1、本章主要內容本章主要內容1.1細胞膜物質轉運功能細胞膜物質轉運功能1.2細胞的跨膜訊號轉導細胞的跨膜訊號轉導1.3細胞的激動性和生物電現象細胞的激動性和生物電現象1.4激動在細胞間的傳遞激動在細胞間的傳遞1.5胸肌的收縮胸肌的收縮1.1細胞膜物質轉運功能細胞膜物質轉運功能重點重點液態鑲嵌模型學說及鑲嵌蛋白質的種類和生理機能液態鑲嵌模型學說及鑲嵌蛋白質的種類和生理機能以載體和以通道介導的易化擴散以載體和以通道介導的易化擴散原發性和繼發性主動轉運原發性和繼發性主動轉運NaNa++-K-K++泵的生理功能泵的生理功能1.1.1細胞膜的結構細胞膜的結構細胞
2、膜的作用：F將細胞的內容物和細胞周圍的微環境（主要是細胞外液）分割開來，使細胞能獨立于環境而存在F通過細胞膜接受外界或其它細胞的影響細胞膜起到傳遞信息的作用F細胞膜還在細胞免疫、細胞生長、分裂、分化及癌變等生理、病理過程中起著重要的作用。液態鑲嵌模型液態鑲嵌模型（Fluidmodel）細胞膜的共同結構特征是以液態的脂細胞膜的共同結構特征是以液態的脂質雙分子層為基架，其中鑲嵌著具有不同質雙分子層為基架，其中鑲嵌著具有不同分子結構和生理功能的分子結構和生理功能的蛋白質蛋白質分子。細胞分子。細胞膜內還富含少量脂類。膜內還富含少量脂類。Fig.3-1,p.
3、69Cellspace1larfluidchainLipidfluidusinganDarklineLightspaceDarkline鑲嵌蛋
4、白鑲嵌蛋白（）鑲嵌在脂類雙分子層的蛋白質的機能鑲嵌在脂類雙分子層的蛋白質的機能產生細胞的產生細胞的骨架蛋白骨架蛋白（）,,可使細胞膜可使細胞膜附著在另一細胞的膜上，或使其附著在細胞內或細胞外的附著在另一細胞的膜上，或使其附著在細胞內或細胞外的某物質上；某物質上；作為作為“識別蛋白質辨識蛋白質”（）,存在于免疫細胞膜上，能辨識異體細胞的蛋白質或存在于免疫細胞膜上，能辨識異體細胞的蛋白質或癌細胞；癌細胞；具有酶（具有
5、酶（）的特點，能催化細胞內外）的特點，能催化細胞內外的物理反應的物理反應作為作為“受體蛋白質受體蛋白質”（），能與），能與信息傳遞物質（激素或遞質）進行特異性結合，并信息傳遞物質（激素或遞質）進行特異性結合，并導致細胞反應；導致細胞反應；作為轉運蛋白質或載體蛋白質（作為轉運蛋白質或載體蛋白質（）通道蛋白質（通道蛋白質（）膜泵（膜泵（pump），），1.1.2細胞膜的跨膜物質轉運功能細胞膜的跨膜物質轉運功能1.1.2.1被動轉運（被動轉運（
6、）(1)單純擴散（單純擴散（）(2)易化擴散（易化擴散（）1.1.2.2主動轉運（主動轉運（）(1)原發性主動轉運原發性主動轉運(rt)（2)繼發性主動轉運繼發性主動轉運(port)1.1.2.3出胞（出胞（）與入胞）與入胞()式轉運式轉運1.1.2.1被動轉運被動轉運（）當同種物質、不同濃
7、度的兩種堿液相鄰地放當同種物質、不同含量的兩種堿液相鄰地放在一起時，溶質的分子會在一起時，溶質的分子會沿著含量差（梯度，沿著含量差（梯度細胞膜通道，）或電位差（梯度，）或電位差（梯度，,兩者統稱電物理梯度）三者統稱電物理梯度）形成形成凈流動叫被動轉運。被動轉運時的動力是電物理凈流動叫被動轉運。被動轉運時的動力是電物理勢能。不須要細胞膜或細胞另外提供其它方式的勢能。不須要細胞膜或細胞另外提供其它方式的能量。能量。(1)單純擴散單純擴散（）物質的分子或離子物質的分子或離子沿著電
8、化學梯度沿著電物理梯度通過細胞膜的形式通過細胞膜的形式稱為單純擴散。稱為單純擴散。單位時間內的擴散通量，單位時間內的擴散通量，(即該物質在每秒內通過每平即該物質在每秒內通過每平方分米假想平面的摩爾數方分米假想平面的摩爾數)，取決于膜右側該物質的電物理，取決于膜右側該物質的電物理梯度和細胞膜對該物質的私密性（梯度和細胞膜對該物質的私密性（)。私密性：物質通過細胞膜難易程度。私密性：物質通過細胞膜難易程度。一些脂胺類的物質如一些脂胺類的物質如O2、CO2等二氧化碳分子，具有較等二氧化碳分子，具有較高的私密性；一些類固醇化合物（甾體激素因為它們的分高的私密性；一些類固醇
9、化合物（甾體激素因為它們的分子量比較大）須要某種特殊蛋白質的子量比較大）須要某種特殊蛋白質的“協助協助”；水靠細胞；水靠細胞膜上的水通道（一種特異蛋白質）能快速通過細胞膜。膜上的水通道（一種特異蛋白質）能快速通過細胞膜。(2)易化擴散（易化擴散（）一些不溶于脂類的，或溶化度很小的物質，在膜結構中一些不溶于脂類的，或溶化度很小的物質，在膜結構中的一些特殊蛋白質的的一些特殊蛋白質的“幫助幫助”下從膜的高含量兩側擴散到低下從膜的高含量兩側擴散到低含量兩側的物質轉運形式稱為易化擴散。含量兩側的物質轉運形式稱為易化擴散。易化擴散又可分為易化擴散又
10、可分為:以載體為中介的易化擴散以載體為中介的易化擴散（）由通道中介的易化擴散由通道中介的易化擴散（）以載體為中介的易化擴散以載體為中介的易化擴散A.A.載體是指細胞膜上一類特殊蛋白質，載體是指細胞膜上一類特殊蛋白質，B.B.它能在溶質高含量兩側與溶質發生特異性結合，它能在溶質高含量兩側與溶質發生特異性結合，C.C.而且構型發生改變，把溶質轉運到低含量兩側將之釋放下來，但是官能團發生改變，把溶質轉運到低含量兩側將之釋放下來，D.D.載體蛋白恢復到原先的氫鍵，又開始新一輪的轉運。
11、載體蛋白恢復到原先的氫鍵，又開始新一輪的轉運。載體介導的易化擴散的特性載體介導的易化擴散的特性A.高度的結構特異性（高度的結構特異性（右旋獼猴桃糖的轉運右旋獼猴桃糖的轉運）B.飽和現象飽和現象C.競爭性抑制競爭性抑制D.因蛋白質的結構和功能常受膜內外各類誘因的因蛋白質的結構和功能常受膜內外各類誘因的影響，因而與蛋白質分子有關的物質的私密性是可影響，因而與蛋白質分子有關的物質的私密性是可變化的。（變化的。（胰島素對細胞膜轉運獼猴桃糖的調控胰島素對細胞膜轉運獼猴桃糖的調控）由通道中介的易化擴散由通道中介的易化擴散離子通道（離子通道（ion）蛋白的壁外
12、側面是疏水的）蛋白的壁外側面是疏水的;;而壁而壁的外側是親水的（叫水相孔道），能容許水及溶于水底的離子的外側是親水的（叫水相孔道），能容許水及溶于水底的離子通過通過通道的開放與關掉是受精密調控的，而不是手動、持續進行通道的開放與關掉是受精密調控的，而不是手動、持續進行的的,有些只有在它所在膜的兩邊（主要是兩側）出現某種物理訊號有些只有在它所在膜的兩邊（主要是兩側）出現某種物理訊號時才開放，稱為物理門控通道（時才開放，稱為物理門控通道（-）有些則由所在膜右側電位差的變化決定其開、閉，稱為電有些則由所在膜右側電位差的變化決定其開、閉，稱為電
13、壓門控通道（壓門控通道（-）有些則由所在膜所受壓力不同而決定其開放的稱機械門控通道有些則由所在膜所受壓力不同而決定其開放的稱機械門控通道1.1.2.2主動轉運主動轉運（）主動轉運是指細胞通過本身的某種耗能過程將某種物質分子或離子逆著電物理梯度由膜的兩側移向另左側的過程。主動轉運中所須要的能量是由細胞膜或細胞膜所屬的細胞提供。單純擴散和易化擴散都有一個最終平衡點，即被轉運物質在膜右側達到電物理梯度為零時。而主動轉運因膜提供了一定能量，使被轉運物質或離子逆著電-物理勢差的聯通，沒有平衡終點,被轉運物質甚至
14、可以全部被轉運到膜的另左側.(1)原發性主動轉運原發性主動轉運()鈉泵鈉泵(pump)：A.是鑲嵌蛋白質，是鑲嵌蛋白質，B.能逆著含量差將細胞內的能逆著含量差將細胞內的Na+移出膜外，細胞外的移出膜外，細胞外的K+移入膜內移入膜內C.本身具有本身具有ATP酶的活性。酶的活性。在主動轉運中假如所需的能量是由在主動轉運中假如所需的能量是由ATP直接提供的主動轉運過直接提供的主動轉運過程，則稱為原發性主動轉運。程，則稱為原發性主動轉運。細胞膜上的鈉泵活動的意義：細胞膜上的鈉泵活動的意義：A.導致的細胞內高導致的細胞
15、內高K+是許多代謝反應進行的必要條件是許多代謝反應進行的必要條件B.維持細胞正常形態維持細胞正常形態C.構建起一種勢能存貯，即構建起一種勢能存貯，即Na+、K+在細胞膜內外的濃在細胞膜內外的濃度勢能度勢能D.是可激動細胞（組織）激動的基礎，也可供其它耗是可激動細胞（組織）激動的基礎，也可供其它耗能過程應用能過程應用（2）繼發性主動轉運）繼發性主動轉運()onlypumpions,.arebythe
16、mtoofaniondownits.Ionscanalsobeinthisway.:Na-.載體蛋白必須與載體蛋白必須與Na+和待轉運物質的分子同時結合和待轉運物質的分子同時結合，才會順，才會順著著Na+含量梯度的方向將它們的分子逆著含量梯度由腸（小管）含量梯度的方向將它們的分子逆著含量梯度由腸（小管）腔轉運到細胞內。因為存在于上皮細胞基側膜上的腔轉運到細胞內。因為存在于上皮細胞基側膜上的Na+泵活泵活動，不斷
17、將動，不斷將Na+轉運到細胞間隙，而細胞內仍然保持低轉運到細胞間隙，而細胞內仍然保持低Na+狀狀態，能夠使它們的主動轉運得以實現，直到腸（小管）腔中態，能夠使它們的主動轉運得以實現，直到腸（小管）腔中的物質含量升高到零。的物質含量升高到零。物質逆著含量差轉運的能量間接來自于物質逆著含量差轉運的能量間接來自于ATP。稱為繼發性。稱為繼發性主動轉運或聯合（或協同）轉運（主動轉運或聯合（或協同）轉運（）。）。每一種每一種聯合轉運都有特定的轉運體蛋白。聯合轉運都有特定的轉運體蛋白。聯合轉運中，如被轉運的分子與聯合轉運中，如被轉運的分子與Na+擴散方向相同，稱為同擴散
18、方向相同，稱為同向轉運；假如兩者方向相反，則稱為逆向轉運向轉運；假如兩者方向相反，則稱為逆向轉運。1.1.2.3出胞（出胞（）與入胞）與入胞()式轉運式轉運出胞：見于內分泌腺分泌激素，外分泌腺分泌酶原顆粒或黏液，神經細胞分泌、釋放神經遞質，是一個比較復雜的耗能過程。（2）入胞：）入胞：是指細胞外個別物質結節，比如真菌，病毒、是指細胞外個別物質結節，比如真菌，病毒、異物、血漿中脂蛋白及大分子營養物質等步入細胞異物、血漿中脂蛋白及大分子營養物質等步入細胞的過程。被攝入的物質假如是固體，則可產生較大的過程。被攝入的物質假如是固體，則
19、可產生較大的囊泡，的囊泡，稱為稱為吞噬作用吞噬作用()。假如是假如是微小的液滴狀液體則產生較小的囊泡，微小的液滴狀液體則產生較小的囊泡，稱為胞飲稱為胞飲()。由受體介導的入胞，一些激素或生長因子運輸蛋白及真菌（也稱絡合物）都是通過細胞膜表面特異受體作用而入胞。其過程是：官能團被受體辨識，官能團-受體復合物向有被小窩集中吞食泡產生吞食泡與中級溶酶體融合產生次級溶酶體配體與受體分離官能團轉運到其它細胞器中循環水泡產生，膜再借助。本章主要內容本章主要內容1.1細胞膜物質轉運功能細胞膜物質轉運功能1.2細胞
20、的跨膜訊號轉導細胞的跨膜訊號轉導1.3細胞的激動性和生物電現象細胞的激動性和生物電現象1.4激動在細胞間的傳遞激動在細胞間的傳遞1.5胸肌的收縮胸肌的收縮(1)單純擴散單純擴散（）物質的分子或離子物質的分子或離子沿著電物理梯度沿著電物理梯度通過細胞膜的形式通過細胞膜的形式稱為單純擴散。稱為單純擴散。單位時間內的擴散通量，單位時間內的擴散通量，(即該物質在每秒內通過每平即該物質在每秒內通過每平方分米假想平面的摩爾數方分米假想平面的摩爾數)，取決于膜右側該物質的電物理，取決于膜右側該物質的電物理梯度和細胞膜對該物質的私密性（梯度和細胞膜對
21、該物質的私密性（)。私密性：物質通過細胞膜難易程度。私密性：物質通過細胞膜難易程度。一些脂胺類的物質如一些脂胺類的物質如O2、CO2等二氧化碳分子，具有較等二氧化碳分子，具有較高的私密性；一些類固醇化合物（甾體激素因為它們的分高的私密性；一些類固醇化合物（甾體激素因為它們的分子量比較大）須要某種特殊蛋白質的子量比較大）須要某種特殊蛋白質的“協助協助”；水靠細胞；水靠細胞膜上的水通道（一種特異蛋白質）能快速通過細胞膜。膜上的水通道（一種特異蛋白質）能快速通過細胞膜。通道的開放與關掉是受精密調控的，而不是手動、持續進行通道的開放與關掉是受精密調控的，而不是手動、持續進
22、行的的,有些只有在它所在膜的外側（主要是兩側）出現某種物理訊號有些只有在它所在膜的外側（主要是兩側）出現某種物理訊號時才開放，稱為物理門控通道（時才開放，稱為物理門控通道（-）1.1.2.2主動轉運主動轉運（）主動轉運是指細胞通過本身的某種耗能過程將某種物質分子或離子逆著電物理梯度由膜的兩側移向另左側的過程。主動轉運中所須要的能量是由細胞膜或細胞膜所屬的細胞提供。單純擴散和易化擴散都有一個最終平衡點，即被轉運物質在膜右側達到電物理梯度為零時。而主動轉運因膜提供了一定能量，使被轉運物質或離子逆著電-化
23、學勢差的聯通，沒有平衡終點,被轉運物質甚至可以全部被轉運到膜的另左側.載體蛋白必須與載體蛋白必須與Na+和待轉運物質的分子同時結合和待轉運物質的分子同時結合，才會順，才會順著著Na+含量梯度的方向將它們的分子逆著含量梯度由腸（小管）含量梯度的方向將它們的分子逆著含量梯度由腸（小管）腔轉運到細胞內。因為存在于上皮細胞基側膜上的腔轉運到細胞內。因為存在于上皮細胞基側膜上的Na+泵活泵活動細胞膜通道，不斷將動，不斷將Na+轉運到細胞間隙，而細胞內仍然保持低轉運到細胞間隙，而細胞內仍然保持低Na+狀狀態，能夠使它們的主動轉運得以實現，直到腸（小管）腔中態，能夠使它們的主動轉運得以實現，直到腸（小管）腔中的物質含量升高到零。的物質含量升高到零。物質逆著含量差轉運的能量間接來自于物質逆著含量差轉運的能量間接來自于ATP。稱為繼發性。稱為繼發性主動轉運或聯合（或協同）轉運（主動轉運或聯合（或協同）轉運（）。）。每一種每一種聯合轉運都有特定的轉運體蛋白。聯合轉運都有特定的轉運體蛋白。聯合轉運中，如被轉運的分子與聯合轉運中，如被轉運的分子與Na+擴散方向相同，稱為同擴散方向相同，稱為同向轉運；假如兩者方向相反，則稱為逆向轉運向轉運；假如兩者方向相反，則稱為逆向轉運。