第二章细胞的结构与功能

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第二章细胞的结构与功能

• 一节：细胞的结构与增殖
  • 细胞
    • 1.定义：人体结构和功能的基本单位
    • 2.：基本结构：细胞膜、细胞质、细胞核
      • 细胞膜
        • 1.定义：将细胞内容物和细胞周围环境（主要是细胞外液）分隔开的一层薄膜结构 使细胞相对地成为独立的生命活动单元
        • 2.功能：细胞和细胞周围环境之间的屏障 进行物质交换，信息传递的门户
        • 3.特点：一个具有特殊结构和功能的半透膜
        • 4.组成：脂质、蛋白质、糖
          • 脂质分子：磷脂 胆固醇 鞘脂
            • 膜具有流动性：脂质熔点低决定了膜中脂质在一般体温条件下是液态的 其流动性与膜的胆固醇含量成反比
          • 膜蛋白质：整合蛋白：大部分与跨膜物质转运和受体相关的蛋白 表面蛋白：附着在细胞膜的内表面骨架蛋白与细胞变形、运动、分裂有关
          • 糖蛋白和糖脂：膜所含的糖与膜内的蛋白质和脂质结合所形成 糖链部分可作为分子标记
        • 5.基本结构：以磷脂双分子层构成膜的基架
• 二节：细胞基本功能
  • 1.细胞的跨膜物质转运功能
    • 1.单纯扩散
      • 1.定义：脂溶性小分子物质（如：O₂、CO₂、N₂、乙醇、尿素、甘油、水等） 从高浓度一侧向低浓度一侧进行扩散的过程
      • 2.特点：物理现象（热力学运动） 不需要膜蛋白的帮助 无需耗能
      • 3.影响因素：膜两侧浓度差 细胞膜对该物质的通透性 细胞膜状态（炎症细胞膜通透性增大）
    • 2.易化扩散
      • 1定义：非脂溶性小分子物质或带电离子顺浓度差或电位差梯度，在蛋白质协助下 进行的不消耗能量的跨膜转运过程
      • 2.种类
        • 1.载体介导的易化扩散
          • 1.定义：指水溶性小分子物质（如：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等） 在载体蛋白介导下顺浓度梯度进行的跨膜转运
          • 2.载体运转模式：结合－构象变化－解离
          • 3.特点：①结构特异性 ②饱和现象 ③竞争性抑制
        • 2.通道介导的易化扩散
          • 1.定义：指各种带电离子在通道蛋白的介导下，顺浓度梯度和（或）电位梯度进行的跨膜转运
          • 2.特征：①门控特性（化学、电压、机械） ②离子选择性
    • 3.主动转运
      • ①原发性主动转运
        • 1.定义：细胞直接利用代谢产生的能量，将物质逆浓度和（或）电位差进行的跨膜转运过程
        • 2.离子泵：“协助”转运过程的膜蛋白 其化学本质是一类膜蛋白，具ATP酶的活性 哺乳动物细胞膜普遍存在的离子泵－钠泵
        • 3.钠泵
          • 1.工作模式：当细胞内Na⁺浓度升高或细胞外K⁺浓度升高时钠泵激活 每分解1分钟ATP，可逆电－化学梯度将3个Na⁺运转到细胞外，同时将2个K⁺运转回细胞内维持细胞内外钠和钾离子的不均匀分布
          • 2.生理意义：①细胞内许多代谢反应进行的必要条件（K⁺是酶促反应的催化剂） ②维持细胞正常形态和功能，防止水肿 ③细胞生物电现象的基础，继发性主动转运的动力
          • 3抑制剂：哇巴因
      • ②继发性主动转运
        • 1.定义：其转运所需能量是原发性主动转运所形成的离子浓度差，在这些离子顺浓度梯度扩散的同时，协助讲其他物质逆浓度差或电位差而进行跨膜转运的过程
        • 2.种类：①同向转运：被转运的物质或离子都向相同方向运转（例：葡萄糖、氨基酸在小肠粘膜上皮细胞的转运） ②逆向转运：被转运的物质或离子都向相反方向运转（例：心肌细胞的Na⁺－Ca²⁺交换过程。ps：Ca²⁺促进心肌和骨胳收缩）
    • 4.出胞入胞：大分子物质或物质团块进出细胞的方式
  • 2.细胞的跨膜信号转导功能
    • 细胞信号转导：生物学信息（兴奋/抑制）在细胞间或细胞内进行转换和传递，并产生生物效应的过程 本质：细胞和分子水平的功能调节 意义：机体生命活动中的生理功能调节的基础
    • 受体：细胞膜上或细胞内能与这些信号物质进行特异性结合并诱发生物效应的特殊生物分子 本质：蛋白质 功能：①识别结合配体 ②进行跨膜信号转导 ③产生相应的生理效应 种类：①膜受体（离子通道型，酶联受体、G蛋白耦联受体） ②胞质受体 ③核受体
    • 配体：能与受体发生特异性结合的这些信号物质
    • 受体介导的信号转导机制：①由通道介导的跨膜信号转导 ②络氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导 ③由受体、G－蛋白和G－蛋白效应器介导的跨膜信号转导
  • 3.细胞的生物电现象：一切活细胞在安静或活动时膜两侧具有电变化
    • 1.静息电位：安静状态下细胞内、外两侧的电位差
      • 产生机制：细胞膜两侧带电离子的分布不均匀和膜对各种离子都通透性不同 静息电位产生离子机制包括为K⁺外流、少量Na⁺内流和钠泵的生电作用 主要为K⁺外流 钾离子平衡电位＞静息电位
    • 2.动作电位：细胞受到有效刺激时，在静息电位的基础上 发生一次快速、可逆、可向远处传播的膜电位波动的电位变化
      • 特点：①“全或无”现象：刺激小动作电位不会产生，一旦产生幅度不会因刺激增强而增加 ②不衰减性传导：一旦产生迅速传播至整个细胞 ③脉冲式：绝不应期内连续刺激产生的动作电位为一个个分离的脉冲式电位波动
      • 产生机制：离子跨膜移动的结果 上升支：Na⁺内流 下降支：K⁺顺浓度梯度向细胞外扩散（通道介导的易化扩散）
      • 引起的条件：动作电位是细胞兴奋的标志，是细胞受到有效刺激后引起的 阈电位：刺激细胞，使膜电位去极化到某一临界值时引发细胞发生一次动作电位产生 通常阈电位比正常静息电位的绝对值低10～20mv
      • 局部电位：可兴奋细胞受到一个阈下刺激，引起少量Na⁺通道开放，由少量Na⁺内流产生去极化的过程 特点：①无“全或无”现象 ②呈衰减性传导 ③总和现象,多个阈下刺激引起的局部电位可发生叠加总和 达到阈值电位即可引起动作电位发生
      • 动作电位的传导
        • 传导：动作电位在同一细胞上扩布的过程
        • 方式：局部电流（方向） 膜外：未兴奋部移向兴奋部位 膜内：已兴奋部位移向未兴奋
          • 有髓鞘：只郎飞结处，跳跃式，快 无髓鞘：慢
    • 3.细胞兴奋的周期变化
      • 1.绝对不应期：在组织细胞接受前面一个刺激而兴奋后的一个较短的时间内，无论再受到多么强大的刺激，都不能再次产生兴奋，兴奋性缺失。
      • 2.相对不应期：在绝对不应期之后，使用阀上刺激可产生动作电位，兴奋性有所恢复，但低于正常水平。
      • 3.超常期：在相对不应期之后，使用阈下刺激便可产生动作电位，兴奋性完全恢复，甚至超过正常水平。
      • 4.低常期：相对不应期后，兴奋性再次低于正常。
• 静息电位表达膜内外电位差 极化表达膜两侧电荷分布情况
  • 极化：细胞安静状态时，膜两侧处于内负外正的状态
  • 超级化：膜电位绝对值增大（静息电位时－70mv变－90mv）
  • 反极化：细胞兴奋时出现的内正外负的状态
  • 复极化：细胞在发生去极化后膜电位再向静息电位方向恢复的过程
  • 去极化：膜电位绝对值减小（静息电位时－70mv变－50mv）