細(xì)胞的基本功能-講授

細(xì)胞的基本功能李美英第二章細(xì)胞的基本功能框架細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)—單純擴(kuò)散、易化擴(kuò)散、 主動轉(zhuǎn)運(yùn)、出胞入胞細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞生物電—靜息電位、動作電位肌細(xì)胞收縮功能—興奮傳遞、興奮收縮耦聯(lián)、收縮課程框架第一節(jié)細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)及其物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能一、細(xì)胞膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu) 以液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著蛋白質(zhì)分子，并連有一些寡糖和多糖鏈。液態(tài)鑲嵌模型脂質(zhì)雙分子層細(xì)胞膜糖類細(xì)胞膜蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)親水基團(tuán)

＊屏障作用＊保持細(xì)胞內(nèi)容物的相對穩(wěn)定

＊膜通道蛋白，載體蛋白，酶＊細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)、能量、信息交換。

＊作為膜蛋白受體識別部分＊參與免疫反應(yīng)細(xì)胞膜化學(xué)組成及意義1.脂質(zhì)雙分子層：3.細(xì)胞膜糖類：糖蛋白，糖脂2.細(xì)胞膜蛋白質(zhì)：二、細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)

單純擴(kuò)散

易化擴(kuò)散

主動轉(zhuǎn)運(yùn)（原發(fā)性和繼發(fā)性）

出胞和入胞

被動轉(zhuǎn)運(yùn)第二節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第二節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能一、被動轉(zhuǎn)運(yùn)（一）單純擴(kuò)散（simplediffusion）定義：脂溶性、小分子物質(zhì)簡順濃度梯度或電位梯度簡單的跨膜物理擴(kuò)散物質(zhì)：O2、N2、CO2、乙醇、尿素等決定因素：膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差和膜對物質(zhì)的通透性特點(diǎn)：⑴物理現(xiàn)象（分子熱運(yùn)動的擴(kuò)散）

⑵順濃度梯度，不耗能（ATP）

⑶不需膜蛋白的幫助

（二）易化擴(kuò)散（facilitateddiffusion）定義：難溶或不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)在細(xì)胞膜上某些特殊蛋白質(zhì)的幫助下由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動的過程特點(diǎn)：⑴順濃度梯度，不耗能

⑵需要膜蛋白的幫助分類：

載體轉(zhuǎn)運(yùn):依賴膜上的載體蛋白完成通道轉(zhuǎn)運(yùn):依賴膜上的通道蛋白完成第二節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第二節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能1.經(jīng)載體的易化擴(kuò)散定義：指某些分子量較大但脂溶性較低的物質(zhì)的跨膜被動轉(zhuǎn)運(yùn)。物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等。特點(diǎn)：

⑴選擇性

⑵飽和現(xiàn)象（座位有限）

⑶競爭性抑制

⑷轉(zhuǎn)運(yùn)過程中伴隨著載體構(gòu)象的變化載體轉(zhuǎn)運(yùn)2.經(jīng)通道的易化擴(kuò)散指某些金屬或非金屬離子的被動跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。

物質(zhì)：Na+、K+、Ca2+、H+、Cl-等。通道類型（依離子選擇性分）：（1）電壓門控離子（Na+、K+、Ca2+等）通道（2）化學(xué)門控離子通道（配體門控離子通道）（3）機(jī)械門控離子通道

第二節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第二節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能二、主動轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)概念：指細(xì)胞利用代謝產(chǎn)生的能量將物質(zhì)（常為離子）逆濃度梯度或/和電位梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。能量物質(zhì)：ATP分類：

＊原發(fā)性：直接利用代謝產(chǎn)生的能量

＊繼發(fā)性：利用Na+-K+泵產(chǎn)生的勢能二、主動轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)（一）原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)（primaryactivetransport）——離子“泵”的轉(zhuǎn)運(yùn)。1.鈉-鉀泵（sodium-potassiumpump；簡稱鈉泵）——Na+-K+依賴式ATP酶（蛋白質(zhì)）2.鈣泵（calciumpump）——Ca2+-ATP酶(Ca2+-ATPase)鈉泵轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)：①逆濃度差，耗能；

②偶聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)但不對等，即分解1分子ATP，轉(zhuǎn)出3個Na+、移入2個K+（生電性轉(zhuǎn)運(yùn)）；

③分子構(gòu)象與磷酸化與脫磷酸化反應(yīng)有關(guān)。分子結(jié)構(gòu)：

β亞單位。

亞單位：10次跨膜肽鏈（H1-H4/N端+球形結(jié)構(gòu)域+H5-H10/C端），含ATP酶活性部位及陽離子結(jié)合位點(diǎn)。

β亞單位:1次跨膜肽鏈,外C端。內(nèi)N端。鈉泵轉(zhuǎn)運(yùn)意義：

⑴建立一種勢能貯備，供細(xì)胞其他耗能過程利用

⑵產(chǎn)生和維持細(xì)胞內(nèi)高K+、細(xì)胞外高Na+的狀態(tài)，是細(xì)胞產(chǎn)生生物電的基礎(chǔ)

⑶是人體最重要的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)形式

二、主動轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)（二）繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)(secondaryactivetransport)概念：指利用原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)建立的膜電-化學(xué)勢能完成的物質(zhì)逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。第二節(jié)細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能三、出胞與入胞定義：細(xì)胞外大分子或團(tuán)塊物質(zhì)出/入細(xì)胞的過程適用物質(zhì)：大分子物質(zhì)

出胞：激素、神經(jīng)遞質(zhì)、酶的分泌

入胞：體內(nèi)細(xì)菌、異物的清除以及藥物大分子營養(yǎng)物質(zhì)的吸收第三節(jié)細(xì)胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能一、概念：激素、神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子等細(xì)胞外液的化學(xué)信號以及其他性質(zhì)的刺激信號通過細(xì)胞膜表面的特殊結(jié)構(gòu)傳入胞內(nèi)并引起細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。

外界信號細(xì)胞膜表面一種或幾種膜蛋白分子構(gòu)象改變胞內(nèi)信號分子變化引起相應(yīng)的效應(yīng)二、跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要方式（一）通過通道蛋白質(zhì)完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)化學(xué)門控通道電壓門控通道機(jī)械門控通道細(xì)胞間通道二、跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要方式（二）由膜的受體－G蛋白－效應(yīng)器酶共同完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（三）由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（四)由一氧化氮（NO)和cGMP完成的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)第三節(jié)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象和興奮性一、靜息電位（restingpotential,RP）1.定義：細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在的電位差①有電位差②外正內(nèi)負(fù)（極化）③穩(wěn)定直流2.靜息電位的變化

＊極化(polarization):

安靜時(shí),膜兩側(cè)電位外正內(nèi)負(fù)

＊超極化(hyperpolarization)

膜兩側(cè)電位差加大,膜內(nèi)負(fù)值增大

＊去極化(depolarization)

膜兩側(cè)電位差減小,膜內(nèi)負(fù)值變小

＊復(fù)極化(repolarization)

去極化后，膜內(nèi)電位向逐漸變大,

恢復(fù)到靜息電位狀態(tài)

2.靜息電位形成機(jī)制（1)K+平衡電位（2）Na+擴(kuò)散（3）Na+-K+泵靜息時(shí)[K+]i＞[K+]o，K+通道開放K+外流細(xì)胞外電位細(xì)胞內(nèi)電位當(dāng)動力＝