内容正文:
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能
第二节 细胞的生物电现象
第四节 肌细胞的收缩功能
第一节 细胞膜物质转运功能
一、细胞膜的结构和化学组成(了解)
细胞膜的分子排列结构,目前公认的是 “液态镶嵌模型”:细胞膜是以液态脂质双分子层为基架,其中镶嵌着不同生理功能的蛋白质。(半透膜)
二、细胞膜的物质转运形式:
单纯扩散、易化扩散、主动转运、出胞与入胞
(一)单纯扩散
小分子脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。如O2、CO2、氨气、乙醇等。
(二)易化扩散
非脂溶性小分子物质,在膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。分类:
①通道转运(钠、钾、钙离子等)
②载体转运(葡萄糖、氨基酸)
①通道转运:在一定条件下,通道蛋白质本身的构型改变,在其内部形成一个水性孔道,使被转运的物质顺浓度梯度或膜电位差通过细胞膜
特点:通道转运的是一些简单的离子,且具有特异性。
离子通道的三种状态:备用、激活和失活。
转运的物质:各种带电离子
②载体转运:载体蛋白在细胞的高浓度一侧与被转运的物质结合,构象发生变化,而将该物质运至膜的低浓度一侧。
特点:特异性高;
饱和现象;
竞争性抑制。
转运的物质:葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质
(三)主动转运
� 小分子物质和离子在膜上泵蛋白的作用下,从低浓度一侧向高浓度一侧耗能性跨膜转运的过程。
主动转运特点:
①需要消耗能量;
②依靠特殊膜蛋白质(离子泵)的“帮助”;
③是逆电-浓度梯度进行的。
最重要
主动转运的分类:
①原发性主动转运:细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度或电位差转运的过程。最重要的生物泵——钠-钾泵(钠泵);
②继发性主动转运:即钠泵活动造成的势能储备,还可以促进某些其他物质进行逆浓度的跨膜转运,间接利用ATP。
维持细胞外高Na+、细胞内高K+
的不均匀分布状态
将2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外
分解ATP获得能量
细胞内Na+↑或细胞外K+↑
钠泵的作用:排钠摄钾
钠泵活动的生理意义(理解)
① 钠泵活动形成的胞内高K+是许多代谢过程的必需条件;
②钠泵将Na+排出细胞,将减少水分子进入胞内,对维持细胞的正常体积有一定意义;
③钠泵活动能逆着浓度差和电位差进行Na+ 、K+的主动转运,因而建立起一种离子的势能贮备;
④这种离子的势能贮备是细胞外Na+和细胞内K+等顺着浓度差和电位差扩散的能量来源。
离子通道转运与钠泵转运模式图
(四)出胞和入胞
出胞(胞吐):一些大分子物质或物质团块排出
细胞的过程;
入胞(胞吞):一些大分子物质或物质团块摄入
细胞的过程;
吞噬(固态)和吞饮(液态)
出胞示意图
入胞示意图
膜电位:细胞以膜为界,离子跨细胞膜流动
产生,表现为跨膜电位。
膜电位的两种表现:
安静状态 —— 静息电位
兴奋状态 —— 动作电位
第二节 细胞的生物电现象
阴极射线示波器:
微电极
1.静息电位:
静息电位:细胞处于安静状态时,膜内外存在的电位差。细胞膜外为正值,细胞内为负值,一般以细胞内的电位值表示。负值越大,电位差越大,静息电位越大。
极化:以膜为界,外正内负的状态。
去极化(除极):
膜内、外电位差向小于静息电位的方向变化的过程。(例如由-70 mV→ -50mV)极化状态减弱。
反极化(超射):
细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负的
反转过程。膜电位高于零电位的部分称为超射。
复极化:
去极化后再向极化状态恢复的过程。
超极化: 静息电位的绝对值增大(例如由-70mV → -90mV)极化状态增强。
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第二级
第三级
第四级
第五级
①细胞膜内、外离子分布不均:
细胞膜外的主要是Na+、Cl-
细胞膜内的主要是K+、 A-
②细胞膜对各种离子的通透性不同:
通透性:K+ > Cl- > Na+ > A-
静息状态下细胞膜主要对K+有通透性。
静息电位的产生条件
膜内:
膜外:
静息电位产生的机制:
细胞膜内外两侧的离子分布
静息状态下细胞膜主要对K+有通透性:
促使K+外流的动力:膜两侧K+的浓度差,