细胞基本功能生理学PPT课件.ppt
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1、关于细胞的基本功能生理学第一张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月v细胞生理是器官、系统生理学的基础细胞生理是器官、系统生理学的基础v细胞的基本功能细胞的基本功能 跨膜物质转运跨膜物质转运 跨膜信号转导跨膜信号转导 细胞生物电现象细胞生物电现象 肌细胞的收缩活动肌细胞的收缩活动第二张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月第一节第一节 细胞膜的基本结构细胞膜的基本结构 和跨膜物质转运功能和跨膜物质转运功能第三张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月一、细胞膜的基本结构第四张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月二、细胞膜化学组成及意义二、细胞膜化学组成及意义v脂质双分子层:屏障
2、作用脂质双分子层:屏障作用 保持细胞内容物的相对稳定保持细胞内容物的相对稳定v细胞膜蛋白质:膜通道蛋白,载体蛋白,酶细胞膜蛋白质:膜通道蛋白,载体蛋白,酶 细胞内外物质、能量、信息交换。细胞内外物质、能量、信息交换。v细胞膜糖类:糖蛋白,糖脂细胞膜糖类:糖蛋白,糖脂 作为膜蛋白受体识别部分作为膜蛋白受体识别部分 参与免疫反应参与免疫反应第五张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月三、细胞膜的跨膜物质转运三、细胞膜的跨膜物质转运v被动转运被动转运 单纯扩散单纯扩散 易化扩散易化扩散v主动转运主动转运第六张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月Na+Cl-H2OH2OABNa+Cl-第七张
3、,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(一)(一)单纯扩散单纯扩散(simple diffusion)扩散:溶质分子从高浓度向低浓度的扩散:溶质分子从高浓度向低浓度的净移动(顺化学梯度)净移动(顺化学梯度)单纯扩散:脂溶性物质从膜的高浓单纯扩散:脂溶性物质从膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。度一侧向低浓度一侧转运的过程。第八张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月1.单纯扩散的特点单纯扩散的特点v顺化学梯度顺化学梯度v不耗能(分子热运动的扩散)不耗能(分子热运动的扩散)第九张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月2.单纯扩散的条件 (1)浓度梯度(电-化学梯度)(2)膜通透性
4、(3)脂溶性物质 O2 CO2 N2 (4)酒精第十张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(二)易化扩散(二)易化扩散(facilitated diffusion)1.定义:定义:体内不溶或难溶于脂质的物体内不溶或难溶于脂质的物质,在细胞膜上某些特殊蛋白质的帮质,在细胞膜上某些特殊蛋白质的帮助下,从膜高浓度一侧向低浓度一侧助下,从膜高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。转运的过程。第十一张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月2.特点(1)顺电化学梯度,不耗能(2)膜蛋白对转运的物质具有选择性(膜 蛋白分子本身有结构特异性)(3)膜通透性可变第十二张,PPT共一百零四页,创作于2022年
5、6月3.类型(1)通道介导的易化扩散(2)载体介导的易化扩散第十三张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散v 离子通道离子通道(ion channel)一类与离子易化扩散有关的膜一类与离子易化扩散有关的膜蛋白质分子蛋白质分子第十四张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月离子通道的特性离子通道的特性 (1)(1)选择性选择性 NaNa+通道,通道,K K+通道,通道,ClCl-通道通道,CaCa+2+2通道通道 (2)(2)门控性门控性 化学门控:膜外侧化学信号控制化学门控:膜外侧化学信号控制 电压门控:膜两侧电位差控制电压门控:膜两侧电位差控制 (3
6、)(3)开放和关闭的快速性开放和关闭的快速性 (4)(4)离子流的快速性离子流的快速性第十五张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月第十六张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月第十七张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月载体介导的易化扩散载体介导的易化扩散l载体载体(carrier)与葡萄糖和某些氨基酸等物质易化与葡萄糖和某些氨基酸等物质易化扩散有关的膜蛋白质,不具有离子通道扩散有关的膜蛋白质,不具有离子通道那样的结构。那样的结构。第十八张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月葡萄糖的易化扩散第十九张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(三三)主动转运主动转运(act
7、ive transport)1.1.定义定义:细胞通过本身的某种耗细胞通过本身的某种耗 能过能过程,将物质的分子或离子从膜的低浓度一程,将物质的分子或离子从膜的低浓度一侧向高浓度一侧移动的过程侧向高浓度一侧移动的过程 2.2.特征特征 逆电化学梯度逆电化学梯度 耗能耗能第二十张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月3.3.主动转运和被动转运的区别主动转运和被动转运的区别 转运的方向转运的方向 转运的能量转运的能量 转运的后果转运的后果第二十一张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月4.Na+-K+泵第二十二张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月4.4.NaNa+-K-K+泵泵(1
8、)结构:膜蛋白质,具有结构:膜蛋白质,具有ATPATP酶活性酶活性 (2)功能功能:分解:分解ATPATP,释放出能量,利用这一释放出能量,利用这一能量,不断地将能量,不断地将NaNa+从胞内泵出胞外,将从胞内泵出胞外,将K K+从胞从胞外泵入胞内外泵入胞内 (3)特性特性:3 3个个NaNa+移出膜外移出膜外2 2个个K K+移入膜内移入膜内第二十三张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(5)生理意义:建立一种势能贮备,供细胞其他耗能过程利用 产生和维持细胞内高K+、细胞外高Na+的状态,是细胞产生生物电的基础 是人体最重要的物质转运形式第二十四张,PPT共一百零四页,创作于2022年
9、6月(四)继发性主动转运 (secondary active transport)第二十五张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(四)继发性主动转运(四)继发性主动转运 (secondary active secondary active transport)transport)1.1.定义定义:是指某些物质逆浓度梯是指某些物质逆浓度梯 度的度的主动转运过程,所需能量间接来自主动转运过程,所需能量间接来自ATP的的分解,也称联合转运。分解,也称联合转运。第二十六张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月2.特点:l Na+从胞外被动扩散至胞内释放的能量用于另一种物质的主动转运3.条件:
10、l 胞膜上存在转运体蛋白第二十七张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(五)出胞与入胞(五)出胞与入胞1.1.入胞:一些大分子物质或团块物入胞:一些大分子物质或团块物质进入细胞的过程质进入细胞的过程2.2.出胞:大分子物质或固态、液出胞:大分子物质或固态、液态物质从细胞内排出的过程态物质从细胞内排出的过程第二十八张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月 小 结第二十九张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月第二节细胞膜的跨膜信号转导第三十张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月一、细胞跨膜信号转导的概念一、细胞跨膜信号转导的概念l1.1.信号信号:含有信息内容的一种物质或含有
11、信息内容的一种物质或刺激刺激l2.2.人体内的信号人体内的信号:存在于细胞外存在于细胞外液中含有信息内容的化学物质液中含有信息内容的化学物质,或机械或机械的、电的、电磁波等刺激的、电的、电磁波等刺激第三十一张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月 3.3.信号的类型信号的类型v 化学信号化学信号 激素激素,递质递质,细胞因子细胞因子v 机械信号机械信号 声音声音v 电磁信号电磁信号 光光v 电信号电信号 电流电流第三十二张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月4.4.跨膜信号转导跨膜信号转导(transmembrane tranduction)外界信号外界信号 细胞膜表面细胞膜表面 一
12、种或几一种或几种膜蛋白分子构象改变种膜蛋白分子构象改变 新的信号进入新的信号进入胞内胞内 膜电位或其他功能变化膜电位或其他功能变化 第三十三张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月二、细胞跨膜信号转导的方式二、细胞跨膜信号转导的方式膜通道蛋白完成的跨膜信号转导膜通道蛋白完成的跨膜信号转导受体受体G蛋白蛋白第二信使跨膜信号转导第二信使跨膜信号转导酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导第三十四张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(一)膜通道蛋白完成的跨膜信(一)膜通道蛋白完成的跨膜信 号转导号转导信号信号 胞膜上的通道蛋白胞膜上的通道蛋白 离子离子通道打开或关
13、闭通道打开或关闭 离子跨膜流动离子跨膜流动 膜电位变化(去极化、超极化)膜电位变化(去极化、超极化)新新的信号进入细胞内的信号进入细胞内 第三十五张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月1.化学信号化学信号化学门控离子通道化学门控离子通道 神经突触 谷氨酸,门冬氨酸,甘氨酸神经肌肉接头 乙酰胆硷第三十六张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月运动神经末梢运动神经末梢 Ach Ach 门控通道门控通道蛋白(蛋白(a亚单位)亚单位)通道开放通道开放 大量大量Na+流入胞内流入胞内 胞膜去极化产生终板电位胞膜去极化产生终板电位完成化学信号向生物电信号的转换完成化学信号向生物电信号的转换 第三
14、十七张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(1)(1)特点特点:v 化学门控通道具有受体功能,可化学门控通道具有受体功能,可 称为通道型受体,它们被激活时称为通道型受体,它们被激活时 能引起跨膜离子流动,也称为促能引起跨膜离子流动,也称为促 离子型受体离子型受体(2)(2)分布:分布:神经肌接头信息传递神经肌接头信息传递 神经细胞之间的突触传递神经细胞之间的突触传递第三十八张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月2.2.电信号电信号电压门控离子通道电压门控离子通道l 刺激 细胞膜电位的变化 电 压门控离子通道开放或关闭 离子内流或外流 新信号形成 第三十九张,PPT共一百零四页,创作
15、于2022年6月第四十张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(1)Na+(1)Na+通道通道电信号 膜内负电荷消失 Na+通道突然开放 胞外Na+涌入胞内 膜电位变化 第四十一张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(2)K+(2)K+通道通道膜内形成正电荷膜内形成正电荷 K+通道开放通道开放胞内胞内K+流出胞外流出胞外 膜电位变化膜电位变化第四十二张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月3.3.机械信号机械信号-机械门控离子通道机械门控离子通道前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛上前庭和耳蜗的毛细胞的静纤毛上机械信号(声)机械信号(声)静纤毛偏曲静纤毛偏曲机械门控离子通道开放机械门控离子
16、通道开放 离子内流离子内流 膜电位变化膜电位变化第四十三张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(二)作用于膜受体蛋白、(二)作用于膜受体蛋白、G G蛋白蛋白 和和效应器酶系统效应器酶系统 光刺激光刺激 (视网膜的感光细胞)(视网膜的感光细胞)多数的肽类激素多数的肽类激素 多数的神经递质多数的神经递质(神经突触后膜)(神经突触后膜)第四十四张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月受体受体G G蛋白蛋白第二信使跨膜信号转导第二信使跨膜信号转导第四十五张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月1.G蛋白耦联受体(促代谢型受体)第四十六张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月2.2.膜
17、内侧膜内侧G-G-蛋白被激活蛋白被激活第四十七张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月3.3.膜内侧的腺苷酸环化酶被激活膜内侧的腺苷酸环化酶被激活l胞浆中第二信使增多胞浆中第二信使增多第四十八张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月第二信使第二信使定义定义 外来刺激通过膜受体蛋白、外来刺激通过膜受体蛋白、G蛋白和效蛋白和效应器酶系统应器酶系统 使使 胞浆内一种含有第一信使信息胞浆内一种含有第一信使信息内容的一种化学物质增多或减少内容的一种化学物质增多或减少种类种类 环磷酸腺苷环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷环磷酸鸟苷(cGMP)三磷酸肌醇三磷酸肌醇(IP3)二酰甘油二酰甘油(DG)第
18、四十九张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月(三)酪氨酸激酶受体完成的(三)酪氨酸激酶受体完成的 跨膜信号转导跨膜信号转导生长因子,胰岛素为信号生长因子,胰岛素为信号第五十张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月信号信号 接合膜酪氨酸激酶外侧端接合膜酪氨酸激酶外侧端 激活内侧酪氨酸蛋白激酶活性激活内侧酪氨酸蛋白激酶活性 受体本身受体本身酪氨酸残基磷酸化和胞内其它蛋白残基磷酸化酪氨酸残基磷酸化和胞内其它蛋白残基磷酸化 细胞功能的变化细胞功能的变化信号转导过程第五十一张,PPT共一百零四页,创作于2022年6月第三节第三节 细胞的跨膜电变化细胞的跨膜电变化第五十二张,PPT共一百零四页,
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