生理学细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能_精品文档.ppt
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第一节第一节细胞膜的基本结构和细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能跨膜物质转运功能StructureandtransportfunctionsofthecellmembraneStructureandtransportfunctionsofthecellmembrane是细胞内容物与细胞周围环境之间的一道是细胞内容物与细胞周围环境之间的一道生理屏障。
即可将两者分隔开，又是两者之生理屏障。
即可将两者分隔开，又是两者之间物质、能量、信息转换的中介。
间物质、能量、信息转换的中介。
一、细胞膜的化学组成和分子结构一、细胞膜的化学组成和分子结构ChemicalcompositionandmolecularChemicalcompositionandmolecularstructureofthecellmembranestructureofthecellmembrane化学组成：
化学组成：
脂质、蛋白质、糖类等脂质、蛋白质、糖类等基本结构：
基本结构：
1972年由singer和nicolson提出。
其主要内容：
膜是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着不同生理结构和功能的蛋白质，后者主要以-螺旋或球形蛋白质的形式存在。
（一）脂质双分子层
（一）脂质双分子层（GorterGorterGorterGrendelGrendelGrendel）lipidlipidbilayerbilayer化学组成：
化学组成：
磷脂磷脂（70%70%70%）、胆固醇、胆固醇（30%30%30%）、鞘脂类脂质鞘脂类脂质磷脂的基本结构：
磷脂的基本结构：
一一分子甘油的两个羟基分子甘油的两个羟基各结合一分子脂肪酸，各结合一分子脂肪酸，另一个羟基结合一分子另一个羟基结合一分子磷酸，后者再结合一个磷酸，后者再结合一个碱基。
碱基。
所有的膜脂质都是双嗜性分子所有的膜脂质都是双嗜性分子一端是磷酸、碱基等亲水性极性基团，一端是磷酸、碱基等亲水性极性基团，另一端的长烃链是非极性基团。
另一端的长烃链是非极性基团。
脂质小体：
脂质小体：
人工制备的人工膜囊。
人工制备的人工膜囊。
（二）细胞膜蛋白质二）细胞膜蛋白质cellmembraneproteincellmembraneprotein膜蛋白质的存在方式：
表面膜蛋白质的存在方式：
表面蛋白质和整和蛋白质。
蛋白质和整和蛋白质。
（三）细胞膜糖类三）细胞膜糖类CellmembranecarbohydrateCellmembranecarbohydrate可作为细胞或蛋白质的标志，也可作为细胞或蛋白质的标志，也可作为膜受体的可作为膜受体的“可识别可识别”部分。
部分。
二、细胞膜的跨膜物质转运功能二、细胞膜的跨膜物质转运功能TheThetransmembranetransmembranematerialtransportmaterialtransportofthecellmembraneofthecellmembrane
（一）单纯扩散
（一）单纯扩散（simplediffusionsimplediffusion）扩散：
扩散：
扩散通量：
扩散通量：
mol/s.cmmol/s.cm22单纯扩散：
单纯扩散：
在在生物体中，一些脂溶性的小分生物体中，一些脂溶性的小分子物质顺浓度差或电位差的跨膜子物质顺浓度差或电位差的跨膜物质转运。
如：
物质转运。
如：
COCOCO222，OOO222等。
等。
影响单纯扩散扩散通量的因素：
影响单纯扩散扩散通量的因素：
11、浓度差、浓度差22、通透性：
、通透性：
物质通过细胞膜的难易程度物质通过细胞膜的难易程度
（二）易化扩散
（二）易化扩散（facilitateddiffusionfacilitateddiffusion）在体内，一些不溶于脂质或溶解度甚小的物在体内，一些不溶于脂质或溶解度甚小的物质，在细胞膜上一些特殊蛋白质的帮助下，顺质，在细胞膜上一些特殊蛋白质的帮助下，顺浓度差或电位差的跨膜物质转运。
如：
葡萄糖，浓度差或电位差的跨膜物质转运。
如：
葡萄糖，氨基酸及各种离子等。
氨基酸及各种离子等。
特点：
特点：
11、高浓度、高浓度低浓度低浓度22、膜蛋白的介导、膜蛋白的介导11、以通道为中介的易化扩散、以通道为中介的易化扩散FacilitateddiffusionviachannelFacilitateddiffusionviachannel与离子的易化扩散有关，推测在蛋白质内与离子的易化扩散有关，推测在蛋白质内部出现了一条贯穿膜内外的亲水性相孔道。
部出现了一条贯穿膜内外的亲水性相孔道。
特点：
特点：
（11）化学门控通道）化学门控通道（22）电压门控通道）电压门控通道水通道（水通道（AQPAQP）（33）机械门控通道）机械门控通道选择性和门控性。
选择性和门控性。
化学门控离子通道化学门控离子通道ionchannels：
electrochemicalgradient+allosteric细胞外细胞内细胞膜电位高电位低Na+浓度高Na+浓度低22、以载体为中介的易化扩散、以载体为中介的易化扩散FacilitateddiffusionviacarrierFacilitateddiffusionviacarrier特点：
特点：
11、结构特异性、结构特异性22、饱和性、饱和性33、竞争性抑制、竞争性抑制以载体为介导的易化扩散：
以载体为介导的易化扩散：
单纯扩散：
单纯扩散：
被动转运（被动转运（passivetransportpassivetransport）物质顺电物质顺电-化学梯度进行跨膜转运化学梯度进行跨膜转运的过程，细胞本身无须消耗能量。
的过程，细胞本身无须消耗能量。
（三）主动转运（三）主动转运（activetransportactivetransport）细胞膜通过本身的某种耗能过程，将细胞膜通过本身的某种耗能过程，将物质的分子或离子逆电物质的分子或离子逆电-化学梯度进行跨化学梯度进行跨膜转运。
膜转运。
原发性主动转运：
原发性主动转运：
ThemovementofsubstancesacrossthemembraneThemovementofsubstancesacrossthemembraneoccursagainsttheelectrochemicalgradientwithoccursagainsttheelectrochemicalgradientwiththenecessityofconsumptionofmetabolicenergy.thenecessityofconsumptionofmetabolicenergy.神经细胞和骨骼肌细胞神经细胞和骨骼肌细胞NaNa+浓度的膜外浓度的膜外:
膜内（膜内（Co/CiCo/Ci）为）为1212KK+浓度的膜内浓度的膜内:
膜外膜外（Ci/CoCi/Co）为）为3030钠钠-钾泵（钾泵（sodium-potassiumpumpsodium-potassiumpump）钠泵为钠泵为NaNa+-KK+依赖式依赖式ATPATP酶的蛋白质酶的蛋白质在细胞的特定部位聚集某种物质在细胞的特定部位聚集某种物质建立一种势能储备建立一种势能储备分泌特定物质分泌特定物质BasicfunctionsofpumpsBasicfunctionsofpumps：
（四）继发性主动转运四）继发性主动转运（secondaryactivetransportsecondaryactivetransport）指某种物质的逆浓度梯度的转运是指某种物质的逆浓度梯度的转运是依赖于另一物质的浓度差造成的势能依赖于另一物质的浓度差造成的势能而实现的。
而实现的。
钠泵活动的生理意义：
钠泵活动的生理意义：
1.1.维持细胞正常的渗透压和形态。
维持细胞正常的渗透压和形态。
2.2.形成形成和保持细胞内外和保持细胞内外NaNa+、KK+不均匀分布，不均匀分布，与生物电的形成密切相关。
与生物电的形成密切相关。
3.3.建立的建立的NaNa+浓度势能储备。
是营养物质跨浓度势能储备。
是营养物质跨小肠和肾小管上皮细胞等跨膜主动转运的小肠和肾小管上皮细胞等跨膜主动转运的能量来源。
能量来源。
（五）出胞和入胞式物质转运五）出胞和入胞式物质转运大分子物质或固态、液态的物质团块，通大分子物质或固态、液态的物质团块，通过细胞膜复杂的结构和功能的变化，进出细过细胞膜复杂的结构和功能的变化，进出细胞的过程。
胞的过程。
出胞（出胞（exocytosisexocytosis）胞吐胞吐入胞（入胞（endocytosisendocytosis）吞噬吞噬吞饮吞饮吞噬吞噬只发生特殊细胞只发生特殊细胞吞饮吞饮液相入胞，受体介导入胞液相入胞，受体介导入胞是细胞分泌、递质释放及大分子是细胞分泌、递质释放及大分子物质和颗粒的外排方式。
物质和颗粒的外排方式。
是大分子物质或物质团块的进入细胞是大分子物质或物质团块的进入细胞的主要方式。
的主要方式。
受体介导式入胞受体介导式入胞receptor-mediatedreceptor-mediatedendocytosisendocytosis配体与受体结合次级溶酶体初级溶酶体
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