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1、第二章第二章 細(xì)胞的基本功能細(xì)胞的基本功能一、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)一、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)“液態(tài)鑲嵌模型液態(tài)鑲嵌模型”學(xué)說學(xué)說第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能脂質(zhì)雙分子層脂質(zhì)雙分子層蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖脂糖脂糖蛋白糖蛋白 膜的基架是液態(tài)的膜的基架是液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層脂質(zhì)雙分子層，其間，其間鑲嵌著許多具有不同結(jié)構(gòu)和功能的鑲嵌著許多具有不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)。脂質(zhì)雙分子層脂質(zhì)雙分子層水水親水性基團(tuán)親水性基團(tuán)疏水性基團(tuán)疏水性基團(tuán)雙嗜性分子雙嗜性分子（磷脂、膽固醇等）（磷脂、膽固醇等）水水水水親水性基團(tuán)親水性基團(tuán)疏水性基團(tuán)疏水性基團(tuán)脂質(zhì)雙分子層脂質(zhì)雙分子層雙嗜性分子雙嗜性分子

2、（磷脂、膽固醇等）（磷脂、膽固醇等）脂質(zhì)雙分子層脂質(zhì)雙分子層蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖脂糖脂糖蛋白糖蛋白 膜的基架是液態(tài)的膜的基架是液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層脂質(zhì)雙分子層，其間，其間鑲嵌著許多具有不同結(jié)構(gòu)和功能的鑲嵌著許多具有不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)。（表面蛋白、整合蛋白）（表面蛋白、整合蛋白）二、跨細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運二、跨細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運（掌握）（掌握）什么樣的物質(zhì)容易通過細(xì)胞膜？什么樣的物質(zhì)容易通過細(xì)胞膜？ 分子大小？分子大?。?脂溶性？脂溶性？ 帶電狀態(tài)？帶電狀態(tài)？ 其他因素其他因素（小者易過）（小者易過）（脂溶性者易過）（脂溶性者易過）（同性相斥、異性相吸）（同性相斥、異性相吸）（如膜蛋白幫

3、助、細(xì)胞活動）（如膜蛋白幫助、細(xì)胞活動）各種物質(zhì)是如何進(jìn)出細(xì)胞的各種物質(zhì)是如何進(jìn)出細(xì)胞的？ 主動？主動？ 被動？被動？細(xì)胞是否耗能？細(xì)胞是否耗能？二、跨細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運二、跨細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運（掌握）（掌握）物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運的方式（機制）物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運的方式（機制）（一）單純擴(kuò)散（一）單純擴(kuò)散（二）易化擴(kuò)散（二）易化擴(kuò)散（四）膜泡運輸（四）膜泡運輸（三）主動轉(zhuǎn)運（三）主動轉(zhuǎn)運經(jīng)經(jīng)通道通道經(jīng)經(jīng)載體載體原發(fā)性原發(fā)性繼發(fā)性繼發(fā)性出胞出胞入胞入胞耗能耗能（一）單純擴(kuò)散（一）單純擴(kuò)散 物質(zhì)從質(zhì)膜的物質(zhì)從質(zhì)膜的高濃度高濃度一側(cè)通過脂質(zhì)分子間隙一側(cè)通過脂質(zhì)分子間隙向向低濃度低濃度一側(cè)進(jìn)行的跨膜擴(kuò)散。一側(cè)進(jìn)行的跨

4、膜擴(kuò)散。（simple diffusion）細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)影響因素：影響因素：2.通透性通透性1.濃度梯度濃度梯度轉(zhuǎn)運物質(zhì)轉(zhuǎn)運物質(zhì):2. 水等水等1. O2、CO2等等（一）單純擴(kuò)散（一）單純擴(kuò)散物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運的方式（機制）物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運的方式（機制）（一）單純擴(kuò)散（一）單純擴(kuò)散（二）易化擴(kuò)散（二）易化擴(kuò)散（四）膜泡運輸（四）膜泡運輸（三）主動轉(zhuǎn)運（三）主動轉(zhuǎn)運經(jīng)經(jīng)通道通道經(jīng)經(jīng)載體載體原發(fā)性原發(fā)性繼發(fā)性繼發(fā)性出胞出胞入胞入胞耗能耗能（二）易化擴(kuò)散（二）易化擴(kuò)散 在膜蛋白的幫助在膜蛋白的幫助（介導(dǎo)）（介導(dǎo)）下，非脂溶性的下，非脂溶性的小分子物質(zhì)或帶電離子順濃度梯度和（或）電小分子物質(zhì)或

5、帶電離子順濃度梯度和（或）電位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運。位梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運。葡萄糖、氨基酸等葡萄糖、氨基酸等通道、載體（轉(zhuǎn)運體）通道、載體（轉(zhuǎn)運體）（facilitated diffusion）細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 1. 經(jīng)通道易化擴(kuò)散經(jīng)通道易化擴(kuò)散離子通道離子通道（貫穿脂質(zhì)雙層，中央帶有親水性孔道）（貫穿脂質(zhì)雙層，中央帶有親水性孔道）細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 1. 經(jīng)通道易化擴(kuò)散經(jīng)通道易化擴(kuò)散Ca2+細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 1. 經(jīng)通道易化擴(kuò)散經(jīng)通道易化擴(kuò)散Ca2+門控特性門控特性離子選擇性離子選擇性特點：特點：離子通道的門控特性示意圖（離子通道的門控特性示意圖（p13）電壓門控通道電壓門

6、控通道化學(xué)門控通道化學(xué)門控通道機械門控通道機械門控通道擴(kuò)散速度擴(kuò)散速度極快極快（106 108個離子個離子/s）順順濃度差（被動轉(zhuǎn)運）濃度差（被動轉(zhuǎn)運）要點：要點：門控特性門控特性具有明顯的具有明顯的離子選擇性離子選擇性（通道介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運）（通道介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運）1. 經(jīng)通道經(jīng)通道易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散（少數(shù)為（少數(shù)為非門控通道非門控通道）細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 2. 經(jīng)載體的易化擴(kuò)散經(jīng)載體的易化擴(kuò)散葡萄糖葡萄糖細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 2. 經(jīng)載體的易化擴(kuò)散經(jīng)載體的易化擴(kuò)散葡萄糖葡萄糖細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 2. 經(jīng)載體的易化擴(kuò)散經(jīng)載體的易化擴(kuò)散葡萄糖葡萄糖細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 2. 經(jīng)載

7、體的易化擴(kuò)散經(jīng)載體的易化擴(kuò)散葡萄糖葡萄糖結(jié)構(gòu)特異性結(jié)構(gòu)特異性順濃度差（被動轉(zhuǎn)運）順濃度差（被動轉(zhuǎn)運）要點：要點：（載體介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運）（載體介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運）2. 經(jīng)載體的經(jīng)載體的易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 2. 經(jīng)載體的易化擴(kuò)散經(jīng)載體的易化擴(kuò)散葡萄糖葡萄糖結(jié)構(gòu)特異性結(jié)構(gòu)特異性順濃度差（被動轉(zhuǎn)運）順濃度差（被動轉(zhuǎn)運）要點：要點：飽和現(xiàn)象飽和現(xiàn)象（載體介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運）（載體介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運）2. 經(jīng)載體的經(jīng)載體的易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散Vmax 轉(zhuǎn)運速率轉(zhuǎn)運速率底物濃度底物濃度結(jié)構(gòu)特異性結(jié)構(gòu)特異性順濃度差（被動轉(zhuǎn)運）順濃度差（被動轉(zhuǎn)運）要點：要點：競爭性抑制競爭性抑制飽和現(xiàn)象飽和現(xiàn)象（載體介導(dǎo)

8、的跨膜轉(zhuǎn)運）（載體介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運）2. 經(jīng)載體的經(jīng)載體的易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) 2. 經(jīng)載體的易化擴(kuò)散經(jīng)載體的易化擴(kuò)散葡萄糖葡萄糖原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運 某些物質(zhì)在某些物質(zhì)在膜蛋白膜蛋白的幫助下，由細(xì)胞代的幫助下，由細(xì)胞代謝供能而進(jìn)行的謝供能而進(jìn)行的逆逆濃度梯度和（或）電位梯濃度梯度和（或）電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運。度跨膜轉(zhuǎn)運。（三）主動轉(zhuǎn)運（三）主動轉(zhuǎn)運（primary active transport）根據(jù)膜蛋白（根據(jù)膜蛋白（載體載體）是否直接消耗能量是否直接消耗能量：繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運 （secondary active transport）特點特點：耗能、逆差

9、：耗能、逆差 介導(dǎo)的膜蛋白被稱為介導(dǎo)的膜蛋白被稱為離子泵（離子泵（ion pump）1. 原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運 例如例如: 鈉鈉-鉀泵鉀泵（sodium-potassium pump） 鈣泵（鈣泵（Ca2+ pump） 質(zhì)子泵（質(zhì)子泵（H+泵）泵） 鈉鈉-鉀泵鉀泵（簡稱鈉泵，也稱（簡稱鈉泵，也稱Na+、K+-ATP酶）酶）細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)ATPADP鈉泵的主動轉(zhuǎn)運鈉泵的主動轉(zhuǎn)運K+Na+細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)K+Na+鈉泵的主動轉(zhuǎn)運鈉泵的主動轉(zhuǎn)運細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)K+Na+鈉泵的主動轉(zhuǎn)運鈉泵的主動轉(zhuǎn)運鈉泵鈉泵鈉泵活動鈉泵活動: 每分解一分子每分解一分子ATP將將3個個N

10、a+泵出泵出細(xì)胞，細(xì)胞， 同時將同時將2個個K+泵入泵入細(xì)胞。細(xì)胞。 當(dāng)當(dāng)Na+內(nèi)內(nèi)或或K+外外時，鈉泵被激活時，鈉泵被激活鈉泵活動的結(jié)果鈉泵活動的結(jié)果 建立和保持建立和保持Na+、K+在細(xì)胞在細(xì)胞內(nèi)外內(nèi)外的的不不均衡均衡分布：分布： 細(xì)胞內(nèi)高鉀，細(xì)胞外高鈉細(xì)胞內(nèi)高鉀，細(xì)胞外高鈉鈉泵活動的生理意義鈉泵活動的生理意義 胞內(nèi)胞內(nèi)高高K+利于胞內(nèi)代謝反應(yīng)利于胞內(nèi)代謝反應(yīng) 維持胞內(nèi)滲透壓和細(xì)胞容積：維持胞內(nèi)滲透壓和細(xì)胞容積： “排水泵排水泵”作用作用, 將漏入的將漏入的Na+排出排出 細(xì)胞電活動細(xì)胞電活動的基礎(chǔ)的基礎(chǔ) 生電性作用，生電性作用，增大增大膜電位差膜電位差 為為繼發(fā)性繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運的物質(zhì)提供

11、主動轉(zhuǎn)運的物質(zhì)提供勢能儲備勢能儲備 驅(qū)動力并驅(qū)動力并不直接來自不直接來自ATP的分解的分解，而是利用而是利用所形成的所形成的某些離子某些離子的濃度梯度，的濃度梯度，在在這些離子順濃度這些離子順濃度梯度擴(kuò)散梯度擴(kuò)散其他物質(zhì)其他物質(zhì)逆逆濃度梯度和（或）電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)濃度梯度和（或）電位梯度的跨膜轉(zhuǎn)運，運，。2. 繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（聯(lián)合轉(zhuǎn)運聯(lián)合轉(zhuǎn)運）2K+3Na+葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖2Na+鈉泵鈉泵同向轉(zhuǎn)運體同向轉(zhuǎn)運體葡萄糖載體葡萄糖載體小腸黏膜上皮吸收葡萄糖小腸黏膜上皮吸收葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體（如：鈉同向轉(zhuǎn)運體（如：鈉-葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體）葡萄糖同向轉(zhuǎn)運體）反向轉(zhuǎn)運體或交換體（如：鈉氫

12、交換體）反向轉(zhuǎn)運體或交換體（如：鈉氫交換體）（symporter）（antiporter） （exchanger）2. 繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（聯(lián)合轉(zhuǎn)運聯(lián)合轉(zhuǎn)運）同向轉(zhuǎn)運同向轉(zhuǎn)運反向轉(zhuǎn)運反向轉(zhuǎn)運（四）膜泡運輸（四）膜泡運輸 出胞出胞（exocytosis）入胞入胞（endocytosis）胞質(zhì)內(nèi)的大分子物質(zhì)以分泌囊泡的形式胞質(zhì)內(nèi)的大分子物質(zhì)以分泌囊泡的形式排出排出細(xì)胞的過程。細(xì)胞的過程。細(xì)胞外大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊被細(xì)胞膜細(xì)胞外大分子物質(zhì)或物質(zhì)團(tuán)塊被細(xì)胞膜包裹后以囊泡的形式包裹后以囊泡的形式進(jìn)入進(jìn)入細(xì)胞的過程。細(xì)胞的過程。入胞入胞細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)出胞出胞細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)出胞出胞細(xì)胞外細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運方式轉(zhuǎn)運方式轉(zhuǎn)運物質(zhì)轉(zhuǎn)運物質(zhì)順逆差順逆差細(xì)胞是否耗能細(xì)胞是否耗能單純單純擴(kuò)散擴(kuò)散經(jīng)經(jīng)載體載體易化易化擴(kuò)散擴(kuò)散經(jīng)經(jīng)通道通道易化易化擴(kuò)散擴(kuò)散原發(fā)性原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)性繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運出胞與入胞出胞與入胞Na+的跨膜轉(zhuǎn)運方式？的跨膜轉(zhuǎn)運方式？水的跨膜轉(zhuǎn)運方式？水的跨膜轉(zhuǎn)運方式？