱导释放
效应器酶：催化生成第二信使 腺苷酸环化酶 (AC)、磷脂酶C (PLC)、 磷脂酶A2 (PLA2)、鸟苷酸环化酶 (GC)
离子通道 转运蛋白
第二信使 （second messenger）
环磷酸腺苷(cAMP)、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环磷 酸鸟苷(cGMP)、Ca2+
作用：使靶蛋白（蛋白激酶、离子通道）磷酸化、构象变化
Ca2+信号系统 Ca2+
总结：G蛋白偶联受体介导的信号转导过程
第一信使
G蛋白耦联 受体
G蛋白 α α
G蛋白 GT
GDβγ
PP
细胞 功能 改变
…
…
效应器酶 第二信使
蛋白激酶 或通道
三、酶联型受体介导的信号转导
酶联型受体： 自身具有酶的活性或能与酶结合的膜受体 结构特征：
仅一个跨膜区段 胞外结构域含有可结合配体的部位 胞内结构域则具有酶的活性或含能与酶结合的位点
本质：载体或转运体（transporter）:贯穿脂质双层整合蛋白 对象：水溶性小分子（如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等） 特点：
（1）结构特异性 （2）饱和现象 （3）竞争性抑制 （4）顺浓差或电位差 机制： 载体蛋白分子内部的变构
（三）主动转运 (active transport)

二、跨细胞膜的物质转运 (细胞膜的跨膜物质转运功能)

P11


细胞内外的物质交换必需通过细胞膜，不同物 质进出细胞的方式不同，归纳起来主要有以下 几种： 1.单纯扩散； 2 .易化扩散； 3.原发性主动转运（泵转运）； 4.继发性主动转运； 5.膜泡运输。
（一）.单纯扩散(simple diffusion)
膜蛋白的功能
• 1.细胞内外物质交换：如通道蛋白，载 体蛋白，离子泵，等。 • 2.各种受体，传递信息 • 3.酶类 • 4.与免疫功能有关的蛋白质：如能识别抗 原的膜蛋白等。
(三)细胞膜糖类
形式：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。 功能： 1.有些作为抗原决定簇=免 疫信息(血型抗原为糖脂)； 2.有些作为膜受体的“可 识别”部分，能特异地与 其递质等结合。
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠-钾泵:
当[Na+]i↑/[K+]o↑激活
分解ATP产生能量 2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外 维持[Na+]o高、[K+]i高 钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运的提供了 动力（如葡萄糖、氨基酸的吸收：Na+-载体-葡萄糖、 Na+-载体-氨基酸的复合体形式进行的联合转运）(哇 巴因是钠-钾泵的特异性抑制剂)
Ca2+泵（ Ca2+ -ATPase ）：与肌肉的舒缩活动有关
分布于细胞膜、肌质网或内质网 膜Ca2+泵：分解1ATP，将1个Ca2+由胞质转运至胞外 肌质网或内质网Ca2+泵：分解1ATP，将2个Ca2+由胞质转运至 肌质网或内质网 •两种钙泵共同的作用:细胞质内低钙→细胞外液的Ca2+内流, 或肌质网和内质网内Ca2+的释放→细胞质内钙离子浓度↑→ 触发肌细胞的收缩,腺细胞的分泌,神经递质的释放,等.

亲水性极性基团 磷酸和碱基） （磷酸和碱基）
二、细胞膜的物质转运功能 半透膜
哪些物质可以通过细胞膜 哪些物质可以通过细胞膜? 物质可以通过细胞膜 这些物质是如何通过细胞膜的? 如何通过细胞膜的 这些物质是如何通过细胞膜的?
O2 ， 能源物质 氨基酸 脂类 各种离子等
细
胞
CO2 CO2 代谢尾产物
水的跨膜转运
单纯扩散——水虽是极性分子 水虽是极性分子 单纯扩散 但分子极小，又不带电荷。 但分子极小，又不带电荷。 渗透 (osmosis) 溶液拖曳 (solvent drag) 易化扩散——水通道 (water channel) 易化扩散 水通道 水孔蛋白 (aquaporin, AQP)
Water channel
单纯扩散（ （一）单纯扩散（simple diffusion)
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。 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。
特点： 特点：
1、顺浓度差 2、不需要膜蛋白帮助 3、不消耗能量 4、转运脂溶性物质（非极性分子）如O2和CO2 转运脂溶性物质（非极性分子）
细胞膜结构 液态镶嵌模型 (fluid mosaic model)
以液态的脂质双分子层为基本框架， 以液态的脂质双分子层为基本框架 ， 其中镶嵌有不同生理 功能的蛋白质和少量多糖。 功能的蛋白质和少量多糖。
基架： 基架：液态的脂质双分子层 中间： 中间：镶嵌许多结构和功能 不同的蛋白质
疏水性非极性基团 长烃链） （长烃链）
2. 继发性主动转运
Secondary Active Transport
1）概念:利用原发性主动转运所造成的某种物质的势 概念: 能贮备而对其它物质进行逆浓度差跨膜转运的过程。 能贮备而对其它物质进行逆浓度差跨膜转运的过程。 如肾小管和肠黏膜处的葡萄糖和氨基酸的转运。 如肾小管和肠黏膜处的葡萄糖和氨基酸的转运。 转运体蛋白（转运体， 转运体蛋白（转运体，transporter) 2）特点 间接耗能（钠泵） 间接耗能（钠泵） 膜转运体（特殊蛋白质） 膜转运体（特殊蛋白质）

单纯扩散：脂溶性小分子物质由高浓度 向低浓度跨膜移动的过程。
2． 扩散通量： Mmol/s.cm2 影响因素：膜内外物质浓度差、电压差 膜的通透性
3． 转运的物质：O2 ，CO2 4 ．特点：① 高浓度→低浓度
② 不耗能
（二）膜蛋白介导的跨膜转运
易化扩散 1．定义
非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质 帮助下，由高浓度向低浓度一侧转运的过程。
2021/3/27
CHENLI
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第二节 细胞的跨膜信号传递功能
◆ 跨膜信号转导概念
指外界信号（化学分子、光、声音等） 作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中 一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界 环境变化的信息以新的信号形式传递到膜 内，再引发靶细胞功能改变。
◆几种主要的跨膜信号转导方式
由离子通道完成的跨膜信号传递 刺激信号→膜通道蛋白开放→离子
单纯扩散（simple diffusion）
易化扩散（facilitated diffusion）
化学门控通道（chemiscally-gated channel）
电压门控通道（voltage-gated channel）
载体（carrier）
主动转运（active transport）
被动转运（passive transport）
主讲人 黄志华
第二章 细胞的基本功能
CHAPTER 2 THE BISIC FUNCTIONS OF CELL
邱春復 主讲
2021/3/27
医学生CH理ENLI 学教研室
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第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
细胞：构成机体的最基本的结构和功 能单位。
一、细胞膜的基本结构 液态镶嵌模型 (图)