生理学教学课件02细胞的基本功能.pdf

第二章细胞的基本功能RibosomeCentrosomeMitochondria ChromatinMicrotubuleVacuole第二章细胞的基本功能细胞膜的基本结构和物质转运功能细胞的跨膜信号转导功能细胞的兴奋性与生物电现象 肌细胞的收缩第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能CytoplasmEndoplasmic ReticulumNucleolusNucleus-Golgi apparatus lysosomeRibosomeCentrosomeMitochondria ChromatinMicrotubuleVacuote第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能-细胞膜的结构与化学组成：化学组成：-细前膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有极少量的糖类物 质。结构：-液态镶嵌模型(fluid mosaic mode I)的基本内容是：细胞 膜呈脂质双分子层结构，其中镶嵌着具有不同生理功能的蛋白区。4第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能细胞膜的液态镶嵌模型:第一节 细胞膜的基本结构和物质转运功能脂质双分子层：细胞膜上的脂质（简称：膜脂）主要是磷脂，约占总量的70%以上，其次为胆固醇，还有少量的糖脂。磷脂：-主要包括磷酸甘油酯和鞘磷脂两大类。胆固醇：-中性脂类糖脂：-脑昔脂和神经节昔脂CH3 OI IICH3N+CH2 CH2 O P OCH3 0亲水头（胆碱）甘油骨架CHj OICH OI-CH2第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能膜蛋白：分子大小不同；形态不一：-基本上是以a-螺旋结构及球形结构存在镶嵌在膜上的深浅不同：-贯穿整个脂质双分子层-伸入膜的内部-附着在膜的内表面或外表面功能不同第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能细胞膜糖类：以低聚糖或多聚糖链形式共价结合于膜蛋白，形成糖蛋白与膜脂共价结合，形成糖脂第一节 细胞膜的基本结构和物质转运功能细胞膜的特性：细胞膜的流动性：-膜脂和膜蛋白处于不断运动的状态；-一般只允许脂质分子在同一单层内做横向扩散运动;-局限于某一特定区域。膜的不对称性:-脂质分布不对称；-膜蛋白的分布也不对称。第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能二细胞膜的物质转运功能:简单扩散;易化扩散;主动转运;我体蛋白同单如敞r 陂JL主动转运入胞和出胞作用。第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能简单扩散：概念：一种最简单的物质转运方式，是指脂溶性物质由膜的高 浓度侧向低浓度侧扩散的现象。扩散的方向和速度：取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对该物 质的通透性。影响扩散量的因素：一-细胞膜两侧物质的浓度梯度；-细胞膜对该物质的通透性。第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能转运的物质：机体内脂溶性的物质不多，因而靠简单扩散通过细胞膜的物质 甚少，比较肯定的是02、C02和N0。第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能易化扩散：概念：非脂溶性物质或脂溶性低的物质，在特殊膜蛋白质的帮 助下，由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧易化扩散的特点是：-物质移动的动力来自高浓度的势能，细胞不耗能。-顺浓度差或浓度梯度移动。-膜蛋白的参与。第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能易化扩散分类:以载体为中介的易化扩散或载体运输：-高度的结构特异性-饱和现象-竞争性抑制O_Q第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能以“通道”为中介的易化扩散或通道运输:-电位依赖性通道-化学依赖性通道离孑 神经 口通道第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能主动转运概念：细胞通过本身的耗能过程，将某些物质的分子或离子由 膜的低浓度一侧向高浓度一侧转运的过程。主动转运的特点：-在物质转运过程中，细胞本身要消耗能量，能量来自细胞的 代谢活动。-逆浓度梯度和电位梯度进行物质转运。分类：原发性主动转运 继发性主动转运第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能Na+-K+泵间称为钠泵：作用：逆着浓度梯度将Na+由细胞内液移向细胞外液，同时将细 胞外液中的K+移向细胞内液，形成并维持细胞内、外离子浓度梯 度。意义：维持细胞内外离每分解1分子AT 可移出3个Na+,并换回2个K+;子浓度梯度，从而完成正常代谢及功能。常 2K*第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能继发性主动转运过程：葡萄糖在小肠上皮顶端膜的吸收过程间接依赖于钠泵活动产生 的化学势能。结缔组织Na+和H20第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能入胞和出胞作用：入胞作用-概念：指细胞外的大分子物质或团块进入细胞内的过程。主 要是侵人体内的细菌、病毒、异物或大分子营养物质。-分类：吞噬：进入的物质是固体 0C。“尸吞饮：进入的物质是液体 金3。：蠹蕨pl内崎里日浮C第一节细胞膜的基本结构和物质转运功能出胞作用:-概念：细胞把大分子或团块物质由细胞内向细胞外排出的过 程。这是将细胞产生的蛋白质、激素、酶类、神经递质等物质运 出细胞的主要方式。分泌囊泡-内质网高尔基 复合体第二节细胞的跨膜信号转导功能G蛋白第二节细胞的跨膜信号转导功能细胞信号转导概述：不论是化学信号中的激素分子还是递质分子，或是非化学性外界刺激信 号，都涉及到外来刺激信号的跨膜传递。它们作用于靶细胞的相应受体来完 成跨膜信号传递的。膜受体-镶嵌在细胞膜上的蛋白质，多为糖蛋白，亦有脂蛋白和糖脂 蛋白，占膜蛋白总量的广2%o第二节细胞的跨膜信号转导功能膜受体三个部分：-分辨部或识别器、-效应部或效应器、-转换部或传导物膜受体特征：-特异性-饱和性-可逆性调节亚单位 催化亚单位第二节细胞的跨膜信号转导功能跨膜信号转导的主要途径：由离子通道完成的跨膜信号转导系统；-化学门控通道-电压门控通道由膜的特异性受体、G蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导 系统；-环磷酸腺昔(cAMP)信号转导系统-肌醇信号转导系统由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导系统。第三节细胞的兴奋性与生物电现象第三节细胞的兴奋性与生物电现象细胞生物电现象及其产生机制:静息电位-概念：细胞未受到刺激时存在于细胞膜 两侧的电位差；-产生的机制：静息电位主要是K+外流达到平衡时的电 位，所以又称K+平衡电位；静息电位大小由 K+浓度差决定。+600-70-90去极化复极化静思电位第三节细胞的兴奋性与生物电现象动作电位-概念：膜受到刺激后，膜两侧电 位的快速反转和复原；-产生的机制：细胞受到刺激后，膜的通透性发 生改变，Na+内流至平衡，动作电位 就是Na+的平衡电位。+60+30。-70-90O5第三节细胞的兴奋性与生物电现象细胞的兴奋性及其周期性变化：兴奋性-细胞受到刺激后能产生动作电位的能 力。绝对不应期-从细胞除极至复极化早期这一短暂的 时间内，细胞不再接受新的刺激而出现新 的锋电位相对不应期-一些失活的Na+通道逐渐恢复，如有较 强的刺激可引起新的兴奋电位-Ouuom部且电位时的(ms)第三节细胞的兴奋性与生物电现象动作电位的引导与传导：阈刺激-引起细胞兴奋或产生动作电位的最小刺激 强度。阈下刺激-比阈刺激弱的刺激阈上刺激-比阈刺激强的刺激阈电位-静息电位的绝对值减小到某一特定值时，才能激发Na+通道迅速而大量的开放，使Na+迅 速内流而出现锋电位的上升支，这个特定值即 阈电位30070*O-63-a 3叁时M(ms)第四节肌细胞的收缩第四节肌细胞的收缩骨骼肌结构：骨骼肌细胞：-又称肌纤维(myofiber),是骨 骼肌的基本结构和功能单位。肌内膜：-每条肌纤维外面包有一层薄的结 缔组织膜。肌束肌外膜：-许多肌束聚集在一起构成一块肌 肉，外面包以结缔组织膜。肌腹肌腱第四节肌细胞的收缩神经-骨骼肌接头：-概念：运动神经纤维和骨骼肌纤维形成的突触性连接突触前膜-神经纤维终末的膜；突触后膜或运动终板：-与之相对应的肌纤维膜；突触间隙-突触前膜与运动终板间有一达50 nm的间隙；突触囊泡-突触前有许多直径为50 60 nm的球形囊泡；肌细胞的收缩轴突来柏乙傕胆破囊泡1=肝细胞-H-TJ神经-M接头处的超微结构示意图第第四节肌细胞的收缩神经-骨骼肌接头处的兴奋传递过程：当神经冲动到达神经末梢时，神经纤维膜上的电压门控性 Ca2+通道开放，Ca2+内流，触发突触囊泡与突触前膜融合，乙酰胆碱释放入突触间隙，然后作用于运动终板膜上的乙酰 胆碱受体，产生终板电位，终板电位以电紧张形式扩布至临 近细胞膜，引发肌纤维爆发动作电位，最终完成电信号由突 触前膜到肌纤维的一次兴奋传递。/第四节肌细胞的收缩兴奋-收缩偶联：概念：骨骼肌细胞兴奋时肌膜产生的电变化导致肌肉收缩的机械变化的过程被称为兴奋-收缩耦联 关键作用的藕联物：Ga2+（兴奋收缩）结构基础是：三联管结构 基本过程：-肌膜兴奋经横管系统传向肌膜深处；_-三联管结构处的信息传递；-肌浆网（即纵管系统）对Ca2+释放和再聚积。第四节肌细胞的收缩肌小节与肌丝滑行：肌原纤维-概念：每个肌纤维含有数百乃 至数千条与其长轴平行排列的纤 维状结构肌原纤维结构：I带A带H带M线Z线第四节肌细胞的收缩粗肌丝：-组成：由数个肌球蛋白组成。每个肌球蛋白分子由两条 重链，两条碱性轻链和两条调节轻链组成；细肌丝：一组成：细肌丝由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白分子组成。.第四节肌细胞的收缩肌纤维收缩时结构变化：-相邻Z线靠近，即肌小节缩短；-暗带长度不变，粗肌丝长度不变;-明带缩窄；-H带缩窄。第四节肌细胞的收缩肌丝滑行理论-收缩是细肌丝向粗肌丝滑行的过程，使得肌小节变短。-肌肉舒张时，原肌球蛋白正好位于肌动蛋白与横桥之间，妨碍肌丝滑 行。-胞质内Ca2+升高一Ca2+与肌钙蛋白结合一肌钙蛋白构象发生改变肌钙蛋白I与肌动蛋白的结合减弱一*原肌球蛋白分子向肌动蛋白双螺 旋沟槽的深部移动一暴露肌动蛋白与横桥的结合位点 细肌丝向粗肌丝 方向滑行。谢谢