人体生理学--第二章细胞的基本功能

第二章细胞的基本功能,第一节细胞膜的结构和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现象第四节肌细胞的收缩,细胞的整体结构,第一节细胞膜的结构和物质转运功能,一、细胞膜的结构概述（一）结构,液态镶嵌模型脂质双分子层细胞膜的蛋白细胞膜的糖类,（二）细胞膜的主要作用1)脂质双分子层:屏障作用磷脂：70%胆固醇：30%鞘脂：少量2)细胞膜蛋白：与物质、能量和信息的跨膜转运或转化有关表面蛋白质（peripheralprotein）整合蛋白质（integratedprotein）3)细胞膜糖类：单糖排列顺序的特异性，可作为“分子语言”起识别作用,目前对细胞膜结构的认识可归纳如下1、具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质，以疏水性非极性尾部相对，极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成细胞膜的基本成分。2、蛋白质分子以不同的方式镶嵌在脂质双分子中或结合在其表面，蛋白的类型，蛋白的分布的不对称及其与脂分子的协同作用赋予细胞膜具有各自的特性与功能。,3、细胞膜可以看成是蛋白质在脂质双分子中的二维溶液，具有流动性。但其流动性受多种因素限制。,二、物质的跨膜转运,（一）单纯扩散1、概念：脂溶性的小分子在细胞膜两侧由浓度高的一侧向低的一侧转运的过程。2、转运对象：脂溶性的小分子3、特点：高到低，不耗能4、影响因素：膜两侧浓度、膜的通透性,（二）膜蛋白介导的跨膜转运1、载体介导的易化扩散（1）概念：非脂溶性物质或脂溶性很小的物质在载体蛋白的的帮助下，在细胞膜两侧由浓度高的一侧向低的一侧转运的过程。（2）转运对象：非脂溶性物质或脂溶性很小的物质（葡萄糖、氨基酸）（3）特点：高到低、不耗能、饱和现象、结构特异性、竞争抑制性,2、通道介导的易化扩散特点：有一定特异性，但没有载体严格;可以处于开放或关闭的不同功能状态，其通透性变化快。（门控通道）区别：中介不同速度不同通道有离子选择性,化学门控通道电压门控通道机械门控通道（体内存在不少能感受机械性刺激并引致细胞功能改变的细胞。如内耳毛细胞顶部的听毛在受到切和力的作用产生弯曲时，毛细胞会出现暂短的感受器电位，这也是一种跨膜信号转换，即外来机械性信号通过某种结构内的过程，引起细胞的跨膜电位变化。据精细观察，从听毛受力而致听毛根部所在膜的变形，到该处膜出现跨膜离子移动之间，只有极短的潜伏期，因而推测可能是膜的局部变形或牵引，直接激活了附近膜中的机械门控通道。）,K+电位门通道,3原发性主动转运概念：是细胞直接利用代谢产生的能量物质逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。对象：带电离子（Na+、K+、Ca2+）特点：低到高，耗能，中介：离子泵,4、继发性主动转运特点:需耗能、能量来自膜两侧的浓度差中介体：转运体分类：同相主动转运、异相主动转运,（三）、出胞和入胞对象：大分子物质或团块出胞：胞质内的大分物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。（激素的分泌、消化液的分泌、神经末梢的递质释放等）,吞噬,吞饮液相入胞受体介导入胞,物质转运,主动转运,被动转运,单纯扩散,易化扩散,载体介导,通道介导,原发性,继发性,出胞,入胞,吞噬,吞饮,液相入胞,受体介导,第三节细胞的生物电现象,一、静息电位及其产生机制（一）概念：细胞在未受刺激时（静息状态）存在于细胞膜内、外两侧的电位差。（极化）（二）现象,枪乌鰂,（三）产生机制1、细胞内外离子分布不同（离子基础）2、静息时细胞膜对离子的通透性不同3、钠钾泵活动的水平对静息电位也有一定程度的影响,极化的概念,二、动作电位（一）概念：在静息电位的基础上，如果细胞受到一个适当的刺激，其膜电位就会发生迅速的一过性的波动，这种膜电位的波动成为动作电位。（二）现象：,(三）产生机制上升支：Na+内流（达到平衡电位）下降支：K+外流后电位：钠钾泵活动,（三）动作电位的产生机制,膜片钳技术,（四）产生条件1、几个概念兴奋性：机体、组织或细胞对刺激发生反应的能力。刺激：能为机体、组织或细胞感受到的环境变化。（包括物理性、化学性、生物性、社会性）反应：机体、组织或细胞接受刺激后所发生的变化。（兴奋动作电位抑制）阈强度：引起动作电位的最小刺激强度。（举例）阈刺激：阈强度的刺激。阈下刺激阈上刺激阈电位,2、动作电位产生条件细胞膜两侧必须达到阈电位。,3、动作电位的特点全或无不衰减传导一旦产生后，会沿着细胞膜传导整个细胞，结果使整个细胞都兴奋。,全或无现象,4、局部电位的特点非全或无小范围传导总和（时间、空间）,5、动作电位传导方式肌纤维或无髓鞘神经有髓鞘的跳跃式传导,三、细胞兴奋后兴奋性的变化,第四节肌细胞的收缩,一、横纹肌（一）神经-肌接头兴奋的传递,（二）横纹肌细胞的微细结构,肌丝的分子组成,（三）收缩过程,（四）横纹肌的兴奋收缩耦联,（五）影响横纹肌收缩效能的因素1、概念等长收缩等张收缩前负荷后负荷初长度最适初长度,2、具体的影响因素前负荷（在一定范围