1、第二章 细胞的基本功能 Chapter II The essential Function of the Cells 细胞是人体的基本结构单位,也是基本机能单位。,本章讨论: 细胞膜结构 跨膜物质转运 细胞信号转导 生物电现象 肌细胞的收缩活动,第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 一、 膜的化学组成和分子结构 Composition and Molecular Structure of the Cell Membrane 细胞膜或质膜(plasma membrane) 组成膜的成分:脂质、蛋白质、少量糖类 排列形式:液态镶嵌模型假说 (fluid mosaic model) 膜是以液态的脂质双
2、分子层为基架,其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。, 脂质Lipids双分子层: 组成: 1. 磷脂. Phospholipid : 种类:磷脂酰胆碱 phosphatidylcholine 磷脂酰丝氨酸 phosphatidylserine 磷脂酰乙醇胺 phosphatidylethanolamine 磷脂酰肌醇 phosphatidylinositol,特点: a.双嗜性特性 amphipathic(双嗜性)molecule: hydrophilic( 亲水性的)and hydrophobic(疏水性的) 由于其分子结构有磷酸和碱基的一端是亲水性的、极性 的;而脂酰基链的一端是疏水
3、性的、非极性的,因此,极 性端都朝向膜的内表面或外表面,形成双层结构。 b. 溶点低:体温下呈液态(fluidity) c. 分子可移动:但主要作侧向运动,很少作“掉头”运动或跨 层运动。 d. 磷脂酰肌醇在信息跨膜转导中有重要作用 胆固醇 Steroids (少) 联系临床:胆固醇的含量 与膜的流动性成反比,细胞膜蛋白 Proteins 结构: -螺旋或球形结构 (肽链反复折叠形成) 存在形式: 表面蛋白(peripheral protein): 肽链中带电氨基酸与膜表面脂质的极性基团相吸引,或以离子键与膜中的整合蛋白结合,附着于膜的内表面或外表面。 整合蛋白 (integrated pro
4、tein): 肽链一次或多次穿越脂质双层,形成球形结构的蛋白质。, 功能 Function of the membrane protein : 可分为: 酶蛋白 Enzymes 转运蛋白 Carriers for glucose and amino acid Transport 受体蛋白 Receptors 通道蛋白 Channels for some ions 细胞膜的功能主要由蛋白质完成,(三)细胞膜糖类 Carbohydrate: 少, 以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合,形成糖 脂lipopolysaccharide或糖蛋白protein- lysaccharide, 糖链仅存在于细胞
5、膜外侧。,作用The function of Carbohydrate : 糖链中单糖的排列顺序中的特异性,作为它们所结合的蛋白质的特异性“标志”,在免疫或与其他化学分子结合时,可作为膜的“可识别”部分。,本章讨论: 细胞膜结构 跨膜物质转运 细胞信号转导 生物电现象 肌细胞的收缩活动,二 、 物质的跨膜物质转运 Transport across the cell membrane,扩散 diffusion: 两种不同浓度的同种物质的溶液相邻地方在一 起,则高浓度区域中的溶质分子将向低浓度区域发 生净移动,这种现象称为扩散。,(一)单纯扩散 (simple diffusion ) 1. 概念:
6、脂溶性、小分子物质直接通过膜脂质双层,顺浓度差的跨膜转运。,单纯扩散(simple diffusion),2. 常见物质: The substances that can be transported through the membrane by simple diffusion. (1) 气体gases: (O2 、CO2、NO、 CO、N2) (2) 其他脂溶性分子 other lipid-soluble molecules: 乙醇alcohol ,类固醇激素steroid hormones,尿 素urea等 水分子是极性分子,但可高度通透,因分子极 小、不带电荷。(也可通过水通道转运),(二)易化扩散,A概念:有些不溶于脂质或溶解度很小的物质,它们在细胞膜中特殊蛋白质的协助下,从高浓度一侧向低浓度一侧移动。 B类型:参与易化扩散的镶嵌蛋白质,有载体蛋白和通道蛋白。,a。通道介导的易化扩散,概念:细胞内外液中的带电离子的跨 膜转运,通过离子通道进行的扩散。 离子通道:使离子跨过膜屏障进行转运的蛋白质孔道。,II特点: 相对特异性 具有开放、关闭的特性(激活、失活、备用),