細胞分子結構及功能

第二章細胞的分子結構和基本功能第三節(jié)細胞的跨膜物質轉運功能第五節(jié)細胞的興奮性和生物電現(xiàn)象第六節(jié)肌細胞的收縮功能第四節(jié)細胞跨膜信號轉導功能第三節(jié)細胞的跨膜物質轉運功能

一、細胞膜的分子結構（一）脂質雙分子層液態(tài)的脂質雙分子層（二）細胞膜蛋白質

鑲嵌或貫穿于脂質雙分子層中（三）細胞膜糖類

二、細胞膜的跨膜物質轉運功能

概念：擴散

1.單純擴散(simplediffusion)(1)概念:一些脂溶性物質由膜的高濃度一側向低濃度一側移動的過程。(2)轉運的物質：O2、CO2、NH3、N2、尿素、乙醚、乙醇、類固醇類激素

等少數(shù)幾種。

注：∵膜對H2O具高度通透性，∴H2O除單純擴散外，還可通過水通道跨膜轉運。2.易化擴散(facilitateddiffusion)

(1)概念:一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物質,需特殊膜蛋白質的“幫助”下,由膜的高濃度一側向低濃度一側移動的過程。

(2)分類:①經通道的易化擴散②經載體的易化擴散（1）經通道的易化擴散轉運的物質:各種帶電離子（2）經載體的易化擴散轉運的物質：葡萄糖、氨基酸等小分子親水物質被動轉運(passivetransport)

概念：物質順電位或化學梯度的轉運過程。

特點：①不耗能（依賴電-化學梯度的勢能）②依靠或不依靠特殊膜蛋白質的“幫助”③順電-化學梯度進行

分類：①單純擴散②易化擴散

(二)主動轉運(activetransport)指物質逆濃度梯度或電位梯度的轉運過程。

特點：①需要消耗能量,能量由分解ATP來提供；②依靠特殊膜蛋白質(泵)的“幫助”；③是逆電-化學梯度進行的。

分類：①原發(fā)性主動轉運；

如:Na+-K+泵、H+-K+泵等②繼發(fā)性主動轉運；③入胞和出胞式轉運。泵轉運——Na+-K+泵（Na+-K+-ATPase）通道轉運與鈉-鉀泵轉運模式圖鈉泵的生理意義：建立勢能儲備細胞內高鉀是許多代謝反應進行的必要條件造成離子的不均衡分布維持細胞正常的體積2.繼發(fā)性主動轉運3.入胞和出胞式轉運分泌物排出融合處出現(xiàn)裂口囊泡向質膜內側移動膜性結構包被=分泌囊泡高爾基復合體粗面內質網(wǎng)合成蛋白性分泌物出胞：囊泡膜與質膜的某點接觸并融合囊泡的膜成為細胞膜的組成部分出胞：細胞膜上的受體對物質的“辨認”發(fā)生特異性結合=復合物復合物向膜表面的“有被小窩”移動“有被小窩”處的膜凹陷凹陷膜與細胞膜斷離=吞食泡吞食泡與胞內體的膜性結構相融合入胞: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)生而不同時顯示出電的變化”。人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在電活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象（bioelectricity）。第五節(jié)細胞的興奮性與生物電現(xiàn)象一、細胞的生物電現(xiàn)象（一）靜息電位(restingpotentialRP)1.概念：細胞處于相對安靜狀態(tài)時，細胞膜內外存在的電位差。2.RP實驗現(xiàn)象：3.證明RP的實驗：（甲）當A、B電極都位于細胞膜外，無電位改變，證明膜外無電位差。（乙）當A電極位于細胞膜外，B電極插入膜內時，有電位改變，證明膜內、外間有電位差。（丙）當A、B電極都位于細胞膜內，無電位改變，證明膜內無電位差。

4.與RP相關的概念：

靜息電位:細胞處于相對安靜狀態(tài)時，細胞膜內外存在的電位差。膜電位:因電位差存在于膜的兩側所以又稱為膜電位（membranepotential）。靜息電位的特點：極化、去極化、超極化、復極化（二）動作電位(actionpotentialAP)1.概念：2.AP實驗現(xiàn)象：與AP相關的概念:去極相復極相超射值閾電位局部電位動作電位的實質：去極化上升支下降支3.動作電位的圖形刺激局部電位閾電位去極化零電位反極化（超射）復極化（負、正）后電位4.動作電位的特征：①是非衰減式傳導的電位②具有“全或無”的現(xiàn)象5.動作電位的意義：

AP的產生是細胞興奮的標志。

二、生物電現(xiàn)象的產生機制（一）化學現(xiàn)象要在膜兩側形成電位差，必須具備兩個條件：①膜兩側的離子分布不均，存在濃度差；②對離子有選擇性通透的膜。

(1)靜息狀態(tài)下細胞膜內、外離子分布不勻

（二）靜息電位的產生機制1.靜息電位的產生條件主要離子分布：膜內：膜外：(2)靜息狀態(tài)下細胞膜對離子的通透性具有選擇性

通透性：K+＞Cl-＞Na+＞

靜息狀態(tài)下細胞膜內外主要離子分布及膜對離子通透性（三）動作電位的產生機制三、細胞的興奮性（一)刺激引起興奮的條件刺激強度、一定的持續(xù)時間、一定的強度-時間變化率閾強度：刺激的持續(xù)時間保持不變時，引起組織發(fā)生興奮的最小刺激強度。這種刺激稱為閾刺激。時間閾值：刺激的強度保持不變時，引起組織發(fā)生興奮的最短持續(xù)時間。（二)細胞興奮及其恢復過程中興奮性的變化分期興奮性與AP對應關系機制絕對不應期降至零鋒電位鈉通道失活相對不應期漸恢復負后電位前期鈉通道部分恢復超常期＞正常負后電位后期鈉通道大部恢復低常期＜正常正后電位膜內電位呈超極化

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制特點：

①不具有“全或無”現(xiàn)象。②電緊張方式擴布。③具有總和效應：時間性和空間性總和。。

時間性總和空間性總和五、興奮在同一細胞上的傳導（一）傳導機制：局部電流

（二）傳導方式：無髓鞘N纖維為近距離局部電流有髓鞘N纖維為遠距離(跳躍式)局部電流（三）傳導特點

1、生理完整性2、雙向性3、相對不疲勞性4、絕緣性5、不衰減性或“全或無”現(xiàn)象

第六節(jié)肌細胞的收縮功能

一、肌細胞的收縮功能（一）N—M接頭處的興奮傳遞1、N-M接頭結構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神經沖動傳到軸突末膜Ca2＋通道開放，膜外Ca2＋向膜內流動接頭前膜內囊泡移動、融合、破裂，囊泡中ACh釋放(量子釋放)ACh與終板膜上的N2受體結合，受體蛋白分子構型改變終板膜對Na＋、K＋(尤其是Na＋)通透性↑終板膜去極化→終板電位（EPP）EPP電緊張性擴布至肌膜去極化達到閾電位爆發(fā)肌細胞膜動作電位N-M接頭處的興奮傳遞過程膜Ca2＋通道開放，膜外Ca2＋向膜內流動接頭前膜內囊泡移動、融合、破裂，囊泡中的ACh釋放(量子釋放)ACh與終板膜上的N2受體結合，受體蛋白分子構型改變終板膜對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-電的過程：N末梢AP→ACh＋受體→EPP→肌膜AP（2）具1對1的關系（二）骨骼肌細胞的結構2.肌小節(jié):

是肌細胞收縮的基本結構和功能單位。

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——橫橋細肌絲:肌動（肌纖）蛋白：表面有與橫橋結合的位點，靜息時被原肌球蛋白掩蓋；

原肌球蛋白：靜息時掩蓋橫橋結合位點；

肌鈣蛋白：與Ca2+結合變構后,使原肌球蛋白位移，暴露出結合位點。

1.興奮-收縮耦聯(lián)2.肌絲滑行（三）骨骼肌收縮機制1.興奮-收縮耦聯(lián)——三個主要步驟：

①肌膜電興奮的傳導②三聯(lián)管處的信息傳遞③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動畫肌節(jié)縮短=肌細胞收縮牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動橫橋與結合位點結合，分解ATP釋放能量原肌球蛋白位移，暴露細肌絲上的結合位點Ca2+與肌鈣蛋白結合肌鈣蛋白的構型終池膜上的鈣通道開放終池內的Ca2+進入肌漿2.肌絲滑行運動神經沖動傳至末梢↓N末梢對Ca2+通透性增加Ca2+內流入N末梢內↓接頭前膜內囊泡向前膜移動、融合、破裂↓ACh釋放入接頭間隙↓

ACh與終板膜受體結合↓受體構型改變↓終板膜對Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加↓產生終板電位(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Ca2+進入肌漿↓Ca2+與肌鈣蛋白結合引起肌鈣蛋白的構型改變↓原肌凝蛋白發(fā)生位移暴露出細肌絲上與橫橋結合位點↓橫橋與結合位點結合激活ATP酶作用,分解ATP↓橫橋擺動↓牽拉細肌絲朝肌節(jié)中央滑行↓肌節(jié)縮短=肌細胞收縮小結：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）骨骼肌舒張機制興奮-收縮耦聯(lián)后肌膜電位復極化終池膜對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蓋的橫橋結合位點骨骼肌舒張二、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。

復合收縮:肌肉受到連續(xù)刺激，前一次收縮和舒張尚未結束，新的收縮在此基礎上出現(xiàn)的過程。①不完全強直收縮②完全強直收縮機制:強直收縮是各次單收縮的機械疊加現(xiàn)象

2.等長收縮與等張收縮等長收縮:肌肉收縮時,只有張力增加而長度不變的收縮,稱為等長收縮。等張收縮:肌肉收縮時,只有長度縮短而張力不變的收縮,稱為等張收縮。

注：①當負荷小于肌張力時,出現(xiàn)等張收縮；②當負荷等于或大于肌張力時,出現(xiàn)等長收縮；③正常人體骨