导图社区 第二章 细胞的基本功能
这是一篇关于第二章 细胞的基本功能的思维导图，主要内容包括：细胞的生物电现象，第二节 细胞的跨膜信号转导，第一节 细胞膜的基本结构和物质转运功能。
生物化学 第二章 核酸的结构和功能，包含DNA的空间结构和功能、RNA的结构和功能、核酸的理化性质等，介绍详细，知识全面，希望可以对大家有所帮助！
社区模板帮助中心，点此进入>>
小儿常见病的辩证与护理
蛋白质
均衡饮食一周计划
消化系统常见病
耳鼻喉解剖与生理
糖尿病知识总结
细胞的基本功能
体格检查：一般检查
心裕济川传承谱
解热镇痛抗炎药
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和物质转运功能
细胞膜的化学组成和分子流动模型
流动镶嵌模型
膜的物质转运功能
被动运输
顺浓度
单纯扩散
转运物质：脂溶性高，分子量小
速率取决于膜两侧物质的浓度梯度和膜对物质的通透性
可转运物质
气体：氧气、二氧化碳、一氧化氮
类固醇激素
不带电荷的极性小分子：乙醇、甘油
部分水
尿素
易化扩散
经通道易化扩散
离子通道
特征
相对的离子选择性（一般不如载体蛋白严格）
具门控特性
电压门控通道
开启和关闭受膜两侧电位差调控的离子通道称为电压门控通道
神经纤维膜中的电压门控钠通道
一些心肌细胞膜中的通道
化学门控通道
开启和关闭受膜内或膜外某种特定化学物质调控的离子通道，也称配体门控通道(ligand-gated ion channel )
如终板膜上的N,型乙酰胆碱受体阳离子通道
机械门控通道
开启和关闭受机械刺激调控的离子通道称为机械门控通道
细胞膜表面压力、牵张力或剪切力等应力的变化
耳蜗基底膜上的毛细胞
一些离子通道的开放或关闭还受药物等化学物质的影响
河鲀毒素：Na离子通道阻断剂
四乙铵：K离子通道阻断剂
水通道
肾脏
经载体易化扩散
转运物质：葡萄糖、氨基酸、核苷酸
经历过程：结合-构象改变-释放
特点
结构特异性
人体内可利用的葡萄糖几乎都是右旋葡萄糖
饱和现象
膜中载体蛋白的数量和载体蛋白的转运速率是有限的
竞争性抑制
主动运输
逆浓度
原发性主动运输
钠-钾泵
钠泵、钠-钾ATP酶
抑制剂：哇巴因
两种构象
E1对钠离子亲和力高
E2对钾离子亲和力高
启动因素：膜内Na离子浓度升高和膜外K离子浓度升高
生理意义
维持胞质的高钾状态
维持胞质的低钠状态
建立了Na*、K*的势能储备
产生生物电活动的前提条件
作为继发性主动转运系统的能源
影响静息电位的数值
生电性泵
使静息电位增大，膜发生超极化
钙泵
细胞膜钙泵（PMCA)
每分解一分子ATP只能将胞内一个Ca离子转运至膜外
肌质网和内质网钙ATP酶（SERCA）
每分解一分子ATP可将两个Ca离子由胞质逆浓度梯度转运至肌质网或内质网内腔中
质子泵
氢-钾泵，也称氢-钾 ATP酶(H*-K*-ATPase )
主要分布于胃腺壁细胞膜和肾小管闰细胞膜上
功能是主动分泌H离子至分泌小管或肾小管腔内，同时摄入K
氢泵(H pump)，也称 H*-ATP酶(H*-ATPase)
主要分布于突触泡、内质网等各种细胞器膜上
可将胞质内的氢离子主动转运至细胞器内
继发性主动运输
概念：转运体顺着原发性主动转运所形成的离子浓度梯度，对某物质进行逆浓度梯度或逆电-化学梯度的跨膜转运（载体易化扩散+原发主动）
动力：膜两侧的Na*或H*的浓度梯度
分类
同向转运
物质向同一方向进行转运的继发性主动转运称为同向转运
例子
小肠或肾小管上皮细胞的Na-葡萄糖同向转运体
肾髓袢升支粗段顶端膜上的 Na'-K*-2CГ 同向转运体
甲状腺上皮细胞的 Na-I同向转运体
远曲小管始段的 Na*-Cl同向转运体
远曲小管后段和集合管的 K--CI同向转运体等
反向转运
物质向相反方向进行转运的继发性主动转运称为反向转运
例子：心肌细胞细胞膜中的 Na*-Ca交换体、肾小管上皮细胞顶端膜的 Na*-H'交换体和红细胞膜中的 HCO:-CL交换体
膜泡运输
出胞
调节性出胞
受到化学信号或电信号刺激后发生
例
神经-骨骼肌
持续性出胞
囊泡内容物不间断排出细胞
小肠黏膜杯状细胞持续分泌黏液
入胞
吞噬作用
被转运物质以固态形式进入胞内
仅发生在单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞
吞饮作用
被转运物质以液态形式进入胞内
几乎可以发生在所有细胞
分形式
液相入胞
受体介导的入胞
第二节 细胞的跨膜信号转导
离子通道介导的信号转导
受体：自身是离子通道
配体：神经递质
N2型乙酰胆碱受体阳离子通道
促离子性谷氨酸受体
甘氨酸受体
G蛋白耦联受体介导的信号转导
G蛋白耦联受体
又称七次跨膜受体
肾上腺素受体
Ash受体除了N2型
多数肽类激素
5-羟色胺受体
氨基酸类递质受体
G蛋白
异三聚体G蛋白
Gs兴奋性
Gi抑制性
Gq
Gt转导
组成
ɑ亚单位
具有GTP酶活性
β亚单位
γ亚单位
小G蛋白
高分子量其他G蛋白
G蛋白效应器
效应器酶
腺苷酸环化酶(adenylylcyclase，AC)
磷脂酶C(phospholipaseC，PLC)
磷脂酶A,(phospholipase A,PLA）
磷酸二酯酶(phosphodiesterase，PDE)
某些离子通道接受激活态G蛋白的直接(通过G蛋白的α亚单位或βγ复合体)或间接(通过第二信使)的调控
乙酰胆碱与心肌细胞膜上的 M₂,受体结合，激活 Gi
第二信使（与第一信使）
能与细胞膜受体结合并引起胞内信号转导级联反应的胞外信号分子称为第一信使(frst messenger)
神经递质、激素和细胞因子等配体
第一信使与细胞膜受体结合后产生的可调节信号转导蛋白活性的胞内信号分子称为第二信使(second messenger)
环磷酸腺苷(cyclicadenosine monophosphate,cAMP)
三磷酸肌醇( inositol triphosphate,IP₃)
二酰甘油(diacylglycerol,DAC)
环磷酸鸟苷 (cyclic guanosine monophosphate,cGMP)
Ca²⁺
蛋白激酶
能将 ATP 分子上的磷酸基团转移到底物蛋白使之发生磷酸化的一类酶类
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（使底物蛋白中的丝氨酸、苏氨酸残基磷酸化）
根据激活条件的不同又可分为
蛋白激酶A(prolein kinase: A，PKA)
蛋白激酶C(protein kinase C. PKC)
主要通路
受体-G蛋白-AC-cAMP-PKA
受体-G蛋白-PLC
——>使PIP2水解为
IP₃
与内质网或肌质网的受体结合
导致内质网或肌质网的Ca²⁺释放入胞质
胞质浓度Ca²⁺升高
DAG
可被PLA₂等降解
激活PKC
酶联型受体介导的信号转导
每个受体分子只有一个α跨膜螺旋，即受体只跨膜一次
受体的胞外结构域含有配体的结合位点
受体胞质侧的结构域自身具有激活环化酶等酶的活性，或虽然受体本身没有酶的活性，但受体和配体结合后可直接结合并激活胞质中的酶而无需G蛋白的参与。
重要酶联受体
酪氨酸激酶受体
配体：胰岛素和多种生长因子
酪氨酸激酶结合型受体
本身并无酪氨酸激酶的活性，但受体激活后可直接与胞质中的酪氨酸激酶结合并使之激活
主要参与红细胞生成素、生长激素、催乳素、干扰素和一些细胞因子的信号转导。
鸟苷酸环化酶受体
胞质侧存在具有鸟苷酸环化酶(guanylylcyclase，GC)活性的结构域
此外，还有一种存在于胞质中的GC称为可溶性鸟苷酸环化酶，这是一氧化氮(niic oxide，NO)作用的受体——产生血管平滑肌舒张
配体
心房钠尿肽( atrial natriuretic peptide,ANP)
脑利尿钠肽( brain natriuretic peptide, BNP )
ANP或 BNP与细胞膜上的鸟苷酸环化酶受体结合后，激活受体胞质侧的GC，后者催化胞质内的 GTP转变为cGMP，cGMP结合并激活cGMP依赖性蛋白激酶G(PKG）
核受体介导的信号转导
类固醇激素受体家族
甲状腺激素受体
细胞的生物电现象
静息电位（EP）
概念：细胞未受刺激时，细胞膜内、外两侧存在的电位差
一些术语
极 化（polarization）: 细胞在安静时，膜两侧外正内负的状态。
去极化（depolarization）: 膜内外电位差向小于RP值的方向变化的过程（静息电位减小）
超极化（hyperpolarization）:膜内外电位差向大于RP值的方向变化的过程（静息电位增大）
复极化（repolarization）: 去极化后再向极化状态恢复的过程。
反极化（reverse polarization）: 细胞膜由外正内负变为外负内正的状态
超射（overshot）：反极化时，膜电位高于零电位的部分
膜内电位比膜外低
习惯上规定膜外电位为0（电极接地），以膜内电位数值 表示静息电位。所以静息电位一般为负值
为稳定的自流电位（自律性细胞除外）
产生条件
静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀
静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性
通透性： K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
产生机制
K⁺外流（见nota)
影响静息电位水平的因素
细胞内外K+浓度差
[K+]o↑→膜两侧K+浓度差↓→静息电位↓
膜对K+和Na+的相对通透性
膜对K+相对通透性↑ →静息电位↑
膜对Na+相对通透性↑→静息电位↓
钠泵活动的水平
每分解一个ATP，可给膜外增加一个正电荷，使静息电位增大
钠泵在静息电位中约占2-16mv
动作电位(AP)
概念：可兴奋细胞在受到适当刺激后,膜电位在原有静息电位基础上发生快速的倒转和复原
构成
锋电位（spike potential)：动作电位的标志。
升支-去极相
降支-复极相
后电位：
负后电位 (后去极化)
正后电位 (后超极化)
阈电位: 可兴奋细胞受到刺激发生兴奋时，其膜电位除极到某一临界点就立刻爆发动作电位，这一临界点的膜电位称为阈电位。（比静息电位小10~20mv）
阈值（threshold）/阈强度：能引发动作电位的最小刺激强度。 阈刺激：相当于阈强度的刺激
影响因素
电压门控性Na+通道密度：密度越大，越接近于静息电位水平。
Na+通道的功能状态：3种功能状态。
胞外Ca2+浓度：升高时，膜对Na+的通透性降低，阈电位抬高，细胞兴奋性下降。“稳定剂“
膜内外存在电化学驱动力
[Na+]差:[Na+]i:[Na+]o ≈ 1∶10
细胞膜对离子有通透性，即电导特性。
膜在受到阈刺激而兴奋时，对Na+的通透性增加（电压门控性Na+通道激活而开放）
膜去极化达到阈电位才能产生动作电位
上升支：Na⁺内流（见Nota）
下降支：K⁺外流
“全或无” (all or none)
动作电位一经出现其幅度就达到一定的数值，不因刺激的增强而随之增大。
不衰减式传播
动作电位在同一细胞膜上的传播是不衰减的，其幅度和波形始终保持不变。
有不应期
脉冲式发放，不融合
绝对不应期：锋电位
确保兴奋的正常传递，防止折返
防止心律失常（心脏兴奋传递）
相对不应期：负后电位的前期
超常期：负后电位的后期
低常期：正后电位
意义：动作电位是细胞兴奋的标志
动作电位的传导
已兴奋膜部分通过局部电流“刺激”了未兴奋膜部分，使之产生动作电位，这样的过程连续进行下去
无髓神经纤维、肌纤维：局部电流
有髓神经纤维：跳跃式传导
高速，高效
局部电位
概念：由少量通道激活产生的去极化膜电位波动称为局部兴奋。
感受器细胞的感受电位
肌细胞的终板电位
神经元突触处的突触后电位
不表现为全或无：幅度随刺激强度改变
电紧张传播：衰减，不能远距离传播
可以叠加：空间总和、时间总和
可兴奋细胞及兴奋性
兴奋 (excitation)：
活的组织或细胞对刺激发生反应的过程（广义）。
等同于动作电位或动作电位的产生过程（狭义）。
可兴奋细胞 (excitable cell)：
受刺激后能产生动作电位的细胞。
e.g.神经细胞、肌细胞、腺细胞
兴奋性 (excitability)：
可兴奋细胞受刺激后产生动作电位的能力。
阈强度：
将刺激的持续时间和强度对时间的变化率固定，测定能引起动作电位产生的最小刺激强度，称为阈强度。是衡量细胞兴奋性的指标
内外向电流
内向电流：正离子内流或负离子外流
外向电流：正离子外流或负离子内流
乙酰胆碱受体（Ash）
N型
N1
N2
M型
M1
M2
M3
M4
