細(xì)胞的基本功能詳解

第章細(xì)胞的基本功能詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有52頁\編輯于星期日優(yōu)選第章細(xì)胞的基本功能現(xiàn)在是2頁\一共有52頁\編輯于星期日一、細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)（復(fù)習(xí)組織學(xué)有關(guān)內(nèi)容）脂質(zhì)雙分子層（圖）細(xì)胞膜蛋白質(zhì)（圖）細(xì)胞膜糖類（圖）第一節(jié)細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)和跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能現(xiàn)在是3頁\一共有52頁\編輯于星期日細(xì)胞膜的特性1.細(xì)胞膜的流動(dòng)性：是指膜脂和膜蛋白處于不斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2.細(xì)胞膜的不對(duì)稱性：細(xì)胞膜的內(nèi)外兩層的結(jié)構(gòu)和功能有很大差異?，F(xiàn)在是4頁\一共有52頁\編輯于星期日

單純擴(kuò)散：某些脂溶性物質(zhì)，如O2、CO2等氣體分子，通過細(xì)胞膜由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)作跨膜運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。體內(nèi)一些類固醇激素雖系脂溶性物質(zhì)，理論上也能夠靠單純擴(kuò)散由細(xì)胞外液進(jìn)入胞漿內(nèi)，但同時(shí)它們也可以在某些膜蛋白質(zhì)的“幫助”下較快地進(jìn)入細(xì)胞。（一）單純擴(kuò)散（simplediffusion）二、細(xì)胞膜的跨膜物轉(zhuǎn)運(yùn)功能現(xiàn)在是5頁\一共有52頁\編輯于星期日易化擴(kuò)散：指非脂溶性或脂溶性甚小的物質(zhì)（如葡萄糖、氨基酸，Na+、K+、Ca2+等無機(jī)離子）在細(xì)胞膜一些特殊蛋白質(zhì)的“幫助”下，由膜的高濃度（高電位）一側(cè)向低濃度（低電位）一側(cè)擴(kuò)散或轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。易化擴(kuò)散至少可區(qū)分為兩種類型：一種是以蛋白質(zhì)載體為中介（Carriermedialed）的易化擴(kuò)散（圖）；另一種是以離子通道（ionchannel）為中介的易化擴(kuò)散（圖）（二）易化擴(kuò)散（facilitateddiffusion）現(xiàn)在是6頁\一共有52頁\編輯于星期日主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：指細(xì)胞通過本身的某種耗能過程將某種物質(zhì)的分子或離子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程。在細(xì)胞膜的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)中研究得最充分的是對(duì)Na+和K+的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。鈉-鉀泵（sodium-potassiumpump）：是鑲嵌在膜的脂質(zhì)雙分子層中的、具有ATP酶活性的特殊蛋白質(zhì)。它可被Na+、K+和Mg2+等離子所激活，通過分解ATP為物質(zhì)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)提供能量（圖）。（三）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（activetransport）現(xiàn)在是7頁\一共有52頁\編輯于星期日1.初級(jí)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（Na+、K+的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)）（圖）2.繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（葡萄糖的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)）（圖）（三）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)現(xiàn)在是8頁\一共有52頁\編輯于星期日現(xiàn)在是9頁\一共有52頁\編輯于星期日入胞：指細(xì)胞外某些大分子物質(zhì)或團(tuán)塊（例如侵入動(dòng)物體內(nèi)的細(xì)菌、病毒或大分子蛋白質(zhì)等）被整批轉(zhuǎn)入細(xì)胞的過程。如進(jìn)入的物質(zhì)是固體物質(zhì)，便稱為吞噬（phagocytosis）；如進(jìn)入的是液體物質(zhì)，則稱為吞飲（pinocytosis）。（四）出胞（exocytosis）和入胞（endocytosis）現(xiàn)在是10頁\一共有52頁\編輯于星期日現(xiàn)在是11頁\一共有52頁\編輯于星期日（四）出胞（exocytosis）和入胞（endocytosis）出胞：指某些大分子物質(zhì)或團(tuán)塊由細(xì)胞排出的過程。例如，腺細(xì)胞分泌某些酶和粘液，內(nèi)分泌腺分泌激素以及神經(jīng)末稍釋放遞質(zhì)等都屬于出胞作用?，F(xiàn)在是12頁\一共有52頁\編輯于星期日三、細(xì)胞膜的受體功能受體：是指細(xì)胞擁有的能夠識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體(化學(xué)物質(zhì))的蛋白質(zhì)大分子，它于配體結(jié)合后，啟動(dòng)一系列過程，最終引發(fā)細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)。分為細(xì)胞膜受體、胞漿受體和核受體?，F(xiàn)在是13頁\一共有52頁\編輯于星期日三、細(xì)胞膜的受體功能(一)膜受體的分子結(jié)構(gòu)多為糖蛋白，亦有脂蛋白和糖脂蛋白，包括三個(gè)部分：1.分辨部(識(shí)別部、調(diào)節(jié)亞單位)2.效應(yīng)部(效應(yīng)器、催化亞單位)3.轉(zhuǎn)換部(傳導(dǎo)部)現(xiàn)在是14頁\一共有52頁\編輯于星期日三、細(xì)胞膜的受體功能(二)膜受體的特征

1.特異性2.飽和性3.可逆性現(xiàn)在是15頁\一共有52頁\編輯于星期日三、細(xì)胞膜的受體功能(三)膜受體的激動(dòng)劑和阻斷劑1.激動(dòng)劑：與受體結(jié)合后引起特定的生物學(xué)效應(yīng)的物質(zhì)。2.阻斷劑：能與受體結(jié)合，但結(jié)合后不能引發(fā)特定的生物學(xué)效應(yīng)?，F(xiàn)在是16頁\一共有52頁\編輯于星期日第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信息傳遞功能一、跨膜信息傳遞的概念

跨膜信息傳遞（transmembranesignalingtransmission）(舉例闡明其內(nèi)涵)現(xiàn)在是17頁\一共有52頁\編輯于星期日（一）通過膜受體-通道蛋白質(zhì)完成的跨膜信息傳遞受體（receptor）：指細(xì)胞中（包括細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)）某些能與激素、遞質(zhì)和其它生物活性物質(zhì)結(jié)合，并能引起特定生物學(xué)效應(yīng)的特殊結(jié)構(gòu)。通常是存在于細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì)，主要是球狀蛋白，也有的是糖蛋白或脂蛋白。通道（ionchannel）可分為化學(xué)門控通道（chemically-gatedchannel）和電壓門控通道（voltage-gatedchannel）(圖)

。二、跨膜信息傳遞的主要方式現(xiàn)在是18頁\一共有52頁\編輯于星期日1.由膜受體、G蛋白和腺苷酸環(huán)化酶組成的跨膜信息傳遞系統(tǒng)2.由膜受體、G蛋白和磷脂酶C組成的跨膜信息傳遞系統(tǒng)（二）由膜受體、G蛋白和膜的效應(yīng)器酶組成的跨膜信息傳遞系統(tǒng)現(xiàn)在是19頁\一共有52頁\編輯于星期日

G蛋白：鳥苷酸結(jié)合蛋白的簡稱，有10多種亞型，但其結(jié)構(gòu)和功能極為相似。G蛋白通常由α、β和γ3個(gè)亞單位組成，其中α亞單位起催化作用。無活性的G蛋白（抑制性G蛋白）與1分子GDP結(jié)合；已激活的G蛋白（興奮性G蛋白）其α亞單位與GDP和其它2個(gè)亞單位分離，而與1分子GTP結(jié)合，并對(duì)膜的效應(yīng)器酶起催化作用，后者的激活可引起胞漿中第二信使生成增加或減少（圖）。（二）由膜受體、G蛋白和膜的效應(yīng)器酶組成的跨膜信息傳遞系統(tǒng)現(xiàn)在是20頁\一共有52頁\編輯于星期日

第二信使：在細(xì)胞內(nèi)繼續(xù)傳遞激素所攜帶的調(diào)節(jié)信息的特殊化學(xué)物質(zhì)，稱為第二信使。含氮類激素的第二信使為cAMP，甾體類激素的第二信使為細(xì)胞內(nèi)的激素-受體復(fù)合物。此外，Ca2+、cGMP、前列腺素、三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DG）也可作為第二信使。（圖）（二）由膜受體、G蛋白和膜的效應(yīng)器酶組成的跨膜信息傳遞系統(tǒng)現(xiàn)在是21頁\一共有52頁\編輯于星期日如胰島素和細(xì)胞生長因子等的跨膜信息傳遞過程，其特點(diǎn)：

1.無G蛋白參與

2.無第二信使產(chǎn)生和胞漿中蛋白激酶的激活

3.該受體的膜內(nèi)肽段具有磷酸激酶活性，磷酸化的位點(diǎn)是底物蛋白中的酪氨酸殘基，并由此實(shí)現(xiàn)細(xì)胞外信息對(duì)細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)。（三）由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信息傳遞現(xiàn)在是22頁\一共有52頁\編輯于星期日第三節(jié)細(xì)胞的生長、增殖、凋亡與保護(hù)(一)細(xì)胞的生長與增殖生長：細(xì)胞體積的增大增殖：細(xì)胞數(shù)量的增加細(xì)胞生長細(xì)胞表面積/體積變小細(xì)胞不穩(wěn)定細(xì)胞分裂細(xì)胞增殖細(xì)胞表面積/體積變大細(xì)胞生長細(xì)胞表面積/體積變小……細(xì)胞周期：細(xì)胞從一次分裂結(jié)束到下一次分裂完成的整個(gè)過程，分四個(gè)時(shí)期：S期(DNA合成期)、C2期(從S期結(jié)束到分裂期開始)、M期(有絲分裂期)、C1期(從M期結(jié)束到S期開始)現(xiàn)在是23頁\一共有52頁\編輯于星期日(二)細(xì)胞凋亡(apoptosis)1.細(xì)胞凋亡的概念：細(xì)胞由基因決定的自動(dòng)結(jié)束生命的過程。又稱細(xì)胞編程性死亡(programmedcelldeath,PCD)。2.細(xì)胞凋亡的意義：更新機(jī)體衰老、死亡細(xì)胞。3.細(xì)胞凋亡的特征：細(xì)胞單個(gè)脫落、核纖層蛋白降解、染色質(zhì)不附著于核基質(zhì)而逐漸瓦解，DNA斷裂成片段，DNA的修復(fù)能力受到抑制，肌動(dòng)蛋白的水解使細(xì)胞受到破壞。(遺傳控制下的衰老死亡)2002年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)分別授予了英國科學(xué)家悉尼布雷內(nèi)、美國科學(xué)家羅伯特霍維茨和英國科學(xué)家約翰蘇爾斯頓，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了器官發(fā)育和“程序性細(xì)胞死亡”過程中的基因規(guī)則?，F(xiàn)在是24頁\一共有52頁\編輯于星期日(三)細(xì)胞保護(hù)細(xì)胞對(duì)于各種有害因素的適應(yīng)能力或抵御能力。細(xì)胞保護(hù)的方式：1.直接細(xì)胞保護(hù)：指某些細(xì)胞合成物或藥物對(duì)細(xì)胞的直接保護(hù)作用。2.適應(yīng)性細(xì)胞保護(hù)：自然的適應(yīng)性防御?，F(xiàn)在是25頁\一共有52頁\編輯于星期日第四節(jié)細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象一、細(xì)胞的興奮性（一）興奮性和興奮的含義

興奮性（excitability）：細(xì)胞受到刺激后具有產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力或特性，稱為興奮性。

興奮（excitation）：細(xì)胞受刺激后產(chǎn)生了動(dòng)作電位，稱為興奮?，F(xiàn)在是26頁\一共有52頁\編輯于星期日

1.刺激的強(qiáng)度

閾強(qiáng)度（thresholdintensity）：引起組織細(xì)胞產(chǎn)生興奮的最小刺激強(qiáng)度。閾刺激閾下刺激閾上刺激

2.刺激的持續(xù)時(shí)間

時(shí)間閾值：引起組織產(chǎn)生興奮的最短刺激作用時(shí)間

3.強(qiáng)度-時(shí)間變化率

強(qiáng)度—時(shí)間變化曲線（圖）基強(qiáng)度（rheobase）時(shí)值（chronaxie）（二）刺激引起興奮的條件現(xiàn)在是27頁\一共有52頁\編輯于星期日絕對(duì)不應(yīng)期（absoluterefractoryperiod）相對(duì)不應(yīng)期（relativerefractoryperiod）超常期（supranormalperiod）低常期（subnormalperiod）（三）組織興奮性的變化現(xiàn)在是28頁\一共有52頁\編輯于星期日生物電現(xiàn)象：細(xì)胞在靜息或活動(dòng)狀態(tài)下所伴隨的各種電現(xiàn)象（離子電流、溶液導(dǎo)電、靜息電位、動(dòng)作電位等）總稱為生物電現(xiàn)象。極化（polarization）：靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜外為正電位，膜內(nèi)為負(fù)電位的狀態(tài)，稱為極化。去極化（depolarization）：生物膜受到刺激或損傷后，膜內(nèi)外的電位差逐漸減小，極化狀態(tài)逐步消除，此種過程稱為去極化。復(fù)極化（repolarization）：由去極化狀態(tài)恢復(fù)到靜息時(shí)膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài)的過程，稱為復(fù)極化。超極化（hyperpolarization）：原有極化程度增強(qiáng)，靜息電位的絕對(duì)值增大，興奮性降低的狀態(tài)。二、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象現(xiàn)在是29頁\一共有52頁\編輯于星期日1.靜息電位的概念

靜息電位（restingpotential）：細(xì)胞未受刺激時(shí)，存在于膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。

K+的平衡電位（equilibriumpotential）：當(dāng)膜內(nèi)外K+濃度差所形成的向外擴(kuò)散力量和阻止K+繼續(xù)外流的電場力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，K+的凈通量為零，此時(shí)所形成的電位差穩(wěn)定于某一數(shù)值而不再增加，此電位差稱為K+的平衡電位。（一）靜息電位Nernst公式：Ek=RTZF·ln[K+]0[K+]i2.靜息電位形成的機(jī)理現(xiàn)在是30頁\一共有52頁\編輯于星期日1.動(dòng)作電位的概念動(dòng)作電位（actionpotential）：細(xì)胞膜受到刺激后，在靜息電位的基礎(chǔ)上膜兩側(cè)電位所發(fā)生的快速、可逆的倒轉(zhuǎn)和復(fù)原。（二）動(dòng)作電位現(xiàn)在是31頁\一共有52頁\編輯于星期日2.動(dòng)作電位形成的機(jī)理

鋒電位（spikepotential）：構(gòu)成動(dòng)作電位主要部分的一次短促而尖銳的脈沖樣變化，是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。后電位（afterpotential）：繼鋒電位后所出現(xiàn)的電位波動(dòng)，可分為負(fù)后電位（去極化后電位）和正后電位（超極化后電位）。它代表細(xì)胞興奮后興奮性的恢復(fù)過程。（圖）現(xiàn)在是32頁\一共有52頁\編輯于星期日3.動(dòng)作電位傳導(dǎo)(1)無髓神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)(2)有髓神經(jīng)纖維（圖）的傳導(dǎo)現(xiàn)在是33頁\一共有52頁\編輯于星期日作業(yè)一、名詞解釋1.鈉－鉀泵2.靜息電位3.動(dòng)作電位二、問答題1.根據(jù)離子學(xué)說，闡明靜息電位和動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制。2.簡述跨膜信號(hào)傳導(dǎo)的主要方式。3.動(dòng)作電位的傳導(dǎo)?，F(xiàn)在是34頁\一共有52頁\編輯于星期日TheEnd現(xiàn)在是35頁\一共有52頁\編輯于星期日現(xiàn)在是36頁\一共有52頁\編輯于星期日NEXT現(xiàn)在是37頁\一共有52頁\編輯于星期日現(xiàn)在是38頁\一共有52頁\編輯于星期日現(xiàn)在是39頁\一共有52頁\編輯于星期日現(xiàn)在是40頁\一