细胞的基本功能

细胞的基本功能的思维导图，汇总了细胞膜的物质转运功能、细胞的电活动、神经—肌接头处兴奋传递、肌细胞的收缩功能的知识内容，一起来学习吧。

细胞的基本功能

• 细胞膜的物质转运功能
  • 细胞膜的化学组成及其分子排列形式
    • 化学组成
      • 主要由脂质，蛋白质，还有少量糖类物质组成
      • 脂质：脂质是细胞膜的基本构架，连续包被在整个细胞的表面，脂质主要由磷脂、胆固醇、和少量糖质构成
      • 膜蛋白：细胞膜的主要功能是由膜蛋白实现的。膜蛋白具有免疫功能，信号转导作用（以酶的形式），还与物质转运有关（受体功能） 细胞内外物质、能量、信息交换
      • 糖类：主要有一些寡糖和多糖链，与膜蛋白或膜脂质结合，形成糖蛋白或糖脂。 作为膜蛋白受体识别部分，参与免疫反应
    • 液态镶嵌模型
  • 跨细胞膜的物质转运
    • 单纯扩散
      • 脂溶性小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程
      • 转运的物质：氧气、二氧化碳、一氧化氮等气体分子及尿素、乙醇等
      • 特点：顺浓度差，由高浓度向低浓度 不需要细胞消耗能量 无需膜蛋白的帮助
      • 单纯扩散转运的速率主要取决于被转运物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。浓度差越大，通透性越高，单位时间内物质扩散的量就越多
    • 易化扩散
      • 水溶性或脂溶性很小的小分子物质在特殊膜蛋白质的帮助下，从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程
      • 特点：顺浓度差转运 不耗能 需要膜蛋白的帮助
      • 扩散通过量：不同物质扩散的多少取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对转运物质的通透性
      • 根据借助膜蛋白质的不同，异化扩散又分为载体转运和通道转运
        • 经通道的易化扩散
          • 通道蛋白质是贯穿于细胞膜全层的蛋白质，像穿过细胞膜的孔道，通道开放时被转运物质顺浓度差或电位差，经过通道转运到膜的另一侧。
          • 转运的物质：离子如钠离子、钾离子、钙离子等无机盐离子。
          • 通道的三种类型：通道的开放（激活）或关闭（失活）是通过“闸门”来调控的，故称为门控通道，分三种，化学门控通道，电压门控通道和机械门控通道。
          • 通道的三种功能状态，激活（开放）、失活（关闭）和备用（静息）
        • 经载体的易化扩散
          • 物质在高浓度一侧与载体蛋白的位点结合，引起载体蛋白发生构型改变，将物质转运到低浓度一侧，然后物质与载体蛋白分离。
          • 转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子有机物。
          • 特点：高度特异性 饱和现象 竞争性抑制。
    • 主动转运
      • 细胞借助膜上泵蛋白，将某种小分子物质（分子或离子）由细胞膜低浓度一侧转运到高浓度一侧耗能过程
      • 特点：逆浓度差转运 耗能 须膜蛋白的帮助
      • 分类
        • 原发性主动转运
          • 细胞直接利用代谢产生的能量进行主动转运的过程
          • 泵蛋白（生物泵）实质就是ATP酶（蛋白质）如钠-钾泵，氢泵，钙泵，碘泵
        • 继发性主动转运
          • 某些物质逆浓度差向细胞内转运时，不直接利用ATP分解释放的能量，而是依赖细胞外钠离子顺浓度差进入细胞内时所释放的势能。
          • 间接利用ATP功能 转运的物质：葡萄糖、氨基酸 两种形式：同向转运和逆向转运
    • 大分子物质和颗粒物质的跨膜运输
      • 入胞
        • 细胞外大分子物质或物质团块进入细胞内的过程
        • 分为吞噬和吞饮两种形式
        • 血浆中的蛋白质、细菌、病毒、异物等进入细胞
      • 出胞
        • 大分子物质或物质团块排出细胞的过程
        • 腺细胞分泌物的排出、神经末梢释放神经递质
• 细胞的电活动
  • 生物电：细胞无论在安静还是活动状态下都存在电的变化
  • 静息电位
    • 细胞安静时存在于细胞膜两侧的电位差，外高内低、外正内负
    • 极化：细胞在安静时，膜两侧外正内负的状态 超极化：静息电位负值增大 去极化：静息电位负值减小 复极化：去计划后恢复极划状态 反极化：膜两侧外负内正的状态
    • 产生机制
      • 前提：离子分布不均，膜内高钾，膜外高钠 细胞膜在不同情况下离子通透性不同 （安静状态：钾离子＞氯离子＞钠离子）
      • 结论：静息电位的产生主要是钾离子外流形成的电化学平衡电位
      • 信息电位是细胞安静的标志，静息状态是极化状态，即外正内负
  • 动作电位
    • 可兴奋细胞受到有效刺激时，在静息电位基础上，细胞膜发生的一次快速、可扩布的电位变化
    • 产生机制
      • 条件：膜两侧存在离子浓度差，离子分布不均匀，细胞外高钠，细胞内高钾 不同状态下，细胞对不同的离子通透性不同。去极化到阈电位是主要是钠离子通道开放，主要对钠离子通透
      • 产生机制：刺激———膜上少量钠离子通道开放 钠离子顺浓度差，少量内流———局部电位 阈电位———钠离子通道大量开放 再生式内流 AP上升支 钠离子内流停———同时钾离子通道激活 钾离子迅速外流 AP下降支 钠锂钾泵激活 离子恢复到兴奋前水平
      • 小结：AP上升支由纳离子内流形成，下降支由钾离子外流形成，后电位与钠钾泵活动有关
    • 动作电位的引起与传导
      • 引起：阈电位引起动作电位的必要条件 各种不同膜的TP水平不同
      • 传导：动作电位在同一细胞膜上的扩布
      • 局部电流
        • 无髓神经纤维动作电位的传导 有髓神经纤维动作电位的传导：跳跃式传导，在两个郎飞结间，传导速度快，节能
        • 细胞接受阈下刺激产生微弱的局部去极化
        • 特点：等级性电位，及其幅度与刺激强度有关，不具有全或无特点 衰减性传导，局部电位以电紧张的方式向周围扩布 没有不应期反应，可以叠加总和反应，时间性和空间性总和
      • 小结：动作电位在神经纤维上的传导称为神经冲动 有髓神经纤维传导＞无髓于神经纤维传导
    • 动作电位特征
      • 全或无现象，动作电位要么不产生，一旦产生，就达到最大值，其幅度不会因刺激强度的加大而增加
      • 不衰减传导，电位幅度不会因为传导距离增大而减小
      • 脉冲式
• 神经—肌接头处兴奋传递
  • 骨骼肌的收缩是在中枢神经系统的支配下完成的
  • 骨骼肌—神经肌接头的结构特征
    • 骨骼肌神经肌接头由接头前膜、接头后膜和接头间隙构成。接头前模是运动神经轴突末梢膜的一部分，接头后模是与接头前膜相对的骨骼肌细胞膜，也称为终版膜
    • 接头前膜有神经递质乙酰胆碱，接头后膜有其受体
  • 兴奋传递过程
    • 动神经末梢动作电位产生 接头前膜去极化 电压门控钙通道开放 钙离子进入运动神经末梢 突触囊泡出胞，乙酰胆碱释放 乙酰胆碱激活乙酰胆碱受体阳离子通道，随后，乙酰胆碱被乙酰胆碱酯酶水解 终板膜对钠离子、钾离子等通透性增高，以钠离子内流为主 终板膜去极化（终板电位） 激活电压门控钠通道 骨骼肌细胞动作电位
• 肌细胞的收缩功能
  • 骨骼肌的兴奋—收缩耦联
    • 将骨骼肌的电兴奋和机械收缩联系起来的中介过程
    • 结构
      • 肌管系统
        • 细肌丝：肌纤蛋白—横桥位点 原肌凝蛋白—位阻效应 肌钙蛋白—与钙离子结合，解除位阻
        • 粗肌丝：肌球蛋白—横桥
        • 横管，纵管
      • 三联管
        • 横管，纵管和终池
        • 三联体：一个横管加上两侧的终池
      • 骨骼肌的微细结构：肌肉块———激肌束———肌纤维（肌细胞）———肌原纤维和肌小节 肌原纤维为由粗细两种肌丝构成
    • 耦连因子：钙离子 结构基础：三联体 肌小节是肌肉收缩和舒张的基本单位
  • 骨骼肌收缩形式
    • 等长收缩与等张收缩
      • 等长收缩：肌肉收缩时张力增加长度不变，主要用于维持人体姿势 当负荷等于或大于肌张力时出现等长收缩
      • 等张收缩：肌肉收缩时长度缩短，而肌张力不变 当负荷小于肌张力时出现等张收缩
    • 单收缩与强直收缩
      • 单收缩：收缩肌肉受到一次刺激，引起一次收缩，称为单收缩，收缩曲线分为潜伏期，收缩期和舒张期
      • 强直收缩（复合收缩）：当肌肉受到连续刺激时，出现强而久的收缩形式。分为不完全收缩和完全收缩
  • 影响肌肉收缩的因素
    • 前负荷：肌肉收缩之前所承受的负荷，即肌肉舒张时承受的负荷。在一定范围内肌肉初长度增加，可使肌肉收缩力量增加，但超过一定负荷，两者反变关系。
    • 后负荷：肌肉开始收缩时承受的负荷，是肌肉收缩的阻力。后负荷越大，产生张力越大，肌肉收缩的速度及缩短的长度越小
    • 肌肉收缩能力：肌肉本身的功能状态和内在能力。受神经、体液因素、化学物质及机体代谢状况影响。但与负荷无关，是决定肌肉收缩效应的内在特征。肌缩能力上升，肌缩速度，幅度和张力也会增加，；肌缩能力下降，肌缩速度，幅度和张力也会下降
      • 缺氧、酸中度、低钙离子、能量供应不足，使肌肉收缩能力降低
      • 咖啡因、肾上腺素、钙离子使肌肉收缩能力增强
• 生科一班刘智慧（2016102010）
• 钠泵
  • 维持细胞内高钾，这是细胞许多生理活动进行的必要条件
  • 维持细胞内低钠，防止水分大量进入细胞，保持细胞的正常形态和功能
  • 维持细胞外高钠，是可兴奋细胞产生兴奋的基础，为营养物质继发性主动转运提供能量来源