鱼类生理学细胞的基本功能gai.ppt

第二章细胞的基本功能 第一节细胞膜的结构特点和物质转运功能 一 细胞膜的结构特点 一 脂质双分子层 疏水性非极性基团 长烃链 亲水性极性基团 磷酸和碱基 脂质双分子层功能 构成细胞膜的基架 构成细胞膜与外界环境的屏障 液态意义 细胞可以承受相当大的张力和外形改变而不破裂 而且即使膜结构有时发生一些较小的断裂 也可以自动融合而修复 仍保持膜的完整性 二 蛋白质 特点 分子大小不同形态不同镶嵌在膜内的深浅不同功能不同 蛋白质功能 物质转运 如 通道蛋白 载体蛋白 离子泵 传递信息 如受体 免疫标志 如抗原 抗体 三 糖类 存在形式 糖蛋白或糖脂 糖类功能 免疫标志 传递信息 四 细胞膜的特性 1流动性 膜脂的分子运动 膜流动性的生理意义 质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件 例如跨膜物质运输 细胞信息传递 细胞识别 细胞免疫 细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关 当膜的流动性低于一定的阈值时 许多酶的活动和跨膜运输将停止 反之如果流动性过高 又会造成膜的溶解 2不对称性 脂质 膜蛋白及糖类的分布 细胞膜不对称的意义 膜脂 膜蛋白和复合糖在膜上均呈不对称分布 导致膜功能的不对称性和方向性 即膜内外两层的流动性不同 使物质传递有一定方向 信号的接受和传递也有一定方向等 1概念 某些脂溶性物质 如O2 CO2等 由膜高浓度侧向低浓度侧扩散的过程 2影响因素 膜两侧分子的浓度差 膜对物质的透性3特点 脂溶性物质 顺浓度梯度 不消耗能量 一 简单扩散 二 细胞膜的跨膜物质转运功能 二 易化扩散 1概念 非脂溶性物质或脂溶性小的物质 在特殊蛋白质的帮助下 由膜高浓度侧向低浓度侧扩散的现象 如葡萄糖 氨基酸 Na K Ca2 等无机离子 2特点 顺浓度差 细胞不耗能 需要膜蛋白的参与3分类 根据膜蛋白的不同 以载体为中介的易化扩散 以通道为中介的易化扩散 以载体为中介的易化扩散 特点 a高度的结构特异性b饱和现象c竞争性抑制 以通道为中介的易化扩散 通道的开放和关闭决定于细胞膜两侧的电位差 电压依从性 和化学浓度差 化学依从性 三 主动转运 1概念 是指细胞通过本身的耗能过程 将某些物质分子或离子由膜的低浓度侧向高浓度侧转运的过程 2特点 耗能 逆电位差或化学浓度梯度 本质 钠 钾依赖式ATP酶 激活细胞内Na 增加或细胞外K 增加激活 钠泵的作用泵入钾泵出钠 形成并保持膜内高钾膜外高钠的分布 举例 钠 钾离子的转运钠泵 ATP 钠泵转运量 3钠出2钾入 钠泵的意义 维持细胞内外离子浓度梯度维持正常细胞结构与功能建立势能贮备 钠泵的作用机理 主动转运与被动转运的区别 主动转运 被动转运 需由细胞提供能量 不需细胞能量 逆电 化学势差 顺电 化学势差 使膜两侧浓度差更大 使膜两侧浓度差更小 四 出胞和入胞 1出胞作用 指某些大分子物质或物质团块由细胞排出的过程 例如 腺细胞分泌某些酶和粘液 内分泌腺分泌激素以及神经末稍释放递质等都属于出胞作用 2入胞作用 指某些大分子物质或物质团块进入细胞的过程 例如 细菌 病毒等 可分为吞噬和吞饮 三 细胞膜的受体功能 受体 receptor 一般指位于细胞膜上的能够特异性与外来信号分子 配体 结合 并介导细胞生物学效应的蛋白质 除膜受体外 还有胞浆受体和核受体 结构包括 调节亚单位 转导物和催化亚单位三部分 具有特异性 饱和性和可逆性等基本特性 激动剂 指与膜受体结合后可引发特定生物学效应的物质 抑制剂 指与膜受体结合后 降低激动剂作用的物质 第二节细胞膜的跨膜信号转导 一 细胞跨膜信号转导的概念 1 信号 含有信息内容的一种物质或刺激2 人体内的信号 存在于细胞外液中含有信息内容的化学物质 或机械的 电的 电磁波等刺激 3 信号的类型 化学信号激素 递质 细胞因子机械信号声音电磁信号光电信号电流 4 跨膜信号转导 外界信号细胞膜表面一种或几种膜蛋白分子构象改变新的信号进入胞内膜电位或其他功能变化 二 细胞跨膜信号转导系统 环腺苷酸信号转导系统肌醇信号转导系统酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导 一 环腺苷酸信号转导系统 二 肌醇信号转导系统 三 酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导 生长因子 胰岛素为信号 信号接合膜酪氨酸激酶外侧端激活内侧酪氨酸蛋白激酶活性受体本身酪氨酸残基磷酸化和胞内其它蛋白残基磷酸化细胞功能的变化 信号转导过程 第三节细胞的生长 增殖 凋亡与保护 一 细胞的生长与增殖细胞周期 从一次分裂结束到下次分裂完成所经历的整个过程 细胞周期分为四个期 S期 DNA合成期 C2M期 有丝分裂期 C1 C1 S C2 M 三位学者对细胞周期研究的主要贡献 2细胞凋亡的特征 三 细胞保护保护方式 直接保护间接保护 第四节细胞的兴奋性与生物电现象 一 细胞的兴奋性1 兴奋性 活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力2 兴奋 组织或细胞对外界刺激发生反应3 可兴奋细胞 神经细胞 肌细胞 腺细胞 一 细胞生物电与细胞的兴奋 二 细胞的生物电 1 静息电位 在静息状态下 存在于细胞膜内外两侧的电位差 膜内为负 膜外为正 1 神经纤维细胞 70mV2 肌细胞 70mV 90mV3 红细胞 20mV 膜受一定强度的刺激后 在原有静息电位的基础上发生的一次膜两侧电位的快速倒转和复原 即膜快速去极化后又复极化 2 动作电位 二 生物电产生的机制 一 静息电位产生的机制1 静息状态下细胞膜内外Na K 分布不均衡 细胞膜外细胞膜内Na 142mEq l14mEq l10 1K 4mEq l140mEq l1 35Na 有从膜外向膜内扩散的趋势K 有从膜内向膜外扩散的趋势 2 静息状态下细胞膜对K 的选择性通透K 的通透性大Na 的通透性极小 3 达到K 的平衡电位Ek RT ZFln K o K i 二 动作电位形成机制 上升支 Na 内流 Na 的平衡电位 下降支 K 外流负后电位 K 外流暂时性减弱正后电位 Na K 泵的活动 动作电位的特点1 不衰减性传导2 全或无 现象3 存在不应期 绝对不应期和相对不应期 三 阈电位和锋电位 阈电位 thresholdmembranepotential 膜去极化到达爆发动作电位的临界膜电位 阈电位的特性 引起膜上电压门控性Na 通道大量开放 引起锋电位的条件 膜去极化达到阈电位 膜上电压门控Na 通道快速大量开放的原因 Na 再生性循环 正反馈 阈强度刺激膜去极化达阈电位一定数量Na 通道开放Na 内流膜进一步去极化大量的Na 通道开放 Na 通道的激活 阈强度 thresholdintensity 能使膜去极化达到阈电位的外加