细胞的基本功能

　　细胞的基本功能1.细胞膜的结构和物质转运动能膜结构的液态镶嵌模型，单纯扩散、膜蛋白介导的跨膜转运和主动转运的定义和基本原理

　　2.细胞的跨膜信号转导G-蛋白耦联受体、离子受体和酶耦联受体介导的信号转导的主要途径

　　3.细胞的生物电现象静息电位和动作电位的定义、波形和产生机制

　　4.肌细胞的收缩神经-骨骼肌接头处兴奋的传递过程、骨骼肌收缩的机制和兴奋-收缩耦联基本过程

　　一、细胞膜的物质转运功能

　　液态镶嵌模型学说——细胞膜是以液态的脂质双分子层为骨架，其中镶嵌着不同生理功能的蛋白质。

　　(一)单纯扩散

　　1.概念：脂溶性小分子物质由膜的高浓度区一侧向膜的低浓度区一侧顺浓度差跨膜的转运过程称为单纯扩散。

　　2.转运物质：除O2、CO2、NO、CO、N2等气体外，还有乙醇、类固醇类激素、尿素等。

　　3.特点：

　　①顺浓度差，不耗能;

　　②无需膜蛋白帮助;

　　③最终使转运物质在膜两侧的浓度差消失。

　　(二)易化扩散

　　是指某些非脂溶性或脂溶性较小的物质，在特殊蛋白的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。

　　1.以载体蛋白为中介的易化扩散(载体转运)：

　　◇例子 “血液中的葡萄糖和氨基酸进入到组织细胞”

　　◇特点：

　　(1)载体蛋白质有结构特异性;

　　(2)饱和现象;

　　(3)竞争性抑制。

　　2.以通道为中介的易化扩散(通道转运)：

　　主要通过通道蛋白质(简称通道)进行的。其转运物质的能力受膜两侧电位差或化学物质的影响，故有电压门控通道和化学门控通道之分。

　　◇特点：(1)相对特异性;

　　(2)无饱和性;

　　(3)有开放、失活、关闭不同状态。

　　◇例子：Na+、K+、Ca2+等都经通道转运。

　　Na+通道阻断剂 —— 河豚毒素

　　K+通道阻断剂 —— 四乙铵

　　Ca2+通道阻断剂 —— 异搏定

　　(三)主动转运

　　1.概念：主动转运是指细胞通过本身的耗能过程，在细胞膜上特殊蛋白质(泵)的协助下，将某些物质分子或离子经细胞膜逆浓度梯度或电位梯度转运的过程。

　　2.钠泵的本质

　　钠泵就是镶嵌于细胞膜上的Na+-K+依赖式ATP酶。

　　Na+-K+依赖式ATP酶(钠泵)

　　3.钠泵活动的生理意义：

　　①由钠泵形成的细胞内高K+和细胞外的高Na+，这是许多代谢反应进行的必需条件。

　　②细胞生物电活动产生基础。

　　③维持细胞正常的渗透压与形态。

　　④它能建立起一种势能贮备。这种势能贮备是可兴奋组织具有兴奋性的基础，这也是营养物质(如葡萄糖、氨基酸)逆浓度差跨膜转运的能量来源。

　※主动转运与被动转运的区别

主动转运	被动转运（单纯/易化）
需由细胞提供能量	不需外部能量
逆电-化学势差	顺电-化学势差
使膜两侧浓度差更大	使膜两侧浓度差更小

　　※转运的都是小分子物质

　　【例题】

　　细胞膜内外Na+和K+浓度差的形成与维持是由于(　)

　　A.膜在安静时对K+的通透性大

　　B.膜在兴奋时对Na+的通透性增加

　　C.Na+、K+易化扩散的结果

　　D.细胞膜上Na+-K+泵的作用

　　E.细胞膜上ATP的作用

　　【正确答案】D

　　二、细胞的跨膜信号转导

　　1.G蛋白耦联受体介导的信号转导

　　2.离子通道型受体介导的信号转导

　　3.酶耦联受体介导的信号转导

　　1.G-蛋白耦联受体介导的信号转导

　　(1)受体-G蛋白-Ac途径：

　　激素+G-蛋白偶联受体→激活Ac → ATP →cAMP →激活蛋白激酶(PKA) →催化细胞内底物磷酸化→生物效应。

　　(2)受体-G蛋白-PLC途径：

　　激素+G-蛋白偶联受体→磷脂酶C(PLC)→ 磷脂酰二磷酸肌醇(PIP2)分解 →三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)

　　三磷酸肌醇(IP3) →内质网释放Ca2+→与钙调蛋白(CaM)结合→激活蛋白激酶→促进蛋白质磷酸化→生物效应。

　　二酰甘油(DG)→激活蛋白激酶C(PKC)→催化细胞内底物磷酸化→生物效应。

　　2.离子通道型受体介导的信号转导

　　例如，骨骼肌终板膜上的ACh受体被神经末梢释放的ACh激活后，引起Na+和K+的跨膜流动，进而引发肌细胞的兴奋和收缩，从而实现ACh的信号跨膜转导。

　　3.酶耦联受体介导的信号转导

　　如：酪氨酸激酶受体和鸟苷酸环化酶受体。

　　大部分生长因子、胰岛素和一部分肽类激素都是通过该类受体进行跨膜信号转导。

　　三、细胞的生物电现象

　　生物电产生的前提：

　　1.细胞膜内外离子分布不均匀;

　　2.细胞膜在不同的情况下对不同的离子有不同的通透性。

　　◇静息电位(RP)：细胞未受刺激时膜两侧的电位差。

　　对静息电位的测定表明：膜外电位高于膜内，若膜外电位为0，膜内即为负值。大多数细胞的RP都在-10～-100 mV，如：骨骼肌细胞为-90mV,神经细胞为-70mV，RBC为-10 mV。

　　◇动作电位(AP)：是膜受到有效刺激后,在RP的基础上发生的一次膜电位的快速,可逆,可扩布的电位变化。

　　【例题】动作电位去极化是由于(　)

　　A.Cl- 内流

　　B.Ca2+ 内流

　　C.Na+ 内流

　　D.K+ 内流

　　E.K+ 外流

　　【正确答案】C

　　【例题】静息电位的产生是由于(　)

　　A.Cl- 内流

　　B.Ca2+ 内流

　　C.Na+ 内流

　　D.K+ 内流

　　E.K+ 外流

　　【正确答案】E

　　四、肌细胞的收缩

　　1.神经—肌肉接头兴奋传递与兴奋-收缩偶联

　　2.骨骼肌收缩的机制——肌丝滑行理论

　　【例题】骨骼肌细胞中作为Ca2+受体的是(　)

　　A.肌动蛋白

　　B.肌球蛋白

　　C.肌钙蛋白

　　D.肌红蛋白

　　E.原肌凝蛋白

　　【正确答案】C

　　【例题】在神经-骨骼肌接头处的化学递质是(　)

　　A.肾上腺素

　　B.去甲肾上腺素

　　C.乙酰胆碱

　　D.5-羟色胺

　　E.γ-氨基丁酸

　　【正确答案】C

　　【例题】触发神经末梢释放递质的离子是(　)

　　A.Na+

　　B.K+

　　C.Ca2+

　　D.Mg2+

　　E.Cl-

　　【正确答案】C