細胞的基本功能
Ø 細胞膜的基本結(jié)構(gòu)和跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能
Ø 細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導功能
Ø 細胞的生物電現(xiàn)象
Ø 肌肉的收縮功能
第一節(jié) 細胞膜的基本結(jié)構(gòu)和跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能
l 細胞膜的結(jié)構(gòu)和化學組成
l 細胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能
細胞膜的功能:
1、屏障作用(保護作用)
2、物質(zhì)轉(zhuǎn)運、通信、識別功能
3、參與機體免疫、細胞分裂、分化及癌變等生理病理過程
一、膜的化學組成和分子結(jié)構(gòu)
---液態(tài)鑲嵌模型(fluid mosaic model)膜的共同結(jié)構(gòu)特點是以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架,其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu)、因而也具有不同生理功能的蛋白質(zhì)。
(一)脂質(zhì)雙分子層
膜的脂質(zhì)中以磷脂類為主,約占脂質(zhì)總量的70%以上;其次是膽固醇。每個quanxiangyun.cn磷脂分子的一端都由磷酸和堿基構(gòu)成,是親水性極性基團,因而它總是朝向細胞的外表面或內(nèi)表面;另一端是兩條脂肪酸烴鏈,為疏水性非極性基團,它們總是朝向膜的內(nèi)部,并且兩兩相對。
理化特性:穩(wěn)定性、流動性
(二)細胞膜蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)分子是多以α-螺旋或球形結(jié)構(gòu)分散鑲嵌在膜的脂質(zhì)雙分子層中。膜蛋白質(zhì)的存在形式多樣。
生理功能:物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能、受體功能、免疫功能、酶的功能等
(三)細胞膜糖類
細胞膜所含糖類甚少,主要是一些寡糖和多糖鏈,存在于細胞膜的外表面,并與脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合,形成糖脂或糖蛋白。糖鏈參與膜的免疫及受體等功能。
二、細胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能
² 被動轉(zhuǎn)運
² 主動轉(zhuǎn)運
² 胞納與胞吐
(一)被動轉(zhuǎn)運(passivetransport)
概念:順濃度差擴散,不需要消耗能量的轉(zhuǎn)運方式
類型:單純擴散與易化擴散
1、單純擴散(simplediffusion)
指脂溶性的溶質(zhì)分子順濃度差跨膜轉(zhuǎn)運,又稱為溶解擴散。
如O2 、CO2
2、易化擴散(facilitateddiffusion)
非脂溶性或脂溶性很小的小分子物質(zhì),借助于細胞膜上的某些特殊蛋白質(zhì)的幫助下,順濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運。
有通道介導與載體介導的兩種易化擴散
(1)由通道介導的易化擴散
如Na+、K+、Ca2+
離子通道的特性:
①相對特異性
②門控特性:
電壓門控通道(電壓依從性通道)
配基門控通道(化學門控通道)
機械門控通道
(2)由載體介導的易化擴散
載體蛋白質(zhì)的特點
①高度特異性
②飽和現(xiàn)象
③競爭性抑制
(二)主動轉(zhuǎn)運(activetransport)
概念:指細胞膜通過本身的耗能過程,將某種物質(zhì)的分子或離子逆濃度差或逆電位差進行的轉(zhuǎn)運過程。
如被轉(zhuǎn)運的是某種離子,則離子移動除受濃度差的影響外,還受當時電場力的影響,亦即當最終的平衡點達到時,膜兩側(cè)的電-化學勢的差應為零。
鈉-鉀泵(鈉泵、鈉-鉀依賴性ATP酶)
對細胞的生存和活動可能是最重要的,各種細胞的細胞膜上普遍存在著一種鈉--鉀泵(sodium-potassiunpump) 的結(jié)構(gòu)。
其作用是在消耗代謝能的情況下逆著濃度差將細胞內(nèi)的Na+移出膜外,同時把細胞外的K+ 移入膜內(nèi),因而保持了膜內(nèi)高K+和膜外高Na+ 的不均衡離子分布。
細胞膜上的鈉泵活動的意義是:
①由鈉泵活動造成的細胞內(nèi)高K+,保持細胞的正常興奮能力,保證了新陳代謝的 正常進行。
②能阻止細胞外的Na+及水進入細胞,從而維持細胞的正常體積、形態(tài)和功能。
③能夠建立起一種勢能貯備,供其它耗能過程。
quanxiangyun.cn/jianyan/(三)胞納與胞吐(入胞與出胞)
概念:一些大分子物質(zhì)或固態(tài)、液態(tài)的物質(zhì)團塊進出細胞的過程。
類型:
1、胞納:指細胞外某些物質(zhì)團塊(如侵入體內(nèi)的細菌、病毒、異物或血漿中脂蛋白顆粒、大分子營養(yǎng)物質(zhì)等)進入細胞的過程。
有吞噬與胞飲之分。
2、胞吐:主要見于細胞的分泌活動。
第三節(jié) 細胞生物電現(xiàn)象
生物電現(xiàn)象的研究是同生物組織或細胞的另一重要特性--興奮性的研究相伴隨進行。
興奮:產(chǎn)生動作電位的過程或動作電位。
興奮性:細胞在受刺激時產(chǎn)生動作電位的能力。
一、生物電現(xiàn)象的觀察和記錄方法
生物電:體內(nèi)各細胞生命活動中伴隨的電現(xiàn)象。
微電極方法測定
膜電位:以細胞膜為界,膜內(nèi)外的電位差。
二、細胞的跨膜靜息電位和動作電位
細胞水平的生物電現(xiàn)象主要有兩種表現(xiàn)形式,這就是它們在安靜時具有的靜息電位(RP)和它們興奮時具有的動作電位(AP)。
概念
極化:正常細胞在安靜時膜電位處于內(nèi)負外正的狀態(tài)
去極化(除極化):膜內(nèi)電位負值減少
超極化:膜內(nèi)電位負值增大
復極化:細胞發(fā)生去極化后,膜電位又恢復到極化狀態(tài)。
(一)靜息電位及其產(chǎn)生機制
1、概念:細胞在生理靜息狀態(tài)下的內(nèi)負外正的跨膜電位。
2、產(chǎn)生機制:
a.細胞內(nèi)外離子分布不均等,細胞內(nèi)K+濃度為細胞外的30倍;
b.安靜狀態(tài)下,細胞膜對K+的通透性大,對Na+的通透性低;
c.K+外流的平衡電位
(二)動作電位及其產(chǎn)生機制
1、概念:細胞受到刺激后,在靜息電位的基礎上產(chǎn)生的擴布性電位變化。
2、產(chǎn)生機制:
a.去極化:在刺激作用下,Na+通道開放,大量Na+內(nèi)流
b.鋒電位的頂點是Na+ 內(nèi)流的平衡電位
c.復極化:K+外流
d.后電位:鈉-鉀泵
3、意義:興奮的標志
4、特征: “全或無”,可擴播性,不衰減傳導
三、興奮的引起和興奮在同一細胞上的傳導
一定的強度
一定的持續(xù)時間
一定的時間-強度變化率
閾值(強度閾值):在刺激作用時間和強度-時間變化率固定不變的條件下,能引起組織細胞興奮所需的最小刺激強度。
--衡量興奮性高低的指標。
(一)刺激引起興奮的條件
閾電位:當膜電位去極化到某一臨界值,就出現(xiàn)膜上的Na+ 通道大量開放, Na+ 大量內(nèi)流而產(chǎn)生動作電位,這個臨界值稱。
(二)閾電位與動作電位
1、局部反應:閾下刺激引起的細胞膜上的電位變化。
2、特征:
a.電位隨刺激強度增加而增加
b.不能遠傳,只限于局部
c.可以總和
d.使臨近細胞膜形成電緊張(提高其興奮性)
(三)閾下刺激、局部反應及其總和
1、絕對不應期
2、相對不應期
3、超常期
4、低常期
(四)興奮性的周期性變化
(五)興奮在同一細胞上的傳導
局部電流
第四節(jié) 肌肉的收縮功能
四、骨骼肌收縮的外部表現(xiàn)和力學分析
(一)肌肉收縮的外部表現(xiàn)
1、等張收縮和等長收縮
2、單收縮和強直收縮
(二)肌肉收縮的力學分析
1、前負荷
2、后負荷
3、肌肉收縮能力
總 結(jié)
*掌握:
1、被動轉(zhuǎn)運與主動轉(zhuǎn)運的概念、特點
2、靜息電位的概念、形成機制
3、動作電位的概念、形成機制、特征、傳導
4、閾電位的概念及意義