第二章細胞的基本功能細胞膜細胞膜得功能;

1、屏障作用2、跨膜物質轉運3、跨膜信息傳遞和能量轉換第一節細胞膜得結構和功能Basicstructureofcellmembrane一、細胞膜得結構Molecularpositionandbstructureofcellmembrane3/20/20252內層:致密帶2、5nm間層:透明帶2、5nm外層:致密帶2、5nm光鏡膜以液態得脂質雙分子層為基架,其中鑲嵌著不同分子結構,因而也有不同生理功能得蛋白質,后者主要以

螺旋和球形蛋白得形式存在。FluidMosaicModel

1972SingerandNicholson

3/20/20253(一)脂質雙分子層

組成:磷脂phospholipid:70%;膽固醇cholesterol:<30%;少量鞘質類物質。基本形態:液態得脂質雙分子層Lipidbilayer3/20/20254磷脂phospholipid:70%雙嗜性分子(amphilicmolecule)平鋪(1925Gorter)擾動-脂質小體(liposome)特性:熔點低,程液態流動性和穩定性;不同細胞,同一不同部位,細胞膜內外側膜磷脂分布存在差異3/20/20255(二)細胞膜蛋白質鑲嵌或貫穿于脂質雙分子層中,生物膜具有得各種功能大多與其有關。依結合方式不同:

表面蛋白(20-30%)整合蛋白(70-80%)3/20/20256細胞骨架蛋白;受體蛋白;識別蛋白;轉運蛋白;通道蛋白;酶;依功能不同3/20/20257有些作為抗原決定簇(免疫信息);

(三)細胞膜糖類多為短糖鏈,以共價鍵得形式與膜脂質或蛋白質結合,形成糖脂或糖蛋白。有些作為膜受體得“可識別”部分能特異地與激遞質等結合。3/20/20258

(一)單純擴散(simplediffusion)概念:一些脂溶性物質由膜得高濃度一側向低濃度一側移動得過程。[CO2]i＞[CO2]o[O2]o＞[O2]i二、細胞膜得跨膜物質轉運功能Transportofsubstancesthroughthecellmembrane3/20/20259大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點特點:①擴散速率高②無飽和性③不依靠特殊膜蛋白質得“幫助”④不需另外消耗能量

擴散通量(mmolormol/min、cm2)擴散量與濃度梯度、溫度和膜通透性呈正相關離子受電場力得作用3/20/202511轉運得物質O2、CO2、NH3、N2、尿素(60)乙醚、乙醇、類固醇類激素滲透osmosis:水分子得跨膜擴散膜對H2O具較高度通透性,H2O除單純擴散外,還可通過水通道跨膜轉運。3/20/202512(二)介導得跨膜轉運(facilitateddiffusion)

(1)膜蛋白載體通道泵和轉運體(2)分類主動轉運和被動轉運

①經載體得易化擴散(carriermediateddiffusion)②經通道得易化擴散(channelmediateddiffusion)3/20/2025131載體得易化擴散轉運得物質:葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子親水物質3/20/202514乒乓模型3/20/202515

順濃度差,速度為(103-5)選擇性(特殊膜蛋白質本身有結構特異性)飽和性(結合位點就是有限得)競爭性(經同一特殊膜蛋白質轉運)3/20/2025162經通道得易化擴散轉運離子,速度106-8離子選擇性(ionicselectivity)門控特性構象(靜息激活失活)[K+]i＞[K+]o[Na+]o＞[Na+]i通道:蛋白質,中間有親水性孔道,允許小于孔道得離子通過。3/20/202517化學門控通道(chemicalgatedionchannel)電壓門控通道(voltagegatedionchannel)分類:根據門控得機制可分為3/20/2025183/20/202519

特點:

①需依靠特殊膜蛋白質得“幫助”②不需另外消耗能量③選擇性(特殊膜蛋白質本身有結構特異性)④飽和性(結合位點就是有限得)⑤竟爭性(經同一特殊膜蛋白質轉運)⑥濃度和電壓依從性(特殊膜蛋白質得變構就是有條件得,如化學門控通道、電壓門控通道)

3/20/2025203原發性主動轉運(activetransport)概念:指在膜蛋白(泵)得幫助下,細胞依靠本身得消耗代謝直接產生得能量,將物質逆濃度梯度或電位梯度得轉運過程。特點:①需要消耗能量;②依靠特殊膜蛋白質(泵)得“幫助”;③就是逆電-化學梯度進行得。

如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等3/20/202521原發性主動轉運:

primaryactivetransport3/20/202522Na+-K+泵Na+-K+泵又稱Na+-K+-ATPase,簡稱鈉泵。3/20/202523通道轉運與鈉-鉀泵轉運模式圖(動畫)功能當[Na+]i↑[K+]o↑時,都可被激活,ATP分解產生能量,將胞內得3個Na+移至胞外和將胞外得2個K+移入胞內。3/20/2025243/20/202525生理意義:1、鈉泵形成得細胞內高K+,細胞外高Na+就是許多代謝反應進行得條件。2、建立勢能儲備,就是細胞生物電活動和營養物質吸收得基礎3、維持滲透壓和細胞正常形態,防止細胞水腫。3/20/2025264繼發性主動轉運Secondaryactivetransport概念:不直接消耗細胞代謝產生得能量,而就是依靠另一種物質濃度梯度得膜兩側[Na+]差。3/20/202527耦聯轉運

①同向轉運②逆向轉運3/20/202528一些大分子物質或團塊進出細胞,就是通過細胞本身得吞吐活動進行得,亦可屬于主動轉運過程。(三)入胞和出胞式轉運3/20/202529圖2-3腸粘膜上皮細胞葡萄糖繼發性主動轉運模式圖3/20/202530出胞:指細胞把成塊得內容物由細胞內排出得過程。主要見于細胞得分泌過程:如激素、神