An Introduction to Membrane Transport and Bioelectricity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Lippincott Williams & Wilkins

作者:John H. Byrne

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-05

价格:USD 39.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780781702010

丛书系列:

图书标签:

• Membrane Transport
• Bioelectricity
• Cell Physiology
• Ion Channels
• Membrane Potential
• Electrophysiology
• Biological Membranes
• Neuroscience
• Biophysics
• Physiology

生命的脉搏：细胞膜的奥秘与电信号的传递 在微观的生命领域，无数精巧的机制协同运作，维系着生命的生生不息。其中，细胞膜扮演着至关重要的角色，它如同生命的边界，不仅守护着细胞内部的独立环境，更通过复杂的物质运输和精妙的电信号传递， orchestrating着细胞的代谢活动、信号交流乃至整个机体的功能。这本著作，将带领您深入探索细胞膜世界的无限精彩，揭示生命最根本的运作原理。 第一章：细胞膜的结构基础——脂质双分子层与蛋白质的舞动 我们将从细胞膜最核心的组成部分——脂质双分子层——开始，深入剖析其独特的结构和性质。磷脂分子，作为脂质双分子层的主要成分，拥有亲水的头部和疏水的尾部，它们自发排列形成稳定的两层结构，为细胞内外环境的隔离奠定了基础。我们将详细阐述脂质的种类，如磷脂、鞘脂、胆固醇等，以及它们在膜结构形成中的不同作用。胆固醇的插入如何影响膜的流动性和稳定性？不同脂质的饱和度又如何调控膜的相变？这些问题将在本章中得到深入解答。 然而，细胞膜并非一个被动的屏障。镶嵌、整合在脂质双分子层中的蛋白质，才是赋予细胞膜多样功能的核心。我们将详细介绍膜蛋白的分类，包括内在蛋白、外周蛋白和脂锚定蛋白，以及它们如何通过不同的方式与脂质膜相互作用。这些蛋白质，如同细胞膜上的“守门员”和“信使”，执行着物质转运、信号感知、细胞识别、酶促反应等关键任务。它们的三维结构如何决定其功能？蛋白质与脂质之间的相互作用又如何影响膜的动态性？我们将借助最新的结构生物学研究成果，为您呈现一幅生动而精确的膜蛋白立体画卷。 第二章：物质的穿梭——细胞膜的物质运输机制 细胞的生存和功能的发挥，离不开与外界环境的物质交换。细胞膜上的转运蛋白，正是这场物质穿梭的“摆渡者”，它们以高度的选择性和调控性，决定着哪些物质可以进入细胞，哪些可以被排出。本章将系统性地介绍细胞膜的物质运输机制，从被动扩散到主动转运，层层深入。 被动运输： 我们将首先探讨无需能量消耗的被动运输，包括简单扩散、促进扩散以及离子通道介导的运输。简单扩散如何依赖于浓度梯度？促进扩散又为何需要载体蛋白的帮助？离子通道，如同膜上的“隧道”，如何以其特异性识别和快速通透的能力，高效地调节细胞内外离子的平衡？我们将分析不同类型离子通道的结构和功能，如电压门控通道、配体门控通道和机械门控通道，以及它们在神经信号传递、肌肉收缩等生理过程中的关键作用。 主动运输： 随后，我们将深入探讨需要消耗能量的主动运输。ATP驱动的泵，如钠钾泵，如何通过水解ATP来逆浓度梯度泵送离子，维持细胞膜的电位？第二类主动转运，如共运输（同向转运和反向转运），又如何利用已有的离子梯度来驱动其他物质的跨膜运输？我们将详细解析这些转运蛋白的工作原理，揭示它们在维持细胞稳态、吸收营养物质、排泄废物等过程中不可或缺的作用。 囊泡运输： 对于大分子物质的运输，细胞膜则动用了更为复杂而精密的囊泡运输机制。内吞作用，将外界物质包裹进细胞；外排作用，将细胞内合成的物质分泌到胞外。我们将细致地介绍吞噬作用、胞饮作用、受体介导的内吞等不同类型的内吞途径，以及它们在营养摄取、免疫防御、信号转导等方面的功能。同时，外排作用在激素分泌、神经递质释放等过程中也扮演着关键角色。 第三章：生命的电信号——膜电位与动作电位的产生 细胞膜不仅仅是物质的通道，它更是生命电信号的载体。细胞膜两侧的离子分布不均，形成了静息膜电位，而这种电位差的快速、瞬时变化，则构成了动作电位的产生，这是神经信号传递和肌肉收缩等生命活动的基础。本章将聚焦于细胞膜的电生理学特性，为您揭示生命的电脉搏是如何产生的。 静息膜电位： 我们将首先解释静息膜电位的形成机制。离子在膜两侧的渗透性差异，以及钠钾泵的持续工作，共同维持着膜两侧的电位差。我们将引入能斯特方程和 the Goldman-Hodgkin-Katz (GHK) 方程，定量分析不同离子对静息膜电位的贡献，并探讨细胞膜脂质组成、离子通道的开放程度等因素如何影响静息膜电位的稳定。 动作电位： 紧接着，我们将深入剖析动作电位的产生过程。动作电位是一个全有或全无的事件，由去极化、复极化和超极化三个阶段组成。我们将详细阐述电压门控钠通道和钾通道的激活与失活过程，以及它们如何协同作用，触发膜电位的快速变化。我们将探讨阈电位、局部电位向动作电位的转换，以及动作电位的传播机制。 信号传递与整合： 动作电位在神经元中的传递，以及它如何在突触处转化为化学信号，再由下一个神经元感知，构成了复杂的神经信息处理网络。本章将简要介绍突触的结构和功能，以及神经递质在突触传递中的作用，为理解更复杂的神经系统功能奠定基础。同时，我们将探讨肌细胞中的动作电位如何触发肌肉收缩，以及心肌细胞中特有的电生理特性如何维持心脏的节律性跳动。 第四章：信号的接收与响应——膜受体与信号转导通路 细胞并非孤立存在，它们需要感知外界环境的变化，并做出相应的响应。细胞膜上的受体蛋白，如同细胞的“耳朵”，能够识别并结合特定的信号分子，启动一系列细胞内的信号转导过程，最终影响细胞的功能。本章将带领您走进细胞信号转导的奇妙世界。 膜受体的类型与功能： 我们将介绍不同类型的膜受体，包括G蛋白偶联受体（GPCRs）、离子通道偶联受体、酶偶联受体等。GPCRs作为最大的受体家族，如何通过激活G蛋白，间接调控细胞内多种效应器？离子通道偶联受体如何通过结合配体直接改变离子通道的通透性？酶偶联受体又如何通过自身酶活性或激活胞内酶来传递信号？我们将通过具体的例子，如激素、神经递质、生长因子等信号分子的作用，来阐述不同受体的功能。 信号转导通路： 受体激活后，并非孤立地工作，而是启动一系列复杂的细胞内信号转导通路。我们将重点介绍第二信使系统，如环腺苷酸（cAMP）、环磷酸腺苷（cGMP）、三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DAG）等，以及它们如何被合成、代谢，并激活下游的蛋白激酶（如PKA、PKC）和离子通道，从而放大和传递信号。我们将探讨信号转导通路的特点，如信号放大、信号整合、信号分化等，以及它们如何实现对细胞功能的精确调控。 信号的终止与调控： 信号转导通路并非永不停歇，它需要精确的终止机制来避免过度刺激。我们将介绍信号终止的多种方式，如受体的脱敏、信号分子的降解、磷酸酶的去磷酸化作用等，以及这些机制在维持细胞信号传导动态平衡中的重要性。 第五章：细胞膜的动态变化与功能演化 细胞膜并非一成不变的静态结构，它具有高度的动态性，能够根据细胞的需要进行重塑和功能演化。本章将探讨细胞膜的动态变化，以及这些变化在细胞生命活动中的意义。 膜的流动性与重塑： 脂质双分子层的流动性，使得膜蛋白可以在膜平面上移动，也允许膜结构进行局部重塑。我们将探讨膜流动性受哪些因素影响，以及膜重塑在细胞迁移、内吞外排、细胞分裂等过程中的作用。 膜的特化结构： 许多细胞膜表面存在高度特化的结构，以执行特定的功能。例如，微绒毛的形成大大增加了细胞表面积，有利于吸收；细胞连接，如紧密连接、粘着连接和间隙连接，则赋予了细胞组织形成和相互通信的能力。我们将详细介绍这些特化结构的功能和分子机制。 细胞膜的进化与疾病： 细胞膜的结构和功能在生命演化的过程中不断发展和完善。同时，细胞膜功能的异常，也常常与多种疾病的发生密切相关，如囊性纤维化、遗传性心律失常、神经退行性疾病等。我们将简要探讨细胞膜在疾病发生发展中的作用，以及相关的研究进展。 通过对细胞膜结构、物质运输、电信号产生与传递、信号转导以及膜的动态性与功能演化的深入剖析，本书旨在为您构建一个全面而深入的细胞膜知识体系。我们相信，理解了细胞膜的奥秘，您将更能体会到生命的神奇与精妙，更能理解生命活动中最根本的运作原理。

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