细胞结构及肌细胞.ppt

第二章 细胞的基本功能 细胞的基本功能 上海交通大学 王莲芸 细胞的基本功能 第一节 细胞的跨膜物质转运和 信号转导功能 第二节 细胞的生物电现象 第三节 骨骼肌细胞的收缩功能 第一节 细胞的跨膜物质转运和信号转导功能 一、膜的化学组成和分子结构 二、细胞膜的跨膜物质转运功能 三、细胞的跨膜信息转导功能 细胞的结构 核糖体 一、膜的化学组成和分子结构 生物膜主要由脂质、蛋白质和糖类组成。 液态镶嵌模型： 它们的分子是以液态脂质双分子层为基架, 其中镶嵌着不同功能的球形蛋白质。 液态镶嵌模型 二、细胞膜的跨膜物质转运功能 (一)单纯扩散 (二)易化扩散 (三)主动转运 (四)出胞和入胞 (一)单纯扩散 定义：脂溶性物质由高浓度侧向低浓度侧的净移动,其跨膜通量与浓度差呈正比,还与物质的脂溶性大小和通透性有关,如体内的O2、CO2、乙醇和尿素的转运。 (二)易化扩散 定义：不溶于脂或脂溶性甚小的物质在膜蛋白质“帮助”下,由高浓度侧向低浓度侧的转运。 2. 通道介导的易化扩散： 通道蛋白受电、化学因素剌激而变构产生水相孔道(通道), 带电离子经通道顺浓度移动。通道有开放和关闭状态, 并由“闸门”控制。体内钠、钾、钙等离子的跨膜扩散,均有其特异的通道蛋白参与,分别称为钠通道、钾通道和钙通道等。 易化扩散 上述两种方式均系顺浓度转运,无需代谢能,称为被动转运。其最终达到的平衡点是两侧浓度差为零，如果转运的物质是离子，则其最终的平衡点是电-化学势能为零，此时浓度差并不消失。 血液透析 (三)主动转运 定义：物质逆电化学梯度/浓度梯度方向的跨膜运输。 其运输过程需要代谢能量给予驱动或维持；通过膜上蛋白质介导/较高特异性，如小肠上皮细胞的吸收和肾小管上皮细胞的重吸收。 钠和钾的主动转运：钠－钾泵(钠泵)作用 钠泵是一种钠－钾依赖式ＡＴＰ酶，当膜内多钠和膜外多钾时激活, 分解ＡＴＰ提供能量，耦联转运钠和钾(Na+:K+=3:2)。 主动转运 钠泵活动的意义： 使细胞内高K+ , 利于细胞代谢活动； 防止Na+过多进入细胞导致水分子过多,引起细胞肿胀而破坏细胞结构； 建立钠、钾浓度势能贮备是产生生物电的基础,钠浓度势能也可用于非离子物质的主动转运(继发性主动转运)。 (四)出胞和入胞 见于大分子物质和物质团块的跨膜转运。 前者如内分泌腺分泌激素; 后者如白细胞吞噬细菌等 。 三、细胞的跨膜信息转导功能 （一）由离子通道完成的跨膜信号转导 （二）由特异性受体完成的跨膜信号转导 细胞的跨膜信息转导功能 激素、递质和药物以及非化学外界剌激 信号?与膜受体结合或作用于感受结构? 跨膜信号传递?细胞电变化或功能改变。 （一）由离子通道完成的跨膜信号转导 即：由具有特异感受结构的通道蛋白完成 1、化学门控通道：终板膜N-型Ach门控通道运动神经末稍释放递质(乙酰胆碱, Ach) ? 终板膜 Ach 门控通道变构(开放) ? Na+内流(和K+外流) ?终板电位?肌肉兴奋和收缩。该通道蛋白分子由????四个亚单位连结成梅花状，通道开放是由两个 ?-亚单位与两分子Ach结合引起的(化学门控)。 化学门控通道 由离子通道完成的跨膜信号转导 2、电压门控通道： 体内的神经和肌肉细胞存在感受电压变化的通道蛋白,属于电压门控通道。 电压门控通道在跨膜信息传递中的作用为： 膜电位变化?电压门控通道开闭?离子跨膜运动和膜电位变化?功能效应(收缩、分泌)。 此类通道蛋白分子内有对电压敏感的极性基团(带正电荷的精或赖氨酸残基),感受膜电位变化剌激时产生变构, 并诱发闸门开闭。 电压门控通道 由离子通道完成的跨膜信号转导 3、机械门控通道：如内耳毛细胞顶部细胞膜的通道蛋白,可被听毛弯曲(机械振动引起)变形牵拉而激活。 （二）由特异性受体完成的跨膜信号转导 由膜的特异受体蛋白、G蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号传递系统。 G蛋白耦联受体介导的细胞信号转导途径； 酪氨酸蛋白激酶介导的信号转导途径 第二节 细胞的生物电现象 一、兴奋性和剌激引起兴奋的条件 二、细胞的生物电现象及其产生的机制 三、兴奋的引起和兴奋的传导机制 一、细胞的兴奋性和剌激引起兴奋的条件 (一)兴奋性和兴奋的含义 1.可兴奋细胞：神经、肌肉、腺细胞。 2.兴奋：剌激引起组织细胞产生反应的过程。 3.兴奋性：组织细胞对剌激产生兴奋 (即动作电位)的能力。 (二)剌激引起兴奋的条件和阈电位 条件：剌激强度、剌激持续时间、强度和时间变化率必需达到其最小值。 阈值---剌激持续时间、强度-时间变率固定不变时,引起兴奋所需的最小剌激强度。阈值是兴奋性高低的指标;兴奋性与阈值呈反比。 (三)