细胞的分子结构和生理功能

第三节 细胞的生物电现象
一、静息电位
（一）静息电位（RP）的概念
静息电位: 静息时,存在与膜两侧的电位差。以负值表 示。 极 化：静息时，膜电位外正内负的状态。 去极化：在静息电位基础上，膜电位向负值减小的方向 变化的过程。 复极化：去极化后，膜电位向静息电位回复的过程。 超极化：在静息电位基础上，膜电位向负值加大的方向 变化的过程。
（二）动作电位产生机制
1、上升支： 当细胞受到刺激→细胞膜上少量Na+通道 激活而开放→Na+顺浓度差少量内流 →膜内外电位差↓→局部电位→当膜内电 位变化到阈电位时→Na＋通道大量开放→ Na＋迅速大量内流→膜内负电位减小到 零并变为正电位（出现AP上升支）
2、下降支： Na+通道关闭→Na+内流停止同时 K+通道激活而开放→K＋顺浓度差和膜内正 电位的吸引→K＋迅速外流→膜内电位 迅速下降，恢复到RP水平（出现AP下降支）
接头间隙：有胆碱酯酶（AchE）
接头后膜：有受体，能与递质
特异性结合
神经－肌肉接头兴奋的传递过程
AP传至前膜→前膜Ca2+通 道开放→ Ca2+内流→囊泡 向前膜靠拢、融合、断裂 →释放Ach →作用于后膜 受体→ 后膜Na+ 、K+通道 开放→ Na+ 内流、K+外流 →后膜去极化→终板电位 →向邻近肌膜扩散→肌膜 产生AP
主动转运
Na+-K+泵
1、原发性主动转运
Na+—K+泵 是一种膜蛋白 ATP酶
2、继发性主动转运
特点： 1.依靠Na+在膜两侧的浓度差完成转运 2.被转运物质与Na+同时转运 3.被转运物质由低浓度向高浓度转运 分类：同向转运、反向转运 主要转运物质：葡萄糖、氨基酸
通道转运与钠-钾泵转运模式图
（二）大分子及其颗粒的膜泡运输
出胞与入胞：
定义：大分子和团块状物质进出细胞的过程。
特点：涉及复杂的细胞运动的过程；耗能 转运的物质：细菌、蛋白质、神经递质等
出胞
出胞：
入胞:
B.适用物质：大分子物质
出胞：激素、神经递质、酶的分泌
入胞：体内细菌、异物的清除以及药物
大分子营养物质的吸收 C.特点： ⑴ 通过细胞自身的吞、吐活动进行 ⑵ 由细胞提供能量
定义：水溶性的小分子物质，在膜蛋白的帮
助下，由高浓度向低浓度扩散的过程。
特点：顺浓度差；不耗能；需膜蛋白
转运的物质：Na+ 、K+、 Ca2+、 H2O等
易化扩散
通道运输
载体运输
经载体易化扩散的特点：
1、高度的特异性： 2、饱和现象： 3、竞争性抑制：在临床用药具有重 要意义。如：青霉素和丙磺舒
2、细胞膜的特性：
• 细胞膜的主要特性有不对称性和流动性
• 不对称性：由于细胞膜的各种化学成分在膜上的分布
不均匀，导致了膜内外两侧的结构和功能的不对称，
这称为膜的不对称性。 • 流动性：在一般体温条件下类脂分子是呈液态的，能 在同一分子层内作横向运动，同时蛋白质分子也可以
在类脂双分子层中移动，故细胞膜具有流动性。
细胞膜的物质转运
单纯扩散 易化扩散 被动转运
主动转运（原发性和继发性） 出胞和入胞
二、细胞膜的物质转运功能
（一）离子和小分子的运输
1、单纯扩散 定义：脂溶性的小分子物质，由高浓度向低浓 度扩散的过程。 特点：顺浓度差；不耗能 转运的物质：O2、CO2、某些甾体激素等膜外膜膜内
2、易化扩散： 包括通道运输和载体运输
经通道易化扩散的特点：
1、离子选择性：k+通道、Na+通道、
Ca2+通道;
2、门控性：
根据引起闸门开闭的因素的不同，把通道分为三 种：（1）电压门控通道 （2）化学门通道 （3）机械门控通道
3、主动转运：
定义：小分子的物质，在膜蛋白质帮助下， 由低浓度向高浓度转运的过程。 特点：逆浓度差；耗能；需泵蛋白 转运的物质： Na+ 、K+、 Ca2+、H+等
（二）静息电位产生的机制
前提：膜两侧离子的不均衡分布 不同情况下，膜对离子的通透性不同 静息时，K+通道开放→ K+外流→ K+平衡电位
结论: RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。 RP的大小约等于K+的平衡电位。
二、动作电位 （一）动作电位的概念
动作电位（AP）: 细胞受刺激而兴奋时， 在膜两侧所产生的快速、 可逆、可扩布性的电位 变化，称为动作电位。
第二节
细胞的跨膜信号转导功能
细胞外的信号分子包括激素、神经 递质、抗原、药物以及其他有生物活性 的化学物质，它们必须与受体特异结合， 通过受体介导作用，才能对细胞产生效 应。这些信号分子，统称为配体。 受体是指存在于细胞的能与配体发 生特异性结合，并引起生物学效应的蛋 白质。
信息转导的三种方式 1、离子通道型受体介导的信号转导：肌细 胞的兴奋和收缩 2、G蛋白藕联受体介导的信号转导:含氮激 素多是通过此通道发挥作用 3、酶联型受体介导的信号转导：肽类激素 （表皮生长因子、肝细胞生长因子）
（三）动作电位的传导
传导机制：局部电流 传导方式：无髓鞘N纤维为近距离局部电流
有髓鞘N纤维为远距离(跳跃式)局部电流
（四）动作电位的特点
1、 全或无 2、 不衰减传导 3、 脉冲式
第四节 肌细胞的收缩功能
一、神经－肌肉接头处兴奋的传递
（一）神经－肌肉接头的结构
接头前膜：有囊泡，含神经
递质（乙酰胆碱）
3、复极后： 因为[Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵 → Na+泵出、K+泵回，离子恢复到兴奋 前水平→后电位
结论： （1）AP的上升支由Na＋内流形成，下降支是K＋ 外流形成的，后电位是Na＋－K＋泵活动引起 的。 （2）AP的产生是不消耗能量的，AP的恢复是 消耗能量的（Na＋－K＋泵的活动）。 （3）AP的大小约等于Na＋的平衡电位。
第 2章
细胞的分子结构和 基本功能
第一节
细胞膜的基本结构 和物质转运功能
一、细胞膜的结构 1、液态镶嵌模型学说：
• 类脂分子：由类脂双分子层构成细胞膜的基本骨架，每 层类脂分子的排列都很整齐：每个类脂分子亲水性的头 端都向着膜的内外两侧；疏水性的尾端都向着膜的中央。
•蛋白质分子：膜上的蛋白质分子多为球形蛋白，它们有 的嵌入类脂双分子层中，称为镶嵌蛋白质，有的附着在类 脂双分子层的表面，称为周围蛋白质。 •糖类：糖类的含量较少，它们主要与细胞膜外表面的蛋 白质结合为糖蛋白，或与类脂结合为糖脂。伸展在细胞膜 外表面的糖蛋白、糖脂，称为细胞外被。