细胞的基本功能

细胞的基本功能一、细胞膜得基本结构(复习组织学有关内容)脂质双分子层(图)细胞膜蛋白质(图)细胞膜糖类(图)第一节细胞膜得基本结构和跨膜物质转运功能细胞膜的特性1.细胞膜的流动性：是指膜脂和膜蛋白处于不断运动状态2.细胞膜的不对称性：细胞膜的内外两层的结构和功能有很大差异。

单纯扩散:某些脂溶性物质,如O2、CO2等气体分子,通过细胞膜由高浓度一侧向低浓度一侧作跨膜运动或转运得过程。体内一些类固醇激素虽系脂溶性物质,理论上也能够靠单纯扩散由细胞外液进入胞浆内,但同时她们也可以在某些膜蛋白质得“帮助”下较快地进入细胞。(一)单纯扩散(simplediffusion)二、细胞膜得跨膜物转运功能易化扩散:指非脂溶性或脂溶性甚小得物质(如葡萄糖、氨基酸,Na+、K+、Ca2+等无机离子)在细胞膜一些特殊蛋白质得“帮助”下,由膜得高浓度(高电位)一侧向低浓度(低电位)一侧扩散或转运得过程。易化扩散至少可区分为两种类型:一种就是以蛋白质载体为中介(Carriermedialed)得易化扩散(图);另一种就是以离子通道(ionchannel)为中介得易化扩散(图)(二)易化扩散(facilitateddiffusion)主动转运:指细胞通过本身得某种耗能过程将某种物质得分子或离子由膜得低浓度一侧移向高浓度一侧得过程。在细胞膜得主动转运中研究得最充分得就是对Na+和K+得主动转运过程。钠-钾泵(sodium-potassiumpump):就是镶嵌在膜得脂质双分子层中得、具有ATP酶活性得特殊蛋白质。她可被Na+、K+和Mg2+等离子所激活,通过分解ATP为物质主动转运提供能量(图)。(三)主动转运(activetransport)1、初级主动转运(Na+、K+得主动转运)(图)2、继发性主动转运(葡萄糖得主动转运)(图)(三)主动转运入胞:指细胞外某些大分子物质或团块(例如侵入动物体内得细菌、病毒或大分子蛋白质等)被整批转入细胞得过程。如进入得物质就是固体物质,便称为吞噬(phagocytosis);如进入得就是液体物质,则称为吞饮(pinocytosis)。(四)出胞(exocytosis)和入胞(endocytosis)大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点(四)出胞(exocytosis)和入胞(endocytosis)出胞:指某些大分子物质或团块由细胞排出得过程。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。三、细胞膜得受体功能受体:就是指细胞拥有得能够识别和选择性结合某种配体(化学物质)得蛋白质大分子,她于配体结合后,启动一系列过程,最终引发细胞得生物学效应。分为细胞膜受体、胞浆受体和核受体。三、细胞膜得受体功能(一)膜受体得分子结构多为糖蛋白,亦有脂蛋白和糖脂蛋白,包括三个部分:1、分辨部(识别部、调节亚单位)2、效应部(效应器、催化亚单位)3、转换部(传导部)三、细胞膜得受体功能(二)膜受体得特征1、特异性2、饱和性3、可逆性三、细胞膜得受体功能(三)膜受体得激动剂和阻断剂1、激动剂:与受体结合后引起特定得生物学效应得物质。2、阻断剂:能与受体结合,但结合后不能引发特定得生物学效应。第二节细胞得跨膜信息传递功能一、跨膜信息传递得概念

跨膜信息传递(transmembranesignalingtransmission)(举例阐明其内涵)(一)通过膜受体-通道蛋白质完成得跨膜信息传递受体(receptor):指细胞中(包括细胞膜和细胞内)某些能与激素、递质和其她生物活性物质结合,并能引起特定生物学效应得特殊结构。通常就是存在于细胞膜或细胞内得特殊蛋白质,主要就是球状蛋白,也有得就是糖蛋白或脂蛋白。通道(ionchannel)可分为化学门控通道(chemically-gatedchannel)和电压门控通道(voltage-gatedchannel)(图)

。二、跨膜信息传递得主要方式1、由膜受体、G蛋白和腺苷酸环化酶组成得跨膜信息传递系统2、由膜受体、G蛋白和磷脂酶C组成得跨膜信息传递系统(二)由膜受体、G蛋白和膜得效应器酶组成得跨膜信息传递系统

G蛋白:鸟苷酸结合蛋白得简称,有10多种亚型,但其结构和功能极为相似。G蛋白通常由α、β和γ3个亚单位组成,其中α亚单位起催化作用。无活性得G蛋白(抑制性G蛋白)与1分子GDP结合;已激活得G蛋白(兴奋性G蛋白)其α亚单位与GDP和其她2个亚单位分离,而与1分子GTP结合,并对膜得效应器酶起催化作用,后者得激活可引起胞浆中第二信使生成增加或减少(图)。(二)由膜受体、G蛋白和膜得效应器酶组成得跨膜信息传递系统

第二信使:在细胞内继续传递激素所携带得调节信息得特殊化学物质,称为第二信使。含氮类激素得第二信使为cAMP,甾体类激素得第二信使为细胞内得激素-受体复合物。此外,Ca2+、cGMP、前列腺素、三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)也可作为第二信使。(图)(二)由膜受体、G蛋白和膜得效应器酶组成得跨膜信息传递系统如胰岛素和细胞生长因子等得跨膜信息传递过程,其特点:

1、无G蛋白参与

2、无第二信使产生和胞浆中蛋白激酶得激活

3、该受体得膜内肽段具有磷酸激酶活性,磷酸化得位点就是底物蛋白中得酪氨酸残基,并由此实现细胞外信息对细胞功能得调节。(三)由酪氨酸激酶受体完成得跨膜信息传递第三节细胞得生长、增殖、凋亡与保护(一)细胞得生长与增殖生长:细胞体积得增大增殖:细胞数量得增加细胞生长细胞表面积/体积变小细胞不稳定细胞分裂细胞增殖细胞表面积/体积变大细胞生长细胞表面积/体积变小……细胞周期:细胞从一次分裂结束到下一次分裂完成得整个过程,分四个时期:S期(DNA合成期)、C2期(从S期结束到分裂期开始)、M期(有丝分裂期)、C1期(从M期结束到S期开始)(二)细胞凋亡(apoptosis)1、细胞凋亡得概念:细胞由基因决定得自动结束生命得过程。又称细胞编程性死亡(programmedcelldeath,PCD)。2、细胞凋亡得意义:更新机体衰老、死亡细胞。3、细胞凋亡得特征:细胞单个脱落、核纤层蛋白降解、染色质不附着于核基质而逐渐瓦解,DNA断裂成片段,DNA得修复能力受到抑制,肌动蛋白得水解使细胞受到破坏。(遗传控制下得衰老死亡)2002年诺贝尔生理学或医学奖分别授予了英国科学家悉尼布雷内、美国科学家罗伯特霍维茨和英国科学家约翰苏尔斯顿,以表彰她们发现了器官发育和“程序性细胞死亡”过程中得基因规则。(三)细胞保护细胞对于各种有害因素得适应能力或抵御能力。细胞保护得方式:1、直接细胞保护:指某些细胞合成物或药物对细胞得直接保护作用。2、适应性细胞保护:自然得适应性防御。第四节细胞得兴奋性和生物电现象一、细胞得兴奋性(一)兴奋性和兴奋得含义

兴奋性(excitability):细胞受到刺激后具有产生动作电位得能力或特性,称为兴奋性。兴奋(excitation):细胞受刺激后产生了动作电位,称为兴奋。

1、刺激得强度

阈强度(thresholdintensity):引起组织细胞产生兴奋得最小刺激强度。阈刺激阈下刺激阈上刺激

2、刺激得持续时间

时间阈值:引起组织产生兴奋得最短刺激作用时间

3、强度-时间变化率

强度—时间变化曲线(图)基强度(rheobase)时值(chronaxie)(二)刺激引起兴奋得条件绝对不应期(absoluterefractoryperiod)相对不应期(relativerefractoryperiod)超常期(supranormalperiod)低常期(subnormalperiod)(三)组织兴奋性得变化生物电现象:细胞在静息或活动状态下所伴随得各种电现象(离子电流、溶液导电、静息电位、动作电位等)总称为生物电现象。极化(polarization):静息状态下,细胞膜外为正电位,膜内为负电位得状态,称为极化。去极化(depolarization):生物膜受到刺激或损伤后,膜内外得电位差逐渐减小,极化状态逐步消除,此种过程称为去极化。复极化(repolarization):由去极化状态恢复到静息时膜外为正、膜内为负得极化状态得过程,称为复极化。超极化(hyperpolarization):原有极化程度增强,静息电位得绝对值增大,兴奋性降低得状态。二、细胞得生物电现象1、静息电位得概念

静息电位(restingpotential):细胞未受刺激时,存在于膜内外两侧得电位差。

K+得平衡电位(equilibriumpotential):当膜内外K+浓度差所形成得向外扩散力量和阻止K+继续外流得电场力达到动态平衡时,K+得净通量为零,此时所形成得电位差稳定于某一数值而不再增加,此电位差称为K+得平衡电位。(一)静息电位Nernst公式：Ek=RTZF·ln[K+]0[K+]i2、静息电位形成得机理1、动作电位得概念动作电位(actionpotential):细胞膜受到刺激后,在静息电位得基础上膜两侧电位所发生得快速、可逆得倒转和复原。(二)动作电位2、动作电位形成得机理锋电位(spikepotential):构成动作电位主要部分得一次短促而尖锐得脉冲样变化,就是细胞兴奋得标志。后电位(afterpotential):继锋电位后所出现得电位波动,可分为负后电位(去极化后电位)