人体生理知识2讲解

《人体生理知识2讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人体生理知识2讲解（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第二章 细胞的基本功能 第一节 细胞的跨膜物质转运功能 第三节 细胞的跨膜电变化 第四节 肌细胞的收缩功能 第二节 细胞的跨膜信号转导功能 第一节 细胞的跨膜物质转运功能 一、膜的化学组成和分子结构 (一)脂质双分子层 以液态的脂质 双分子层为基架， 具有稳定性和流动 性。 (二)细胞膜蛋白质 镶嵌或贯穿于 脂质双分子层中， 生物膜具有的各种 功能大多与其有关 。 有些作为抗原 决定簇=免疫信息( 血型)； (三)细胞膜糖类 多为短糖链， 以共价键的形式与 膜脂质或蛋白质结 合，形成糖脂或糖 蛋白。 有些作为膜受体的“可识别”部分，能特异地与激 素递质等结合。 二、细胞膜的跨膜物质转运功能 被

2、动转运 主动转运 指物质顺 电位或化学梯 度的转运过程 。 指物质逆浓 度梯度或电位梯 度的转运过程。 （一）被动转运(passive transport) 概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。 特点： 不耗能（转运动力依赖物质的电-化学梯 度所贮存的势能） 依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 顺电-化学梯度进行 分类： 单纯扩散 易化扩散 1.单纯扩散(simple diffusion) (1)概念:一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓 度一侧移动的过程。 CO2i CO2o O2o O2i (2)特点: 扩散速率高 无饱和性 不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 不需另外消耗能量 扩散量与浓度梯

3、度、温度和膜通透性呈正相关 ，用扩散通量（mol or mol数/min.cm2)表示。 (3)转运的物质： O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固醇 类激素 等少数几种。 注：膜对H2O具高度通透性，H2O除单纯扩散外 ，还可通过水通道跨膜转运。 2.易化扩散(facilitated diffusion) (1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质, 需特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向 低浓度一侧移动的过程。 (2)分类: 经载体的易化扩散 经通道的易化扩散 （1）经通道的易化扩散 转运的物质:各种带电离子 K+i K+o Na+o Na+i （2）经载体的易

4、化扩散 转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质 (3)特点: 需依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 不需另外消耗能量 选择性（特殊膜蛋白质本身有结构特异性） 饱和性（结合位点是有限的） 竟争性（经同一特殊膜蛋白质转运） 浓度和电压依从性（特殊膜蛋白质的变构是有 条件的，如化学门控通道、电压门控通道） (二)主动转运(active transport) 概念：指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。 特点：需要消耗能量,能量由分解ATP来提供； 依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”； 是逆电-化学梯度进行的。 分类： 入胞和出胞式转运。 继发性主动转运（简称：联合转运）； 原发性主动转运（

5、简称：泵转运）； 如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等 1.泵转运Na+-K+泵 2. Na+-K+泵又称Na+-K+-ATPase，简称钠泵。 当Na+i K+o时， 都可被激活 ，ATP分解 产生能量， 将胞内的3 个Na+移至 胞外和将胞 外的2个K+ 移入胞内。 通道转运与钠-钾泵转运模式图 钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转 运的提供了动力（如葡萄糖、氨基酸的吸收：Na+- 载体-葡萄糖、Na+-载体-氨基酸的复合体形式进行的 联合转运）。 维持Na+o高、K+i高 原先的不均匀分布状态 2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外 分解ATP产生能量 当Na+i/K+

6、o激活钠-钾泵: 2.继发性主动转运 概念：间接利用ATP能量的主动转运过程。 即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量 非直接来自ATP的分解，是来自膜两侧Na+差，而 Na+差是Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。 分类： 同向转运 逆向转运 3.入胞和出胞式转运 一些大分子物质或团块进出细胞,是通过 细胞本身的吞吐活动进行的,亦可属于主动转 运过程。 出胞:指细胞把成块的内容物由细胞内排 出的过程。 主要见于细胞的分泌过程：如激素、神 经递质、消化液的分泌。 入胞:指细胞外的大分子物质或团块进入 细胞的过程。 分 为：吞噬=转运物质为固体; 吞饮=转运物质为液体。 分泌物排出 融合处

7、出现裂口 囊泡向质膜内侧移动 膜性结构包被=分泌囊泡 高尔基复合体 粗面内质网合成蛋白性分泌物出胞： 囊泡膜与质膜的某点接触并融合 囊泡的膜成为细胞膜的组成部分 细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合=复合物 复合物向膜表面的“有被小窝”移动 “有被小窝”处的膜凹陷 凹陷膜与细胞膜断离=吞食泡 吞食泡与胞内体的膜性结构相融合 入胞: 复习思考题 1.简述细胞膜物质转运有哪些方式？ 2.Na+-K+泵的作用意义？ 3.在一般生理情况下,每分解一分子ATP,钠泵运转可 使( ) A.2个钠离子移出膜外 B.2个钾离子移入膜内 C.2个钠离子移出膜外,同时有2个钾离子移入膜内 D.3个钠离子

8、移出膜外,同时有2个钾离子移入膜内 E.2个钠离子移出膜外,同时有3个钾离子移入膜内 D 4、细胞膜的脂质双分子层是( ) A.细胞内容物和细胞环境间的屏障 B.细胞接受外界和其他细胞影响的门户 C.离子进出细胞的通道 D.受体的主要成分 E.抗原物质 5、葡萄糖进入红细胞膜是属于( ) A.单纯扩散 B.主动转运 C.易化扩散 D.入胞作用 E.吞饮 A C 第二节 细胞的跨膜信号转导功能 多细胞生物体必须具备完善的信号转导系统以 协调其正常的生理功能。细胞间传递信息的物质多 达几百种：如递质、激素、细胞因子等。 跨膜信号转导主要涉及到：胞外信号的识别与 结合、信号转导、胞内效应等三个环节。

9、 跨膜信号转导方式大体有以下三类： 离子通道介导的信号转导 酶偶联受体介导的信号转导 G蛋白偶联受体介导的信号转导 一、离子通道介导的信号转导 离子通道大体有：化学、电压、机械性门控通道 如： 化学性胞外信号(ACh) ACh + 受体=复合体 终板膜变构=离子通道开放 Na+内流 终板膜电位 骨骼肌收缩 膜外N端：识别、结合第一信使 膜内C端：激活G蛋白 二、G蛋白偶联受体介导的信号转导 (一) cAMP信号通路 神经递质、激素等（第一信使） 兴奋性G蛋白(GS) 激活腺苷酸环化酶(AC) ATP cAMP（第二信使 ） 细胞内生物效应 激活cAMP依赖的蛋白激酶A 结合G蛋白偶联受体 激活

10、G蛋白(与、亚单位分离) 膜外N端：识别、结合第一信使 膜内C端：激活G蛋白 (二) 磷脂酰肌醇信号通路 激素（第一信使） 兴奋性G蛋白(GS) 激活磷脂酶C(PLC) PIP2 (第二信使） IP3 和 DG 激 活 蛋白激酶C 内质网 释放Ca2+ 激活G蛋白(与、亚单位分离) 细胞内生物效应 结合G蛋白偶联受体 三、酶偶联受体介导 的信号转导 受体本身具有酶的 活性，又称受体酪氨酸 激酶。生长因子 与受体酪氨酸激酶结合 细胞内生物效应 膜外N端：识别、结合第一信使 膜内C端：具有酪氨酸激酶活性 特点：信号转导与G蛋白 无关；无第二信使的产 生；无细胞质中蛋白激 酶的激活。 受体酪氨酸激酶

11、介导的信号转导图示 复习思考题 1.细胞间通讯有哪些方式？各种方式之间有何 不同？ 2.通过细胞表面受体介导的跨膜信号转导有哪 几种方式？比较各种方式之间的异同。 3.试述细胞信号转导的基本特征。 4.试比较G蛋白偶联受体介导的几种信号通路之 间的异同。 5.概述受体酪氨酸介酶介导的信号通路的组成 、特点及其主要功能。 概 述 恩格斯在100多年前就指出：“地球上 几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的 变化”。人体及生物体活细胞在安静和活动 时都存在电活动，这种电活动称为生物电现 象（bioelectricity）。细胞生物电现象是 普遍存在的，临床上广泛应用的心电图、脑 电图、肌电图及视网

12、膜电图等就是这些不同 器官和组织活动时生物电变化的表现。 第三节 细胞的跨膜电变化 “ 一、细胞的生物电现象 静息电位：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内 外存在的恒定电位差。 动作电位：细胞活动时，细胞膜内外存在的变化 的电位波动。 2.RP实验现象 ： （一）静息电位(resting potential RP) 1.概 念 ：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外 存在的电位差。 2.实验现象： 3.证明RP的实验： （甲）当A、B电极都位于 细胞膜外，无电位改变， 证明膜外无电位差。 （乙）当A电极位于细胞 膜外， B电极插入膜内时 ，有电位改变，证明膜内 、外间有电位差。 （丙）当A、B电极

13、都位于 细胞膜内，无电位改变， 证明膜内无电位差。 4.与RP相关的概念： 静息电位:细胞处于相对安静状态时，细 胞膜内外存在的电位差。 膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以又 称为膜电位（membrane potential）。 习惯叫法:因膜内电位低于膜外，习惯上 RP指的是膜内负电位。 RP值:哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细 胞为-70-90mV，红细胞约为-10mV左右。 RP值描述: RP膜内负电位(-70-90mV)=超极化 RP膜内负电位(-70-50mV)=去极化 （二）动作电位(action potential AP) 1.概 念：可兴奋细胞受到刺激，细胞膜在静息 电位基础上发

14、生一次短暂的、可逆的,并可向周围扩 布的电位波动称为动作电位。 2.AP实验现象 ： 去 极 化 上 升 支下降支 3.动作电位的图形 刺激 局部电位 阈电位 去极化 零电位 反极化（超射） 复极化 （负、正）后电位 4.动作电位的特征： 是非衰减式传导的电位。 具有“全或无”的现象：即同一细胞上 的AP大小不随刺激强度和传导距离而改变 的现象。 5.动作电位的意义： AP的产生是细胞兴奋的标志。 6.与AP相关的概念: 极 化:以膜为界，外正内负的状态。 去极化:膜内外电位差向小于RP值的方向变化的过程 。 超极化:膜内外电位差向大于RP值的方向变化的过程 。 复极化:去极化后再向极化状态恢

15、复的过程。 反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负 的极性反转过程。 阈电位:引发AP的临界膜电位数值。 局部电位:低于阈电位的去极化电位。 后电位：锋电位下降支最后恢复到RP水平以前，一种 时间较长、波动较小的电位变化过程。 包括：负后电位=去极化后电位，正后电位=超去极化 后电位。 二、生物电现象的产生机制 （一）化学现象 要在膜两侧形成电位差，必须 具备两个条件：膜两侧的离 子分布不均，存在浓度差； 对离子有选择性通透的膜。 膜两侧K+差是促使K+扩散的 动力，但随着K+的不断扩散， 膜两侧不断加大的电位差是K+ 继续扩散的阻力，当动力和阻 力达到动态平衡时，K+的净扩 散通量为零膜两侧的平衡电 位。 通透膜 选择性通透膜 (1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 Na+iNa+o110, K+iK+o301 Cl-iCl-o114, A-iA-o 41 （二）静息