第二章細胞的基本功能細胞膜

第二章細胞的基本功能細胞膜細胞膜得功能;

1、屏障作用2、跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運3、跨膜信息傳遞和能量轉(zhuǎn)換第一節(jié)細胞膜得結(jié)構(gòu)和功能Basicstructureofcellmembrane一、細胞膜得結(jié)構(gòu)Molecularpositionandbstructureofcellmembrane3/20/20252內(nèi)層:致密帶2、5nm間層:透明帶2、5nm外層:致密帶2、5nm光鏡膜以液態(tài)得脂質(zhì)雙分子層為基架,其中鑲嵌著不同分子結(jié)構(gòu),因而也有不同生理功能得蛋白質(zhì),后者主要以

螺旋和球形蛋白得形式存在。FluidMosaicModel

1972SingerandNicholson

3/20/20253(一)脂質(zhì)雙分子層

組成:磷脂phospholipid:70%;膽固醇cholesterol:<30%;少量鞘質(zhì)類物質(zhì)?；拘螒B(tài):液態(tài)得脂質(zhì)雙分子層Lipidbilayer3/20/20254磷脂phospholipid:70%雙嗜性分子(amphilicmolecule)平鋪(1925Gorter)擾動-脂質(zhì)小體(liposome)特性:熔點低,程液態(tài)流動性和穩(wěn)定性;不同細胞,同一不同部位,細胞膜內(nèi)外側(cè)膜磷脂分布存在差異3/20/20255(二)細胞膜蛋白質(zhì)鑲嵌或貫穿于脂質(zhì)雙分子層中,生物膜具有得各種功能大多與其有關(guān)。依結(jié)合方式不同:

表面蛋白(20-30%)整合蛋白(70-80%)3/20/20256細胞骨架蛋白;受體蛋白;識別蛋白;轉(zhuǎn)運蛋白;通道蛋白;酶;依功能不同3/20/20257有些作為抗原決定簇(免疫信息);

(三)細胞膜糖類多為短糖鏈,以共價鍵得形式與膜脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合,形成糖脂或糖蛋白。有些作為膜受體得“可識別”部分能特異地與激遞質(zhì)等結(jié)合。3/20/20258

(一)單純擴散(simplediffusion)概念:一些脂溶性物質(zhì)由膜得高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動得過程。[CO2]i＞[CO2]o[O2]o＞[O2]i二、細胞膜得跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能Transportofsubstancesthroughthecellmembrane3/20/20259大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點特點:①擴散速率高②無飽和性③不依靠特殊膜蛋白質(zhì)得“幫助”④不需另外消耗能量

擴散通量(mmolormol/min、cm2)擴散量與濃度梯度、溫度和膜通透性呈正相關(guān)離子受電場力得作用3/20/202511轉(zhuǎn)運得物質(zhì)O2、CO2、NH3、N2、尿素(60)乙醚、乙醇、類固醇類激素滲透osmosis:水分子得跨膜擴散膜對H2O具較高度通透性,H2O除單純擴散外,還可通過水通道跨膜轉(zhuǎn)運。3/20/202512(二)介導(dǎo)得跨膜轉(zhuǎn)運(facilitateddiffusion)

(1)膜蛋白載體通道泵和轉(zhuǎn)運體(2)分類主動轉(zhuǎn)運和被動轉(zhuǎn)運

①經(jīng)載體得易化擴散(carriermediateddiffusion)②經(jīng)通道得易化擴散(channelmediateddiffusion)3/20/2025131載體得易化擴散轉(zhuǎn)運得物質(zhì):葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子親水物質(zhì)3/20/202514乒乓模型3/20/202515

順濃度差,速度為(103-5)選擇性(特殊膜蛋白質(zhì)本身有結(jié)構(gòu)特異性)飽和性(結(jié)合位點就是有限得)競爭性(經(jīng)同一特殊膜蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運)3/20/2025162經(jīng)通道得易化擴散轉(zhuǎn)運離子,速度106-8離子選擇性(ionicselectivity)門控特性構(gòu)象(靜息激活失活)[K+]i＞[K+]o[Na+]o＞[Na+]i通道:蛋白質(zhì),中間有親水性孔道,允許小于孔道得離子通過。3/20/202517化學(xué)門控通道(chemicalgatedionchannel)電壓門控通道(voltagegatedionchannel)分類:根據(jù)門控得機制可分為3/20/2025183/20/202519

特點:

①需依靠特殊膜蛋白質(zhì)得“幫助”②不需另外消耗能量③選擇性(特殊膜蛋白質(zhì)本身有結(jié)構(gòu)特異性)④飽和性(結(jié)合位點就是有限得)⑤竟?fàn)幮?經(jīng)同一特殊膜蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運)⑥濃度和電壓依從性(特殊膜蛋白質(zhì)得變構(gòu)就是有條件得,如化學(xué)門控通道、電壓門控通道)

3/20/2025203原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(activetransport)概念:指在膜蛋白(泵)得幫助下,細胞依靠本身得消耗代謝直接產(chǎn)生得能量,將物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度得轉(zhuǎn)運過程。特點:①需要消耗能量;②依靠特殊膜蛋白質(zhì)(泵)得“幫助”;③就是逆電-化學(xué)梯度進行得。

如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等3/20/202521原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運:

primaryactivetransport3/20/202522Na+-K+泵Na+-K+泵又稱Na+-K+-ATPase,簡稱鈉泵。3/20/202523通道轉(zhuǎn)運與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運模式圖(動畫)功能當(dāng)[Na+]i↑[K+]o↑時,都可被激活,ATP分解產(chǎn)生能量,將胞內(nèi)得3個Na+移至胞外和將胞外得2個K+移入胞內(nèi)。3/20/2025243/20/202525生理意義:1、鈉泵形成得細胞內(nèi)高K+,細胞外高Na+就是許多代謝反應(yīng)進行得條件。2、建立勢能儲備,就是細胞生物電活動和營養(yǎng)物質(zhì)吸收得基礎(chǔ)3、維持滲透壓和細胞正常形態(tài),防止細胞水腫。3/20/2025264繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運Secondaryactivetransport概念:不直接消耗細胞代謝產(chǎn)生得能量,而就是依靠另一種物質(zhì)濃度梯度得膜兩側(cè)[Na+]差。3/20/202527耦聯(lián)轉(zhuǎn)運

①同向轉(zhuǎn)運②逆向轉(zhuǎn)運3/20/202528一些大分子物質(zhì)或團塊進出細胞,就是通過細胞本身得吞吐活動進行得,亦可屬于主動轉(zhuǎn)運過程。(三)入胞和出胞式轉(zhuǎn)運3/20/202529圖2-3腸粘膜上皮細胞葡萄糖繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運模式圖3/20/202530出胞:指細胞把成塊得內(nèi)容物由細胞內(nèi)排出得過程。主要見于細胞得分泌過程:如激素、神