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1、第一节细胞的基本功能现在学习的是第1页，共23页一、一、一、一、细胞膜的结构概述细胞膜的结构概述细胞膜的结构概述细胞膜的结构概述 液态镶嵌模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型(fluid mosaic modelfluid mosaic model)以液态脂质双分子层为基架以液态脂质双分子层为基架以液态脂质双分子层为基架以液态脂质双分子层为基架,其间镶嵌有其间镶嵌有其间镶嵌有其间镶嵌有 不同结构和功能的蛋白质不同结构和功能的蛋白质不同结构和功能的蛋白质不同结构和功能的蛋白质 1.1.1.1.脂质双分子层脂质双分子层脂质双分子层脂质双分子层:磷脂磷脂磷脂磷脂、胆固醇胆固醇胆固醇胆固醇双嗜分子
2、构双嗜分子构双嗜分子构双嗜分子构 成基架成基架成基架成基架,体温条件下具有流动性体温条件下具有流动性体温条件下具有流动性体温条件下具有流动性 2.2.2.2.蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质:分分分分表面蛋白表面蛋白表面蛋白表面蛋白(如如如如:RBC:RBC:RBC:RBC骨架蛋白骨架蛋白骨架蛋白骨架蛋白)和和和和 整合蛋白整合蛋白整合蛋白整合蛋白(载体、通道、离子泵、转运体载体、通道、离子泵、转运体载体、通道、离子泵、转运体载体、通道、离子泵、转运体)3.3.3.3.糖类糖类糖类糖类:与脂质或蛋白与脂质或蛋白与脂质或蛋白与脂质或蛋白结合生成结合生成结合生成结合生成糖蛋白糖蛋白糖蛋白糖蛋白或或或或糖糖
3、糖糖 脂脂脂脂成为抗原决定簇、受体可识别部分成为抗原决定簇、受体可识别部分成为抗原决定簇、受体可识别部分成为抗原决定簇、受体可识别部分现在学习的是第2页，共23页现在学习的是第3页，共23页二、膜的跨膜物质转运功能二、膜的跨膜物质转运功能 跨膜转运跨膜转运 transmembrane transport:体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。体内各种物质经过细胞膜进出细胞的过程。转运方式转运方式:单纯扩散单纯扩散单纯扩散单纯扩散 易化扩散易化扩散易化扩散易化扩散 被动转运被动转运被动转运被动转运 膜蛋白介导的跨膜转运膜蛋白介导的跨膜转运 原发性主动转运原发性主动转运原发性主动转运原发性主动转运
4、 主动转运主动转运出胞和入胞作用出胞和入胞作用 继发性主动转运继发性主动转运 现在学习的是第4页，共23页(一一一一)单纯扩散单纯扩散单纯扩散单纯扩散 Simple diffusionSimple diffusion 脂溶性、少数分子很小的水溶性脂溶性、少数分子很小的水溶性脂溶性、少数分子很小的水溶性脂溶性、少数分子很小的水溶性物质由物质由物质由物质由高高高高低浓度侧的净移动。低浓度侧的净移动。低浓度侧的净移动。低浓度侧的净移动。浓度差浓度差浓度差浓度差 扩散扩散扩散扩散 膜通透性膜通透性膜通透性膜通透性(脂溶性脂溶性脂溶性脂溶性,分子量分子量分子量分子量,带带带带 电状况电状况电状况电状况)
5、单纯扩散物质：单纯扩散物质：单纯扩散物质：单纯扩散物质：OO2 2、COCO2 2、乙醇、乙醇、乙醇、乙醇、尿素、少量激素尿素、少量激素尿素、少量激素尿素、少量激素 水水水水(还可通过水通道还可通过水通道还可通过水通道还可通过水通道water channelwater channel 即水孔蛋白即水孔蛋白即水孔蛋白即水孔蛋白aquaprinaquaprin来跨膜转运来跨膜转运来跨膜转运来跨膜转运)现在学习的是第5页，共23页(二二二二)易化扩散易化扩散易化扩散易化扩散 Facilitated diffusionFacilitated diffusion 非脂溶性非脂溶性非脂溶性非脂溶性物质借助
6、细胞膜蛋白质物质借助细胞膜蛋白质物质借助细胞膜蛋白质物质借助细胞膜蛋白质(通通通通 道、载体道、载体道、载体道、载体)帮助帮助帮助帮助顺顺顺顺电化学梯度的跨膜转运。电化学梯度的跨膜转运。电化学梯度的跨膜转运。电化学梯度的跨膜转运。特点特点特点特点:由高到低由高到低由高到低由高到低顺浓度差顺浓度差顺浓度差顺浓度差扩散扩散扩散扩散(离子扩散还离子扩散还离子扩散还离子扩散还 与电位差有关与电位差有关与电位差有关与电位差有关)转运蛋白与转运物质间有转运蛋白与转运物质间有转运蛋白与转运物质间有转运蛋白与转运物质间有选择性选择性选择性选择性 转运蛋白的功能转运蛋白的功能转运蛋白的功能转运蛋白的功能受环境因
7、素受环境因素受环境因素受环境因素的影响的影响的影响的影响现在学习的是第6页，共23页 1 1 1 1.经通道的易化扩散经通道的易化扩散经通道的易化扩散经通道的易化扩散 Facilitated diffusionFacilitated diffusion via channelvia channel：转运物转运物转运物转运物质质质质:带电离子带电离子带电离子带电离子 现在学习的是第7页，共23页离子通道离子通道：是一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性是一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白。孔道的膜蛋白。通道的分类通道的分类：化学门控通道化学门控通道 Chemically-gated ch
8、annel 电压门控通道电压门控通道 Voltage-gated channel机械门控通道机械门控通道 Mechanical-gated channel现在学习的是第8页，共23页电压门控通道电压门控通道电压门控通道电压门控通道化学门控通道化学门控通道化学化学（例：乙酰胆碱）（例：乙酰胆碱）现在学习的是第9页，共23页通道的特征通道的特征：离子选择性离子选择性 门控性门控性现在学习的是第10页，共23页2.2.经载体的易化扩散经载体的易化扩散 Facilitated diffusion via carrier转运物质转运物质:小分子物质小分子物质,如如GS、AA、核苷酸、核苷酸载体：载体：是
9、是贯穿脂质贯穿脂质双层的整双层的整合蛋白。合蛋白。现在学习的是第11页，共23页经载体的易化扩散的经载体的易化扩散的特点：特点：结构特异性结构特异性:如对如对GS转运转运,只转运右只转运右 旋旋GS,因为载体是因为载体是D-GS carrier或称或称 glucose transporter;饱和现象饱和现象saturation;竞争抑制竞争抑制competitive inhibition;现在学习的是第12页，共23页(三三三三)主动转运主动转运主动转运主动转运 active transportactive transport 细胞膜通过本身某种细胞膜通过本身某种细胞膜通过本身某种细胞膜通过
10、本身某种耗能耗能耗能耗能过程，借助过程，借助过程，借助过程，借助细胞膜某些细胞膜某些细胞膜某些细胞膜某些蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质的帮助，将的帮助，将的帮助，将的帮助，将非脂溶性非脂溶性非脂溶性非脂溶性物质分子或离子物质分子或离子物质分子或离子物质分子或离子逆逆逆逆电化学梯度差电化学梯度差电化学梯度差电化学梯度差进行的转进行的转进行的转进行的转运。运。运。运。根据转运能量根据转运能量根据转运能量根据转运能量是否直接来源于是否直接来源于是否直接来源于是否直接来源于ATPATPATPATP的的的的不同分为不同分为不同分为不同分为:原发原发原发原发和和和和继发继发继发继发两种主动转运形式。两种主动转运
11、形式。两种主动转运形式。两种主动转运形式。现在学习的是第13页，共23页1.1.原发性主动转运原发性主动转运 Primary active transport指细胞指细胞直接利用直接利用代谢产生的能量代谢产生的能量(ATP)(ATP)将物质将物质(通常是带电离子通常是带电离子)逆浓度梯度逆浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运过程。介或电位梯度进行的跨膜转运过程。介导这一过程的膜蛋白称为导这一过程的膜蛋白称为离子泵离子泵(ion pump),),如：如：钠钠-钾泵钾泵 sodium-potassium pump简称钠泵简称钠泵sodium pump,又称又称Na+-K+-ATP酶酶(Na+-K+-A
12、TPase)现在学习的是第14页，共23页Primary active transportNaNa+-K+依赖式依赖式依赖式依赖式ATP酶（钠泵酶（钠泵）3Na+(由胞由胞内内向胞向胞外外):2K2K+(由胞由胞由胞由胞外外向胞向胞向胞向胞内内)生理情况下，生理情况下，生理情况下，生理情况下，细胞内细胞内细胞内细胞内的的的的K+是是是是细胞外细胞外的的3030倍，倍，细胞外细胞外细胞外细胞外的的Na+是是细胞内细胞内的的的的1010倍倍现在学习的是第15页，共23页 NaNaNaNa+-K-K-K-K+依赖式依赖式依赖式依赖式ATPATPATPATP酶酶酶酶 当：当：当：当：细胞内细胞内细胞内
13、细胞内NaNaNaNa+ATP ATP ATP ATP 钠泵钠泵钠泵钠泵激活激活激活激活 细胞外细胞外细胞外细胞外KKKK+ADP+Pi+ADP+Pi+ADP+Pi+ADP+Pi+E E E E 3Na 3Na 3Na 3Na+(移出胞外移出胞外移出胞外移出胞外):2K):2K):2K):2K+（移入胞内）（移入胞内）（移入胞内）（移入胞内）同时逆向转运。同时逆向转运。同时逆向转运。同时逆向转运。钠泵抑制剂钠泵抑制剂钠泵抑制剂钠泵抑制剂:哇巴因哇巴因哇巴因哇巴因ouabainouabain 现在学习的是第16页，共23页Primary active transport钠泵活动的生理意义钠泵活动
14、的生理意义：细胞内高细胞内高K K+胞内代谢反应所必需；胞内代谢反应所必需；膜内外膜内外K K+、NaNa+浓度差浓度差RPRP、APAP产生前提；产生前提；维持胞质渗透压维持胞质渗透压和和细胞容积的相对稳定；细胞容积的相对稳定；生电性活动生电性活动影响影响RPRP数值；数值；胞外高胞外高NaNa+势能储备：势能储备：GSGS、AAAA继发性主动转运；继发性主动转运；NaNa+-H-H+交换交换,维持胞内维持胞内pHpH稳定；稳定；NaNa+-Ca-Ca2+2+交换交换,维持胞内维持胞内CaCa2+2+浓度稳定；浓度稳定；现在学习的是第17页，共23页 H H+泵泵(H+-ATP酶酶；H+-K
15、+-ATP酶酶):分分布于胃粘膜壁细胞表面，与胃酸分泌有关布于胃粘膜壁细胞表面，与胃酸分泌有关 CaCa2+2+泵泵(Ca2+-ATP酶酶)：主要分布于骨主要分布于骨骼肌与心肌细胞内部的肌质网上骼肌与心肌细胞内部的肌质网上,与肌肉与肌肉收缩有关收缩有关 其它泵其它泵：Primary active transport现在学习的是第18页，共23页2.2.2.2.继发主动转运继发主动转运继发主动转运继发主动转运 (又简称联合转运又简称联合转运又简称联合转运又简称联合转运)secondary active transportsecondary active transport 细胞膜细胞膜细胞膜细胞
16、膜间接利用间接利用间接利用间接利用钠泵分解钠泵分解钠泵分解钠泵分解ATP ATP ATP ATP 释放的能量释放的能量释放的能量释放的能量 完成的完成的完成的完成的主动主动主动主动转运。转运。转运。转运。即即即即细胞膜利用钠泵分解细胞膜利用钠泵分解细胞膜利用钠泵分解细胞膜利用钠泵分解 ATPATPATPATP 释放的能量所建立起的释放的能量所建立起的释放的能量所建立起的释放的能量所建立起的细胞膜内外细胞膜内外细胞膜内外细胞膜内外NaNaNaNa+浓度差浓度差浓度差浓度差的的的的 势能储备，再由势能储备，再由势能储备，再由势能储备，再由转运体转运体转运体转运体蛋白完成的逆电化学梯蛋白完成的逆电化
17、学梯蛋白完成的逆电化学梯蛋白完成的逆电化学梯 差的跨膜转运。差的跨膜转运。差的跨膜转运。差的跨膜转运。如：小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸如：小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸如：小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸如：小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸 收收收收GSGSGSGS、AAAAAAAA为继发主动转运。介导继发主动转运为继发主动转运。介导继发主动转运为继发主动转运。介导继发主动转运为继发主动转运。介导继发主动转运 的是特殊的转运蛋白的是特殊的转运蛋白的是特殊的转运蛋白的是特殊的转运蛋白转运体转运体转运体转运体 transportertransporter 。现在学习的是第19页，共2
18、3页 小肠粘膜上皮细胞对小肠粘膜上皮细胞对GS的转运的转运基侧膜基侧膜钠泵活动钠泵活动Na+浓度势能差浓度势能差管腔膜管腔膜Na+、GS同向转运体同向转运体GS再再易化扩散易化扩散入血入血现在学习的是第20页，共23页典型的继发性主动转运典型的继发性主动转运：GS和和AA在小肠粘膜上皮的吸收；在小肠粘膜上皮的吸收；GS和和AA在肾小管上皮的重吸收；在肾小管上皮的重吸收；神经递质在突触间隙被神经末梢神经递质在突触间隙被神经末梢 所重摄取；所重摄取；甲状腺上皮细胞的聚碘过程；甲状腺上皮细胞的聚碘过程；NaNa+-H-H+交换交换,Na,Na+-Ca-Ca2+2+交换；交换；现在学习的是第21页，共23页(一一)出胞和入胞出胞和入胞 exocytosis and endocytosis 出胞出胞:指胞质内的大分子物质以分泌囊泡指胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。的形式排出细胞的过程。现在学习的是第22页，共23页分泌物的出胞过程分泌物的出胞过程粗面内质网上合成粗面内质网上合成 转移到高尔基体转移到高尔基体修饰，由质膜包裹修饰，由质膜包裹 分泌囊泡分泌囊泡 移向细胞膜内侧移向细胞膜内侧 融合、破裂，分泌融合、破裂，分泌信号信号现在学习的是第23页，共23页