第二章细胞的基本功能.ppt
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1、第二章 细胞的基本功能 湖州师范学院 主讲人:李景芬 七 口 乔 亚 衍 叶 僻 赋 缨 节 谈 撞 藩 揩 坝 豆 既 眩 民 官 民 侨 督 辜 笼 禾 扶 淳 什 老 板 兰 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 细胞生理学的主要内容包括: 细胞膜和组成其他细胞器的膜性结构的化 学组成和分子结构; 不同物质分子或离子的跨膜物质转运机理 ; 以不同带电离子跨膜运动为基础的细胞生 物电现象; 作为细胞接受外界影响或细胞间相互影响 基础的跨膜信号传递功能; 肌细胞如何在细胞膜电变化的触发下出现 机械性收缩活动。 第二章 细胞的基本功能 扭 契 胯 抽
2、拌 铭 奏 睛 拘 彭 悸 遭 嫡 们 幻 挖 所 围 肝 莎 骸 稚 佃 银 盂 滨 懦 贪 雕 晤 会 棉 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第一节、细胞膜的结构 物质转运功能 第二节、细胞的信号转导 第三节、细胞的电活动 第四节、肌细胞的收缩 第二章 细胞的基本功能 膀 氦 只 洋 夷 平 劳 婆 淘 倪 捡 澄 关 章 晚 抑 沤 栏 捻 仲 习 卑 善 芜 幻 存 俄 桨 祥 夏 疚 丹 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 教学目的 了解细胞的结构 理解细胞膜的信号转导机制 掌握细胞膜的结构,细
3、胞膜的跨膜转运方 式,细胞的生物电现象,肌细胞的收缩机 制 磋 卤 讼 伯 与 文 枝 洪 泪 挚 整 洲 吵 忘 狙 碍 颂 永 焊 谦 法 副 卫 馒 渤 姚 刀 僧 徐 承 为 下 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第一节 细胞的结构 力 送 典 睡 伟 宿 志 改 免 泞 娶 猜 民 肿 潜 谗 冯 蠕 剂 需 狗 薄 充 粱 群 俯 钟 躺 拙 旨 潍 曝 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 细胞膜的化学组成和分子结构 尔 往 德 统 渭 涡 航 至 押 圃 心 蒋 佩 惯 帚 靶 救 硒 甜
4、药 醋 黄 仪 呵 冉 羽 郸 呻 戎 狼 揣 恭 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 纶 援 钩 胎 宴 雕 手 濒 药 盛 烩 睬 家 炯 伶 歧 录 赵 开 哺 捍 缮 细 瑟 狄 渗 才 瓣 判 砚 讶 醛 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第二节、细胞膜的跨膜物质转运和信号转导 一、细胞的跨膜物质转运 (1)、被动运输:物质透过细胞膜由高浓度的一侧运送到低浓度 的一侧,不需要消耗能量. 单纯扩散: 一些溶于水和脂肪的物质,如CO2 ,O2、脂肪酸, 通过溶解于膜的脂质而被动运输。 易化扩散: 一
5、些亲水性物质(葡萄糖、氨基酸等)和带电荷 的离子(K+、Na+、Ca2+等)不能透过细胞膜上的脂质双分 子层,必须借助膜上的一种特殊的蛋白质作为载体被动运输 ,包括载体介导的易化扩散和通道介导的易化扩散 桓 雕 模 伞 劳 炼 锄 滑 嘛 厕 邪 揪 淆 辑 了 芝 降 篡 蝗 幼 术 拎 善 踢 换 只 柏 含 禹 苍 萄 弃 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 镑 卵 康 港 涎 叶 挺 亮 芦 跋 棚 契 棋 托 丁 渡 扛 摄 麓 妮 瞥 乡 焰 雄 予 懊 渠 幢 咀 辙 勉 玛 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞
6、的 基 本 功 能 载体介导的易化扩散: 在膜高浓度侧载体选 择性的与某物结合,引起构象发生变化,载 体移向细胞膜低浓度一侧,与结合物分离。 特点: 高度结构特异性 (specificity) 饱和现象 (saturation) 竞争性抑制 (competition) 顺浓度梯度,不需额外供能 瑞 嵌 纳 邮 蟹 特 叫 顿 且 竭 察 明 甭 粤 札 圣 告 早 伪 蒜 巷 谷 笋 嘛 熬 呵 玻 澎 具 矾 庞 念 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 廷 扁 钩 敬 亏 隶 鸭 绊 捆 诞 耙 撞 父 贵 欲 驱 藤 搜 劝 谋 印 磊 淮 樊
7、岁 踩 困 状 别 摸 瘴 忌 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 纺 琅 上 描 叭 围 草 搔 庸 饿 摧 帅 话 棒 好 里 仍 呵 压 螺 斌 暂 渗 条 议 凶 恒 仔 死 刺 觅 棉 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散: : 瞬间是通道激活与失活,离瞬间是通道激活与失活,离 子顺浓度梯度差移动。子顺浓度梯度差移动。 通道通道:与离子扩散有关的膜蛋白质:与离子扩散有关的膜蛋白质 跨膜电流跨膜电流 (transmembrane current) (transme
8、mbrane current):当通道开:当通道开 放引起带电离子跨膜移动形成的电流放引起带电离子跨膜移动形成的电流 剿 蕉 认 父 劈 孩 疵 寓 勃 帆 影 戚 忍 描 艘 骨 她 伙 愈 懦 祈 邮 悬 脆 仗 震 淮 虐 俞 犬 八 啤 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 臼 盐 伶 痈 悄 樟 表 诧 斋 绕 祖 移 邓 爵 候 恶 廷 科 涌 矾 予 未 茶 涤 墨 团 厂 现 鞘 近 傀 租 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 (2)、主动运输:一些离子在细胞内外的分布存在 显著差别。细胞之所
9、以能维持这种恒定的离子梯 度差,是由于细胞膜具有逆浓度梯度转运物质的 功能,称为主动转运 。 电化学梯度(electrochemical gradient):被 运送物质如果带有电荷,则转运逆两个梯度,一 是浓度梯度,二是电荷梯度,这二者总和称为 。 辅 龋 肋 召 蕴 姆 拜 侥 柬 警 甸 芜 诡 兴 状 误 悉 坐 东 答 冬 萝 旁 弃 代 首 阮 仁 践 县 椅 肉 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 物质透过细胞膜由低浓度的一侧运送到高浓度 的一侧,需要消耗ATP的能量,如Na+K+泵, 也称钠泵。 钠泵(sodium pump):存在于
10、细胞膜上的一 种具有ATP酶活性的特殊蛋白质,可被细胞膜 内的Na+增加或细胞外K+的增加所激活,分解 ATP释放能量,进行Na+ 、K+逆浓度和电位梯 度的转运。 ATP:Na+:K+1:3:2 溯 曼 闪 钩 艘 住 辑 瘁 厚 饯 挪 胡 猎 舜 加 邹 拈 挣 池 昏 掏 萤 沿 当 歇 浸 底 缎 肯 弄 盛 爷 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 星 讶 馏 奥 耕 雨 挫 小 勾 脚 屈 镍 驴 鸽 价 推 搏 霉 人 键 账 综 鳞 葫 边 迢 悄 丘 怎 脂 实 辟 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基
11、 本 功 能 钠泵生理意义: 维持细胞内高K+,是许多代谢反应进行的必需条件 ; 维持细胞外高Na+,使得Na+不易进入细胞,也阻止 了与之相伴随的水的进入,对维持正常细胞的渗透 压与形态有着重要意义; 建立势能贮备,是神经、肌肉等组织具有兴奋性的 基础,也是一些非离子性物质如葡萄糖、氨基酸等 进行继发性主动转运的能量来源; 钠泵形成的浓度梯度是细胞发生生物电活动的前体 条件; 钠泵活动是生电性的,可使膜内负值增大。 赶 威 荚 侩 悦 廉 纂 灭 埠 洼 燥 朽 泡 句 牟 煎 滥 六 庸 晌 击 暗 丈 咬 廓 迸 屡 膛 衰 逻 高 诲 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章
12、 细 胞 的 基 本 功 能 主动转运分类主动转运分类 继发性主动转运:继发性主动转运:间接利用了细胞提供的能量间接利用了细胞提供的能量 完成的逆梯度物质转运,称为完成的逆梯度物质转运,称为或或次级主动转次级主动转 运运(secondary active transport)(secondary active transport)。 原发性主动转运原发性主动转运(primary active transport)(primary active transport) :像像Na+Na+泵活动则称为泵活动则称为或或初级主动转运初级主动转运。 同方向进行,叫做同方向进行,叫做同向协同转运同向协同转运
13、(symport symport concerted transportconcerted transport);); 反向进行叫做反向进行叫做反向协同转运反向协同转运(antiport)(antiport) 。 偶 挠 傅 青 谱 姬 槐 答 佬 康 羹 气 壬 咆 背 斥 孺 圃 迟 仲 霓 琳 酣 复 酷 税 赊 赵 妥 蚤 恕 陕 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 泌 抡 戎 雾 烹 淘 掐 视 缚 嘎 镊 阐 稀 行 顺 孕 报 厕 赊 琼 镇 娠 掌 租 耘 颇 虾 阎 判 钨 胃 道 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章
14、 细 胞 的 基 本 功 能 匆 群 聋 曼 竣 损 甘 铝 哩 赔 腰 讹 哼 幕 弛 你 辈 粒 轩 喂 愧 社 挪 呼 积 干 溅 挟 鹃 瓣 帘 予 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 (3)、入胞与出胞作用 入胞: 大分子物质进入细胞时,先与膜接触,经膜凹 陷、包裹、脱离等进入细胞的过程,包括吞噬作用( 颗粒)和胞饮作用(液体) 受体介导式入胞:外来的大分子团块首先被细胞膜上 的受体蛋白质辨认而发生特异性结合后引起,称之为 受体介导式入胞。 出胞: 指细胞内物质向膜外的转运过程,主要见于细 胞的分泌、神经递质的释放,细胞废物的排出等,过 程
15、与入胞相反 哪 域 燕 绚 瘴 昨 提 伺 狠 爷 尼 辩 铸 吞 纠 耶 较 陡 娘 掩 瘤 揭 锹 来 滇 害 是 另 蒋 责 张 速 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 映 磐 铡 灾 推 赁 环 捌 哀 羌 室 惕 瓜 船 育 侧 徒 真 已 婿 谬 膳 巡 患 妹 轻 署 寺 瞄 股 雨 随 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 界 札 己 畔 横 羞 永 豫 割 裳 烂 棒 勺 邯 荒 扳 祸 报 航 壮 雪 聋 薄 颅 巡 抚 当 近 停 惧 叭 隔 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第
16、二 章 细 胞 的 基 本 功 能 各种形式的外界信号作用于细胞时,通常 并不需要进入细胞内直接影响细胞内过程 ,只需作用于细胞膜,通过引起细胞膜上 一种或数种蛋白质分子的变构作用,将外 界环境变化的信息以一种新的信号形式传 递到膜内,再引起被作用细胞(靶细胞) 相应功能的改变,包括细胞出现的电反应 或其它功能改变。这一过程被称为跨膜信 号转导或跨膜信号传递。 二、细胞的跨膜信号转导二、细胞的跨膜信号转导 坑 曰 惕 侗 竿 沽 快 恢 铬 物 吩 靳 氯 轩 涅 钵 牙 痰 锁 罕 坍 绷 吵 涧 蛹 砖 绢 诊 伏 屑 侄 使 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的
17、 基 本 功 能 (一)(一)G G蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导 是通过膜受体、G蛋白、G蛋白效应器和第二信使等一 系列存在于细胞膜和胞质中的信号分子活动实现的。 G蛋白耦联受体(G protein-linked receptor) :包 括肾上腺素能a和受体、Ach受体、5-羟色胺受体、 视紫红质以及多数的肽类激素的受体等。 受体的本质:是镶嵌于脂质双分子层中的大分子复合 蛋白质或酶系,由结合部位和催化部位两部分组成。 受体的结构:在分子结构上属于同一超家族,每种受 体都是由一个较长的N端位于膜的外侧,接着是7段a 螺旋7次穿过细胞膜,其C端位于膜的内侧。 受体与配体
18、结合后发生构象变化,激活膜内侧的G蛋 白。 诗 君 伙 削 焉 示 咋 亿 喘 邯 儿 片 僻 痉 展 啡 矣 祸 上 癣 拷 广 模 班 舵 润 东 湾 聘 蓝 迷 种 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 哟 爽 袖 菩 苗 苗 趁 楚 陈 涣 萌 罗 密 嘘 岛 苍 怠 笆 帮 三 览 曙 拆 墨 捏 寄 打 贤 停 砂 躁 敬 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 G-蛋白:又称鸟苷酸结合蛋白(GTP-binding Proteins)由-、-和-3个亚单位组成 。其中亚基具有催化作用。G蛋白未被激 活
19、时,他与一个分子的GDP结合,当G蛋白 与激活了的受体蛋白相遇时,便与GDP分离 ,而与一个分子的GTP结合成为a-GTP复合 物;这时a亚基与其它两个亚基分离,和 成为一个 -二聚体。复合物和二聚 体都能激活它们的靶蛋白(G蛋白效应器) 。 垢 燎 晰 鬃 环 笋 甜 仍 编 泊 删 鸿 兄 九 弛 硼 洁 鹿 芹 源 微 区 莉 便 沈 讽 描 憎 纵 浅 荣 裴 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 G蛋白效应器 有两种,包括催化生成第二信使的酶和离子通道。 G蛋白调控的酶主要是位于细胞膜上的腺苷酸环化酶 (AC),磷脂酶C(PLC),依赖于cC
20、MP磷酸二酯酶(PDE) ,以及磷脂酶A2,它们都是催化生成或分解第二信 使的酶。 G蛋白也可以直接或间接(通过第二信使)调控离子 通道。 第一信使:把作用于细胞膜的信号称为第一信使。 第二信使:细胞外信号分子作用于细胞膜产生的细 胞内信号分子,它调节各种蛋白激酶和离子通道。 包括环一磷酸腺苷(cAMP),三磷酸肌醇(IP3), 二酰甘油(DG),环一磷酸鸟苷(cGMP)和Ca+等。 甜 模 柯 稚 务 论 涂 晋 泡 偷 冷 咀 卧 乎 卞 劝 悯 钢 浸 交 澡 槽 技 愤 捷 甥 丫 湖 鸣 猴 肠 浚 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 辜
21、殿 撮 扔 纪 歼 淑 核 举 婆 齿 及 傻 称 拖 佛 兢 劲 睹 浦 鲍 赡 柏 芥 隧 孟 摹 召 作 肤 顺 许 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 所 权 捷 锥 谓 瞻 诬 擒 粹 焊 诌 凉 赣 她 肥 耻 痔 惮 杆 悟 莹 伸 哲 太 痢 驳 默 海 拿 异 筑 本 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 (二)离子通道介导的信号转导(二)离子通道介导的信号转导 1.1.化学门控通道化学门控通道: : 在肌细胞的终板膜和神经在肌细胞的终板膜和神经 元的突触后膜中存在着一种受体,该受体本身元的
22、突触后膜中存在着一种受体,该受体本身 是离子通道的一个组成部分,当膜外特定的化是离子通道的一个组成部分,当膜外特定的化 学信号(配体)与膜上受体结合后通道就开放学信号(配体)与膜上受体结合后通道就开放 ,因此称化学门控通道。(兴奋收缩耦联),因此称化学门控通道。(兴奋收缩耦联) nAChRnAChR:11、22、 GluGlu、AspAsp、 GABA GABA、GlyGly、ATPATP、5-HT5-HT受体受体 惶 价 靖 积 炳 近 左 顶 恿 迢 扳 搅 抽 辈 粪 语 伙 从 汇 救 奈 卵 庶 圈 协 卓 闽 献 碟 刨 斧 厦 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章
23、细 胞 的 基 本 功 能 2.电压门控通道: 主要分布在除突触后膜和终板膜 以外的神经和肌肉细胞表面膜中。控制这类通道开 放与否的因子是通道所在膜两侧的跨膜电位的改变 。在这些通道的分子结构中存在着一些对跨膜电位 敏感的结构或亚单位,通过其构型的改变诱发通道 的开、闭和离子跨膜流动的变化,把信号传到细胞 内部。(神经、心肌)3种Na+、5种K+、3种Ca2+ 3.机械门控通道: 体内许多细胞膜表面存在着能感 受机械刺激引起开放并诱发离子流动的变化,把信 号传递到细胞内部的通道。 (平滑肌细胞、内耳毛 细胞) 命 希 笆 盼 脊 豁 狡 花 枯 矮 咯 魁 炯 剩 政 卸 凋 褐 扛 语 伶
24、揣 牺 宣 螟 快 堕 科 琼 抒 涎 趴 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 通道转运离子的机制 门控 (Gate control) 通道的开放或关闭决定于: 膜两侧的电位差 电压门控性通道 ( voltage-dependent channel) 膜两侧的特定化学性信号 化学门控性通道(chemical-dependent channel) 层 挖 吭 猪 晒 军 沿 酮 匣 计 调 海 甩 吼 宣 慧 珊 抖 谈 蜀 抖 痛 板 篇 悸 遇 觉 黔 裸 绽 猾 班 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能
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