动物生理学细胞膜的物质转运功能1.ppt

第一章 细胞的基本功能 （6hr） 细胞的生理功能 跨膜物质转运 接受内外环境变化的信息并经跨膜信号转导产生兴奋 兴奋在细胞内的传导、细胞间的传递 细胞对内外环境的变化作出的适应性反应（肌肉收缩、腺体分泌） 本章主要内容 1.1 细胞膜物质转运功能 1.2 细胞的跨膜信号转导 1.3 细胞的兴奋性和生物电现象 1.4 兴奋在细胞间的传递 1.5 肌肉的收缩 1.1 细胞膜物质转运功能 1.1.1? 细胞膜的结构 液态镶嵌模型（Fluid mosaic model） 细胞膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和生理功能的蛋白质分子。细胞膜内还含有少量糖类。 脂质双分子作为细胞膜骨架 ①脂质双分子层具有稳定性和流动性，使细胞具有能承 受相当大的张力，改变外形时不致于破裂。 ??? ②限制水和水溶性物质自由通过细胞膜，使膜具有选择性 通透。 ??? ③不同细胞的细胞膜和细胞膜的不同部分，因脂质的成分 和含量不完全相同而影响到细胞膜的特性和功能。 镶嵌在脂质双分子层的蛋白质的机能： ①形成细胞的骨架蛋白（anchoring protein）,可使细胞膜附着在另一细胞的膜上，或使其附着在细胞内或细胞外的某物质上； ②作为“识别蛋白质”（recognition protein）,存在于免疫细胞膜上，能识别异体细胞的蛋白质或癌细胞； ③具有酶（enzyme）的特性,能催化细胞内外的化学反应 ④作为“受体蛋白质”（receptor protein），能与信息传递物质（激素或递质）进行特异性结合，并引起细胞反应； ⑤作为转运蛋白质或载体蛋白质（carrier protein）、通道蛋白质（channel protein）和膜泵（membrane pump），与细胞膜的物质转运功能有关。 1.1.2? 细胞膜的跨膜物质转运功能 1.1.2.1?? 被动转运（passive transport） 当同种物质、不同浓度的两种溶液相邻地放在一起时，溶质的分子会顺着浓度差（梯度，concentration gradient）或电位差（梯度，potential gradien, 二者合称电化学梯度）产生净流动叫被动转运。被动转运时的动力是电化学势能。不需要细胞膜或细胞另外提供其它形式的能量。 (1)单纯扩散（simple diffusion） 物质的分子或离子顺着电化学梯度通过细胞膜的方式称为单纯扩散。 ???单位时间内的扩散通量，(即该物质在每秒内通过每平方厘米假想平面的摩尔数)，取决于膜两侧该物质的电化学梯度和细胞膜对该物质的通透性（permeability)。 通透性：物质通过细胞膜难易程度。 一些脂溶性的物质如? O2、CO2等气体分子，具有较高的通透性；一些甾体化合物（类固醇激素由于它们的分子量比较大）需要某种特殊蛋白质的“协助”；水靠细胞膜上的水通道（一种特异蛋白质）能快速通过细胞膜。 (2)易化扩散（facilitated? diffusion） 一些不溶于脂质的，或溶解度很小的物质，在膜结构中的一些特殊蛋白质的“帮助”下从膜的高浓度一侧扩散到低浓度一侧的物质转运方式称为易化扩散。 ? 易化扩散又可分为:?? ①以载体为中介的易化扩散 （carrier? mediated? diffusion） ②由通道中介的易化扩散 （channel mediated diffusion） ①以载体为中介的易化扩散 如葡萄糖、氨基酸都不溶解于脂质，但在载体的“帮助”下,也能进行被动地跨膜转运。 载体介导的易化扩散的特点 ??? A.高度的结构特异性（右旋葡萄糖的转运） B.饱和现象 C.竞争性抑制 ?? D.因蛋白质的结构和功能常受膜内外各种因素的影响,因此与蛋白质分子有关的物质的通透性是可变化的。（胰岛素对细胞膜转运葡萄糖的调控） ②由通道中介的易化扩散 离子通道（ion channel）蛋白的壁外侧面是疏水的;而壁的内侧是亲水的（叫水相孔道），能允许水及溶于水中的离子通过; 1.1.2.2主动转运（active transport） ??? 主动转运是指细胞通过本身的某种耗能过程将某种物质分子或离子逆着电化学梯度由膜的一侧移向另一侧的过程。主动转运中所需要的能量是由细胞膜或细胞膜所属的细胞提供。 ?? ? 单纯扩散和易化扩散都有一个最终平衡点，即被转运物质在膜两侧达到电化学梯度为零时。而主动转运因膜提供了一