细胞基本功能1.pptx

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1、第一节 细胞膜的结构和物质转运功能第第2页页/共共62页页第1页/共62页一、细胞膜的结构概述一、细胞膜的结构概述第第3页页/共共62页页第2页/共62页第第4页页/共共62页页第3页/共62页二、细胞膜化学组成及意义v脂质双分子层：屏障作用 保持细胞内容物的相对稳定v细胞膜蛋白质：通道，载体，酶 细胞内外物质、能量、信息交换。v细胞膜糖类：糖蛋白，糖脂 作为膜蛋白受体识别部分 参与免疫反应第第5页页/共共62页页第4页/共62页三、细胞膜的物质转运功能v被动转运 单纯扩散 易化扩散v主动转运 原发性主动转运 继发性主动转运第第6页页/共共62页页第5页/共62页（一）单纯扩散 扩散：溶质分子

2、从高浓度向低浓度的净移动（顺化学梯度）单纯扩散：没有生物学转运机制参与的简单的穿越质膜的物理扩散。第第7页页/共共62页页第6页/共62页第第8页页/共共62页页第7页/共62页1.单纯扩散的特点v顺浓度梯度v不耗能（分子热运动的扩散）第第9页页/共共62页页第8页/共62页 2.2.单纯扩散的条件单纯扩散的条件(1)(1)浓度梯度浓度梯度（电（电-化学梯度）化学梯度）(2)(2)膜通透性膜通透性(3)(3)脂溶性物质脂溶性物质a.高脂溶性物质b.O2 CO2 N2 高脂溶性小分子c.水 不带电荷的极性小分子，也能以单纯扩散方式通过，但速度很慢第第10页页/共共62页页第9页/共62页（二）易

3、化扩散1.定义：不溶或难溶于脂质的物质，在细胞膜上某些特殊蛋白质的帮助下，从膜高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。第第11页页/共共62页页第10页/共62页2.2.特点特点(1)(1)顺电化学梯度，不耗能顺电化学梯度，不耗能(2)(2)具有选择性（膜具有选择性（膜 蛋白分子本身有结蛋白分子本身有结构特异性）构特异性）(3)(3)通透性可变通透性可变第第12页页/共共62页页第11页/共62页3.3.类型类型(1)(1)通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散(2)(2)载体介导的易化扩散载体介导的易化扩散第第13页页/共共62页页第12页/共62页通道介导的易化扩散v 离子通道(ion chann

4、el)介导离子易化扩散第第14页页/共共62页页第13页/共62页离子通道的特性 (1)(1)离子选择性 NaNa+通道，K K+通道，ClCl-通道,CaCa+2+2通道 (2)(2)门控性 化学门控：化学信号控制 电压门控：电位差控制 (3)(3)离子转运速度快 (4)(4)开放和关闭的快速性第第15页页/共共62页页第14页/共62页钠离子钾离子氯离子第第16页页/共共62页页第15页/共62页第第17页页/共共62页页第16页/共62页第第18页页/共共62页页第17页/共62页载体介导的易化扩散载体（carrier)也称转运体，介导多种水溶性小分子物质或离子的转运。第第19页页/共共

5、62页页第18页/共62页葡萄糖的易化扩散葡萄糖的易化扩散第第20页页/共共62页页第19页/共62页载体介导的异化扩散的特点 (1)结构特异性 (2)饱和现象 (3)竞争性抑制 第第21页页/共共62页页第20页/共62页(三)主动转运(active transport)1.1.定义：细胞通过本身的某种耗 能过程，将某物质的分子或离子从膜的低浓度一侧向高浓度一侧移动的过程 2.2.特征 逆电化学梯度 耗能第第22页页/共共62页页第21页/共62页3.3.主动转运和被动转运的区别 转运的方向 转运的能量 转运的后果第第23页页/共共62页页第22页/共62页4.4.主动转运分类 原发性装运

6、直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度跨膜转运，即为原发性主动转运，一般说的主动转运指的是原发性主动转运第第24页页/共共62页页第23页/共62页继发性转运（联合转运，协同转运）主动转运所需的驱动力并不直接来自于ATP的分解，而是原发性主动转运所形成的浓度梯度，在这些离子顺浓度梯度扩散的同时使其他物质逆浓度梯度和/或电位梯度跨膜转运，这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运第第25页页/共共62页页第24页/共62页a a.NaNa+-K-K+泵(1)结构：简称钠泵，又称NaNa+-K-K+依赖ATPATP酶，具有ATPATP酶活性 (2)功能：分解ATPATP，释放出能量，利

7、用这一能量，不断地将NaNa+从胞内泵出胞外，将K K+从胞外泵入胞内 (3)特性：3 3个NaNa+移出膜外2 2个K K+移入膜内5.几种原发性主动转运第第26页页/共共62页页第25页/共62页NaNa+-K-K+泵泵第第27页页/共共62页页第26页/共62页(5)生理意义：建立一种势能贮备，供细胞其他耗能过程利用 产生和维持细胞内高K+、细胞外高Na+的状态，是细胞产生生物电的基础 是人体最重要的物质转运形式第第28页页/共共62页页第27页/共62页b b.其他泵：钙泵（Ca2+Mg2+Ca2+Mg2+依赖式ATPATP酶）与肌肉舒张有关氢泵（H+K+H+K+依赖式ATPATP酶）

8、与胃酸分泌有关第第29页页/共共62页页第28页/共62页6.6.继发性主动转运1.1.定义：是指某些物质逆浓度梯 度的主动转运过程，所需能量间接来自ATP的分解，也称联合转运。第第30页页/共共62页页第29页/共62页继发性主动转运第第31页页/共共62页页第30页/共62页2.特点：Na+从胞外被动扩散至胞内释放的能量用于另一种物质的主动转运3.条件：存在转运体第第32页页/共共62页页第31页/共62页（四）囊泡运输1.1.出胞：大分子物质或固态、液态物质从细胞内排出的过程 持续性出胞：如小肠杯状细胞分泌粘液的过程 调节性出胞：如动作电位到达末梢时引起的神经递质释放第第33页页/共共6

9、2页页第32页/共62页第第34页页/共共62页页第33页/共62页2.2.入胞：一些大分子物质或团块物质进入细胞的过程 吞噬：被转运物质以固态形式进入细胞，只出现在一些特殊细胞，如单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等 吞饮：被转运物质以液态形式进入细胞 第第35页页/共共62页页第34页/共62页第第36页页/共共62页页第35页/共62页 小小 结结第第37页页/共共62页页第36页/共62页第二节细胞膜的信号转导第第38页页/共共62页页第37页/共62页一、细胞信号转导的概念1.1.信号:含有信息内容的一种物质或刺激2.2.人体内的信号:存在于细胞外液中含有信息内容的化学物质,或机械的、电

10、的、电磁波等刺激第第39页页/共共62页页第38页/共62页 3.3.信号的类型v 化学信号 激素,递质,细胞因子v 机械信号 声音v 电磁信号 光v 电信号 电流第第40页页/共共62页页第39页/共62页4.4.信号转导(transmembrane tranduction)外界信号 细胞膜表面 一种或几种膜蛋白分子构象改变 新的信号进入胞内 膜电位或其他功能变化 第第41页页/共共62页页第40页/共62页二、细胞信号转导的方式膜通道介导的信号转导G蛋白偶联受体介导的信号转导酶联型受体介导的信号转导 酪氨酸激酶受体 鸟苷酸环化酶受体细胞内受体介导的信号转导第第42页页/共共62页页第41页

11、/共62页（一）膜通道介导的信号转导信号 胞膜上的通道型受体 离子通道打开或关闭 离子跨膜流动 膜电位变化（去极化、超极化）新的信号进入细胞内 第第43页页/共共62页页第42页/共62页1.化学信号化学门控离子通道 神经突触 谷氨酸，门冬氨酸，甘氨酸神经肌肉接头 乙酰胆硷第第44页页/共共62页页第43页/共62页运动神经末梢 Ach Ach 门控通道蛋白（a亚单位）通道开放 大量Na+流入胞内 胞膜去极化产生终板电位完成化学信号向生物电信号的转换 第第45页页/共共62页页第44页/共62页(1)(1)特点：v化学门控通道具有受体功能，可 称为 通道型受体，它们被激活时能引起跨 膜离子流动

12、，也称为促离子型受体(2)(2)分布：神经肌接头信息传递 神经细胞之间的突触传递第第46页页/共共62页页第45页/共62页2.2.电信号电压门控离子通道 刺激 细胞膜电位的变化 电压门控离子通道开放或关闭 离子内流或外流 新信号形成 第第47页页/共共62页页第46页/共62页第第48页页/共共62页页第47页/共62页第第49页页/共共62页页第48页/共62页(1)Na+(1)Na+通道电信号 膜内负电荷消失 Na+通道突然开放 胞外Na+涌入胞内 膜电位变化 第第50页页/共共62页页第49页/共62页(2)K+(2)K+通道膜内形成正电荷 K+通道开放胞内K+流出胞外 膜电位变化第第

13、51页页/共共62页页第50页/共62页3.3.机械信号-机械门控离子通道前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛上机械信号（声）静纤毛偏曲机械门控离子通道开放 离子内流 膜电位变化第第52页页/共共62页页第51页/共62页（二）G蛋白偶联受体介导的信号转导 光刺激 （视网膜的感光细胞）多数的肽类激素 多数的神经递质（神经突触后膜）第第53页页/共共62页页第52页/共62页（1）概念：鸟核苷酸调节蛋白(guanine nucleoside regulatory proteins,G蛋白)是受体与效应器的转导蛋白。（2）结构：存在于细胞膜上，由3个亚单位构成（）。亚单位是功能亚单位，亚单位通常组成紧密的二

14、聚体，共同发挥作用。（3）分类：亚单位是功能亚单位，不同的 亚单位就构成不同的G蛋白。.G蛋白第第54页页/共共62页页第53页/共62页.受体G G蛋白第二信使跨膜信号转导第第55页页/共共62页页第54页/共62页3.3.G蛋白参与多种信号转导通过多种第二信使参与跨膜信号转导可对电压依赖性离子通道直接发挥调制作用，对钙通道以抑制作用为主，对钾通道以兴奋作用为主。第第56页页/共共62页页第55页/共62页.胞浆内第二信使细胞内外信息联系有赖于一定组织分泌特异的化学物质作为信息分子，经一定的途径传给另一个细胞，这一过程称为化学信息传递（chemical signaling）。具有信息传递功能

15、的信息分子又称为信使物质。第第57页页/共共62页页第56页/共62页第一信使：细胞外信使物质，有激素、神经递质和调质、各种细胞因子等。第二信使：由第一信使作用于靶细胞后在胞内产生的信息物质，主要有核苷酸类cAMP、肌醇磷脂水解产物IP3、DG以及Ca2+。第三信使：是一类在细胞核内外传递信息的物质，参与基因调控、细胞增殖和分化，以及肿瘤形成等过程。（1）信使物质的分类：第第58页页/共共62页页第57页/共62页（）第二信使的作用：lcAMP通过蛋白激酶通过蛋白激酶A（PKA），催），催化底物磷酸化，始动一系列级联反应，化底物磷酸化，始动一系列级联反应，产生生物效应。产生生物效应。第第59页

16、页/共共62页页第58页/共62页u指细胞膜上的一些蛋白质分子，既有受体的作用又有酶的作用，酶耦连受体有多种，如酪氨酸激酶受体、鸟苷酸环化酶受体。（三）酶耦连受体介导的信号转导第第60页页/共共62页页第59页/共62页信号 结合受体 胞质内的酪氨酸激酶活化 细胞功能变化u酪氨酸激酶受体介导的信号酪氨酸激酶受体介导的信号转导过程转导过程u鸟苷酸环化酶受体介导的信号鸟苷酸环化酶受体介导的信号转导过程转导过程信号 结合受体 激活受体的鸟苷酸环化酶活性 细胞功能变化第第61页页/共共62页页第60页/共62页（四）细胞内受体介导的信号转导某些脂溶性信号分子，如类固醇激素和甲状腺激素，可以穿过细胞膜进入细胞内，与胞质受体结合，再进入核内，调节基因表达而完成信号转导。第第62页页/共共62页页第61页/共62页感谢您的观看！第62页/共62页