細(xì)胞分子結(jié)構(gòu)與功能課件

1、第二章 細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)和基本功能第三節(jié) 細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第五節(jié) 細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象第六節(jié) 肌細(xì)胞的收縮功能第四節(jié) 細(xì)胞跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能第三節(jié) 細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 一、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)（一）脂質(zhì)雙分子層 液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層（二）細(xì)胞膜蛋白質(zhì) 鑲嵌或貫穿于脂質(zhì)雙分子層中（三）細(xì)胞膜糖類 二、細(xì)胞膜的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 概念：擴(kuò)散 1.單純擴(kuò)散(simple diffusion) (1)概念:一些脂溶性物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過程。2.易化擴(kuò)散(facilitated diffusion) (1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物質(zhì),需特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助”下,由膜的

2、高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過程。 (2)分類: 經(jīng)通道的易化擴(kuò)散 經(jīng)載體的易化擴(kuò)散（1）經(jīng)通道的易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì):各種帶電離子被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(passive transport) 概念：物質(zhì)順電位或化學(xué)梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 特點(diǎn)： 不耗能（依賴電-化學(xué)梯度的勢(shì)能） 依靠或不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助” 順電-化學(xué)梯度進(jìn)行 分類： 單純擴(kuò)散 易化擴(kuò)散 (二)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(active transport) 指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 特點(diǎn)：需要消耗能量,能量由分解ATP來提供； 依靠特殊膜蛋白質(zhì)(泵)的“幫助”； 是逆電-化學(xué)梯度進(jìn)行的。 分類：原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)； 如:Na+-K+泵、H+-K+泵

3、等 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)； 入胞和出胞式轉(zhuǎn)運(yùn)。泵轉(zhuǎn)運(yùn)Na+-K+泵（Na+-K+-ATPase）鈉泵的生理意義：建立勢(shì)能儲(chǔ)備細(xì)胞內(nèi)高鉀是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必要條件造成離子的不均衡分布維持細(xì)胞正常的體積2.繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)3.入胞和出胞式轉(zhuǎn)運(yùn)出胞：細(xì)胞膜上的受體對(duì)物質(zhì)的“辨認(rèn)”發(fā)生特異性結(jié)合=復(fù)合物復(fù)合物向膜表面的“有被小窩”移動(dòng)“有被小窩”處的膜凹陷凹陷膜與細(xì)胞膜斷離=吞食泡吞食泡與胞內(nèi)體的膜性結(jié)構(gòu)相融合入胞:入胞: 概 述 恩格斯在100多年前就指出：“地球上幾乎沒有一種變化發(fā)生而不同時(shí)顯示出電的變化”。人體及生物體活細(xì)胞在安靜和活動(dòng)時(shí)都存在電活動(dòng)，這種電活動(dòng)稱為生物電現(xiàn)象（bioelectrici

4、ty）。第五節(jié) 細(xì)胞的興奮性與生物電現(xiàn)象一、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象（一）靜息電位(resting potential RP) 1.概 念 ：細(xì)胞處于相對(duì)安靜狀態(tài)時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外存在的電位差。 2.RP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：3.證明RP的實(shí)驗(yàn)：（甲）當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜外，無電位改變，證明膜外無電位差。（乙）當(dāng)A電極位于細(xì)胞膜外， B電極插入膜內(nèi)時(shí)，有電位改變，證明膜內(nèi)、外間有電位差。（丙）當(dāng)A、B電極都位于細(xì)胞膜內(nèi)，無電位改變，證明膜內(nèi)無電位差。（二）動(dòng)作電位(action potential AP) 1.概 念：2.AP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：與AP相關(guān)的概念:去極相復(fù)極相超射值閾電位局部電位動(dòng)作電位的實(shí)質(zhì)：4.動(dòng)作電位

5、的特征： 是非衰減式傳導(dǎo)的電位 具有“全或無”的現(xiàn)象5.動(dòng)作電位的意義： AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。 二、生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制（一）化學(xué)現(xiàn)象 要在膜兩側(cè)形成電位差，必須具備兩個(gè)條件：膜兩側(cè)的離子分布不均，存在濃度差；對(duì)離子有選擇性通透的膜。 (1)靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)、外離子分布不勻 （二）靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制1.靜息電位的產(chǎn)生條件主要離子分布：膜內(nèi)：膜外：(2)靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性具有選擇性 通透性：K+ Cl- Na+ 靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外主要離子分布 及膜對(duì)離子通透性（三）動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制三、細(xì)胞的興奮性（一)刺激引起興奮的條件刺激強(qiáng)度、一定的持續(xù)時(shí)間、一定的強(qiáng)度-時(shí)間變化率閾

6、強(qiáng)度：刺激的持續(xù)時(shí)間保持不變時(shí)，引起組織發(fā)生興奮的最小刺激強(qiáng)度。這種刺激稱為閾刺激。時(shí)間閾值：刺激的強(qiáng)度保持不變時(shí)，引起組織發(fā)生興奮的最短持續(xù)時(shí)間。（二) 細(xì)胞興奮及其恢復(fù)過程中興奮性的變化 分 期 興奮性 與AP對(duì)應(yīng)關(guān)系 機(jī) 制絕對(duì)不應(yīng)期 降至零 鋒電位 鈉通道失活相對(duì)不應(yīng)期 漸恢復(fù) 負(fù)后電位前期 鈉通道部分恢復(fù)超常期 正常 負(fù)后電位后期 鈉通道大部恢復(fù)低常期 正常 正后電位 膜內(nèi)電位呈超極化 再生性循環(huán)閾刺激閾電位四、局部興奮局部興奮的概念及機(jī)制特點(diǎn)： 不具有“全或無”現(xiàn)象。 電緊張方式擴(kuò)布。 具有總和效應(yīng)：時(shí)間性和空間性總和。 時(shí)間性總和空間性總和五、興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)（一）傳導(dǎo)機(jī)制

7、：局部電流 （二）傳導(dǎo)方式：無髓鞘N纖維為近距離局部電流有髓鞘N纖維為遠(yuǎn)距離(跳躍式)局部電流（三）傳導(dǎo)特點(diǎn) 1、生理完整性 2、雙向性 3、相對(duì)不疲勞性 4、絕緣性 5、不衰減性或“全或無”現(xiàn)象 第六節(jié) 肌細(xì)胞的收縮功能 一、肌細(xì)胞的收縮功能（一）NM接頭處的興奮傳遞1、N-M接頭結(jié)構(gòu)接頭前膜接頭間隙接頭后膜終板膜。接頭間隙2.N-M接頭處的興奮傳遞過程當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)傳到軸突末膜Ca2通道開放，膜外Ca2向膜內(nèi)流動(dòng)接頭前膜內(nèi)囊泡移動(dòng)、融合、破裂，囊泡中ACh釋放(量子釋放)ACh與終板膜上的N2受體結(jié)合，受體蛋白分子構(gòu)型改變終板膜對(duì)Na、K (尤其是Na)通透性終板膜去極化終板電位（EPP）EP

8、P電緊張性擴(kuò)布至肌膜去極化達(dá)到閾電位爆發(fā)肌細(xì)胞膜動(dòng)作電位N-M接頭處的興奮傳遞過程膜Ca2通道開放，膜外Ca2向膜內(nèi)流動(dòng)接頭前膜內(nèi)囊泡移動(dòng)、融合、破裂，囊泡中的ACh釋放(量子釋放)ACh與終板膜上的N2受體結(jié)合，受體蛋白分子構(gòu)型改變終板膜對(duì)Na、K (尤其是Na)通透性 3.N-M接頭處的興奮傳遞特征: （1）是電-化學(xué)-電的過程：N末梢APACh受體EPP肌膜AP （2）具1對(duì)1的關(guān)系（二）骨骼肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)2.肌小節(jié): 是肌細(xì)胞收縮的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。 肌管系統(tǒng)： 橫管系統(tǒng)：T管 縱管系統(tǒng)：L管 三聯(lián)管及意義3.肌原纖維： 粗肌絲: 由肌球（肌凝）蛋白組成，其頭部有一膨大部橫橋 細(xì)肌絲:

9、肌動(dòng)（肌纖）蛋白：表面有與橫橋結(jié)合的位點(diǎn)，靜息時(shí)被原肌球蛋白掩蓋； 原肌球蛋白：靜息時(shí)掩蓋橫橋結(jié)合位點(diǎn)； 肌鈣蛋白：與Ca2+結(jié)合變構(gòu)后,使原肌球蛋白位移，暴露出結(jié)合位點(diǎn)。 1.興奮-收縮耦聯(lián) 2.肌絲滑行（三）骨骼肌收縮機(jī)制1.興奮-收縮耦聯(lián) 三個(gè)主要步驟： 肌膜電興奮的傳導(dǎo) 三聯(lián)管處的信息傳遞 肌漿網(wǎng)（縱管系統(tǒng)）中Ca2+的釋放 Ca2+是興奮-收縮耦聯(lián)的耦聯(lián)物按任意鍵飛入橫橋擺動(dòng)動(dòng)畫肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動(dòng)橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，分解ATP釋放能量原肌球蛋白位移，暴露細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿

10、2.肌絲滑行運(yùn)動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)傳至末梢N末梢對(duì)Ca2+通透性增加 Ca2+內(nèi)流入N末梢內(nèi)接頭前膜內(nèi)囊泡向前膜移動(dòng)、融合、破裂ACh釋放入接頭間隙 ACh與終板膜受體結(jié)合受體構(gòu)型改變終板膜對(duì)Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加產(chǎn)生終板電位(EPP)EPP引起肌膜AP肌膜AP沿橫管膜傳至三聯(lián)管終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)Ca2+進(jìn)入肌漿Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合 引起肌鈣蛋白的構(gòu)型改變?cè)∧鞍装l(fā)生位移暴露出細(xì)肌絲上與橫橋結(jié)合位點(diǎn)橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合激活A(yù)TP酶作用,分解ATP橫橋擺動(dòng)牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮小結(jié)：骨骼肌收縮全過程1.興奮傳遞 2.興奮-收縮（肌絲滑行）耦聯(lián)（四）骨骼肌舒張

11、機(jī)制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復(fù)極化終池膜對(duì)Ca2+通透性肌漿網(wǎng)膜Ca2+泵激活肌漿網(wǎng)膜Ca2+Ca2+與肌鈣蛋白解離原肌凝蛋白復(fù)蓋的橫橋結(jié)合位點(diǎn)骨骼肌舒張二、骨骼肌收縮的形式(一)收縮形式 1.單收縮與復(fù)合收縮: 單收縮：肌肉受到一次刺激，引起一次收縮和舒張的過程。 復(fù)合收縮:肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結(jié)束，新的收縮在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的過程。 不完全強(qiáng)直收縮 完全強(qiáng)直收縮 機(jī)制:強(qiáng)直收縮是各次單收縮的機(jī)械疊加現(xiàn)象 2.等長(zhǎng)收縮與等張收縮 等長(zhǎng)收縮:肌肉收縮時(shí),只有張力增加而長(zhǎng)度不變的收縮,稱為等長(zhǎng)收縮。 等張收縮:肌肉收縮時(shí),只有長(zhǎng)度縮短而張力不變的收縮,稱為等張收縮。 注：當(dāng)負(fù)荷小于肌張力時(shí),出現(xiàn)等張收縮； 當(dāng)負(fù)荷等于或大于肌張力時(shí),出現(xiàn)等長(zhǎng)收縮； 正常人體骨骼肌的收縮