细胞的基本功能详解

第章细胞的基本功能详解演示文稿目前一页\总数五十二页\编于十七点优选第章细胞的基本功能目前二页\总数五十二页\编于十七点一、细胞膜的基本结构（复习组织学有关内容）脂质双分子层（图）细胞膜蛋白质（图）细胞膜糖类（图）第一节细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能目前三页\总数五十二页\编于十七点细胞膜的特性1.细胞膜的流动性：是指膜脂和膜蛋白处于不断运动状态2.细胞膜的不对称性：细胞膜的内外两层的结构和功能有很大差异。目前四页\总数五十二页\编于十七点

单纯扩散：某些脂溶性物质，如O2、CO2等气体分子，通过细胞膜由高浓度一侧向低浓度一侧作跨膜运动或转运的过程。体内一些类固醇激素虽系脂溶性物质，理论上也能够靠单纯扩散由细胞外液进入胞浆内，但同时它们也可以在某些膜蛋白质的“帮助”下较快地进入细胞。（一）单纯扩散（simplediffusion）二、细胞膜的跨膜物转运功能目前五页\总数五十二页\编于十七点易化扩散：指非脂溶性或脂溶性甚小的物质（如葡萄糖、氨基酸，Na+、K+、Ca2+等无机离子）在细胞膜一些特殊蛋白质的“帮助”下，由膜的高浓度（高电位）一侧向低浓度（低电位）一侧扩散或转运的过程。易化扩散至少可区分为两种类型：一种是以蛋白质载体为中介（Carriermedialed）的易化扩散（图）；另一种是以离子通道（ionchannel）为中介的易化扩散（图）（二）易化扩散（facilitateddiffusion）目前六页\总数五十二页\编于十七点主动转运：指细胞通过本身的某种耗能过程将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。在细胞膜的主动转运中研究得最充分的是对Na+和K+的主动转运过程。钠-钾泵（sodium-potassiumpump）：是镶嵌在膜的脂质双分子层中的、具有ATP酶活性的特殊蛋白质。它可被Na+、K+和Mg2+等离子所激活，通过分解ATP为物质主动转运提供能量（图）。（三）主动转运（activetransport）目前七页\总数五十二页\编于十七点1.初级主动转运（Na+、K+的主动转运）（图）2.继发性主动转运（葡萄糖的主动转运）（图）（三）主动转运目前八页\总数五十二页\编于十七点目前九页\总数五十二页\编于十七点入胞：指细胞外某些大分子物质或团块（例如侵入动物体内的细菌、病毒或大分子蛋白质等）被整批转入细胞的过程。如进入的物质是固体物质，便称为吞噬（phagocytosis）；如进入的是液体物质，则称为吞饮（pinocytosis）。（四）出胞（exocytosis）和入胞（endocytosis）目前十页\总数五十二页\编于十七点目前十一页\总数五十二页\编于十七点（四）出胞（exocytosis）和入胞（endocytosis）出胞：指某些大分子物质或团块由细胞排出的过程。例如，腺细胞分泌某些酶和粘液，内分泌腺分泌激素以及神经末稍释放递质等都属于出胞作用。目前十二页\总数五十二页\编于十七点三、细胞膜的受体功能受体：是指细胞拥有的能够识别和选择性结合某种配体(化学物质)的蛋白质大分子，它于配体结合后，启动一系列过程，最终引发细胞的生物学效应。分为细胞膜受体、胞浆受体和核受体。目前十三页\总数五十二页\编于十七点三、细胞膜的受体功能(一)膜受体的分子结构多为糖蛋白，亦有脂蛋白和糖脂蛋白，包括三个部分：1.分辨部(识别部、调节亚单位)2.效应部(效应器、催化亚单位)3.转换部(传导部)目前十四页\总数五十二页\编于十七点三、细胞膜的受体功能(二)膜受体的特征

1.特异性2.饱和性3.可逆性目前十五页\总数五十二页\编于十七点三、细胞膜的受体功能(三)膜受体的激动剂和阻断剂1.激动剂：与受体结合后引起特定的生物学效应的物质。2.阻断剂：能与受体结合，但结合后不能引发特定的生物学效应。目前十六页\总数五十二页\编于十七点第二节细胞的跨膜信息传递功能一、跨膜信息传递的概念

跨膜信息传递（transmembranesignalingtransmission）(举例阐明其内涵)目前十七页\总数五十二页\编于十七点（一）通过膜受体-通道蛋白质完成的跨膜信息传递受体（receptor）：指细胞中（包括细胞膜和细胞内）某些能与激素、递质和其它生物活性物质结合，并能引起特定生物学效应的特殊结构。通常是存在于细胞膜或细胞内的特殊蛋白质，主要是球状蛋白，也有的是糖蛋白或脂蛋白。通道（ionchannel）可分为化学门控通道（chemically-gatedchannel）和电压门控通道（voltage-gatedchannel）(图)

。二、跨膜信息传递的主要方式目前十八页\总数五十二页\编于十七点1.由膜受体、G蛋白和腺苷酸环化酶组成的跨膜信息传递系统2.由膜受体、G蛋白和磷脂酶C组成的跨膜信息传递系统（二）由膜受体、G蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信息传递系统目前十九页\总数五十二页\编于十七点

G蛋白：鸟苷酸结合蛋白的简称，有10多种亚型，但其结构和功能极为相似。G蛋白通常由α、β和γ3个亚单位组成，其中α亚单位起催化作用。无活性的G蛋白（抑制性G蛋白）与1分子GDP结合；已激活的G蛋白（兴奋性G蛋白）其α亚单位与GDP和其它2个亚单位分离，而与1分子GTP结合，并对膜的效应器酶起催化作用，后者的激活可引起胞浆中第二信使生成增加或减少（图）。（二）由膜受体、G蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信息传递系统目前二十页\总数五十二页\编于十七点

第二信使：在细胞内继续传递激素所携带的调节信息的特殊化学物质，称为第二信使。含氮类激素的第二信使为cAMP，甾体类激素的第二信使为细胞内的激素-受体复合物。此外，Ca2+、cGMP、前列腺素、三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DG）也可作为第二信使。（图）（二）由膜受体、G蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信息传递系统目前二十一页\总数五十二页\编于十七点如胰岛素和细胞生长因子等的跨膜信息传递过程，其特点：

1.无G蛋白参与

2.无第二信使产生和胞浆中蛋白激酶的激活

3.该受体的膜内肽段具有磷酸激酶活性，磷酸化的位点是底物蛋白中的酪氨酸残基，并由此实现细胞外信息对细胞功能的调节。（三）由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信息传递目前二十二页\总数五十二页\编于十七点第三节细胞的生长、增殖、凋亡与保护(一)细胞的生长与增殖生长：细胞体积的增大增殖：细胞数量的增加细胞生长细胞表面积/体积变小细胞不稳定细胞分裂细胞增殖细胞表面积/体积变大细胞生长细胞表面积/体积变小……细胞周期：细胞从一次分裂结束到下一次分裂完成的整个过程，分四个时期：S期(DNA合成期)、C2期(从S期结束到分裂期开始)、M期(有丝分裂期)、C1期(从M期结束到S期开始)目前二十三页\总数五十二页\编于十七点(二)细胞凋亡(apoptosis)1.细胞凋亡的概念：细胞由基因决定的自动结束生命的过程。又称细胞编程性死亡(programmedcelldeath,PCD)。2.细胞凋亡的意义：更新机体衰老、死亡细胞。3.细胞凋亡的特征：细胞单个脱落、核纤层蛋白降解、染色质不附着于核基质而逐渐瓦解，DNA断裂成片段，DNA的修复能力受到抑制，肌动蛋白的水解使细胞受到破坏。(遗传控制下的衰老死亡)2002年诺贝尔生理学或医学奖分别授予了英国科学家悉尼布雷内、美国科学家罗伯特霍维茨和英国科学家约翰苏尔斯顿，以表彰他们发现了器官发育和“程序性细胞死亡”过程中的基因规则。目前二十四页\总数五十二页\编于十七点(三)细胞保护细胞对于各种有害因素的适应能力或抵御能力。细胞保护的方式：1.直接细胞保护：指某些细胞合成物或药物对细胞的直接保护作用。2.适应性细胞保护：自然的适应性防御。目前二十五页\总数五十二页\编于十七点第四节细胞的兴奋性和生物电现象一、细胞的兴奋性（一）兴奋性和兴奋的含义

兴奋性（excitability）：细胞受到刺激后具有产生动作电位的能力或特性，称为兴奋性。

兴奋（excitation）：细胞受刺激后产生了动作电位，称为兴奋。目前二十六页\总数五十二页\编于十七点

1.刺激的强度

阈强度（thresholdintensity）：引起组织细胞产生兴奋的最小刺激强度。阈刺激阈下刺激阈上刺激

2.刺激的持续时间

时间阈值：引起组织产生兴奋的最短刺激作用时间

3.强度-时间变化率

强度—时间变化曲线（图）基强度（rheobase）时值（chronaxie）（二）刺激引起兴奋的条件目前二十七页\总数五十二页\编于十七点绝对不应期（absoluterefractoryperiod）相对不应期（relativerefractoryperiod）超常期（supranormalperiod）低常期（subnormalperiod）（三）组织兴奋性的变化目前二十八页\总数五十二页\编于十七点生物电现象：细胞在静息或活动状态下所伴随的各种电现象（离子电流、溶液导电、静息电位、动作电位等）总称为生物电现象。极化（polarization）：静息状态下，细胞膜外为正电位，膜内为负电位的状态，称为极化。去极化（depolarization）：生物膜受到刺激或损伤后，膜内外的电位差逐渐减小，极化状态逐步消除，此种过程称为去极化。复极化（repolarization）：由去极化状态恢复到静息时膜外为正、膜内为负的极化状态的过程，称为复极化。超极化（hyperpolarization）：原有极化程度增强，静息电位的绝对值增大，兴奋性降低的状态。二、细胞的生物电现象目前二十九页\总数五十二页\编于十七点1.静息电位的概念

静息电位（restingpotential）：细胞未受刺激时，存在于膜内外两侧的电位差。

K+的平衡电位（equilibriumpotential）：当膜内外K+浓度差所形成的向外扩散力量和阻止K+继续外流的电场力达到动态平衡时，K+的净通量为零，此时所形成的电位差稳定于某一数值而不再增加，此电位差称为K+的平衡电位。（一）静息电位Nernst公式：Ek=RTZF·ln[K+]0[K+]i2.静息电位形成的机理目前三十页\总数五十二页\编于十七点1.动作电位的概念动作电位（actionpotential）：细胞膜受到刺激后，在静息电位的基础上膜两侧电位所发生的快速、可逆的倒转和复原。（二）动作电位目前三十一页\总数五十二页\编于十七点2.动作电位形成的机理

锋电位（spikepotential）：构成动作电位主要部分的一次短促而尖锐的脉冲样变化，是细胞兴奋的标志。后电位（afterpotential）：继锋电位后所出现的电位波动，可分为负后电位（去极化后电位）和正后电位（超极化后电位）。它代表细胞兴奋后兴奋性的恢复过程。（图）目前三十二页\总数五十二页\编于十七点3.动作电位传导(1)无髓神经纤维的传导(2)有髓神经纤维（图）的传导目前三十三页\总数五十二页\编于十七点作业一、名词解释1.钠－钾泵2.静息电位3.动作电位二、问答题1.根据离子学说，阐明静息电位和动作电位产生的机制。2.简述跨膜信号传导的主要方式。3.动作电位的传导。目前三十四页\总数五十二页\编于十七点TheEnd目前三十五页\总数五十二页\编于十七点目前三十六页\总数五十二页\编于十七点NEXT目前三十七页\总数五十二页\编于十七点目前三十八页\总数五十二页\编于十七点目前三十九页\总数五十二页\编于十