細胞的基本功能李美英第二章細胞的基本功能框架細胞膜結構細胞膜物質轉運—單純擴散、易化擴散、 主動轉運、出胞入胞細胞信號轉導細胞生物電—靜息電位、動作電位肌細胞收縮功能—興奮傳遞、興奮收縮耦聯、收縮課程框架第一節細胞膜的基本結構及其物質轉運功能一、細胞膜的化學組成和分子結構細胞膜結構 以液態脂質雙分子層為基架，其中鑲嵌著蛋白質分子，并連有一些寡糖和多糖鏈。液態鑲嵌模型脂質雙分子層細胞膜糖類細胞膜蛋白質疏水基團親水基團

＊屏障作用＊保持細胞內容物的相對穩定

＊膜通道蛋白，載體蛋白，酶＊細胞內外物質、能量、信息交換。

＊作為膜蛋白受體識別部分＊參與免疫反應細胞膜化學組成及意義1.脂質雙分子層：3.細胞膜糖類：糖蛋白，糖脂2.細胞膜蛋白質：二、細胞膜的物質轉運

單純擴散

易化擴散

主動轉運（原發性和繼發性）

出胞和入胞

被動轉運第二節細胞膜的物質轉運功能第二節細胞膜的物質轉運功能一、被動轉運（一）單純擴散（simplediffusion）定義：脂溶性、小分子物質簡順濃度梯度或電位梯度簡單的跨膜物理擴散物質：O2、N2、CO2、乙醇、尿素等決定因素：膜兩側物質的濃度差和膜對物質的通透性特點：⑴物理現象（分子熱運動的擴散）

⑵順濃度梯度，不耗能（ATP）

⑶不需膜蛋白的幫助

（二）易化擴散（facilitateddiffusion）定義：難溶或不溶于脂質的物質在細胞膜上某些特殊蛋白質的幫助下由高濃度一側向低濃度一側移動的過程特點：⑴順濃度梯度，不耗能

⑵需要膜蛋白的幫助分類：

載體轉運:依賴膜上的載體蛋白完成通道轉運:依賴膜上的通道蛋白完成第二節細胞膜的物質轉運功能第二節細胞膜的物質轉運功能1.經載體的易化擴散定義：指某些分子量較大但脂溶性較低的物質的跨膜被動轉運。物質：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等。特點：

⑴選擇性

⑵飽和現象（座位有限）

⑶競爭性抑制

⑷轉運過程中伴隨著載體構象的變化載體轉運2.經通道的易化擴散指某些金屬或非金屬離子的被動跨膜轉運。

物質：Na+、K+、Ca2+、H+、Cl-等。通道類型（依離子選擇性分）：（1）電壓門控離子（Na+、K+、Ca2+等）通道（2）化學門控離子通道（配體門控離子通道）（3）機械門控離子通道

第二節細胞膜的物質轉運功能第二節細胞膜的物質轉運功能二、主動轉運(activetransport)概念：指細胞利用代謝產生的能量將物質（常為離子）逆濃度梯度或/和電位梯度跨膜轉運的過程。能量物質：ATP分類：

＊原發性：直接利用代謝產生的能量

＊繼發性：利用Na+-K+泵產生的勢能二、主動轉運(activetransport)（一）原發性主動轉運（primaryactivetransport）——離子“泵”的轉運。1.鈉-鉀泵（sodium-potassiumpump；簡稱鈉泵）——Na+-K+依賴式ATP酶（蛋白質）2.鈣泵（calciumpump）——Ca2+-ATP酶(Ca2+-ATPase)鈉泵轉運特點：①逆濃度差，耗能；

②偶聯轉運但不對等，即分解1分子ATP，轉出3個Na+、移入2個K+（生電性轉運）；

③分子構象與磷酸化與脫磷酸化反應有關。分子結構：

β亞單位。

亞單位：10次跨膜肽鏈（H1-H4/N端+球形結構域+H5-H10/C端），含ATP酶活性部位及陽離子結合位點。

β亞單位:1次跨膜肽鏈,外C端。內N端。鈉泵轉運意義：

⑴建立一種勢能貯備，供細胞其他耗能過程利用

⑵產生和維持細胞內高K+、細胞外高Na+的狀態，是細胞產生生物電的基礎

⑶是人體最重要的物質轉運形式

二、主動轉運(activetransport)（二）繼發性主動轉運(secondaryactivetransport)概念：指利用原發性主動轉運建立的膜電-化學勢能完成的物質逆濃度梯度跨膜轉運。第二節細胞膜的物質轉運功能三、出胞與入胞定義：細胞外大分子或團塊物質出/入細胞的過程適用物質：大分子物質

出胞：激素、神經遞質、酶的分泌

入胞：體內細菌、異物的清除以及藥物大分子營養物質的吸收第三節細胞的跨膜信號轉導功能一、概念：激素、神經遞質、細胞因子等細胞外液的化學信號以及其他性質的刺激信號通過細胞膜表面的特殊結構傳入胞內并引起細胞產生相應的生物學效應。

外界信號細胞膜表面一種或幾種膜蛋白分子構象改變胞內信號分子變化引起相應的效應二、跨膜信號轉導的主要方式（一）通過通道蛋白質完成的跨膜信號轉導化學門控通道電壓門控通道機械門控通道細胞間通道二、跨膜信號轉導的主要方式（二）由膜的受體－G蛋白－效應器酶共同完成的跨膜信號轉導（三）由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號轉導（四)由一氧化氮（NO)和cGMP完成的跨膜信號轉導第三節細胞的生物電現象和興奮性一、靜息電位（restingpotential,RP）1.定義：細胞處于靜息狀態時細胞膜內外兩側存在的電位差①有電位差②外正內負（極化）③穩定直流2.靜息電位的變化

＊極化(polarization):

安靜時,膜兩側電位外正內負

＊超極化(hyperpolarization)

膜兩側電位差加大,膜內負值增大

＊去極化(depolarization)

膜兩側電位差減小,膜內負值變小

＊復極化(repolarization)

去極化后，膜內電位向逐漸變大,

恢復到靜息電位狀態

2.靜息電位形成機制（1)K+平衡電位（2）Na+擴散（3）Na+-K+泵靜息時[K+]i＞[K+]o，K+通道開放K+外流細胞外電位細胞內電位當動力＝