第二细胞的跨膜物质转运和跨膜信号传递功能
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临床医学本科生理学教学大纲前言生理学是一门重要的医学基础理论课。
医学本科生理学的教学任务是根据培养目标,使学生掌握正常人体生命活动的基本规律,为学习后续课程及今后工作打下必要的基础。
教学大纲所列内容都是要求学生学习的,但不一定要在课堂上讲授,可通过自学或其他方式进行学习。
下划直线的部分是要求学生掌握的内容,下加点的部分是熟悉的内容,其余部分是了解的内容。
各层次内容对学生的具体要求为:掌握的内容:为重点内容,要求对该内容透彻理解,融会贯通,并能举一反三。
熟悉的内容:要求在理解的基础上记忆。
了解的内容:要求记住内容梗概,懂得一般概念。
第一章绪论第一节生理学的研究对象和任务第二节机体的内环境第三节生理功能的调节.......第四节..........体内的控制系统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膜的化学组成和分子结构。
细胞膜的跨膜物质转运功能:单纯扩散,易化扩散,主动转运,继发性主动转运,出胞与入胞式物质转运。
第二节细胞的跨膜信号转导功能跨膜信号转导概念的提出。
几种主要的跨膜信号转导方式:通过具有特殊感受结构的通道蛋白质完成的跨膜信号转导,由膜的特异性受体蛋白质、G-蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统,由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导。
第三节细胞的跨膜电变化神经和骨骼肌细胞的生物电现象:单一细胞的跨膜静息电位和动作电位,生物电现象的产生机制。
动作电位的引起和它在同一细胞的传导:阈电位和锋电位的引起,局部兴奋及其特.......性.,兴奋在同一细胞上的传导机制。
第四节肌细胞的收缩功能骨骼肌细胞收缩的引起和收缩机制:神经-骨骼肌接头处的兴奋传递,骨骼肌细胞的微细结构,骨骼肌细胞的兴奋....,骨骼肌收缩的分子机制..........。
........-.收缩耦联骨骼肌收缩的外部表现和力学分析:前负荷或肌肉初长度对肌肉收缩的影响.................——长.度.-.张力曲线..-.速度曲线....,肌肉收缩能力的改变....,肌肉后负荷对肌肉收缩的影响.............——张力对肌肉收缩的影响。
细胞膜的跨膜物质转运功能细胞膜的跨膜物质转运是细胞内少量物质从比较高的浓度向比较低的浓度运输的过程,它的作用有助于维持细胞的正常功能和物质平衡。
细胞膜的材料运输可以通过主动和被动机制实现,而这些机制需要很多跨膜蛋白参与。
跨膜物质转运中,细胞膜蛋白被分为七种类型:转运蛋白(Transporters),受体蛋白(Receptor Proteins),膜外蛋白(Outer Membrane Proteins),膜内蛋白(Inner Membrane Proteins),电子载体蛋白(Electron Carrier Proteins),激动蛋白(Excitatory Proteins)和抑制蛋白(Inhibitory Proteins)。
转运蛋白是跨膜物质转运最典型的蛋白,它们能够从一个浓度更低的位置将物质转移到一个浓度更高的位置。
它们具有多功能的作用,可根据物质的属性而调整运输速率。
色素蛋白(Chromoproteins)和自由基转运蛋白(Free Radical Transporters)是转运蛋白的例子。
受体蛋白是另一种通过细胞膜的蛋白,它们的主要作用是增强另一个细胞内介导的运输过程。
这些受体蛋白通过特定的药物分子来识别物质,当受体蛋白与特定的药物分子结合时,激活的信号传递路径可以帮助细胞从环境中收集营养。
示范受体蛋白必须把物质从低浓度的环境运输到高浓度的环境。
膜外蛋白一般分布在细胞膜外侧,它们通过与特定的细胞淋巴系统或器官特异性分子结合来完成细胞外界环境信息的传递。
这类蛋白可增加或减少毛细血管的内分泌激素,根据能量变化的信号分布,保持细胞间的能量平衡,例如促酶电泳和粘附蛋白。
膜内蛋白一般分布在细胞膜内侧,它们是细胞隔离到细胞外界百分之百自治乐园的重要保护组织。
它们由非结构性抗体超家族和抗原降解酶超家族组成,它们可以响应细胞内可靠和有害的外界物质,抵御细菌和病毒的侵袭,参与细胞信号应答和免疫,以及对人体健康起重要作用。
细胞膜的物质转运功能作者:***来源:《中学生理科应试》2024年第04期19世纪末,德国生物学家Pfeffer提出了“细胞内压力”理论:细胞能通过消耗能量来改变细胞内外物质的浓度差异,这一理论并未得到广泛认同。
20世纪50年代,比利时生物化学家De Duve等人首次发现了ATP酶的存在,并证明它在细胞内的能量代谢过程中起着关键作用,这些发现为后来主动运输的研究奠定了基础。
一、原发性主动转运原发性主动转运指细胞通过直接消耗代谢能量驱动某些特定物质从低浓度一侧向高浓度一侧的跨膜运输,这种方式的主要特点是需要直接的能量供应,并且不受其他物质的运输影响。
1.钠钾泵钠钾泵是一种存在于细胞膜上的蛋白质,负责维持细胞内离子浓度的平衡。
它是细胞能量代谢和信号传导的重要组成部分。
它利用ATP的能量,将细胞内的3个Na+排出到细胞外,同时将2个K+摄入到细胞内。
这种离子交换使得细胞内外的离子浓度保持一定的比例,从而维持细胞的正常功能,如维持细胞膜电位的稳定,保证神经冲动的传递和肌肉收缩等功能的正常进行。
2.质子泵(1)P型质子泵,称为H+泵或H+-ATP水解酶,分布在植物细胞、真菌细胞和细菌细胞的质膜上,通过水解ATP并使自身磷酸化,引起自身构象变化,使得H+泵出细胞,使细胞膜周围环境pH<7。
(2)V型质子泵,通过水解A'rP来驱动其功能,本身不发生磷酸化,主要作用是从细胞质基质中氢离子(H*)泵入溶酶体或液泡中。
维持溶酶体和大型液泡内的低pH环境。
(3)F型质子泵(ATP合酶)顺浓度梯度运输H+,将释放的能量用于ATP的合成,可在线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光合磷酸化过程中观察到。
(4)特色的质子泵——光驱动泵,如绿色植物叶绿体类囊体膜上的一种由光驱动的质子泵,吸收光能后从类囊体外部向内部逆浓度输送2个H+。
例1 某细菌细胞膜上的光驱动蛋白可作为“质子泵”可将H+泵到细胞外,形成的H+浓度梯度可用于ATP合成等生命活动。