学习目标掌握基本概念细胞膜的跨膜物质转运功能细胞的跨膜信号传递功能细胞的兴奋性与生物电产生机制肌肉收缩了解细胞膜结构、兴奋性变化过程、神经肌肉接头结构、骨骼肌微细结构。细胞的基本结构一、细胞膜的组成与结构细胞膜的超微结构
在电镜下分为三层（“暗—明—暗”），是质膜中普遍存在的基本结构形式，称为单位膜（unit membrane）。细胞膜的作用
使细胞与周围微环境分割开，细胞能独立于环境而存在；
通过细胞膜接受外界或其它细胞的影响；
细胞膜起到传递信息、细胞免疫、细胞生长、分裂、分化及癌变等生理、病理过程中起着重要的作用。
第二章 细胞的生理功能本章内容
第一节 细胞膜结构与物质转运第二节 跨膜信号转导第三节 生物电现象与兴奋第四节 肌肉收缩
细胞的基本结构
二、细胞膜的结构模型脂质双分子骨架及其作用 1925年，E.Gorter 和F.Grendel提出细胞膜脂双层模型。膜上的磷脂类、胆固醇、鞘脂类物质限制水和水溶性物质自由通过细胞膜，使膜具有选择性通透。流动镶嵌模型（fluid mosaic model） 美国Singer和Nicholsom于1972年提出液态镶嵌模型：膜的共同结构是液态脂质双分子层为基架，镶嵌着不同结构的蛋白质。得到电子显微镜实验证实。1
细胞膜结构和组成（流体镶嵌模型）
?细胞膜蛋白质：
?表面蛋白（外周蛋白）：结合在膜的内外表面，非双亲性；?结合蛋白（内在蛋白）：镶嵌在细胞膜内，双亲性；跨膜和半嵌入。?膜蛋白质机能骨架蛋白（anchoring protein）：可使细胞膜附着在另一细胞的膜上，或使其附着在细胞内或细胞外的某物质上。??识别蛋白（recoqnition protein）：存在于免疫细胞膜上，能识别异体细胞的蛋白质或癌细胞。酶（enzyme）：能催化细胞内外的化学反应。受体蛋白（receptor protein）：能与信息传递物质(激素或递质)进行特异性结合，并引起细胞反应。转运蛋白或载体蛋白（carrier protein）：通道蛋白质和膜泵，与细胞膜的物质转运有关。三、细胞膜的化学组成?单位膜的组成：
蛋白质、脂类、糖类——主要成分水、无机盐、金属离子——少量成分
一般而言，功能多而复杂的膜，蛋白质/脂类含量大，功能少而简单
的膜，蛋白质/脂类含量小。
?细胞膜脂类：
主要是磷脂、胆固醇和糖脂，均为“双亲性分子”。?细胞膜糖类：
主要是寡糖链和多糖链，它们与膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂或糖蛋白。
?膜蛋白质机能2
四、细胞膜的物质转运功能（被动转运、主动转运）1、被动转运（passive transport）
当同种物质不同浓度的两种溶液相邻的放在一起时，溶质分子会顺着电化学梯度（浓度差梯度和电位差梯度）产生的净流动叫被动转运。动力：电化学势能
物质跨膜情况
条件：
细胞膜两侧存在物质的浓度差或电位差；细胞膜对该物质有通透性。
（1）单纯扩散
概念：溶质分子顺着电化学梯度通过细胞膜的方式。机制：遵循物理学中的扩散原理，脂溶性物质具有较高的通透性，能依靠单纯性扩散进出细胞膜。主要物质：主要是脂溶性O2、CO2、N2，NO，还有乙醇、尿素，它们能溶于水和脂质。有些物质虽然具有脂溶性，但分子量较大（类固醇等），必须借助特殊蛋白质才能使转运。（2）易化扩散
概念：一些不溶于脂质，或溶解度很小的物质依赖细胞膜上特殊的蛋白质的“协助”，从膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散。 a)载体(carrier)介导的易化扩散（ “船载”）被转运物质与载体（一类特殊蛋白质）结合→构象变化→转运→物质和载体解离。葡萄糖转运体，氨基酸转运体；细胞内
具有结构特异性；饱和性；竞争性抑制。细胞外
b）由通道(channel)介导的易化扩散 （“隧道”）
带电离子或化学物质浓度发生变化激活细胞膜上通道蛋白质，转运相应离子和水。速度快；离子选择性；门控性；有机械门控、电压门控、化学门控通道。
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（1）原发性主动转运（primary active transport）主动转运过程中所需能量由ATP直接提供。细胞膜上存在一种Na+-K+泵结构，简称钠泵。
?是一种跨膜蛋白，本身就具有ATP酶活性，能分解ATP释放能量。?能逆着浓度差将细胞内的Na+移出膜外，将K+移入膜内。
?钠泵活动的意义：
细胞内高K+是许多代谢反应进行的必要条件；维持细胞渗透压和细胞容积相对稳定；是细胞跨膜电位产生的势能基础；为继发性主动转运提供能量。
2、主动转运（active transport，“泵”）
概念：细胞通过本身的某种耗能过程将某种物质分子或离子逆着电化学梯度由膜一侧移向另一侧的过程。能量供应：由细胞膜或细胞膜所属的细胞提供。原发性主动转运和继发性主动转运。
特点：专一性；饱和性；方向性；竞争抑制；耗能。
钠泵
（2）继发性主动转运（secondary active transport）
间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运或联合转运。小肠上皮细胞从肠腔液中（或肾小管上皮细胞从小管液中）吸收葡萄糖、氨基酸。所需能量是离子高浓度势能，而这种势能是离子泵活动的结果，因此ATP是间接供能者，如钠泵造成的势能差是葡萄糖、氨基酸主动转运的能量来源。4
每一种联合转运都有特定的转运体蛋白；联合转运中，如被转运的分子与Na+扩散方向相同，称为同向转运；Na+和葡萄糖（氨基酸）转运体，Na+-K+-2Cl-转运体。如果二者方向相反，称为逆向转运。Na+-H+交换体 3、出胞与入胞式物质转运
细胞膜对于一些大分子物质和物质团块还能通过出胞和入胞两种方式进行跨膜转运。
出胞：是细胞分泌的一种机制。分泌物多数由内质网合成，向高尔基体转运过程中形成囊泡、逐渐向膜移动、与膜融合、分泌物排放。
?受体介导式入胞：被转运物质与膜表面的特殊受体蛋白
质相互作用而引起的入胞现象。
跨膜物质转运总结（转运小分子物质）入胞：指细胞外某些物质进入细胞的过程。
?吞噬：被摄取的物质如果是固体，则可形成较大的囊泡，
称为吞噬。
?胞饮：若被摄取的物质是微小的液滴状，则形成较小的
囊泡，称为胞饮。
受体介导式入胞
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动物生理学2细胞生理学
