第二章细胞的基本功能A类朱海丽



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1、主讲人:朱海丽主讲人:朱海丽 部部 门:基础医学院生理教研室门:基础医学院生理教研室1第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能The Unit2细胞(细胞(CellCell)是构成人体的基本结构和功能单位)是构成人体的基本结构和功能单位The cell is the basic structural and The cell is the basic structural and functional unit of our body. functional unit of our body. 目目 录录3第一节第一节 细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能第二节第二节 细胞的信号转导细胞
2、的信号转导第三节第三节 细胞的电活动细胞的电活动第四节第四节 肌细胞的收缩肌细胞的收缩 第一节第一节 细胞膜的物质转运细胞膜的物质转运4一、细胞膜的分子结构一、细胞膜的分子结构脂质、蛋白、糖类脂质、蛋白、糖类二、跨细胞膜的物质转运二、跨细胞膜的物质转运(一)(一) 单纯扩散单纯扩散(二)(二) 易化扩散易化扩散(三)(三) 主动转运主动转运(四)(四) 膜泡运输膜泡运输一、细胞膜的分子结构一、细胞膜的分子结构基本骨架:基本骨架:组成成分:组成成分:脂质脂质 蛋白质蛋白质 糖类糖类整合蛋白质整合蛋白质表面蛋白质表面蛋白质亲水亲水疏水疏水亲水亲水细胞膜的基本骨架细胞膜的基本骨架液态镶嵌模型液态镶嵌
3、模型 (fluid mosaic (fluid mosaic model)model)6细胞膜是以细胞膜是以液态脂质双分子层液态脂质双分子层为基架,为基架,其间其间镶嵌镶嵌着许多不同结构和功能的着许多不同结构和功能的蛋白蛋白质质。糖类以糖脂、糖蛋白形式存在。糖类以糖脂、糖蛋白形式存在。二、跨细胞膜的物质转运二、跨细胞膜的物质转运transmembrane transporttransmembrane transport7O2能源物质能源物质氨基酸氨基酸脂类脂类各种离子等各种离子等细细 胞胞CO2代谢尾产物代谢尾产物跨细胞膜物质转运的主要类型跨细胞膜物质转运的主要类型2022-6-18(一)(一
4、) 单纯扩散单纯扩散(二)(二) 易化扩散易化扩散(三)(三) 主动转运主动转运(四)(四) 膜泡运输膜泡运输(一)单纯扩散(一)单纯扩散(simple diffusion)(simple diffusion) 9概念概念:脂溶性的和少数水溶性小分子物质由:脂溶性的和少数水溶性小分子物质由高浓度高浓度侧侧穿越脂质双分子间隙到达穿越脂质双分子间隙到达低浓度侧低浓度侧的扩散方的扩散方式。式。 物理扩散物理扩散 如如O2、CO2、N2; 水、乙醇、尿素等。水、乙醇、尿素等。影响因素影响因素:单纯扩散的影响因素单纯扩散的影响因素10 细胞膜两侧的浓度差细胞膜两侧的浓度差特特浓度差越浓度差越,扩散量越,
5、扩散量越点:无饱和现象点:无饱和现象细胞膜对物质的通透性细胞膜对物质的通透性 取决于分子大小、脂溶取决于分子大小、脂溶性性 通透性越通透性越,扩散量越,扩散量越11( (二二) ) 概念概念:在在膜蛋白膜蛋白的的“帮助帮助”下,非脂溶性的小分子下,非脂溶性的小分子物质或带电离子物质或带电离子顺浓度梯度和或电化学梯度顺浓度梯度和或电化学梯度进行的进行的跨膜转运。跨膜转运。Facilitated diffusion类型类型:经通道易化扩散和经载体易化扩散:经通道易化扩散和经载体易化扩散1. 1. 经通道经通道(channel) (channel) 易化扩散易化扩散12概念概念:带电离子(带电离子(
6、NaNa+ +、CaCa2+2+、K K+ +),在),在通通道蛋白道蛋白的介导下,的介导下,顺顺浓度梯度和电位梯度浓度梯度和电位梯度进行跨膜转运。进行跨膜转运。通道的通道的本质本质通道的通道的基本特征基本特征通道的通道的分类分类离子通道的本质离子通道的本质13本质本质:跨细胞膜的蛋白质:跨细胞膜的蛋白质多亚单位构成亲水性孔道多亚单位构成亲水性孔道选择性选择性允许特定离子通过允许特定离子通过离子通道的基本特征离子通道的基本特征14离子离子通透性的通透性的选择性选择性:每种通道只对一种或几种离子具有较:每种通道只对一种或几种离子具有较高通透性。据此,将通道分为钠通道、钾通道等;高通透性。据此,将
7、通道分为钠通道、钾通道等;门控门控(gating)(gating)特性特性:通道的活动受:通道的活动受“闸门闸门”控制控制通道分子内部某些可移动的基团起通道分子内部某些可移动的基团起“闸门闸门”作用,通过闸门运动作用,通过闸门运动而产生通道的开放或关闭。而产生通道的开放或关闭。依据引起通道闸门开闭的敏感刺激类型,而将通道分类:电压门依据引起通道闸门开闭的敏感刺激类型,而将通道分类:电压门控通道、化学门控通道、机械门控通道。控通道、化学门控通道、机械门控通道。15通道分类:通道分类:(1).(1).电压门控通道电压门控通道(voltage-gated ion channel)(voltage-g
8、ated ion channel) 16通道的开放通道的开放/ /关闭受细胞膜关闭受细胞膜两侧的两侧的电位差电位差调控。调控。NaNa+ +、K K+ +、CaCa2+2+通道通道(2).(2).化学门控通道化学门控通道(chemically-gated ion channel(chemically-gated ion channel) )17通道开放通道开放/ /关闭受膜外关闭受膜外化学化学物质物质(配体)调控,有配体(配体)调控,有配体结合位点。结合位点。也称配体门控通道也称配体门控通道(ligand-gated ion ligand-gated ion channelchannel)例如
9、,乙酰胆碱例如,乙酰胆碱(Ach)(Ach)受体受体通道通道(3).(3).机械性门控通道机械性门控通道(mechanically-gated ion channel(mechanically-gated ion channel18因细胞膜因细胞膜机械性牵张刺激机械性牵张刺激而而开放开放/ /关闭关闭缺血缺血/ /缺氧时,细胞肿胀缺氧时,细胞肿胀2022-6-1192. 2. 经载体经载体(carrier) (carrier) 的易化扩散的易化扩散葡萄糖的载体葡萄糖的载体(carrier) 转运转运葡萄糖的载体葡萄糖的载体(carrier) 转运转运u转运机制转运机制:载体载体+底物结合底物结
10、合构象变化构象变化载体载体+底物分离底物分离2022-6-120经载体经载体(carrier) (carrier) 易化扩散的特点易化扩散的特点(三)主动转运(三)主动转运(active transport)(active transport)21概念:概念:某些物质在某些物质在膜蛋白膜蛋白帮助下,由细胞代谢供能而帮助下,由细胞代谢供能而逆逆浓度差浓度差或或电位差电位差跨膜转运。跨膜转运。分类:(分类:(1 1)原发性主动转运)原发性主动转运 (2 2)继发性主动转运)继发性主动转运 1.1.原发性主动转运原发性主动转运(primary active transport)22概念:概念:细胞直
11、接利用代谢供能,将物质(离子)逆浓细胞直接利用代谢供能,将物质(离子)逆浓度梯度和度梯度和/ /或电位梯度转运。或电位梯度转运。离子泵离子泵:原发性主动转运中,介导离子转运的膜蛋白:原发性主动转运中,介导离子转运的膜蛋白称。其本质是称。其本质是ATPATP酶。酶。如,如,钠钠- -钾泵(钾泵(NaNa+ +-K-K+ + ATPase ATPase),钙泵),钙泵(Ca(Ca2+2+-ATPase) -ATPase) ,质子泵质子泵(H(H+ +-ATPase)-ATPase) 钠钠- -钾泵(钾泵(Na+-K+ ATPase )23钠泵活动的作用钠泵活动的作用:每消耗:每消耗1ATP1ATP