細(xì)胞的基本功能
Ø 細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)和跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能
Ø 細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能
Ø 細(xì)胞的生物電現(xiàn)象
Ø 肌肉的收縮功能
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
l 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成
l 細(xì)胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能
細(xì)胞膜的功能:
1、屏障作用(保護(hù)作用)
2、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、通信、識(shí)別功能
3、參與機(jī)體免疫、細(xì)胞分裂、分化及癌變等生理病理過程
一、膜的化學(xué)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(diǎn)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(gè)gydjdsj.org.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(tuán),因而它總是朝向細(xì)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(tuán),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(dòng)性
(二)細(xì)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(yùn)功能、受體功能、免疫功能、酶的功能等
(三)細(xì)胞膜糖類
細(xì)胞膜所含糖類甚少,主要是一些寡糖和多糖鏈,存在于細(xì)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(xì)胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能
² 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)
² 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)
² 胞納與胞吐
(一)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(passivetransport)
概念:順濃度差擴(kuò)散,不需要消耗能量的轉(zhuǎn)運(yùn)方式
類型:單純擴(kuò)散與易化擴(kuò)散
1、單純擴(kuò)散(simplediffusion)
指脂溶性的溶質(zhì)分子順濃度差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn),又稱為溶解擴(kuò)散。
如O2 、CO2
2、易化擴(kuò)散(facilitateddiffusion)
非脂溶性或脂溶性很小的小分子物質(zhì),借助于細(xì)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(yùn)。
有通道介導(dǎo)與載體介導(dǎo)的兩種易化擴(kuò)散
(1)由通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)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(xué)門控通道)
機(jī)械門控通道
(2)由載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散
載體蛋白質(zhì)的特點(diǎn)
①高度特異性
②飽和現(xiàn)象
③競爭性抑制
(二)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)
概念:指細(xì)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(jìn)行的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。
如被轉(zhuǎn)運(yùn)的是某種離子,則離子移動(dòng)除受濃度差的影響外,還受當(dāng)時(shí)電場力的影響,亦即當(dāng)最終的平衡點(diǎn)達(dá)到時(shí),膜兩側(cè)的電-化學(xué)勢的差應(yīng)為零。
鈉-鉀泵(鈉泵、鈉-鉀依賴性ATP酶)
對細(xì)胞的生存和活動(dòng)可能是最重要的,各種細(xì)胞的細(xì)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(xì)胞內(nèi)的Na+移出膜外,同時(shí)把細(xì)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(xì)胞膜上的鈉泵活動(dòng)的意義是:
①由鈉泵活動(dòng)造成的細(xì)胞內(nèi)高K+,保持細(xì)胞的正常興奮能力,保證了新陳代謝的 正常進(jìn)行。
②能阻止細(xì)胞外的Na+及水進(jìn)入細(xì)胞,從而維持細(xì)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。
gydjdsj.org.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(tuán)塊進(jìn)出細(xì)胞的過程。
類型:
1、胞納:指細(xì)胞外某些物質(zhì)團(tuán)塊(如侵入體內(nèi)的細(xì)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(jìn)入細(xì)胞的過程。
有吞噬與胞飲之分。
2、胞吐:主要見于細(xì)胞的分泌活動(dòng)。
第三節(jié) 細(xì)胞生物電現(xiàn)象
生物電現(xiàn)象的研究是同生物組織或細(xì)胞的另一重要特性--興奮性的研究相伴隨進(jìn)行。
興奮:產(chǎn)生動(dòng)作電位的過程或動(dòng)作電位。
興奮性:細(xì)胞在受刺激時(shí)產(chǎn)生動(dòng)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(xì)胞生命活動(dòng)中伴隨的電現(xiàn)象。
微電極方法測定
膜電位:以細(xì)胞膜為界,膜內(nèi)外的電位差。
二、細(xì)胞的跨膜靜息電位和動(dòng)作電位
細(xì)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(shí)具有的靜息電位(RP)和它們興奮時(shí)具有的動(dòng)作電位(AP)。
概念
極化:正常細(xì)胞在安靜時(shí)膜電位處于內(nèi)負(fù)外正的狀態(tài)
去極化(除極化):膜內(nèi)電位負(fù)值減少
超極化:膜內(nèi)電位負(fù)值增大
復(fù)極化:細(xì)胞發(fā)生去極化后,膜電位又恢復(fù)到極化狀態(tài)。
(一)靜息電位及其產(chǎn)生機(jī)制
1、概念:細(xì)胞在生理靜息狀態(tài)下的內(nèi)負(fù)外正的跨膜電位。
2、產(chǎn)生機(jī)制:
a.細(xì)胞內(nèi)外離子分布不均等,細(xì)胞內(nèi)K+濃度為細(xì)胞外的30倍;
b.安靜狀態(tài)下,細(xì)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(dòng)作電位及其產(chǎn)生機(jī)制
1、概念:細(xì)胞受到刺激后,在靜息電位的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的擴(kuò)布性電位變化。
2、產(chǎn)生機(jī)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(diǎn)是Na+ 內(nèi)流的平衡電位
c.復(fù)極化:K+外流
d.后電位:鈉-鉀泵
3、意義:興奮的標(biāo)志
4、特征: “全或無”,可擴(kuò)播性,不衰減傳導(dǎo)
三、興奮的引起和興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)
一定的強(qiáng)度
一定的持續(xù)時(shí)間
一定的時(shí)間-強(qiáng)度變化率
閾值(強(qiáng)度閾值):在刺激作用時(shí)間和強(qiáng)度-時(shí)間變化率固定不變的條件下,能引起組織細(xì)胞興奮所需的最小刺激強(qiáng)度。
。饬颗d奮性高低的指標(biāo)。
(一)刺激引起興奮的條件
閾電位:當(dāng)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(dòng)作電位,這個(gè)臨界值稱。
(二)閾電位與動(dòng)作電位
1、局部反應(yīng):閾下刺激引起的細(xì)胞膜上的電位變化。
2、特征:
a.電位隨刺激強(qiáng)度增加而增加
b.不能遠(yuǎn)傳,只限于局部
c.可以總和
d.使臨近細(xì)胞膜形成電緊張(提高其興奮性)
(三)閾下刺激、局部反應(yīng)及其總和
1、絕對不應(yīng)期
2、相對不應(yīng)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(xì)胞上的傳導(dǎo)
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(xué)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(qiáng)直收縮
(二)肌肉收縮的力學(xué)分析
1、前負(fù)荷
2、后負(fù)荷
3、肌肉收縮能力
總 結(jié)
*掌握:
1、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)與主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的概念、特點(diǎn)
2、靜息電位的概念、形成機(jī)制
3、動(dòng)作電位的概念、形成機(jī)制、特征、傳導(dǎo)
4、閾電位的概念及意義