生理学细胞的基本功能

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1、第二章细胞的基本功能细胞的结构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生物电现象第四节肌细胞的收缩功能相关链接：第一节细胞膜的结构和物质转运功能第一节学习要求1.复习膜的结构；2.掌握易化扩散和主动转运；3.熟悉单纯扩散、出胞和入胞。液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)——以液态脂质双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质。(一)脂质磷脂(占70%)、胆固醇(占30%)等。为双嗜性分子。(二)蛋白质1.表面蛋白:附着于膜表面;2.整合蛋白:以-螺旋结构镶嵌于脂质双分子层中。(三)糖类：形成糖蛋白或糖脂。一、膜的化学组成和分子结构二、

2、细胞膜的物质转运功能细胞在新陈代谢过程中，细胞内、外的营养物质和代谢产物不断地进行交换，细胞膜是细胞内、外物质交换的唯一途径。(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(simplediffusion)1.单纯扩散——没有生物学转运机制参与,物质(主要是脂溶性小分子和极小分子)仅顺其浓度差穿越细胞膜的过程。2.人体内以单纯扩散转运的重要物质：O2和CO2（脂溶性分子)，水分子(分子极小)。3.影响单纯扩散的因素:(1)浓度势能：正相关；(2)通透性：正相关。扩散相关链接：(二)易化扩散(facilitateddiffusion)易化扩散——非脂溶性物

3、质在膜结构中某些蛋白质分子的“协助”下，顺差（浓度差或电场力差）的跨膜移动。易化扩散量的大小主要取决于以下两个方面：(1)细胞膜两侧物质的浓度梯度，若是所转运的物质是带电的电解质，扩散量还受膜两侧电位梯度的影响。浓度梯度（电位梯度）愈大，扩散速率愈大。(2)细胞膜对所转运物质的通透性：通透性愈大，转运速率愈大。1.经载体的易化扩散(1)转运过程：在高浓度侧膜载体蛋白与被转运物质结合→载体蛋白分子变构→将被转运的物质转移到膜低浓度侧→被转运物与载体蛋白分离，进入该侧。(2)载体转运的特征：①结构特异性：每种载体蛋白只能转运某一种或某几种特定的物质。②饱和现象：当被转运物的浓度升高至

4、一定浓度后，对该物的转运量将不再随该物浓度的升高而增大，即达到极限。③竞争性抑制。2.经通道的易化扩散(1)转运过程：通道蛋白分子中央的贯通膜内外的亲水性孔道开放→相应的带电离子经通道顺差（顺浓度梯度或电位梯度）跨膜快速移动。(2)被转运的物质：主要为带电离子(如：Na+、K+、Ca2+等)，某些细胞膜上存在水通道蛋白,允许水分子通过。(3)经通道易化扩散的特征①离子选择性：每种通道只允许某种或某几种离子通过。②离子转运速度快；③门控特性:大多数通道具有闸门，可受某种因素的控制开放或关闭。(少数通道为非门控通道，经常处于开放状态）1.门控通道的类型：一般根据控制闸门开闭的因素，可

5、分为：(1)电压门控通道：受膜两侧的电位差控制开闭的通道。如：神经轴突膜上的某些Na+通道；(2)化学门控通道：受膜两侧某种化学物质控制开闭的通道。如：骨骼肌细胞终板膜上的N2-乙酰胆碱受体阳离子通道；(3)机械门控通道：受某种机械刺激控制开闭的通道。2.电压门控通道的功能状态：(1)静息状态（又称为备用状态）：通道关闭，能被激活开放。(2)激活状态：通道开放，允许相应离子顺差跨膜移动。(3)失活状态：通道关闭并不能被激活。静息状态激活状态失活状态刺激电压依从性（随膜电位复极化进程）时间依从性(三)主动转运(activetransport)主动转运──细胞通过本身的某种耗能过程,

6、将物质逆浓度梯度或逆电位梯度跨膜转运。包括原发性主动转运(primaryactivetransport)和继发性主动转运(secondaryactivetransport)。主动转运与被动转运之间的区别：主动转运：将某种物质逆差转运，细胞将为转运提供能量。被动转运：物质分子或离子由于分子的运动而顺差移动，因此不需细胞为转运提供能量，包括单纯扩散和易化扩散。1.原发性主动转运原发性主动转运──细胞利用直接分解ATP获得的能量，将物质逆差(浓度梯度或电位梯度)跨膜转运。膜上分解ATP获能并进行主动转运的膜蛋白,称为泵蛋白。几种重要的泵蛋白：钠-钾泵(简称钠泵)：逆差转运钠离子和钾离子

7、(反方向)，主要分布于细胞膜上。钙泵：逆差转运钙离子，主要分布于骨骼肌细胞和心肌细胞的肌浆网膜上。H+-K+泵：逆差转运氢离子和钾离子(反方向)，主要分布于胃黏膜泌酸腺的壁细胞的顶膜上，又称为质子泵。钠泵★细胞膜上钠泵的活动:分解ATP获得能量，将Na+泵出细胞，同时将K+泵入细胞。*当[Na+]内↑或[K+]外↑时,钠泵的活动增强。*钠泵的生电性作用：钠泵每分解1个ATP分子，将3个Na+泵出细胞，同时将2个K+泵入细胞，结果使跨膜电位差增大。钠泵+★细胞膜上钠泵活动的结果:建