细胞的基本功能
人体的细胞结构和功能
人体的细胞结构和功能细胞是生物体的基本结构和功能单位，人体也不例外。
人体由数万亿个细胞组成，它们通过各种方式相互作用，共同维持人体的生命活动。
以下是人体细胞的一些基本结构和功能：1.细胞膜：细胞膜是细胞的外层结构，由脂质和蛋白质组成。
它具有选择性通透性，可以控制物质的进出。
细胞膜还有许多重要的蛋白质，如受体、通道和泵，它们参与信号传导和物质运输。
2.细胞质：细胞质是细胞膜内的液体部分，包含了细胞内的许多器官和结构。
细胞质内有各种细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等，它们各自有不同的功能。
3.线粒体：线粒体是细胞的能量工厂，负责产生能量。
它通过呼吸作用将有机物氧化，释放出能量供细胞使用。
线粒体内有呼吸链和ATP合酶等复杂的酶系统。
4.内质网：内质网是细胞内的蛋白质合成和加工的地方。
它分为粗糙内质网和光滑内质网，粗糙内质网上附着有核糖体，用于合成蛋白质，光滑内质网则参与脂质合成和代谢。
5.高尔基体：高尔基体是细胞内的物质加工和分泌的地方。
它接收来自内质网的蛋白质，进行加工、排序和包装，然后将其分泌到细胞外或运送到其他细胞器。
6.溶酶体：溶酶体是细胞内的消化器官，内含有各种水解酶。
它能够分解细胞内的废弃物、外来物质和侵入细胞的病毒或细菌。
7.核糖体：核糖体是细胞内的蛋白质合成机器，由RNA和蛋白质组成。
它们附着在粗糙内质网上或自由存在于细胞质中，根据mRNA的指令合成蛋白质。
8.细胞核：细胞核是细胞的控制中心，包含有遗传物质DNA。
细胞核内还有核仁和染色质。
核仁参与核糖体的合成，染色质则包含有基因，负责遗传信息的存储和传递。
9.细胞骨架：细胞骨架是细胞内的支架结构，由微管、中间纤维和微丝组成。
它们参与细胞的形态维持、细胞内物质的运输和细胞的分裂等过程。
10.细胞间质：细胞间质是细胞外的基质，由胶原纤维、弹性纤维和基质分子组成。
它们为细胞提供支持和保护，同时也参与细胞间的信号传导。
以上是人体细胞的一些基本结构和功能，这些知识点符合中学生的发展，可以作为对人体细胞结构功能的基本了解。
细胞的特点和功能
细胞的特点和功能细胞是生命的基本单位，所有生物体都由细胞组成。
细胞具有一些特点和功能，这些特点和功能在生物体中起着至关重要的作用。
一、细胞的特点1. 明显的边界：细胞通常由细胞膜包围，形成明显的边界。
细胞膜是由脂质双层组成的，具有选择性渗透性，可以控制物质的进出。
2. 遗传物质：细胞内存在遗传物质，包括DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。
DNA携带了细胞的遗传信息，控制了细胞的生长和发育。
3. 内质网系统：细胞含有内质网系统，它是由复杂的膜结构组成的细胞器，能够合成和储存蛋白质。
内质网还与核糖体一起参与蛋白质的合成。
4. 好氧呼吸和光合作用：细胞是生物体进行能量代谢的场所。
通过好氧呼吸过程，细胞能够将有机物质转化为能量；而在光合作用中，细胞能够将光能转化为化学能。
二、细胞的功能1. 生长和分裂：细胞具有生长和分裂的能力。
细胞在不断吸收养分的同时，能够通过分裂来增加其数量。
这种能力使得生物体能够不断生长和更新。
2. 合成蛋白质：细胞中的内质网和核糖体能够合成和储存蛋白质。
蛋白质是组成生物体的重要组分，参与了多种生物化学反应和调节细胞功能的过程。
3. 储存和分解物质：细胞包含了各种各样的细胞器，如液泡和溶酶体，它们能够储存和分解物质。
细胞通过液泡储存水分、糖类等物质；而溶酶体则能够分解有毒物质和旧的细胞器。
4. 担任代谢功能：细胞是能量的产生和转化场所。
通过细胞呼吸和光合作用，细胞能够将有机物质转化为能量，为生物体提供所需的能量。
5. 感受和传导信号：细胞膜上的受体能够感受外界信号，如激素和神经传递物质。
同时，细胞内的信号传导系统使得细胞能够接收和传导信号，参与细胞间的相互作用。
细胞的特点和功能使其成为生命的基本单位，细胞通过各种不同的机制和过程，保持着生物体的正常运作。
深入了解和研究细胞的特点和功能，对于理解生命现象、疾病的发生机制以及应用于生物技术等领域具有重要意义。
第二章 细胞的基本功能
一、G蛋白耦联受体介导的信号转导 （一）信号分子
1. G蛋白
2. G蛋白耦联受体
3. G蛋白效应器
4. 第二信使
5. 蛋白激酶
1. G蛋白
即鸟苷酸结合蛋白，是 耦联细胞膜受体和蛋白效 应器的膜蛋白。
结构特征： ① 由α、β和γ三个亚单位组成，α亚单位 起催化作用； ② 有鸟苷酸结合位点；与受体及效应蛋白的 作用位点； ③ 有GTP酶活性； ④ 两种存在形式：与GDP结合的非活性形 式；与 GTP结合活性形式。
2. G蛋白耦联受体
受体：细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子（配体） 并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质 。 其中一类受体需在G蛋白介导作用下才能完成其信号 转导功能，称为G蛋白耦联受体。 结构：一条多肽链，7个跨膜α-螺旋，膜外N末端，膜内C末端 作用：与配体结合后能结合并激活G蛋白
5. 蛋白激酶
能催化蛋白质磷酸化的一类酶。按作用底物分为：
①丝/苏氨酸蛋白激酶；（主要）②酪氨酸蛋白激酶。
蛋白质磷酸化的作用：
① 使酶活性改变→代谢改变； ② 通道开放→膜电位改变→兴奋性改变；
生理学课件 第二章 细胞的基本功能
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的结构：脂质双分子层液态镶嵌结构
一、单纯扩散
概念：是指脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程。 特点：顺浓度差；不需细胞消耗能量 物质：CO2、O2、NH3、乙醇等 注：某种物质能否通过单纯扩散方式过膜，除了取决于膜两侧浓度差， 还取决于细胞膜的通透性。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
细胞的基本功能-医学生理学-课件1-02
钠离子
钾离子
2. 电压门控通道 (voltage-gated ion channel)
电压门控通道跨膜信号 转导过程：
跨膜电位的改变； 结构域中精氨酸或赖 氨酸产生位移； 诱发通道“闸门”的 开放； 细胞膜出现新的电变 化。
钠离子 钾离子
上海第二医科大学生理教研室
3.机械门控通道（mechanically- gated channel） 触发因素是机械性刺激： 如内耳毛细胞听毛 受基底膜振动。
又称Ca2+-ATP酶 分布在细胞膜、肌浆网和内质网 分解一个ATP 胞浆 胞外 1Ca++ 1Ca++ 机制 作用是维持细胞内外的钙离子浓度梯度
4.继发性主动转运
（secondary active transport）
定义
—许多物质在进行逆浓度梯度或
电位梯度的跨膜转运时，所 需的能量并不直接来自ATP 的分解，而是来自Na+在膜两 侧的浓度势能差，后者是钠 泵利用分解ATP释放的能量建立 的。这种间接利用ATP能量的主 动转运过程称为~。
第二章 细胞的基本功能
细胞—人体的最基本的功能单位
本章内容： 细胞膜的物质转运功能 细胞膜的生物电现象 细胞的信号转导功能 肌细胞的收缩功能
第一节
细胞膜的结构和物质转运功能
细胞膜的作用： 细胞膜是细胞和环境之间的屏障； 细胞膜有物质转运功能； 细胞膜还有跨膜信息传递功能。
一、膜的化学组成和分子结构
钠-钾泵的作用
维持细胞膜两侧 Na+、K+的不均衡 分布； 其活动是生电性的
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二、细胞的动作电位
（一）细胞的动作电位
定义：细胞膜受到阈刺激或阈上刺
细胞的基本结构与功能
细胞的基本结构与功能细胞是生命的基本单位，它们构成了我们身体的组织和器官。
了解细胞的基本结构和功能对于理解生命的运作至关重要。
本文将介绍细胞的基本结构和功能，从细胞膜、细胞器到细胞内的重要分子。
一、细胞膜细胞膜是细胞的外部边界，它负责细胞内外物质的交换和细胞内环境的稳定。
细胞膜由脂质双层构成，其中嵌入了多种蛋白质和其他分子。
脂质双层具有选择性渗透性，能够控制物质的进出。
细胞膜还参与细胞间的相互作用和信号传导。
二、细胞核细胞核是细胞的控制中心，其中包含了细胞的遗传信息。
细胞核由核膜包围，核膜上有许多核孔，使得物质能够在细胞核与细胞质之间进行交换。
细胞核内含有染色体，染色体上携带了遗传信息的DNA，通过转录和翻译过程可以产生蛋白质。
三、细胞质细胞质是细胞核与细胞膜之间的区域，其中悬浮着各种细胞器。
细胞质是细胞内大部分代谢反应和信号传递的场所。
它含有许多溶质，如蛋白质、有机物和离子，这些溶质能够与细胞器相互作用并参与各种生化反应。
四、细胞器细胞器是细胞内的各种功能区域，负责细胞内的特定任务。
常见的细胞器包括内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体和叶绿体等。
它们之间相互协作，完成细胞内物质合成、储存、降解和能量转换等功能。
五、细胞骨架细胞骨架是一种由蛋白质纤维组成的网络结构，它提供了细胞的形状和稳定性。
细胞骨架还参与细胞的运动和分裂过程。
主要的细胞骨架包括微丝、微管和中间丝。
六、细胞分裂细胞分裂是细胞繁殖和生长的过程，也是多细胞生物体发育和修复组织的基础。
细胞分裂包括有丝分裂和减数分裂两种方式。
有丝分裂是指细胞的染色体复制、分离和分配，从而产生两个完全相同的细胞。
减数分裂则是生殖细胞的分裂方式，产生具有一半遗传物质的细胞。
七、细胞信号传导细胞信号传导是细胞间相互作用和信息传递的过程。
细胞可以通过表面受体感知外界刺激，并将这些信息传递到细胞内部，引发特定的反应和调节细胞的功能。
常见的信号传导机制包括激活蛋白酶、细胞间的细胞黏附和细胞外基质的信号转导等。
生理学 细胞的基本功能
生理学细胞的基本功能●大纲●1. 跨细胞膜的物质转运：单纯扩散、易化扩散、主动转运和膜泡运输。
●2. 细胞的信号转导：离子通道型受体、G蛋白偶联受体、酶联型受体和核受体介导的信号转导。
●3. 细胞的电活动：静息电位，动作电位，兴奋性及其变化，局部电位。
●4. 肌细胞的收缩：骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递，横纹肌兴奋-收缩偶联及其收缩机制，影响横纹肌收缩效能的因素。
●细胞膜的化学组成及其分子排列形式●概述●概念●也称质膜，是分隔细胞质与细胞周围环境的一层膜结构，厚7~8nm●化学组成●细胞膜和细胞内各种细胞器的膜结构及其化学组成是基本相同的，主要由脂质和蛋白质组成，还有少量糖类物质其中，蛋白质和脂质的比例在不同种类的细胞可相差很大。
一般而言，在功能活跃的细胞，膜蛋白含量较高；而在功能简单的细胞，膜蛋白含量相对较低。
例如，膜蛋白与膜脂质在小肠黏膜上皮细胞膜中的重量比可高达4.6:1，而在构成神经纤维髓鞘的施万细胞膜中的重量比仅为0.25:1。
●液态镶嵌模型●液态脂质双层构成膜的基架，不同结构和功能的蛋白质镶嵌于其中，糖类分子与脂质、蛋白质结合后附在膜的外表面液态脂质分子亲水部分向胞外或胞内疏水部分在膜内部所以物质想要入胞或出胞必须亲脂亲脂越高穿膜速度越快●细胞膜的组成成分●（一）细胞膜的脂质在多数细胞中虽然膜蛋白总重量大于膜脂质但由于蛋白质的分子量远大于脂质所以膜脂质的分子数却远多于蛋白质。
因而，脂质成为细胞膜的基本构架，连续包被在整个细胞的表面。
●成分●磷脂（70%以上）●是一类含有磷酸的脂类●组成成分●含量最高的是磷脂酰胆碱●其次是磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺●含量最低的是磷脂酰肌醇●磷脂的分布●各种膜脂质在膜中的分布是不对称的●大部分磷脂酰胆碱和全部糖脂都分布在膜外层●含氨基酸的磷脂主要分布在膜的内层●磷脂酰丝氨酸●磷脂酰乙醇胺●磷脂酰肌醇●含量虽低，但可作为细胞内第二信使三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DG）的供体，因而在跨膜信号转导中有重要作用●胆固醇（不超过30%）●少量糖脂（不超过10%）●特性●脂质分子都是双嗜性分子●磷脂分子中含有磷酸和碱基的头端具有亲水性，含有较长脂肪酸的尾端具有疏水性●胆固醇分子中的羟基以及糖脂分子中的糖链具有亲水性，分子的另一端则具有疏水性●脂质分子的双嗜特性使之在质膜中以脂质双层的形式存在●两层脂质分子的亲水端分别朝向细胞外液或胞质，疏水的脂肪酸烃链则彼此相对，形成膜内部的疏水区疏水区是水以及水溶性物质如葡萄糖和各种带电离子的天然屏障，但脂溶性物质如氧气、二氧化碳以及乙醇等则很容易穿透。
《生理学》第二章
突触可塑性
突触传递效能可发生改变， 是学习和记忆等生理功能 的结构基础。
神经递质、受体与信号转导途径
神经递质
包括乙酰胆碱、去甲肾上 腺素、多巴胺等，参与调 节神经系统功能。
受体
位于细胞膜或细胞内，与 神经递质结合后引发一系 列生理效应。
信号转导途径
神经递质与受体结合后， 通过第二信使等信号分子 将信号转导至细胞内，引 发细胞生理反应。
生物电现象包括静息电位、动 作电位等，是细胞生命活动的 重要表现。
离子泵、离子通道和离子交换 器等在生物电现象中发挥关键 作用。
细胞增殖、分化及凋亡过程
01
02
03
04
细胞增殖是细胞数量的增加， 包括有丝分裂和减数分裂两种
方式。
细胞分化是细胞类型和功能多 样性的基础，由基因选择性表
达所决定。
细胞凋亡是细胞程序性死亡， 对维持机体内环境稳态具有重
《生理学》第二章
目录
• 细胞基本功能与生理概述 • 神经系统与肌肉组织生理功能 • 心血管系统生理功能与调节 • 呼吸系统生理功能与调节 • 消化系统生理功能与调节 • 泌尿系统生理功能与调节
01 细胞基本功能与 生理概述
细胞膜结构与物质转运功能
细胞膜主要由脂质和 蛋白质组成，具有流 动性。
细胞膜具有选择透过 性，可以控制物质进 出细胞。
肌肉组织类型、收缩原理及力学特性
肌肉组织类型
包括骨骼肌、心肌和平滑肌等， 具有不同的结构和生理功能。
收缩原理
肌肉收缩是由肌原纤维内粗细肌丝 相互滑动引起的，需要ATP提供能 量。
力学特性
肌肉具有弹性、粘滞性和收缩性等 力学特性，是机体运动的基础。
神经系统对肌肉活动调控机制
细胞的基本功能 ppt课件
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠-钾泵：当[Na+]i↑/[K+]o↑激活
分解ATP产生能量
2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外
维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态 钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运 提供了动力(如葡萄糖、氨基酸的吸收：以Na+-载
②不需另外消耗能量； ③选择性(∵特殊膜蛋白质本身有结构特异性)； ④饱和性(∵结合位点是有限的)； ⑤竞争性(∵经同一特殊膜蛋白质转运)； ⑥浓度和电压依从性(∵特殊膜蛋白质的变构是有条件的，
如化学门控通道、电压门控通道)。
(三)主动转运(active transport)
概念：指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、细胞膜的分子结构
(一)细胞膜的脂质
以液态的脂质 双分子层为基架， 具有稳定性和流动 性。
低浓度一侧移动的过程。
(2)分类： ①通道介导的易化扩散 ②载体介导的易化扩散
1.通道介导的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质：各种带电离子
2.载体介导的易化扩散
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
生理学 细胞的基本功能
阻断剂： 河豚毒素、局麻药
后电位
后去极化：快速K+外流堆积，复极化减慢 后超极化：钾通道开放时间长，过多钾外流
动作电位的特点： a．“全或无”现象：动作电位一旦产生
就达到最大值，其幅度不会因刺激强度的 加强而增大。 b．不衰减传导 c．脉冲式，不会重合
4 ．经载体介导的易化扩散（图） 转运的物质：GS、AA进入一般细胞 共同特点：① 结构特异性 ② 饱和现象 ③ 竞争性抑制
被动转运：单纯扩散 易化扩散 主动转运: 1．定义：指细胞膜将物质分子（或离子）
逆浓度差和电位差转运的过程 2．生物泵：实质就是ATP酶
如“钠-钾泵”、“质子泵”等 ▲钠泵: 钠-钾泵或Na+- K+ -ATP酶（图）
d．不同细胞，AP的幅度和持续时间不同 （图）
4、动作电位的引起和阈电位
阈电位和锋电位的引起 刺激阈电位AP
1、阈电位 TP： 是一种膜电位的临界值，能触发AP， 是引起钠通道大量开放的膜电位值， 即钠内流形成正反馈的膜电位值。
RP和TP的差值大，细胞兴奋性低； 差值小，兴奋性高。 2、阈强度：使细胞膜去极化到阈电位的最小
概念： AP是膜两侧电位在RP基础上发生
的一次可扩布的快速而可逆的倒转和复原。 图
去极相 去极化
超射
锋电位
复极相：复极化初期
后电位 复极化后期（负后电位）
后超极化（正后电位）
（二）动作电位的产生机制
1、电化学驱动力； 2、动作电位期间膜电导的变化； 3、膜电导与离子通道（膜片钳技术） 锋电位
•上升支：去极相 由Na+内流形成，是Na+的平衡电位 有效刺激→部分Na+通道开放→少量Na+→膜去极 化→阈电位→大量Na+通道开放→大量Na+内流→膜 内负电位消失，出现正电位
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细胞的基本功能
细胞是生命的基本单位，具有以下基本功能：
1. 新陈代谢：细胞通过代谢反应从外部环境中获取营养物质和能量，并利用这些物质和能量维持生命活动和生长。
2. 储存遗传信息：细胞内包含着遗传信息，这些信息决定了细胞的结构和功能，并且可以被遗传到下一代细胞。
3. 复制：细胞可以通过细胞分裂的过程进行复制，使得一个细胞可以变成两个完整的细胞。
4. 传递信号：细胞可以通过细胞膜和内部信号传导通路来感知和响应外部环境的变化，从而调节其内部的生命活动。
5. 调节物质的运输和交换：细胞通过细胞膜和细胞器来调节物质的运输和交换，保持细胞内部环境的稳定和适应外部环境的需要。
6. 保持形态和结构：细胞具有不同的形态和结构，可以根据不同的功能需求改变自己的形态和结构，从而适应不同的环境和任务。
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