细胞的基本功能.doc

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1、第二章细胞的基本功能            机体是由细胞和细胞间质按特定的结构方式装配起来的。整体的活动虽不等同于细胞活动，但它是建立在细胞之间的广泛功能联系之上的。任何一项整体活动，都要有某些细胞的特殊功能活动参与；任何细胞功能的变化，都会在整体活动上有不同程度的反映。因此，一般可以说，细胞是机体功能和结构的基本单位。了解细胞功能，对理解整体功能极有帮助。  细胞功能涉及面很广，本章只讨论细胞膜的物质转运功能、细胞的受体功能、细胞的生物电现象和肌肉收缩几个问题。          第一节  细胞膜的物质

2、转运功能  细胞膜是由两层脂类分子和嵌入的球状蛋白质分子组成的。它把细胞内容物和周围环境分隔开来，是保护细胞的一道天然屏障。细胞新陈代谢过程中的物质交换都必须通过这个屏障。细胞膜通过其有选择性的物质转动功能既保持了细胞特有的化学组成，又满足了新陈代谢的需要。其具体转运物质的形式，可归纳如下：  1．单纯扩散  是指一些脂溶性的物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。影响单纯扩散的主要因素有二：①膜两侧的溶物分子浓度梯度。浓度梯度大，物质顺浓度梯度扩散就多；浓度梯度消失，扩散就停止。②膜对该物质的通透性

3、。由于细胞膜的结构是脂质双分子层，所以膜对脂溶性高的物质如氧和二氧化碳通透性大，扩散容易；对脂溶性低和非脂溶性物通透性小，扩散就难以进行甚至不能以这种方式跨越细胞膜。  2．易化扩散  是指一些非脂溶性的物质或水溶性强的物质，依靠细胞膜上镶嵌在脂质双分子层中特殊蛋白质的“帮助”，顺电一化学梯度扩散的过程。即将本来不能或极难进行的跨膜扩散变得容易进行，所以叫做易化扩散。目前认为，参与易化扩散的镶嵌蛋白质有两种类型：一种是载体蛋白质（简称载体），另一种是通道蛋白质（简称通道）。因而易化扩散可分为两种  ①以载

4、体为中介的易化扩散：载体的作用可能是在细胞膜的一侧与某物质相结合，再通过本身的变构作用将其运往膜的另一侧。以此种方式转运的物质是一些小分子的有机物，如葡萄糖、氨基酸和其他简单有机分子。载体转运有三个主要特点：一个是它具有高度特异性，一种载体只能转运一种物质，如葡萄糖载体只能转运葡萄糖。另一个是它具有饱和性，即在单位时间内的物质转运量不能超过某一数值。第三，它还具有竞争抑制性，即结构近似的物质可争夺占有同一种载体、载体优先转运浓度较高的物质。  ②以通道为中介的易化扩散：通道的作用是在一定条件下通过蛋白质本

5、身的变构作用而在其内部形成一个水相孔洞或沟道，使被转运的物质得以通过。以此种方式转运的物质是一些简单的离子。  通道的开放和关闭，受一定因素控制。由化学因素控制的通道，称为化学依赖性通道；由电位因素控制的通道，称电位依赖性通道。化学依赖性通道是在与某一化学物质结合时开放，在与该化学物质脱离时关闭。电位依赖性通道是在细胞膜两侧的电位差变化到某一数值时开放。  在单纯扩散和易化扩散的过程中，物质都是顺着电一化学梯度而移动，不消耗细胞的能量，故这两种转运方式属于被动转运。  3．主动转运  是指物质依靠膜上“泵

6、蛋白”的作用，由膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的过程。这是一种耗能过程，所以称为主动转运。  主动转运是靠细胞上的一种特殊的镶嵌蛋白质实现的，这种特殊的镶嵌蛋白质，称为泵蛋白质，简称泵，于是又将主动转运称为泵转运。细胞膜上的泵蛋白质具有特异性，按其所转运的物质种类可分为钠泵、钾泵、钙泵等等。现以钠一钾泵来说明泵转动过程（图2-l）。  钠一钾泵实际上是一种钠一钾依赖性的ATP酶。细胞内的离子浓度增高或细胞外钾离子浓度增高，都会激活此酶，使ATP分解为ADP，于是钠一钾泵就会汲取从中释放的能量而转运，逆着电

7、化学梯度把细胞内的钠离子泵出细胞外，把细胞外的钾离子泵人细胞内，从而恢复细胞内外钠离子和钾离子浓度的正常分布。  在不同组织的细胞膜上，各种离子泵的化学结构虽有差异，但其转运离子的特点基本相同，都是耗氧、耗能量的（能量由ATP提供）。这是主动转运与单纯扩散、易化扩散的重要不同点。上述三种物质转运的形式有一个共同之处，就是被转运物质都是以分子或离子的形式通过细胞膜的。  4.入胞和出胞  一些大分子或物质团块的转运，是通过入胞作用和出胞作用来实现的。  ①入胞（内吞）；  入胞是指物质通过细胞膜的运动，从细

8、胞外进入细胞内的过程。如果进入的是固体物质，称为吞噬；如果是液态物质，称为吞饮。  入胞过程进行时，首先是细胞膜“辩认”环境中的某物质。这一“辨认”过程可能与细胞膜表面存在的特殊受体以及被吞物质所带的电荷和其表面的粗糙程度有关。接着是膜和该物质接触，引起膜的形态和机能的变化。接触处的膜内陷。其周围的膜形成了突出的伪足并包围该物质，然后，伪足相互接触并发生膜的融合和断裂，于是异物和包围它的一部分细胞膜一起内陷而进入细胞内。在胞质