生理学-细胞的基本功能

生理学Physiology第8版第二章细胞的基本功能细胞是人体的结构和生命活动的基本单位

细胞质细胞器（线粒体、内质网、高尔基体等）细胞膜细胞质细胞核基本结构：考查内容1、细胞的跨膜物质转运：单纯扩散、经载体和经通道易化扩散、原发性和继发性主动转运、出胞和入胞。2、细胞的跨膜信号转导：由G蛋白偶联受体、离子通道受体和酶偶联受体介导的信号转导。3、神经和骨骼肌细胞的静息电位和动作电位及其简要的产生机制。4、刺激和阈刺激，可兴奋细胞(或组织)，组织的兴奋，兴奋性及兴奋后兴奋性的变化。电紧张电位和局部电位。5、动作电位(或兴奋)的引起和它在同一细胞上的传导。6、神经-骨骼肌接头处的兴奋传递。7、横纹肌的收缩机制、兴奋-收缩偶联和影响收缩效能的因素。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信号转导第三节细胞的电活动第四节肌细胞的收缩第一节细胞膜的结构和

物质转运功能1、细胞膜的结构概述2、物质的跨膜转运第一节细胞膜的结构和物质转运功能细胞膜的基本结构组成：脂质、蛋白质和糖类结构：液态镶嵌模型■以流动的液态脂质双分子层为基架■其中镶嵌着生理功能不同的蛋白质第一节细胞膜的结构和物质转运功能物质的跨膜转运单纯扩散（Simplediffusion）易化扩散（Faciliateddiffusion）主动转运（Activetransport）入胞和出胞作用（EndocytosisandExocytosis）第一节细胞膜的结构和物质转运功能靠这种方式进行转运的物质较少，例如：二氧化碳、氧气、NH3、乙醇、尿素、甘油条件细胞膜两侧存在物质的浓度差或电位差；细胞膜对该物质有通透性。单纯扩散

指一些小的脂溶性物质依靠分子运动从浓度高的

一侧通过细胞膜的脂质双分子层向浓度低的一侧

扩散的方式。特点：顺浓度扩散，不需外力帮助，细胞不耗能。第一节细胞膜的结构和物质转运功能易化扩散定义：不溶于脂质或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧的扩散现象。特点：物质分子移动的动力是膜两侧存在的浓度差（或电位差）所含的势能，不需要细胞另外提供能量，因此也将它们称为被动转运。载体转运、通道转运第一节细胞膜的结构和物质转运功能以通道（channel）为中介的易化扩散。channel的分类：电压门控的；化学门控；机械门控的离子通道channel介导的易化扩散的特点：高速度；通道有闸门；对通过的离子有选择性举例：静息状态K+外流，动作电位去极化Na+内流，复极化K+外流易化扩散第一节细胞膜的结构和物质转运功能举例：静息状态K+外流，动作电位去极化Na+内流，复极化K+外流易化扩散第一节细胞膜的结构和物质转运功能以载体（carrier）为中介的易化扩散定义：指小分子物质经载体介导顺浓度梯度（或）电位梯度进行的被动跨膜转运。特点：高度的结构特异性饱和现象竞争性抑制举例：葡萄糖及氨基酸进出一般细胞膜易化扩散第一节细胞膜的结构和物质转运功能易化扩散以载体蛋白为中介以通道蛋白为中介主要转运如葡萄糖、氨基酸、维生素等小分子物质；特点：特异性高、有饱和现象、有竞争性抑制。主要转运如Na+、K+、Cl-、Ca2+等

离子物质（故又称离子通道）特点：有一定特异性、无饱和现象、高速度。第一节细胞膜的结构和物质转运功能人体的NH3通过细胞膜的方式是A、单纯扩散B、易化扩散C、原发性主动转运D、继发性主动转运A葡萄糖从细胞外液进入红细胞内属于A、单纯扩散B、通道介导的易化扩散C、载体介导的易化扩散D、主动转运E、入胞作用C第一节细胞膜的结构和物质转运功能主动转运定义：在膜蛋白的参与下细胞依靠本身的耗能过程，将某种物质由膜的低浓度或低电位一侧移到高浓度或高电位一侧的过程。特点：耗能逆浓度差、电位差（从低→高）肠上皮细胞/肾小管上皮细胞吸收葡萄糖细胞内外各种离子浓度差的维持第一节细胞膜的结构和物质转运功能离子泵利用分解ATP产生的能量将离子逆浓度梯度和（或）电位梯度进行跨膜转运的过程。钠—钾泵（钠泵，Na+-K+-ATP酶）是镶嵌在细胞膜中，对Na+和K+进行跨膜转运的特殊蛋白质。每分解一分子ATP，可将3个Na+移出膜外，2个K+移入膜内。K+胞内浓度约为细胞外液中的30倍，Na+细胞外液中浓度约为胞内10倍，钠泵消耗能量占哺乳动物细胞代谢产能的20%-30%原发性主动转运第一节细胞膜的结构和物质转运功能钠泵（Na+-K+-ATP酶）概述：K+浓度细胞内液>细胞外液Na+浓度细胞外液>细胞内液钠泵，Na+-K+泵，Na+内→外（3）K+外→内（2）分解ATP释放能量（1）第一节细胞膜的结构和物质转运功能意义：钠泵活动造成的细胞内高K+为胞质内许多代谢反应所必需维持细胞内外Na+、K+浓度梯度（产生动作电位的基础），从而完成正常代谢与功能维持细胞内渗透压和细胞容积造成势能储备，促使某些其它物质进行逆浓度差的跨膜转运，继发性主动转运哇巴因，钠泵特异性抑制剂钠泵（Na+-K+-ATP酶）第一节细胞膜的结构和物质转运功能钙泵（Ca2+-ATP酶）主要分布于质膜、内质网或肌质网膜上；质膜钙泵每分解一分子ATP，可将1个Ca2+转运至胞外；肌质网或内质网钙泵每分解一分子ATP，可将2个Ca2+从胞质内转运至肌质网或内质网内。第一节细胞膜的结构和物质转运功能继发性主动转运不直接消耗能量，而是依靠另一物质浓度梯度的势能储备而实现的主动转运。此物质的势能储备需要ATP提供能量举例：葡萄糖和氨基酸在小肠和肾小管上皮细胞的主动转运；甲状腺上皮细胞聚碘；Na+-H+交换第一节细胞膜的结构和物质转运功能细胞膜内外正常Na+和K+浓度差的形成和维持是由于：

A、膜安静时K+通透性大B、膜兴奋时Na+通透性增加

C、Na+易化扩散的结果D、膜上Na+泵的作用E.膜上Ca2+泵的作用

DX下述哪些过程需要细胞本身耗能：

A、维持正常的静息电位B、膜去极化阈电位时的大量Na+内流

C、动作电位复极相中的K+外流D、骨骼肌细胞胞浆中，Ca2+向肌浆网内部的聚集

AD第一节细胞膜的结构和物质转运功能与肠黏膜细胞吸收葡萄糖关系密切的转运过程是：A、HCO3-的被动吸收B、Na+的主动吸C、K+的主动吸收D、C1-的被动吸收E、Ca2+的主动吸收

B第一节细胞膜的结构和物质转运功能在细胞膜的物质转运中，Na+跨膜转运的方式是：A、单纯扩散和易化扩散B、单纯扩散和主动转运C、易化扩散和主动转运D、易化扩散和出胞或入胞E、单纯扩散、易化扩散和主动转运C第一节细胞膜的结构和物质转运功能27葡萄糖在肾小管管腔面被重吸收的跨膜转运方式是

A.继发性主动转运

B.经通道易化扩散

C.原发性主动转运

D.入胞作用A总结浓度梯度是否耗能是否借助蛋白载体举例单纯扩散由高到低否否O2，CO2易化扩散由高到低否载体中介通道中介葡萄糖，Na+，K+

主动转运由低到高是是肠、肾小管上皮摄取葡萄糖第一节细胞膜的结构和物质转运功能

某些物质与细胞膜接触，导致接触部位的质膜内陷,以包被该物质，然后出现膜结构融合和断裂，使该物质连同包被它的质膜一起进入胞浆的过程，含吞饮和吞噬。入胞作用（Endocytosis）：入胞和出胞第一节细胞膜的结构和物质转运功能出胞作用（Exocytosis）：

出胞与入胞相反，指某些大分子物质或颗粒从细胞排出的过程，主要见于细胞的分泌活动等。入胞和出胞第一节细胞膜的结构和物质转运功能入胞细胞外大分子或团块物质进入细胞内的过程。侵入体内的细菌、病毒、异物或大分子营养物质。吞噬：物质颗粒、团块→吞噬→吞噬泡吞饮：液相入胞细胞外液及其所含溶质→吞饮泡

受体介导入胞LDL、肽类激素第一节细胞膜的结构和物质转运功能第一节细胞膜的结构和物质转运功能细胞把大分子或团块物质由细胞内排出的过程激素、酶类、神经递质等物质运出细胞的方式出胞①分泌物由粗面内质网合成。②在向高尔基体转移过程中形成囊泡，并贮存在胞浆中。③当细胞分泌时，引起局部膜中的Ca2+通道开放，Ca2+内流。

④诱发小泡被运送到细胞膜的内侧面，与细胞膜融合后胞裂外排将内容物一次性排出。

⑤囊泡膜变成细胞膜的一部分。第一节细胞膜的结构和物质转运功能运动神经纤维末稍释放ACh属于：A、单纯扩散B、易化扩散C、主动转运D、出胞作用E、入胞作用

D第一节细胞膜的结构和物质转运功能物质转运的方式易化扩散被动转运（不耗能）小分子物质离子、气体等原发性主动转运继发性主动转运主动转运（耗能）细胞膜的物质转运功能脂溶性：单纯扩散非脂溶性主动转运大分子物质：入胞、出胞团块第一节细胞膜的结构和物质转运功能单纯扩散、易化扩散、主动转运与入、出胞的比较单纯扩散易化扩散主动转运大分子物质载体通道入胞出胞分子大小小分子小分子离子小分子大分子、团块物质性质脂溶性非脂溶性非脂溶性均可均可浓度梯度高→低高→低高→低低→高进入细胞排出细胞是否耗能顺势不耗能顺势不耗能顺势不耗能逆势耗能膜动耗能蛋白帮助不需需要载体蛋白需要通道蛋白需要“泵”蛋白细胞膜运动举例O2、CO2葡萄糖、氨基酸K+、Na+Ca2+Na+-K+泵吞噬吸收释放分泌第一节细胞膜的结构和物质转运功能DX与发生细胞生物电有关的跨膜物质转运形式有：A、经载体易化扩散B、经化学门控通道易化扩散C、经电压门控通道易化扩散D、原发性主动转运BCD葡萄糖从肠道进入肠上皮细胞的方式是：A、入胞B、单纯扩散C、易化扩散D、主动转云第一节细胞膜的结构和物质转运功能第二节细胞的信号转导第一信使：激素、神经递质和细胞因子各种化学物质以及非化学性的外界刺激信号，大多数作用到细胞膜上，通过通过跨膜信号，引起细胞功能活动的改变。第二节细胞的信号转导

根据膜受体的结构和功能特性，跨膜信号转导的路径可分为以下三大类：二、G蛋白耦联受体介导的信号转导三、酶联型受体介导的信号转导一、离子通道型受体介导的信号转导第二节细胞的信号转导分子是一种同时具有受体和离子通道功能的蛋白质分子，属于化学门控通道。接受的化学信号绝大多数是神经递质，也称递质门控通道。激活后可引起离子的跨膜流动，又称促离子型受体。骨骼肌终板膜上N2型Ach受体激活后Na+内流神经元膜上A型γ-氨基丁酸受体激活后Cl-内流一、离子通道型受体介导的信号转导第二节细胞的信号转导G蛋白耦联受体介导信号转导的主要步骤二、G蛋白耦联受体介导的信号转导配体+受体G蛋白G蛋白效应器第二信使第二信使效应器腺苷酸环化酶依赖于cGMP的磷酸二酯酶磷酯酶CCa2+或K+通道蛋白激酶A（PKA）蛋白激酶C（PKC）Na+、K+和Ca2+通道蛋白环磷酸腺苷（cAMP）环磷酸鸟苷（cGMP）三磷酸酰肌醇（IP3）二酰甘油（DG）钙离子和NO等儿茶酚胺、5-羟色胺、Ach、氨基酸类递质以及多肽和蛋白质类递质和激素（钠尿肽家族除外）第二节细胞的信号转导主要的G蛋白耦联受体信号转导途径1.受体-G蛋白-AC途径神经递质、激素等兴奋性G蛋白(GS)激活腺苷酸环化酶(AC)ATPcAMP细胞内生物效应激活蛋白激酶A结合G蛋白偶联受体激活G蛋白第二节细胞的信号转导主要的G蛋白耦联受体信号转导途径1.受体-G蛋白-AC途径第二节细胞的信号转导2.受体-G蛋白-PLC途径Gq蛋白激活磷脂酶C(PLC)PIP2激活蛋白激酶C内质网释放Ca2+激活G蛋白生物效应结合G蛋白偶联受体激素（第一信使）(第二信使）IP3