動物生理學(xué)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能詳解演示文稿本文檔共34頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分優(yōu)選動物生理學(xué)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能本文檔共34頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分本章主要內(nèi)容1.1細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能1.2細(xì)胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)1.3細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象1.4興奮在細(xì)胞間的傳遞1.5肌肉的收縮本文檔共34頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分1.1細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

[重點(diǎn)]

①液態(tài)鑲嵌模型學(xué)說及鑲嵌蛋白質(zhì)的種類和生理機(jī)能

②以載體和以通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散

③原發(fā)性和繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)

④Na+-K+泵的生理功能本文檔共34頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分1.1.1

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)

細(xì)胞膜的作用：將細(xì)胞的內(nèi)容物和細(xì)胞周圍的微環(huán)境（主要是細(xì)胞外液）分割開來，使細(xì)胞能獨(dú)立于環(huán)境而存在通過細(xì)胞膜接受外界或其它細(xì)胞的影響細(xì)胞膜起到傳遞信息的作用細(xì)胞膜還在細(xì)胞免疫、細(xì)胞生長、分裂、分化及癌變等生理、病理過程中起著重要的作用。

本文檔共34頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分液態(tài)鑲嵌模型（Fluidmosaicmodel）細(xì)胞膜的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu)和生理功能的蛋白質(zhì)分子。細(xì)胞膜內(nèi)還含有少量糖類。本文檔共34頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分Fig.3-1,p.69Cell2IntercellularspacePlasmamembranesCell1本文檔共34頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分LipidbilayerPolarheads(hydrophilic)Nonpolartails(hydrophobic)Polarheads(hydrophilic)ECF(water)ICF(water)NegativechargeonphosphategroupTails(nonpolar,hydrophobic)Head(polar,hydrophilic)-磷酸鹽Phosphate膽堿Choline甘油Glycerol脂肪酸Fattyacid本文檔共34頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分脂質(zhì)雙分子作為細(xì)胞膜骨架

①脂質(zhì)雙分子層具有穩(wěn)定性和流動性，使細(xì)胞具有能承受相當(dāng)大的張力，改變外形時(shí)不致于破裂。

②限制水和水溶性物質(zhì)自由通過細(xì)胞膜，使膜具有選擇性通透。

③不同細(xì)胞的細(xì)胞膜和細(xì)胞膜的不同部分，因脂質(zhì)的成分和含量不完全相同而影響到細(xì)胞膜的特性和功能。本文檔共34頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分CholesterolmoleculeGlycoproteinGlycolipidExtracellularfluidCarbohydratechainLipidbilayerVariousmembraneproteinsChannelIntracellularfluidAppearanceusinganelectronmicroscopeDarklineLightspaceDarklinePhospholipidmolecule本文檔共34頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分表面蛋白本文檔共34頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分

鑲嵌蛋白IntegralProteins（transmembrane）本文檔共34頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層的蛋白質(zhì)的機(jī)能：①形成細(xì)胞的骨架蛋白（anchoringprotein）,可使細(xì)胞膜附著在另一細(xì)胞的膜上，或使其附著在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外的某物質(zhì)上；②作為“識別蛋白質(zhì)”（recognitionprotein）,存在于免疫細(xì)胞膜上，能識別異體細(xì)胞的蛋白質(zhì)或癌細(xì)胞；③具有酶（enzyme）的特性,能催化細(xì)胞內(nèi)外的化學(xué)反應(yīng)④作為“受體蛋白質(zhì)”（receptorprotein），能與信息傳遞物質(zhì)（激素或遞質(zhì)）進(jìn)行特異性結(jié)合，并引起細(xì)胞反應(yīng)；⑤作為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)或載體蛋白質(zhì)（carrierprotein）、通道蛋白質(zhì)（channelprotein）和膜泵（membranepump），與細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能有關(guān)。本文檔共34頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分本文檔共34頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分本文檔共34頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分本文檔共34頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分1.1.2

細(xì)胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能

1.1.2.1

被動轉(zhuǎn)運(yùn)（passivetransport）

(1)單純擴(kuò)散（simplediffusion）

(2)易化擴(kuò)散（facilitated

diffusion）1.1.2.2主動轉(zhuǎn)運(yùn)（activetransport）

(1)原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)(primaryactivetransport)（2)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)(secondaryactivetransport)1.1.2.3

出胞（Exocytosis）與入胞(endocytosis)式轉(zhuǎn)運(yùn)本文檔共34頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分1.1.2.1

被動轉(zhuǎn)運(yùn)（passivetransport）當(dāng)同種物質(zhì)、不同濃度的兩種溶液相鄰地放在一起時(shí)，溶質(zhì)的分子會順著濃度差（梯度，concentrationgradient）或電位差（梯度，potentialgradien,二者合稱電化學(xué)梯度）產(chǎn)生凈流動叫被動轉(zhuǎn)運(yùn)。被動轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)的動力是電化學(xué)勢能。不需要細(xì)胞膜或細(xì)胞另外提供其它形式的能量。本文檔共34頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分(1)單純擴(kuò)散（simplediffusion）物質(zhì)的分子或離子順著電化學(xué)梯度通過細(xì)胞膜的方式稱為單純擴(kuò)散。

單位時(shí)間內(nèi)的擴(kuò)散通量，(即該物質(zhì)在每秒內(nèi)通過每平方厘米假想平面的摩爾數(shù))，取決于膜兩側(cè)該物質(zhì)的電化學(xué)梯度和細(xì)胞膜對該物質(zhì)的通透性（permeability)。通透性：物質(zhì)通過細(xì)胞膜難易程度。一些脂溶性的物質(zhì)如

O2、CO2等氣體分子，具有較高的通透性；一些甾體化合物（類固醇激素由于它們的分子量比較大）需要某種特殊蛋白質(zhì)的“協(xié)助”；水靠細(xì)胞膜上的水通道（一種特異蛋白質(zhì)）能快速通過細(xì)胞膜。本文檔共34頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分(2)易化擴(kuò)散（facilitated

diffusion）一些不溶于脂質(zhì)的，或溶解度很小的物質(zhì)，在膜結(jié)構(gòu)中的一些特殊蛋白質(zhì)的“幫助”下從膜的高濃度一側(cè)擴(kuò)散到低濃度一側(cè)的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式稱為易化擴(kuò)散。

易化擴(kuò)散又可分為:

①以載體為中介的易化擴(kuò)散（carrier

mediated

diffusion）②由通道中介的易化擴(kuò)散（channelmediateddiffusion）本文檔共34頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分①以載體為中介的易化擴(kuò)散如葡萄糖、氨基酸都不溶解于脂質(zhì)，但在載體的“幫助”下,也能進(jìn)行被動地跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。本文檔共34頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分①以載體為中介的易化擴(kuò)散A.載體是指細(xì)胞膜上一類特殊蛋白質(zhì)，B.它能在溶質(zhì)高濃度一側(cè)與溶質(zhì)發(fā)生特異性結(jié)合，C.并且構(gòu)象發(fā)生改變，把溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到低濃度一側(cè)將之釋放出來，D.載體蛋白恢復(fù)到原來的構(gòu)象，又開始新一輪的轉(zhuǎn)運(yùn)。

本文檔共34頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散的特點(diǎn)

A.高度的結(jié)構(gòu)特異性（右旋葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)）

B.飽和現(xiàn)象C.競爭性抑制

D.因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能常受膜內(nèi)外各種因素的影響,因此與蛋白質(zhì)分子有關(guān)的物質(zhì)的通透性是可變化的。（胰島素對細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的調(diào)控）本文檔共34頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分②由通道中介的易化擴(kuò)散

離子通道（ionchannel）蛋白的壁外側(cè)面是疏水的;而壁的內(nèi)側(cè)是親水的（叫水相孔道），能允許水及溶于水中的離子通過;通道的開放與關(guān)閉是受精密調(diào)控的，而不是自動、持續(xù)進(jìn)行的,

有些只有在它所在膜的兩側(cè)（主要是外側(cè)）出現(xiàn)某種化學(xué)信號時(shí)才開放，稱為化學(xué)門控通道（chemically-gated

channel）；有些則由所在膜兩側(cè)電位差的變化決定其開、閉，稱為電壓門控通道（voltage-gated

channel）；有些則由所在膜所受壓力不同而決定其開放的稱機(jī)械門控通道。本文檔共34頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分化學(xué)門控通道本文檔共34頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分本文檔共34頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分機(jī)械門控通道本文檔共34頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分本文檔共34頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分主動轉(zhuǎn)運(yùn)（activetransport）

主動轉(zhuǎn)運(yùn)是指細(xì)胞通過本身的某種耗能過程將某種物質(zhì)分子或離子逆著電化學(xué)梯度由膜的一側(cè)移向另一側(cè)的過程。主動轉(zhuǎn)運(yùn)中所需要的能量是由細(xì)胞膜或細(xì)胞膜所屬的細(xì)胞提供。

單純擴(kuò)散和易化擴(kuò)散都有一個(gè)最終平衡點(diǎn)，即被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)在膜兩側(cè)達(dá)到電化學(xué)梯度為零時(shí)。而主動轉(zhuǎn)運(yùn)因膜提供了一定能量，使被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)或離子逆著電-化學(xué)勢差的移動，沒有平衡終點(diǎn),被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)甚至可以全部被轉(zhuǎn)運(yùn)到膜的另一側(cè).本文檔共34頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分(1)原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)(primaryactivetransport)

鈉泵(sodiumpump)：

A.是鑲嵌蛋白質(zhì)，B.能逆著濃度差將細(xì)胞內(nèi)的Na+移出膜外，細(xì)胞外的K+移入膜內(nèi)C.本身具有ATP酶的活性。

在主動轉(zhuǎn)運(yùn)中如果所需的能量是由ATP直接提供的主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程，則稱為原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)。

本文檔共34頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分③細(xì)胞膜上的鈉泵活動的意義：A.造成的細(xì)胞內(nèi)高K+是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必要條件B.維持細(xì)胞正常形態(tài)C.建立起一種勢能貯備，即Na+、K+在細(xì)胞膜內(nèi)外的濃度勢能D.是可興奮細(xì)胞（組織）興奮的基礎(chǔ)，也可供其它耗能過程應(yīng)用本文檔共34頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分（2）繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)

(secondaryactivetransport)ATPasesonlypumpions,nothingbigger.Largermoleculesaretransportedbycouplingthemtomovementofaniondownitsconcentrationgradient.Ionscanalsobetransportedinthisway.Example:Na-coupledglucoseuptake.本文檔共34頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\2點(diǎn)26分①載體蛋白必須與Na+和待轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的分子同時(shí)結(jié)合，才能順著Na+濃度梯度的方向?qū)⑺鼈兊姆肿幽嬷鴿舛忍荻扔赡c（小管）腔轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)。由于存在于上皮細(xì)胞基側(cè)膜上的Na+泵活動，不斷將Na+轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞間隙，而細(xì)胞內(nèi)始終保持低Na+狀態(tài)，才能使它們的主動轉(zhuǎn)運(yùn)得以實(shí)現(xiàn)，直至腸（小管）腔中的物質(zhì)濃度下降到零。

②物質(zhì)逆著濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)的能量間接來自于ATP。稱