第二章 细胞的基本功能
1.细胞膜的物质转运:单纯扩散、经载体和经通道易化扩散、原发性和继发性主动转运、出胞和入胞。
2.细胞的跨膜信号转导:由G蛋白偶联受体、离子通道受体和酶偶联受体介导的信号转导。
3.神经和骨骼肌细胞的静息电位和动作电位及其简要的产生机制。
4.刺激和阈刺激,可兴奋细胞(或组织)、组织的兴奋、兴奋性及兴奋后兴奋性的变化。
5.动作电位(或兴奋)的引起和它在同一细胞上的传导。
6.神经一骨骼肌接头处的兴奋传递。
7.横纹肌的收缩机制、兴奋一收缩偶联和影响收缩效能的因素。
一、细胞膜的物质转运
细胞在新陈代谢过程中需要不断选择性地摄入和排出各种物质。然而,膜脂质双分子层只允许少量脂溶性小分子物质通过,大多数物质的跨膜转运都与镶嵌在膜中的蛋白质有关。离子或水溶性小分子需要借助于相关膜蛋白质的介导完成转运;大分子物质颗粒或液态物质则要依赖于膜的复杂生物学过程才能完成。常见的跨膜物质转运形式有:
(一)单纯扩散
是一种简单的物理扩散,没有生物学的转运机制参与。其扩散量的多少,取决于膜对该物质的通透性和膜两侧的浓度差。扩散的*终结果是该物质在膜两侧的浓度差消失。
由于细胞膜是以脂质双层分子为基架的,对各种物质的通透性取决于它们的脂溶性、分子大小和带电状况。脂溶性高而分子量小的O2、N2、CO2、乙醇、尿素等都是以单纯扩散的方式进行转运的。分子量较大的极性物质,如葡萄糖,以及各种带电荷的离子则很难以单纯扩散方式通过细胞膜。水分子虽然是极性分子,但分子极小,又不带电荷,膜对它是高度通透的(水分子还可通过另一种方式,即水通道跨膜转运)。
(二)经载体和经通道易化扩散
易化扩散是膜蛋白质介导的跨膜转运中的被动转运。指一些不溶于脂质或脂溶性很小的物质,在膜结构中一些特殊蛋白质分子的“帮助”下,不需要消耗能量,顺浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运。
1.经载体易化扩散葡萄糖、氨基酸和核苷酸等重要的营养性物质,依照它们在脂质中的相对溶解度、分子大小和带电状况等物理性质,是很难通过细胞膜的,但在各自特异的载体帮助下跨膜转运的速度是较快的。载体帮助它们转运的机制可能是:载体蛋白(贯穿脂质双层的整合蛋白)在溶质浓度较高的一侧与溶质结合后,发生构象改变,并在浓度较低的一侧解离出溶质。这种跨膜转运的特征是:①顺浓度梯度转运,转运速度比仅从溶质物理特性所预期的快得多。②由于膜上的载体和与特异物质结合的位点都是有限的,转运速率会出现饱和现象。③载体与溶质的结合具有化学结构特异性。④化学结构相似的溶质经同一载体转运时会出现竞争性**。
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