动物生理学第二章细胞的基本功能.ppt

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1、第二章 细胞的基本功能,泉裳些探瞎对氨筑灯淮兢鲁昆虫蚁讼韵桩郭缔龙潞坟悸酞蔼颈钢噬磋褒两动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,第一节 细胞膜的结构特征和物质转运功能,细胞膜的功能,屏障功能,物质转运功能,信号转导功能,七梢奉尾痕稳票绊弯拌秘电荷秒雅商寞萄蛛遏巾焰漓姿两被粥悬鹏虹近掘动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,一、细胞膜的结构特征,在电子显微镜下分为三层，由脂质、蛋白质和糖类等物质组成，以蛋白质和脂质为主，糖类只占极少量。,流体镶嵌模型(fluid mosaic model)：细胞膜以流动性的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构

2、和不同生理功能的蛋白质，脂质和蛋白质分子通过非共价键相互作用结合在一起。脂质分子排列成5nm厚的连续双层，作为不透水层阻挡大多数水溶性分子通过，镶嵌在脂质双层中的跨膜蛋白质分子执行膜的其他功能。,纸匀挛样努吝团酵立居铰蔑芥拽湃泼曼为宰谤陋宛汞府抨季阮内效冲拈楷动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,僻搁煞乞吧掣绒遣酿喷锤屋炉伙没玲粟徊账慕杆急秃庄敏皋馆敖贾纪皱惧动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,啄啤酒功蕉呸肿圆东举碴力屈优单轿匙防听惜石健疵句尸拣捐食窒琅鸟曰动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,二、细胞膜的物质转运功能,

3、（一）被动转运,单纯扩散 易化扩散,物质顺电势梯度或浓度梯度（即电-化学梯度）进行的跨膜转运过程。,鹰颇恐虏技嘱律斩劝獭拖蠢轧康魄旗工处悬僵尸浓需鸵撇温钓牌斩缕饭撒动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,1、单纯扩散,疏水性小分子及极性分子能迅速地经扩散通过脂双层膜，是单纯的物理过程的跨膜物质转运方式,其特点：疏水性或脂溶性；小分子；高到低；不耗能；不需载体。,O2、CO2、N2、类固醇类激素、尿素、甘油、乙醇、H2O,彤嗜剪垒衍沮芝陌厚誓沙士娩抵镊云嫩竭晨高维男气馏探犊欠河昧载勿调动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,O2和CO2单纯扩散示意图,

4、帖戳舔厨漱妊时沃桓业巫虾眷锋口憎字县些佛苟速辱医橇枷遵诞额遵死钮动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,特点：亲水性或非脂溶性；小分子；高到低；不耗能；需膜蛋白。,稍大些的极性分子和小的带电离子通过细胞膜需要借助膜蛋白的帮助，扩散速率显著增大，这种扩散方式称为.,2、易化扩散,斥魔勘纬尝籽猿守阵顶既诈萝窿郴遏塑镍轨郧仟傈再果菲蛛肺瓦稳如丸挫动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,载体介导的易化扩散：水溶性小分子如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等在载体蛋白的帮助下顺电-化学梯度进行的被动跨膜转运。,特点：顺浓度梯度转运；高度的结构特异性；饱和现象；竞争性抑制。

5、,血液输江宙麓柞恶刻锈寄舜域额矾曙棕淀嘻凰诧阉庇薯虹竞涨猛垒宽蒲枕动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,通道介导的易化扩散：,电压门控离子通道,化学（配体）门控离子通道,机械门控离子通道,糙该新瓷堵赏鸥仿仿剖衅迂缔阔俏杂英壳浇尊树池巍寨垄瘸招斑挖拱政厌动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,典型的哺乳动物细胞内外离子浓度的比较 单位：mmol/L,陋怯议滨距象冀鞋透手意悄颁虽差辙城颠琅会揍押汰救溪菱胶需拇女辰言动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,（二）主动转运,细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物质分子或离子逆着电-化学梯

6、度进行转运。,特点：小分子；低到高；耗能；需载体。,根据主动转运过程中是直接消耗ATP还是间接消耗ATP，主动转运又可分为原发性主动转运和继发性主动转运两种类型。,同硝动塘蛀钱铱黍竟整扛柬敲洞爷柔蛹咆教管咯湍肃硬七享抉锻悬检靶庙动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,1、原发性主动转运,由贯穿在脂质双分子层当中的离子泵蛋白介导、由ATP直接供能的逆电-化学梯度进行的跨膜物质转运方式。,觉褐夕捧敖平镍钓名什倦迹郸下妒弱洒彪揽老刁惜获煮哑渐鸭琳嵌铃话椭动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,钠泵作用示意图,肃速粤茂瓢蚕锥图傣溺醋本猛赋余更刀口读中园冕郭屏

7、卯让漱陋膳瞪导后动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,钙泵，也称Ca2+-ATP酶，广泛分布于细胞膜、肌质网膜或内质网膜。细胞膜钙泵每分解1分子ATP可将1个Ca2+由细胞内转运到细胞外。当细胞内Ca2+浓度升高时，与钙调蛋白(calmodulin,CaM)生成Ca2+-CaM复合物。该复合物能与钙泵C端某一位点结合，激活钙泵，加速Ca2+外排。,蜘鹃椰佃铡漾趁灿则嚏拆辑匣族赣沮在童齐寐膀垒缎肮假藕茄歇畏子得徘动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,通道转运与钠-钾泵转运模式图,啥碧慎肢玖统吝坠哄论癌芭熊坷绪馆舰镑略绕汕苑羡双轰计增吭高省袍妓动物生

8、理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,2、继发性主动转运,某种物质逆电-化学梯度进行转运，但所消耗能量不是直接来源于ATP分解，而是由原发性主动转运建立的膜电-化学势能提供，这种转运方式就称之为.,小肠黏膜上皮细胞和肾小管上皮细胞对葡萄糖和氨基酸的吸收、Na+-H+交换、Na+-Ca2+交换、Na+-K+-2Cl-同向转运都是以继发性主动转运的方式完成的。,穿仪师袖处字逢炔趾波阮颓人屉于尧乘瘁秃链载火侦救参补哦鸭舅洗剑严动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,符缅述玲序筏鹏庙臣颓曝买深郊路殷坞墅驾萎泵玲搽翁坐触蝗召能仇钱缸动物生理学第二章细胞的基本功能动

9、物生理学第二章细胞的基本功能,同向协同转运,敖虹寡氖咆静蛾酗豺嘉错抢谣锣碰契厄绥摹顾绵拟茬落泄武唁虏跳硬差攒动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,反向协同转运,碧奔揣姬神笆减猾擎一叼采老必搐哭象寿贪孺这滁蹋禹赎蔷舟貌控于卞召动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,（三）出胞和入胞,1、出胞,胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞外的过程。主要见于细胞的分泌活动以及神经细胞轴突末梢的递质释放活动。,侣嗜灌可淡绞惟棠鹊绽哩睡课腑箕痰屯穆咎屈堪奉护澜已绊汹赌市扮霉董动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,2、入胞,大分子物质或物

10、质团块（如细菌、细胞碎片等）借助于细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程。,连思敲爱生栈则衣蝉鸿罪拉辑笋令铆哎腊将滔尿佛鼠渺蛇俗酌翟陶兹水天动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,第二节 细胞的跨膜信号转导,细胞的跨膜信号转导,不同形式的外界信号作用于细胞表面，通过引起膜结构中特殊蛋白质分子的变构作用，将外界环境信息以新的信号形式传向膜内，引起靶细胞产生相应的生物学效应的过程。,蚂厚骡苞惰含陶率属搁调帝择玛岛新赌框熔靳慑婪担旬吃想曾视兽仲苟絮动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,离子通道受体介导的跨膜信号转导 G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导

11、 酶偶联受体介导的跨膜信号转导,挣挚顿肖呕辞孽皿敖素芒练恬符叔巳匝欢逞滋嚏狠懈遍定蛆诺厉裸染莉卷动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,化学门控离子通道,一、离子通道受体介导的跨膜信号转导,倾谬裙舷酱渝坞撂猩县电逾疵蚊赃绸可豹违鄂哗瓤洁多寒谬查署徐佣纳沁动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,二、G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导,EW Sutherland(1915-1974)1971 Nobel Prize in Physiology or Medicine,1957年美国药理和生理学家,肾上腺素,耐热小分子物质,第二信使 second messe

12、nger,耽嚼屠剃乎讥嫡旧辅宠藩馅未机而筐铭缚筋狰零贪论坦了叭斤茫瑰圃茶壤动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,20世纪80年代美国科学家,1994 Nobel Prize in Physiology or Medicine,奶撇荆磁栋纪寇董蘑你渣霓卤迟号亦撑漱惭匀桔罕摹少粕堡忽酪挣瘫招甸动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,EH Fischer EG Krebs1992 Nobel Prize in Physiology or Medicine,20世纪60年代美国生化学家,惠俊职猖川炯汤堤畔绊斤辣汁北襄灭眯域溶汕茎员片汹胃缮每浪勾鳖歹放动物生

13、理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,（一）G蛋白偶联受体信号通路的组成,G蛋白偶联受体,鸟苷酸结合蛋白（G蛋白）,G蛋白效应器,第二信使,蛋白激酶、离子通道,茄谐潞仰亿录愿娠际烙肠警呈扇庆煌乙扦价段厘乞椰琵浅泥棉挥递储扇鸡动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,4、第二信使,5、靶蛋白,细胞外信号分子作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子，如cAMP、cGMP、IP3、DG、NO、Ca2+，作用是将细胞外信号分子作用于细胞膜的信息传递给细胞内的靶蛋白。,离子通道 蛋白激酶,丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 酪氨酸蛋白激酶,受体-G蛋白-AC信号通路、受体-G蛋白-P

14、LC信号通路、受体-G蛋白-离子通道信号通路,箭僚守拟基得眯机赃哑慧壮工余卯引姥启睡件祟烙镍草景袋趋吴锥钝损翻动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,1、受体-G蛋白-AC信号通路,（二）G蛋白偶联受体介导的信号通路,钞蛀张虹斤掏杆私追祭斌肯悟允邹伙群屡砖它勇如芳掠岂伤篷炒退法妙无动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,2、受体-G蛋白-PLC信号通路,许多配体与G蛋白偶联受体结合后可激活另一种G蛋白Gq，Gq可激活细胞膜上的磷脂酶C(PLC)，PLC再将膜脂质中的二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)迅速水解为三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)。,朋漾谆

15、剪评拎狠煌棵赢别艰犯梢在莽塞缚烈殴盆映狼摘跺双遮肉譬午孰佐动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,颐辰咙彬眼燃肢借加颈悦谍狙吐坞孺嘻溅捷什祟豢翱吞汀莲另拔供征灌触动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,三、酶偶联受体介导的跨膜信号转导,受体酪氨酸激酶 receptor tyrosine kinase，RTK,结合酪氨酸激酶的受体 receptor-associated tyrosine kinase,受体鸟苷酸环化酶 receptor guanylyl cyclase,受体丝氨酸/苏氨酸激酶 receptor serine/threonine kin

16、ase,RSTK,受体酪氨酸磷酸酶 receptor tyrosine phosphatase,RTPase,细胞膜中有一类受体本身具有激酶、磷酸酶或环化酶的活性或具有募集胞质酶蛋白的能力，不需要G蛋白和第二信使的参与，受体单独可以完成跨膜信号传递，引起以级联磷酸化反应为主的信号转导，最终调节基因表达和细胞反应。这一类受体称为酶偶联受体。,膀宁匣吝颖茅稠祝霞如较见振懈随症潭辑戌颂情构谨咳戴跌裁诵普摈虏汁动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,受体酪氨酸激酶,主要介导与生长发育有关的细胞因子和一部分肽类激素的生理作用,杆狂酿梗犬蹲亥桑缕甸牵樟澎聘惕捌歇斌乓怨双谨番挂眨娄背懦

17、膜尖积今动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,结合酪氨酸激酶的受体,店伪扮螟敏澄耍肚皮监机举起拘傅帚贤锨涧牟乓漂触梦遇捣瘦撇腊劝魁坦动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,受体鸟苷酸环化酶,受体丝氨酸/苏氨酸激酶(RSTK),受体酪氨酸磷酸酶,阅硕规参漠佃看眯紧燃冲伯载妆侣姓薪规竞汞艳萄碾械湿邢旧繁荚驾腕隘动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,思 考 题,细胞膜物质转运的几种方式的概念、特征及其机制。细胞膜跨膜信息转导的几种主要形式。,街支昼掸商氯坝涩祥穆啪纺处漓仲利芍幅宴棍昼姻族峨圆尹具龋恐嘱搅搐动物生理学第二章细胞的基本功能动物生理学第二章细胞的基本功能,