人體解剖生理學(xué)第二章細(xì)胞和基本組織-上海海洋大學(xué)-吳文惠教授(1)(已修改)
2025-01-16 04:51 本頁(yè)面
【正文】 第二章 細(xì)胞和基本組織 細(xì)胞膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu) 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)能 基本組織 第一節(jié) 細(xì)胞膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu) 多利和邦妮（圖片來自 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu) 一、細(xì)胞膜的化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)（ The Chemical position and Molecular Structure of Cell Membrane） 細(xì)胞膜的基架是 脂質(zhì)雙分子層 ，主要起屏障作用，而膜上鑲嵌、覆蓋、貫穿的各種特殊蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)完成跨膜物質(zhì)、能量和信息的轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)換。 膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：液態(tài)鑲嵌模型 流體鑲嵌模型 (fluid mosaic model)： 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)、因而也具有不同生理功能的蛋白質(zhì)。 脂質(zhì)雙分子層 ： 細(xì)胞膜蛋白質(zhì) ： 表面蛋白質(zhì) (peripheral protein)； 整合蛋白質(zhì) (integrated protein)。 細(xì)胞膜糖類： 以共價(jià)鍵形成糖脂或糖蛋白，可作為抗原決定簇或膜受體的可識(shí)別部位。 細(xì)胞膜的脂質(zhì)以磷脂類為主，其次為膽固醇，還有少量鞘磷脂類物質(zhì)。 脂質(zhì) 以 雙分子層 形式包被在細(xì)胞表面。 脂質(zhì)雙分子層中分散鑲嵌著多種蛋白質(zhì)分子。 細(xì)胞膜還含有少量 糖類 ，它們以共價(jià)鍵的形式和膜的脂質(zhì)或白質(zhì)結(jié)合，形成糖脂或糖蛋白。 細(xì)胞膜的作用 細(xì)胞膜是將細(xì)胞內(nèi)容物和周圍環(huán)境分隔開的一層薄膜，起屏障作用。 細(xì)胞生命活動(dòng)所需的氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，及二氧化碳和代謝廢物，均須通過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞。因此，細(xì)胞膜必須有選擇地通透不同物質(zhì)。 胞外信息要被細(xì)胞感知，也須要特定的結(jié)構(gòu)參與。 蛋白質(zhì)分子 識(shí)別蛋白質(zhì) 酶 受體蛋白質(zhì) 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì) 離子通道 細(xì)胞骨架蛋白 細(xì)胞膜所具有的各種功能，在很大程度上決定于膜上的蛋白質(zhì)的功能；細(xì)胞和周圍環(huán)境間進(jìn)行的物質(zhì)、能量和信息交換，也大都與膜上的蛋白質(zhì)分子有關(guān)。 膜蛋白 二 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)能 Transport Across Cell Membrane 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Passive transport 單純擴(kuò)散 易化擴(kuò)散 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Active transport 出胞和入胞 Exocytosis and endocytosis 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) Passive transport 單純擴(kuò)散 ： 在生物體系中，細(xì)胞外液和細(xì)胞內(nèi)液都是水溶液，溶于其中的各種溶質(zhì)分子，只要它們是脂溶性的，就可能根據(jù)擴(kuò)散原理作跨膜運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)運(yùn)，這稱為單純擴(kuò)散。 單純擴(kuò)散的物質(zhì)： O CO NH3 、 N2 、尿素、乙醚、乙醇、類固醇類激素等少數(shù)幾種。 單純擴(kuò)散特點(diǎn) ： ①擴(kuò)散速率高 ②無飽和性 ③不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的 “ 幫助 ” ④不需另外消耗能量 滲透 ( Osmosis ) 滲透是單純擴(kuò)散的一種特例，是指 水分子 的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。在選擇性通透水而不通透溶質(zhì)的半透膜處，水將從低溶質(zhì)濃度（水分子濃度高， 滲透壓低 ）的溶液一側(cè)向高溶質(zhì)濃度（水分子濃度低， 滲透壓高 ）的溶液一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)。 易化擴(kuò)散 (facilitated diffusion) 非脂溶性或脂溶性較小的物質(zhì)在膜上特殊蛋白質(zhì)幫助下，順著濃度差或電位差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。 特點(diǎn) ： 結(jié)構(gòu)特異性 通 道轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì) :各種帶電離子 化學(xué)門控通道 ：只有在它所在膜兩側(cè)（主要是外側(cè)）出現(xiàn)某種化學(xué)信號(hào)時(shí)才開放。 電壓門控通道 ：由所在膜兩側(cè)電位差的改變決定其開閉 以載體為中介的易化擴(kuò)散 載體轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸等小分子親水物質(zhì) Na+通道：葡萄糖載體： Na+K+ATP酶（主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)） =1 107： 1 104： 5 102 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（ active transport） 細(xì)胞通過本身的某種耗能過程將某物質(zhì)的分子或離子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程。 鈉 鉀泵 （ sodiumpotassium pump） 鈉泵活動(dòng)的生理意義 ： 鈉泵活動(dòng)造成的細(xì)胞內(nèi)高鉀，是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必要條件 防止細(xì)胞內(nèi)水腫的發(fā)生 建立一種勢(shì)能貯備 在消耗代謝能的情況下逆著濃度差把細(xì)胞內(nèi)的 Na+移出膜外，同時(shí)把細(xì)胞外的 K +移入膜內(nèi)，形成和保持膜內(nèi)高 K+膜外高 Na+的不均衡離子分布狀態(tài)。鈉泵是鑲嵌在細(xì)胞膜上的一種特殊蛋白質(zhì)分子，本身具有 ATP酶的活性，使之釋放能量進(jìn)行 Na+和 K+的轉(zhuǎn)運(yùn)，因此鈉泵又稱為 Na+K+ 依賴式 ATP酶的蛋白質(zhì)。鈉泵活動(dòng)時(shí)， Na+和 K+是耦聯(lián)在一起進(jìn)行的，每分解一個(gè) ATP分子，可以使 3個(gè) Na+移出膜外，同時(shí)有 2個(gè) K+移入膜內(nèi)。 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（ secondary active transport) 某種物質(zhì)能夠逆濃度差或電位差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，但其所需能量不是直接由 ATP分解提供，而是由主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)其他物質(zhì)時(shí)所造成的高勢(shì)能提供。 入胞與出胞式物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 出胞（ exocytosis)： 大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)的物質(zhì)團(tuán)塊通過細(xì)胞膜移向細(xì)胞外的過程 。 入胞（ endocytosis)： 大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)的物質(zhì)團(tuán)塊通過細(xì)胞膜移向細(xì)胞內(nèi)的過程 。 一些特殊物質(zhì)的進(jìn)入細(xì)胞，是通過被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)與膜表面的特殊受體蛋白質(zhì)相互作用而引起的，稱為 受體介導(dǎo)式入胞 。
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