第二章細(xì)胞的基本功能節(jié)

第二章細(xì)胞的基本功能節(jié)第一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一

第二章細(xì)胞的基本功能

第二頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一第一節(jié)

細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

一、細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)基本內(nèi)容：以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，不同分子結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)鑲嵌其中。（一）脂質(zhì)雙分子層

1.以磷脂類為主，約占脂質(zhì)總量的70%以上；

2.膽固醇，一般低于30%；

3.少量屬鞘脂類的脂質(zhì)。功能：①屏障作用②傳遞信息

第三頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一第四頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）細(xì)胞膜蛋白質(zhì)功能：酶蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白受體蛋白

①轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)②傳遞信息③免疫標(biāo)志

結(jié)構(gòu)：主要以а-螺旋或球形蛋白質(zhì)的形式存在。

表面蛋白存在形式分為

整合蛋白特點(diǎn)：流動(dòng)性（橫向移動(dòng)）第五頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一（三）細(xì)胞膜糖類

細(xì)胞膜所含糖類2%~10%，成分：主要是一些寡糖和多糖鏈形式：共價(jià)鍵的形式和膜脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合，形成糖脂或糖蛋白部位：糖鏈絕大多數(shù)是裸露在膜的外面一側(cè)。功能：①免疫標(biāo)志②傳遞信息

第六頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一結(jié)構(gòu)：寡糖和多糖鏈→糖蛋白或糖脂功能：形成細(xì)胞的抗原性和表型，參與細(xì)胞識(shí)別、黏附、分化、老化、吞噬、自身免疫、細(xì)菌感染等。如IgG糖鏈改變→自身抗原→自身免疫。

ABO血型抗原決定簇：

A抗原為乙酰氨基半乳糖胺，

B抗原為半乳糖。第七頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)

（一）單純擴(kuò)散概念：一些脂溶性的小分子物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過程。物質(zhì)的移動(dòng)方向和速度：決定于各該物質(zhì)的濃度差，膜對(duì)該物質(zhì)的通透性。第八頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一

單純擴(kuò)散

[CO2]i＞[CO2]o[O2]o＞[O2]i第九頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一影響因素：*動(dòng)力：濃度差*阻力：通透性通透性：物質(zhì)通過膜的難易程度擴(kuò)散的物質(zhì)：脂溶性高、分子量小的物質(zhì)。

O2、CO2、N2、乙醇、少量激素、尿素、水等。第十頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一（二）易化擴(kuò)散概念：非脂溶性或脂溶性很低的物質(zhì)，在膜蛋白質(zhì)的幫助下，順濃度梯度和/或電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。

通道膜蛋白分為載體離子泵轉(zhuǎn)運(yùn)體被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：通道、載體膜蛋白介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)（不耗能、順梯度）

原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：泵繼發(fā)性（耗能、逆梯度）第十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一1.經(jīng)載體的易化擴(kuò)散103-5/秒轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子親水物質(zhì)第十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一第十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一第十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一特征：（1）載體與溶質(zhì)的結(jié)合有較高的化學(xué)結(jié)構(gòu)特異性。

葡萄糖為例，在同樣濃度差的情況下，右旋葡萄糖的跨膜通量大大超過左旋葡萄糖（人體內(nèi)可利用的糖類都是右旋的）；木糖則幾乎不能被載運(yùn)。（2）飽和現(xiàn)象

膜結(jié)構(gòu)中與該物質(zhì)易化擴(kuò)散有關(guān)的載體蛋質(zhì)分子的數(shù)或每一載體分子上能與該物質(zhì)結(jié)合的位點(diǎn)的數(shù)目是固定的。（3）競(jìng)爭(zhēng)性抑制第十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一2．經(jīng)通道易化擴(kuò)散概念:帶電的離子如Na+、K+、Ca2+、CI-等借助于通道蛋白的介導(dǎo),由膜的順濃度梯度或電位梯度的跨膜擴(kuò)散。中介膜蛋白稱為離子通道（離子選擇性）

Na+、K+、Ca2+、CI-、非選擇性陽(yáng)離子通道等；

同一種離子，在不同細(xì)胞或同一細(xì)胞可存在結(jié)構(gòu)和功能上不同的通道蛋白質(zhì)。

第十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一經(jīng)通道的易化擴(kuò)散106-8/秒選擇性，鉀通道對(duì)K+/Na+為100/1,帶電離子[K+]i＞[K+]o[Na+]o＞[Na+]i第十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一通道運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)：轉(zhuǎn)運(yùn)離子等①通道開閉取決于膜電位或化學(xué)信號(hào)②結(jié)構(gòu)特異性體內(nèi)至少已發(fā)現(xiàn)有三種以上的Ca2+通道

七種以上的K+通道與細(xì)胞在功能活動(dòng)和調(diào)控的復(fù)雜化和精密化相一致。第十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一

離子通道活動(dòng)表現(xiàn)-離子選擇性

每一種通道都對(duì)一種或幾種離子有較高的通透能力，其他離子則不易或不能通過。

鉀通道對(duì)K+、Na+通透性之比為100：1

乙酰膽堿受體陽(yáng)離子通道

對(duì)小的陽(yáng)離子K+、Na+高度通透，不通透CI-。

第十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一特點(diǎn):（1）相對(duì)特異性依靠膜上一些具有特殊結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子的功能活動(dòng)，完成它們的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。（2）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上的易變性（包括其構(gòu)型和構(gòu)象的改變）和隨之出現(xiàn)的蛋白質(zhì)功能的改變，（3）處于細(xì)胞各種環(huán)境因素改變的調(diào)控之下。通道狀態(tài)的變化：三種

第二十頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一通道蛋白狀態(tài)：靜息、激活、失活第二十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一離子通道功能狀態(tài)：

①靜息狀態(tài)-通道關(guān)閉：(備用狀態(tài))刺激能開放②激活狀態(tài)-通道開放：離子擴(kuò)散③失活狀態(tài)-通道關(guān)閉:

刺激不能開放第二十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一離子通道功能狀態(tài)的調(diào)控：通道蛋白質(zhì)有別于載體的重要特點(diǎn)之一，結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)可以因細(xì)胞內(nèi)外各種理化因素膜電位、化學(xué)信號(hào)、機(jī)械刺激的影響而迅速改變。通道蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中可能存在著類似閘門（gate）一類的基團(tuán)，由它決定通道的功能狀態(tài)。-門控

電壓門控通道-膜兩側(cè)電位差化學(xué)門控通道-化學(xué)物質(zhì)（Ach）機(jī)械門控通道—機(jī)械刺激第二十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一*通道：通透性大、變化快——門控化學(xué)門控通道電壓門控通道機(jī)械門控通道第二十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一電壓門控通道化學(xué)門控通道化學(xué)化學(xué)第二十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一影響因素:

離子的易化擴(kuò)散濃度差電位差通透性電化學(xué)梯度第二十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一

（三）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

概念：指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。

③入胞和出胞式轉(zhuǎn)運(yùn)。②繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（簡(jiǎn)稱：聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)）分類：①原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（簡(jiǎn)稱：泵轉(zhuǎn)運(yùn)）如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵等

特點(diǎn)：①需要消耗能量,能量由分解ATP來(lái)提供；②依靠特殊膜蛋白質(zhì)(泵)的“幫助”；③是逆電-化學(xué)梯度進(jìn)行的。第二十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)泵轉(zhuǎn)運(yùn)——Na+-K+泵簡(jiǎn)稱鈉泵。當(dāng)[Na+]i↑[K+]o↑時(shí)，都可被激活，ATP分解產(chǎn)生能量，將胞內(nèi)的3個(gè)Na+移至胞外和將胞外的2個(gè)K+移入胞內(nèi)。第二十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一化學(xué)本質(zhì)：

鈉泵是Na+-K+依賴式ＡＴＰ酶的蛋白質(zhì)。也稱Na+-K+-ＡＴＰ酶。啟動(dòng)機(jī)制：?jiǎn)?dòng)和活動(dòng)強(qiáng)度與膜內(nèi)多Na+和膜外多K+有關(guān)。第二十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一

鈉-鉀泵的這種活動(dòng)還為其它一些物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的提供了動(dòng)力（如葡萄糖、氨基酸的吸收：Na+-載體-葡萄糖、Na+-載體-氨基酸的復(fù)合體形式進(jìn)行的聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)）。維持[Na+]o高、[K+]i高原先的不均勻分布狀態(tài)2K+泵至細(xì)胞內(nèi);3Na+泵至細(xì)胞外分解ATP產(chǎn)生能量當(dāng)[Na+]i↑/[K+]o↑激活鈉-鉀泵:第三十頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一

鈉泵活動(dòng)時(shí)

泵出Na+和泵入K+同時(shí)進(jìn)行或“耦聯(lián)”在一起3Na+(由胞內(nèi)向胞外):

2K+

(由胞外向胞內(nèi))第三十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一通道轉(zhuǎn)運(yùn)與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn)模式圖第三十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一

細(xì)胞膜上的鈉泵活動(dòng)的意義：（1）由鈉泵活動(dòng)造成的細(xì)胞內(nèi)高K+

，是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必需條件；（2）Na+和K+濃度梯度使細(xì)胞生物電活動(dòng)產(chǎn)生的前提條件。（3）維持胞質(zhì)滲透壓和細(xì)胞容積相對(duì)穩(wěn)定。

Na+和Cl-漏入≥K+漏出。哇巴因抑制鈉泵活動(dòng)大量細(xì)胞外Na+、Cl-漏入膜內(nèi)，胞質(zhì)滲透壓升高，過多水進(jìn)入膜內(nèi)，引起細(xì)胞的腫脹，進(jìn)而破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)；第三十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一（4）維持細(xì)胞內(nèi)pH相對(duì)穩(wěn)定。Na+-H+交換（5）維持細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的穩(wěn)定。Na+和K+

濃度梯度是Na+-Ca2+交換動(dòng)力。（6）生電性。３個(gè)Na+移到膜外同時(shí)２個(gè)K+移入膜內(nèi)。（7）Na+濃度梯度是其他物質(zhì)繼發(fā)轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力。第三十四頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)概念：許多物質(zhì)在進(jìn)行逆濃度梯度或電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，所需的能量并不直接來(lái)自ATP的分解，而是來(lái)自Na+在膜兩側(cè)的濃度勢(shì)能差，后者是鈉泵利用分解ATP釋放的能量建立的。這種間接利用ATP能量的主動(dòng)過程稱為繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。第三十五頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一2.繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)概念：間接利用ATP能量的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。即逆濃度梯度或逆電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，能量非直接來(lái)自ATP的分解，是來(lái)自膜兩側(cè)[Na+]差，而[Na+]差是Na+-K+泵分解ATP釋放的能量建立的。分類：

①同向轉(zhuǎn)運(yùn)

②逆向轉(zhuǎn)運(yùn)第三十六頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一細(xì)胞外高鈉，低糖細(xì)胞內(nèi)低鈉，高糖第三十七頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一第三十八頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一第三十九頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一機(jī)制：轉(zhuǎn)運(yùn)體（膜蛋白）利用膜兩側(cè)Na+濃度梯度或電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。沒有Na+由高濃度的膜外順濃度差進(jìn)入膜內(nèi)，就不會(huì)出現(xiàn)葡萄糖、氨基酸等分子逆濃度差進(jìn)入膜內(nèi)。第四十頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)運(yùn)體：膜蛋白同向轉(zhuǎn)運(yùn)：被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)與Na+移動(dòng)的方向相同。相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)體稱為同向轉(zhuǎn)運(yùn)體。反向轉(zhuǎn)運(yùn)：被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)彼此與Na+移動(dòng)的方向相反。相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)體稱為反向轉(zhuǎn)運(yùn)體或交換體。第四十一頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)運(yùn)體

：

轉(zhuǎn)運(yùn)體和載體具有相似的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，也會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象同向轉(zhuǎn)運(yùn)體反向轉(zhuǎn)運(yùn)體（交換體）第四十二頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一第四十三頁(yè)，共四十九頁(yè)，編輯于2023年，星期一

被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

比較單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散

泵的異同點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)脂溶性、小分

水溶性、小分子、離子

水溶性、小分子、離子動(dòng)力濃度差濃度差、電壓差A(yù)TP

順梯度

順梯度

逆梯度特點(diǎn)擴(kuò)散速度取決于膜蛋白介導(dǎo)

膜蛋白介導(dǎo)

①濃度差

通道載體

原發(fā)性、繼發(fā)性

②膜通透性①濃度差①飽和②膜通透性②特異性

③電壓差③競(jìng)