a. A glass electrode onto the membrane of the neuron B. Applying suction through the electrode tip. c. Withdraw the electrode from the cell, the membrane patch was torn away. D. Ionic currents was measured as steady voltages across the membr征
激活门
Resting state
静息状态
激活门 除极化
Na+ Ca2+
开放状态 (Open state)
失活门
失活门 K+
复极化 激活门
复活 Recovery
失活状态 (inactive state)
失活门
离子通道一般结构
配体门控通道(ligand gated channel)
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能 第二节 细胞的跨膜信号转导 第三节 细胞的生物电活动 第四节 肌肉的收缩功能
学习要求
• 掌握：细胞膜的跨膜物质转运功能；细胞静息电 位和动作电位的概念、特征及其长生机制；动作 电位的引起和传导；神经-肌肉接头的兴奋传导； 兴奋和兴奋性。
• 熟悉：骨骼肌的收缩机制；兴奋-收缩偶联 • 了解：细胞跨膜信号转导；骨骼肌收缩的外部表
Patch clamping record ionic currents through single channels • The patch contains a voltage-gated Na+ channel, • Changing the membrane potential from –65 mV to –40 mV, •Cause the channel to open,and current (I) will flow through it (e). •The amplitude of the measured current at a constant membrane voltage reflects the channel conductance, and the duration of the current reflects the time the channel is open.
↓窦房结起搏 ↓房室传导
心房不应期缩短
腺苷：作用于腺苷受体， 激活Ach敏感钾通道。
Nicotinic acetylcholine receptor
电压门控通道(voltage gated channel)
• 特点：膜电位变化可引起构象变化，“门”打开。 • 结构：四聚体，每个单体跨膜6次。 • Na+、K+、Ca2+电压门通道结构相似，由同一个
远祖基因演化而来。
Structure of the voltagegated sodium channel
a. The molecule consists of four domains, I-IV. b. An expanded view of one domain showing the voltage sensor of alpha helix S4 and the pore loop (red). c. The molecule arrange of domains form a pore between them.
• 特点：受体与细胞外的配体结合，引起通道构象改 变， “门”打开，又称离子通道型受体。
分为： 1）阳离子通道，如乙酰胆碱激活钾通道，kAch 2）阴离子通道，如-氨基丁酸激活的氯离子通道
Ach敏感钾通道
Ach
K+ +++
M-R Ach敏-感- -
钾通道
Ach与M受体结合-激活 Ach敏感钾通道-K+外流动作电位复极加快、细胞 膜超极化-自律性下降。
2.易化扩散(facilitated diffusion)
(1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需 特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低
浓度一侧移动的过程。
(2)分类: ①经载体的易化扩散 ②经通道的易化扩散
（1）经载体（carrier，又称转运体，transporter） 的易化扩散
现和力学分析；影响肌肉收缩的因素；
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、被动转运(顺浓度梯度或电－化学梯度)
（一）单纯扩散 （二）易化扩散
二、主动转运
（一）原发主动转运 （二）继发主动转运
三、入胞和出胞
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、膜的化学组成和分子结构
(一)脂质双分子层
以液态的脂质 双分子层为基架， 具有稳定性和流动 性。
(二)细胞膜蛋白质
镶嵌或贯穿于 脂质双分子层中， 生物膜具有的各种 功能大多与其有关。
(三)细胞膜糖类
多为短糖链， 以共价键的形式与 膜脂质或蛋白质结 合，形成糖脂或糖 蛋白。
有些作为抗原 决定族=免疫信息 (血型)；
有些作为膜受体的“可识别”部分，能特异地与递 质等结合。
（一）被动转运(passive transport)
概念：物质顺浓度梯度或电化学梯度的转运过 程。
特点： ①不耗能（转运动力依赖物质的电-化学梯度 所贮存的势能） ②依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ③顺电-化学梯度进行 分类： ①单纯扩散 ②易化扩散
1.单纯扩散(simple diffusion)
(1)概念:一些脂溶性小分子物质由膜的高浓度一侧向
D-glucose
（2）经通道（channel）的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质:各种带电离子
通道运输的特点：
① 离子的选择性(ionic selectivity): Na+, K+, Ca 2+ , Cl-等
② 转运速度快：106-108/s
③ 门控特性(gating)：通道开闭取决于膜电位 或化学信号：电压门控通道，化学（配体） 门控通道和机械门控通道
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
载体运输的特点：
①饱和现象(saturation) ②立体构象特异性 (stereospecificity) 肾近曲小管GLUT，D-glucose ③ 竞争性抑制 (competitive inhibition) D-Galactose
D-Galactose
低浓度一侧移动的过程。 [O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞ [CO2]o
(2)特点:
①不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”
②不需另外消耗能量 ③顺浓度梯度 ④终点：膜两侧达到平衡
(3)转运的物质： O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固
醇类激素 等少数几种——脂溶性，小分子，不带电荷。