生理学课件细胞生理学

细胞生理学欢迎来到细胞生理学课程本课程将深入探讨细胞的结构、功能和各种生理过程我们将从基本概念开始，逐步深入到复杂的细胞机制细胞的结构和功能细胞膜细胞质保护细胞并控制物质进出包含细胞器和代谢活动场所细胞核细胞器存储遗传信息并控制细胞活执行特定功能，如线粒体产动生能量细胞膜的结构磷脂双层1形成膜的基本结构膜蛋白2嵌入膜中，执行各种功能糖蛋白和糖脂3位于膜表面，参与细胞识别胆固醇4增加膜的稳定性和流动性细胞膜的功能屏障功能物质转运控制物质进出细胞，维持细胞通过特定蛋白质实现选择性物内环境稳定质运输信号传导细胞识别接收外界信号并传递到细胞内通过表面分子识别其他细胞和部环境主动转运和被动转运被动转运主动转运不需能量，顺浓度梯度需要能量，逆浓度梯度简单扩散原发性主动转运••促进扩散继发性主动转运••细胞器的结构和功能线粒体内质网细胞能量工厂，进行有氧呼吸蛋白质和脂质合成场所高尔基体溶酶体处理、修饰和分泌蛋白质细胞内消化系统，分解大分子线粒体外膜包围整个线粒体，具有通透性内膜形成嵴，增加表面积，支持合成ATP基质包含酶和，进行三羧酸循环DNA合成酶ATP利用质子梯度合成ATP核糖体大亚基1，包含、和60S28S

5.8S5S rRNA小亚基2，包含40S18S rRNA功能3翻译，合成蛋白质mRNA位置4细胞质或内质网表面细胞骨架微丝微管12由肌动蛋白组成，支持细胞由微管蛋白组成，参与细胞形态和运动分裂和物质运输中间丝马达蛋白34提供机械强度，维持细胞形如肌球蛋白和驱动蛋白，实态现细胞内运输细胞信号传导机制信号分子1如激素、生长因子等与细胞表面受体结合信号转导2受体活化后，通过级联反应传递信号效应器3如酶或离子通道，执行细胞响应细胞反应4如基因表达、代谢变化或细胞分裂细胞周期和细胞分裂期M1有丝分裂，细胞分裂为两个子细胞期G22细胞生长，为分裂做准备期S3复制DNA期G14细胞生长，合成蛋白质和RNA期G05静止期，细胞暂时或永久退出周期细胞内蛋白质合成转录信息转录为DNA mRNA加工剪接、加帽和加尾mRNA输出成熟从细胞核输出到细胞质mRNA翻译核糖体将翻译成蛋白质mRNA修饰蛋白质翻译后修饰，如糖基化基因表达调控转录水平转录后水平启动子、增强子、转录因子调控基因表达加工、稳定性和降解的调控mRNA翻译水平翻译后水平调控翻译效率和蛋白质合成速率蛋白质修饰、定位和降解的调控mRNA细胞凋亡凋亡信号1外源性或内源性因素触发凋亡过程信号传导2激活级联反应caspase细胞变化3染色质凝聚，细胞皱缩，断裂DNA吞噬清除4凋亡小体被巨噬细胞吞噬清除细胞间通讯旁分泌内分泌细胞释放信号分子影响周围细胞激素通过血液作用于远处细胞突触传递缝隙连接神经细胞间的快速信号传递相邻细胞间直接物质交换神经细胞的结构和功能细胞体树突包含细胞核和大部分细胞器接收来自其他神经元的信号轴突突触传导神经冲动，可被髓鞘包裹神经元间信息传递的专门结构神经冲动的产生和传导静息电位细胞膜两侧存在电位差去极化钠离子内流，膜电位上升动作电位膜电位达到阈值，触发动作电位复极化钾离子外流，膜电位恢复传导动作电位沿轴突传播突触的结构和功能突触前膜突触间隙突触后膜含有突触小泡，储存神经递质宽度约含有受体蛋白20-40nm钙离子通道控制递质释放神经递质扩散区域接收神经递质并产生反应神经递质和神经递质受体兴奋性递质抑制性递质如谷氨酸，促进神经元兴奋如氨基丁酸（），抑γ-GABA制神经元活动离子型受体代谢型受体如乙酰胆碱受体，直接改变膜如多巴胺受体，通过蛋白调G通透性节细胞活动肌肉细胞的收缩机制兴奋1神经冲动到达肌纤维，引起去极化钙释放2肌浆网释放钙离子到肌浆横桥循环3肌动蛋白与肌球蛋白相互作用收缩4肌丝滑动，肌节缩短弛豫5钙离子被重新吸收，肌肉恢复原长心肌细胞的电生理特性自律性1能自发产生动作电位平台期2动作电位持续时间长不应期3较长的绝对不应期，防止强直收缩同步性4通过缝隙连接实现电耦联离子通道和离子泵离子通道离子泵电压门控通道钠钾泵••配体门控通道钙泵••机械门控通道质子泵••细胞膜电位的产生和维持离子梯度选择性通透性12细胞内外离子浓度不同细胞膜对不同离子通透性不同钠钾泵平衡电位34主动运输维持离子梯度各种离子的电化学平衡共同决定膜电位细胞内调节pH缓冲系统离子交换如碳酸氢盐系统，快速中和交换器，调节细胞内H+Na+/H+或OH-pH泵代谢调节H+主动运输，维持稳定调整代谢途径，减少酸性物质H+pH产生细胞内钙离子浓度调控钙通道钙泵控制钙离子进入细胞将钙离子泵出细胞内质网线粒体储存和释放钙离子暂时储存过量钙离子细胞内氧化还原反应能量代谢1如三羧酸循环和电子传递链信号传导2活性氧作为信号分子抗氧化防御3清除自由基，保护细胞细胞分化4氧化还原状态影响基因表达细胞内能量代谢糖酵解葡萄糖分解为丙酮酸，产生少量ATP三羧酸循环丙酮酸氧化，产生和NADH FADH2电子传递链和氧化，产生质子梯度NADH FADH2氧化磷酸化利用质子梯度合成大量ATP细胞内物质运输机制囊泡运输细胞骨架介导运输通过囊泡进行蛋白质和脂质运输利用微管和马达蛋白运输大分子和细胞器主动运输通道蛋白通过跨膜蛋白逆浓度梯度运输小分子允许特定离子或小分子快速通过细胞黏附分子钙黏蛋白整合素介导同种细胞间的钙依赖性黏连接细胞与细胞外基质附免疫球蛋白超家族选择素参与细胞识别和免疫反应介导白细胞与内皮细胞的瞬时黏附细胞信号转导通路受体激活1配体与细胞表面受体结合信号放大2通过级联反应放大信号第二信使3如、钙离子等传递信号cAMP蛋白质磷酸化4改变蛋白质活性基因表达调控5激活或抑制特定基因表达细胞的分化和分化调控外部信号1生长因子、激素等诱导分化表观遗传修饰2甲基化和组蛋白修饰调控基因表达DNA转录因子激活3特定转录因子决定细胞命运基因表达改变4特异性蛋白表达定义细胞功能细胞稳态的维持渗透压调节平衡pH通过离子泵和水通道调节细胞体积缓冲系统和离子交换维持稳定pH温度调节氧化还原平衡热休克蛋白保护细胞免受热损伤抗氧化系统清除自由基。