动物生理学 第二章 细胞的基本功能_PPT幻灯片
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动物生理学 第二篇-细胞的基本功能
离子通道受体介导的跨膜信号转导 G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导 酶偶联受体介导的跨膜信号转导
一、离子通道受体介导的跨膜信号转导
化学门控离子通道
二、 G蛋白偶联受体介导的跨膜信号转导
1957年 美国药理和 生理学家
完整 肝细胞 肾上腺素 糖原 分解 肝细胞 膜碎片 肝细胞的 细胞质
④需载体。
根据主动转运过程中是直接消耗ATP还是间接 消耗ATP，主动转运又可分为原发性主动转运和继 发性主动转运两种类型。
1、原发性主动转运
由贯穿在脂质双分子层当中的离子泵蛋白 介导、由ATP直接供能的逆电-化学梯度进行的 跨膜物质转运方式。
钠泵作用示意图
钙泵，也称Ca2+-ATP酶，广泛分布于细胞膜、肌质网膜或
小肠黏膜上皮细胞和肾小管上皮细胞对葡 萄糖和氨基酸的吸收、Na+-H+交换、Na+-Ca2+交 换、Na+-K+-2Cl-同向转运都是以继发性主动转 运的方式完成的。
同向协同转运
反向协同转运
（三）出胞和入胞
1、出胞
胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出 细胞外的过程。主要见于细胞的分泌活动以及神 经细胞轴突末梢的递质释放活动。
鸟苷酸结合蛋白（G蛋白） G蛋白效应器 第二信使 蛋白激酶、离子通道
4、 第二信使 细胞外信号分子作用于细胞膜后产生的细胞内信号分子， 如 cAMP、cGMP、IP3、DG、NO、Ca2+，作用是将细胞外信号分子作用于 细胞膜的信息传递给细胞内的靶蛋白。
生理学第二章_细胞的基本功能
② 化学通讯：
内分泌(endocrine) 旁分泌(paracrine) 自分泌(autocrine) 化学突触(chemical synapse) ③ 缝隙连接：如电突触、闰盘
④ 外泌体(exosomes )：
细胞信号分子
物理信号：如：声、光、热、电、磁等。 化学信号：是最广泛的信号分子。
非门控通道
钾漏通道 缝隙连接
化学
电压门控通道
化学门控通道
通道蛋白状态：静息、激活、失活
※离子通道研究进展 （请同学们任选一题，写一篇综述）
离子通道（任选一种离子通道）与疾病
水通道研究进展
水孔蛋白（aquaporin） 美国Peter Apre等2003年被授予诺贝尔化学奖
经载体易化扩散 (facilitated diffusion via carrier)
本质：贯穿脂质双层、中央带有亲水性孔道的膜蛋白 对象： 带电离子（K+、Na+ 、Ca2+ 、Cl-） 特点：
1、离子选择性（ion selectivity） 孔道口径、内壁化 学结构、带电状况等
2、门控性（gated control） 通道状态：静息、激活、失活 调控因素：膜电位、化学信号、机械刺激
效应器酶：催化生成第二信使 腺苷酸环化酶 (AC)、磷脂酶C (PLC)、 磷脂酶A2 (PLA2)、鸟苷酸环化酶 (GC)
内分泌(endocrine) 旁分泌(paracrine) 自分泌(autocrine) 化学突触(chemical synapse) ③ 缝隙连接：如电突触、闰盘
④ 外泌体(exosomes )：
细胞信号分子
物理信号：如：声、光、热、电、磁等。 化学信号：是最广泛的信号分子。
非门控通道
钾漏通道 缝隙连接
化学
电压门控通道
化学门控通道
通道蛋白状态：静息、激活、失活
※离子通道研究进展 （请同学们任选一题，写一篇综述）
离子通道（任选一种离子通道）与疾病
水通道研究进展
水孔蛋白（aquaporin） 美国Peter Apre等2003年被授予诺贝尔化学奖
经载体易化扩散 (facilitated diffusion via carrier)
本质：贯穿脂质双层、中央带有亲水性孔道的膜蛋白 对象： 带电离子（K+、Na+ 、Ca2+ 、Cl-） 特点：
1、离子选择性（ion selectivity） 孔道口径、内壁化 学结构、带电状况等
2、门控性（gated control） 通道状态：静息、激活、失活 调控因素：膜电位、化学信号、机械刺激
效应器酶：催化生成第二信使 腺苷酸环化酶 (AC)、磷脂酶C (PLC)、 磷脂酶A2 (PLA2)、鸟苷酸环化酶 (GC)
细胞的基本功能ppt医学课件
（二）细胞的跨膜静息电位和动作电位
1.静息电位（Resting potential,RP）： 安静状态 下细胞膜两侧的电位差。
膜内负电位、膜外正 电位的状态，称为膜 的极化。
通常人为规定膜外电 位为零，膜内电位即 为-10～-100mV
2.动作电位(Action Potential, AP)：细胞受刺 激后在RP基础上发生的一次膜两侧电位快速 倒转和复原，称动作电位。
细胞的基本功能ppt医学课件
细胞膜不但起着细胞与内环境之间的屏 障作用，而且是与内环境之间进行物质、能 量和信号交换的媒介。
1.单纯扩散(simple diffusion)
(1)概念:一些脂溶性小物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧 移动的过程。
(2)特点:①不需另外消耗能量 ②扩散量与浓度梯度、温度和膜 通透性呈正相关。 ③扩散速率高 ④不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ⑤无饱和性
（三）阈下刺激、局部反应及其总和
局部反应：阈下刺激不能引起动作电位，但却可以使 细胞膜产生局部的轻微的去极化。
局部反应的特点： 1.不呈现“全或无”的定律，电位幅度随着刺激增强 而增大； 2.衰减传播—电紧张性扩布（lectrotonic propagation） 3.几个阈下刺激所引起的局部反应可以总和，包括时 间总和和空间总和。
概念：指小分子物质逆浓度梯度或电位梯度的转运 过程。
动物生理学全套课件(上)
液（占体重2/3）和细胞外液（占体重1/3）。 内环境（internal environment）
细胞外液是细胞直接赖以生存的环境，被 称之为机体的内环境。 （法国. Claude Bernard.1857年）
稳态及其调节 稳态（homeostasis）：是指机体通过各种
调节机制所维持的动态平衡状态。 （美国.Cannon.1929年） 稳态的意义：
发生变化的同时，又通过另一快捷途径作 用于受控部分，使其及时地调整活动。
体温降低之前，机体稳态尚未被打破，产 热反应的强度也尚未出现偏差，如果此时 控制部位就开始发出指令，使产热反应增 强，这是前馈控制。
心脏和血管的活动出现偏差，导致血压降 低，感受器感受到血压降低后，控制部位 根据这一信息发出指令，使血压升高，这 是（负）反馈控制。
2.2.1 细胞信号转导概述 受体（receptor）：是能与细胞外专一信号分
子（配体）结合，并引起细胞反应的蛋白质 大分子。
受体分类： 按存在部位分：细胞膜受体、胞浆受体和核
特点： ①离子有选择性： Na+通道、K+通道等； ②通道内侧有“闸门”控制通道的启闭；
通道类型（门控机制决定）： （1）电压门控通道：Na+通道 （2）化学门控通道：Ach通道 （3）机械门控通道：内耳毛细胞的离子通道
2.1.2.3 主动转运（active transport） 细胞通过耗能过程，将物质分子或离子 逆电化学梯度进行跨膜转运的过程。 特点：
细胞外液是细胞直接赖以生存的环境，被 称之为机体的内环境。 （法国. Claude Bernard.1857年）
稳态及其调节 稳态（homeostasis）：是指机体通过各种
调节机制所维持的动态平衡状态。 （美国.Cannon.1929年） 稳态的意义：
发生变化的同时，又通过另一快捷途径作 用于受控部分，使其及时地调整活动。
体温降低之前，机体稳态尚未被打破，产 热反应的强度也尚未出现偏差，如果此时 控制部位就开始发出指令，使产热反应增 强，这是前馈控制。
心脏和血管的活动出现偏差，导致血压降 低，感受器感受到血压降低后，控制部位 根据这一信息发出指令，使血压升高，这 是（负）反馈控制。
2.2.1 细胞信号转导概述 受体（receptor）：是能与细胞外专一信号分
子（配体）结合，并引起细胞反应的蛋白质 大分子。
受体分类： 按存在部位分：细胞膜受体、胞浆受体和核
特点： ①离子有选择性： Na+通道、K+通道等； ②通道内侧有“闸门”控制通道的启闭；
通道类型（门控机制决定）： （1）电压门控通道：Na+通道 （2）化学门控通道：Ach通道 （3）机械门控通道：内耳毛细胞的离子通道
2.1.2.3 主动转运（active transport） 细胞通过耗能过程，将物质分子或离子 逆电化学梯度进行跨膜转运的过程。 特点：
第二章 细胞的基本功能-3_PPT幻灯片
2. 钾离子、钠离子通透性： K+通透性↑→ RP↑
3. 钠泵活动度： ↑→ 超级化
三细胞的动作电位电位(action potential)
1. 动作电位（action potential）——细胞受刺激 兴奋时，受刺激处的细胞膜两侧出现一次快速而 可逆的电变化，称为动作电位。动作电位的产生 是细胞兴奋的标志。
局部电流
－ － － －＋－＋－＋－＋－ － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋－＋－＋－＋－＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
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动作电位以局部电流的形式传导
几个概念
膜的极化（polarization） ——细胞电位内负外正的状态。 去极化（depolarization）——又称除极化，膜内电位向负值减小 复极化（repolarization）——细胞先发生去极化，然后再向正常
安静时膜所处的负值恢复 超极化（hyperpolarization）——膜内外电位差向负值增大 超射（overshoot) ——膜电位高于零电位的部分
胞受外界刺激产生了动作电位。
刺激：
能引起机体或其他组织细胞发生反应的环境变化。 能引起反应的刺激必须具备三个条件：
3. 钠泵活动度： ↑→ 超级化
三细胞的动作电位电位(action potential)
1. 动作电位（action potential）——细胞受刺激 兴奋时，受刺激处的细胞膜两侧出现一次快速而 可逆的电变化，称为动作电位。动作电位的产生 是细胞兴奋的标志。
局部电流
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动作电位以局部电流的形式传导
几个概念
膜的极化（polarization） ——细胞电位内负外正的状态。 去极化（depolarization）——又称除极化，膜内电位向负值减小 复极化（repolarization）——细胞先发生去极化，然后再向正常
安静时膜所处的负值恢复 超极化（hyperpolarization）——膜内外电位差向负值增大 超射（overshoot) ——膜电位高于零电位的部分
胞受外界刺激产生了动作电位。
刺激：
能引起机体或其他组织细胞发生反应的环境变化。 能引起反应的刺激必须具备三个条件：
第2章 细胞的基本功能
动物生理学理论教学课件
第三节 细胞的生长、增殖、凋亡与保护
(一)细胞的生长与增殖 生长：细胞体积的增大 增殖：细胞数量的增加
细胞生长 细胞表面积/ 体积变小 细胞增殖 细胞不稳定
细胞分裂 细胞生长
细胞表面积/ 体积变大 …… 细胞表面积/ 体积变小
细胞周期：细胞从一次分裂结束到下一次分裂完成的 整个过程，分四个时期：S期(DNA合成期)、C2期(从S期 结束到分裂期开始)、M期(有丝分裂期)、C1期(从M期结 束到S期开始)
（三）组织兴奋性的变化
绝对不应期（absolute refractory period）
相对不应期（relative refractory period）
超常期（supranormal period） 低常期（subnormal period）
动物生理学理论教学课件
二、细胞的生物电现象
生物电现象：细胞在静息或活动状态下所伴随的各种电 现象（离子电流、溶液导电、静息电位、动作电位等） 总称为生物电现象。 极化（polarization）：静息状态下，细胞膜外为正电位， 膜内为负电位的状态，称为极化。 去极化（depolarization）：生物膜受到刺激或损伤后， 膜内外的电位差逐渐减小，极化状态逐步消除，此种过 程称为去极化。 复极化（repolarization）：由去极化状态恢复到静息时 膜外为正、膜内为负的极化状态的过程，称为复极化。 超极化（hyperpolarization）：原有极化程度增强，静息 电位的绝对值增大，兴奋性降低的状态。
生理学课件 第二章 细胞的基本功能
注：Ca2+是兴奋—收缩耦联的耦联物 三联体是兴奋—收缩耦联的结构基础
三联体：一条横小管及其两侧相邻的肌浆网终池组成，横小管膜与肌浆网膜紧 密相贴形成
三、骨骼肌的收缩形式
（一）等长收缩与等张收缩 等长收缩：是指肌肉收缩时只有张力的增加而无长度的缩短。 等张收缩：是指肌肉收缩时，有长度的缩短而肌张力保持不变。 后负荷能阻碍肌肉收缩时的长度缩短。在有后负荷的情况下，肌肉开始收缩时首 先表现总是张力增加而长度不变，此即等长收缩；而后当肌肉张力增加到等于或稍大 于后负荷时，肌肉则表现出长度缩短而张力不再增加，此称等张收缩。等长收缩利于 机体维持姿势，等张收缩可移动负荷作功。人体内经常是这两种收缩形式不同程度的 复合。 前负荷使肌肉收缩前处于某种被拉长的状态，即使肌肉具有一定的初长。
生理学
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。
极化状态与静息电位都是细胞处于静息状态的标志 极化状态表达的是膜内外电荷分布的情况；静息电位表达的是膜内外的电 位差。
二、静息电位的产生机制
三联体：一条横小管及其两侧相邻的肌浆网终池组成，横小管膜与肌浆网膜紧 密相贴形成
三、骨骼肌的收缩形式
（一）等长收缩与等张收缩 等长收缩：是指肌肉收缩时只有张力的增加而无长度的缩短。 等张收缩：是指肌肉收缩时，有长度的缩短而肌张力保持不变。 后负荷能阻碍肌肉收缩时的长度缩短。在有后负荷的情况下，肌肉开始收缩时首 先表现总是张力增加而长度不变，此即等长收缩；而后当肌肉张力增加到等于或稍大 于后负荷时，肌肉则表现出长度缩短而张力不再增加，此称等张收缩。等长收缩利于 机体维持姿势，等张收缩可移动负荷作功。人体内经常是这两种收缩形式不同程度的 复合。 前负荷使肌肉收缩前处于某种被拉长的状态，即使肌肉具有一定的初长。
生理学
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。
极化状态与静息电位都是细胞处于静息状态的标志 极化状态表达的是膜内外电荷分布的情况；静息电位表达的是膜内外的电 位差。
二、静息电位的产生机制
细胞的基本功能-医学生理学-课件1-02
3.具有鸟苷酸环化酶的受体（受体鸟苷酸环化酶）
心房钠尿肽，NO等
N2型Ach受体
A型γ氨基丁酸受体
甘氨酸受体等
三、离子通道介导的信号转导
(signal transduction mediated by ion channel)
它们的作用是信号转导； 它们在结构上都是通道蛋白质； 触发其信号转导的因素不同。 1．化学门控通道或配体（ligand）门控通道 N-型ACh门控通道： Ach受体的部位在骨骼肌终板膜上。
吞饮：
液相入胞（fluid-phase endocytosis） —细胞外液及其所含的溶质连续不 断地以吞饮的方式进入细胞。 受体介导入胞（receptor-mediated endocytosis） —通过被转运物质与膜表面的特殊 受体蛋白质相互作用而引起的入 胞现象，如结合铁离子的运铁蛋 白。
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
3 2
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
激后，在原有的静息电位的
基础上发生的一次膜两侧电 位的快速而可逆的倒转和复 原。 形状：锋电位 上升支 -70mV~+50mV 下降支 +50mV~恢复 后电位
定义： 扩散方向：
高浓度 低浓度（电位梯度）
心房钠尿肽，NO等
N2型Ach受体
A型γ氨基丁酸受体
甘氨酸受体等
三、离子通道介导的信号转导
(signal transduction mediated by ion channel)
它们的作用是信号转导； 它们在结构上都是通道蛋白质； 触发其信号转导的因素不同。 1．化学门控通道或配体（ligand）门控通道 N-型ACh门控通道： Ach受体的部位在骨骼肌终板膜上。
吞饮：
液相入胞（fluid-phase endocytosis） —细胞外液及其所含的溶质连续不 断地以吞饮的方式进入细胞。 受体介导入胞（receptor-mediated endocytosis） —通过被转运物质与膜表面的特殊 受体蛋白质相互作用而引起的入 胞现象，如结合铁离子的运铁蛋 白。
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
3 2
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
激后，在原有的静息电位的
基础上发生的一次膜两侧电 位的快速而可逆的倒转和复 原。 形状：锋电位 上升支 -70mV~+50mV 下降支 +50mV~恢复 后电位
定义： 扩散方向：
高浓度 低浓度（电位梯度）
细胞的基本功能 ppt课件
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能 第二节 细 胞 的 信 号 转 导 第三节 细 胞 的 电 活 动 第四节 肌 细 胞 的 收 缩
概述
细胞是构成人体最基本的结构和功能单位。
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
[K+]o↑ 时 ， 都可被激活， ATP 分 解 产 生能量，将 胞内的3个 Na+ 移 至 胞 外，将胞外 的 2 个 K+ 移 入胞内。
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
(一)单纯扩散(simple diffusion)
(1)概念：一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓
度一侧移动的过程。 [O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞ [CO2]o
(2)特点：
①扩散速率高； ②无饱和性；
③不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”；
④不需另外消耗能量； ⑤扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关， 用扩散通量(mol or mmol数/min·cm2)表示。
第一节 细胞膜的物质转运功能 第二节 细 胞 的 信 号 转 导 第三节 细 胞 的 电 活 动 第四节 肌 细 胞 的 收 缩
概述
细胞是构成人体最基本的结构和功能单位。
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
[K+]o↑ 时 ， 都可被激活， ATP 分 解 产 生能量，将 胞内的3个 Na+ 移 至 胞 外，将胞外 的 2 个 K+ 移 入胞内。
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
(一)单纯扩散(simple diffusion)
(1)概念：一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓
度一侧移动的过程。 [O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞ [CO2]o
(2)特点：
①扩散速率高； ②无饱和性；
③不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”；
④不需另外消耗能量； ⑤扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关， 用扩散通量(mol or mmol数/min·cm2)表示。
讲授第二章细胞的基本功能(细胞膜)PPT课件
特异性识别
细胞膜上的受体能够特异性地识别抗原或微生物，从而启动针对性 的免疫应答。
共刺激信号
在免疫识别过程中，细胞膜上的共刺激分子提供必要的信号，以促 进免疫细胞的活化和分化。
调节免疫应答
细胞膜上的调节分子可以抑制或增强免疫应答，以维持免疫系统的平 衡和稳定。
细胞膜的免疫应答
天然免疫应答
细胞膜参与天然免疫应答，通过吞噬作用、炎症反应等方式清除 外来抗原。
胰岛素与葡萄糖的调节
当血糖浓度升高时，胰岛B细胞分泌胰岛素，胰岛素与靶细胞 表面的胰岛素受体结合，引起细胞内一系列生物化学反应， 最终降低血糖浓度。
04 细胞膜的细胞识别
细胞识别的机制
细胞表面的受体
细胞膜上存在多种受体，能够识 别和结合特定的信号分子，如激
素、生长因子等。
细胞骨架的参与
细胞骨架系统在细胞识别过程中 起到关键作用，通过与细胞表面
适应性免疫应答
细胞膜在适应性免疫应答中发挥重要作用，参与B细胞和T细胞的 激活和分化。
细胞因子产生
细胞膜在免疫应答过程中产生多种细胞因子，调节免疫细胞的活化 和功能。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
免疫应答与炎症反应
细胞识别在免疫应答和炎症反应中起到重要作用，能够识别和清除 外来病原体或损伤细胞。
细胞识别的实例
激素与靶细胞的结合
细胞膜上的受体能够特异性地识别抗原或微生物，从而启动针对性 的免疫应答。
共刺激信号
在免疫识别过程中，细胞膜上的共刺激分子提供必要的信号，以促 进免疫细胞的活化和分化。
调节免疫应答
细胞膜上的调节分子可以抑制或增强免疫应答，以维持免疫系统的平 衡和稳定。
细胞膜的免疫应答
天然免疫应答
细胞膜参与天然免疫应答，通过吞噬作用、炎症反应等方式清除 外来抗原。
胰岛素与葡萄糖的调节
当血糖浓度升高时，胰岛B细胞分泌胰岛素，胰岛素与靶细胞 表面的胰岛素受体结合，引起细胞内一系列生物化学反应， 最终降低血糖浓度。
04 细胞膜的细胞识别
细胞识别的机制
细胞表面的受体
细胞膜上存在多种受体，能够识 别和结合特定的信号分子，如激
素、生长因子等。
细胞骨架的参与
细胞骨架系统在细胞识别过程中 起到关键作用，通过与细胞表面
适应性免疫应答
细胞膜在适应性免疫应答中发挥重要作用，参与B细胞和T细胞的 激活和分化。
细胞因子产生
细胞膜在免疫应答过程中产生多种细胞因子，调节免疫细胞的活化 和功能。
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免疫应答与炎症反应
细胞识别在免疫应答和炎症反应中起到重要作用，能够识别和清除 外来病原体或损伤细胞。
细胞识别的实例
激素与靶细胞的结合
生理学 第二章 细胞的基本功能PPT课件
4
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
●被动转运
指物质顺 电位或化学梯 度的转运过程。
●主动转运
指物质逆浓度 梯度或电位梯度 的转运过程。
5
（一）被动转运(passive transport) 概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。 特点： ①不耗能(ATP).（转运动力依赖物质的电-化
学梯度所贮存的势能） ②顺电-化学梯度进行.
（如葡萄糖、氨基酸的吸收：Na+-载体-葡萄糖、Na+-载体-
氨基酸的复合体形式进行的联合转运）。
17
2.继发性主动转运
概念：间接利用ATP能量的主动转运过程。
即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直 接来自ATP的分解，是来自膜两侧[Na+]浓度差，而[Na+]差是
Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。
出胞:通过细胞膜的结构和功能的改变
细胞把大分子或团块的内容物由细胞内排出的 过程。
主要见于细胞的分泌过程：如激素、神经 递质、消化液的分泌。
入胞:通过细胞膜的结构和功能的改变细胞 外的大分子物质或团块进入细胞的过程。
分 为：吞噬=转运物质为固体; 吞饮=转运物质为液体。
20
入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合=复合物
(一)膜的化学组成: 脂质(62%)---主要由磷脂
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
●被动转运
指物质顺 电位或化学梯 度的转运过程。
●主动转运
指物质逆浓度 梯度或电位梯度 的转运过程。
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（一）被动转运(passive transport) 概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。 特点： ①不耗能(ATP).（转运动力依赖物质的电-化
学梯度所贮存的势能） ②顺电-化学梯度进行.
（如葡萄糖、氨基酸的吸收：Na+-载体-葡萄糖、Na+-载体-
氨基酸的复合体形式进行的联合转运）。
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2.继发性主动转运
概念：间接利用ATP能量的主动转运过程。
即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直 接来自ATP的分解，是来自膜两侧[Na+]浓度差，而[Na+]差是
Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。
出胞:通过细胞膜的结构和功能的改变
细胞把大分子或团块的内容物由细胞内排出的 过程。
主要见于细胞的分泌过程：如激素、神经 递质、消化液的分泌。
入胞:通过细胞膜的结构和功能的改变细胞 外的大分子物质或团块进入细胞的过程。
分 为：吞噬=转运物质为固体; 吞饮=转运物质为液体。
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入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合=复合物
(一)膜的化学组成: 脂质(62%)---主要由磷脂
《动物生理学》教学课件：02 细胞膜的功能结构和跨膜信号通讯
脂 质—为主 蛋白质—为主 糖 类—极少
细胞膜的液体镶嵌模型（fluid mosaic model）
图2-8
胆碱 磷酸 头
极性？ 甘油
脂肪酸（尾） 极性？
膜脂质的特点
熔点较低—在一般体温下呈液态，具有一定程度 流动性
在较高温度下—呈溶胶状态 在较低温度下—呈凝胶状态
（二）细胞膜蛋白质及其功能
细胞膜含100多种不同的蛋白质成分
转运蛋白：参与膜内外物质转运的
膜通道 载体 离子泵等
受体蛋白：能与激素或递质特异性结合的 酶蛋白：具有催化作用的 免疫蛋白：与细胞的免疫机能有关的
膜蛋白与膜脂质两种结合方式
表面蛋白质peripheral protein（20-30%）：以肽 链的氨基酸基团与脂质的极 性基团结合，分布于膜的内 侧或外侧表面。
G蛋白偶联受体系统组成部分
（二）G蛋白偶联受体介导的信号转导 G蛋白偶联受体
外界化学因子与受体结合 （1）激活与受体耦联的G蛋白（guanine nucleotidebinding protein） （2）G蛋白的-亚单位与其他两种亚单位
分离，并结合GTP作用于效应器酶。 （3）导致第二信使（如cAMP酶）含量增
电荷变化 机制：K+外流 K+平衡电位： 胞内︰胞外=155 ︰4
Na+ Na+
Na+
高教版中职生理学基础(第4版)《细胞的基本功能》PPT课件
概述
细胞在安静或活动时伴有的电活动，称为生物电 现象。
细胞生物电现象是普遍存在的，临床上广泛应用 的心电图、脑电图等就是这些不同器官和组织活动 时生物电变化的表现。
（一）静息电位( RP) 及其产生原理
掌握!
1、定义：
细胞处于静息状态时，细胞膜内外存在 的电位差。
证明RP的实验：
（甲）证明膜外任意两点 间无电位差。。
生理学基础（第4版）第二章细胞的基 本功能电子课件 中职 高教版
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的功能
知识回顾:
细胞膜的化学组成和分子结构
(一)脂质双分子层
以液态的脂质双分 子层为基本骨架。
(二)细胞膜蛋白质
镶嵌或贯穿于脂质 双分子层中，细胞 膜具有的各种功能 大多与其有关。
一、细胞膜的物质转运功能
（乙）证明膜内任意两点 间无电位差。。
乙
（丙）证明膜内、外任意 两点间有电位差。
丙
2、静息电位产生的机制
（1）静息电位的产生条件
A、 细胞膜内、外离子分布不均
主要离子分布： 膜内：
膜外：
B、静息状态下细胞膜对离子的通透性不同 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
（2）RP产生机制:
K＋顺浓度差向膜外扩散 A-不能向膜外扩散
本节要点
▪ 静息电位和动作电位的定义 ▪ 极化、超极化、去极化、复极化、阈电位的概念 ▪ 静息电位的发生机制 ▪ 动作电位的发生机制 ▪ 动作电位的特点
细胞在安静或活动时伴有的电活动，称为生物电 现象。
细胞生物电现象是普遍存在的，临床上广泛应用 的心电图、脑电图等就是这些不同器官和组织活动 时生物电变化的表现。
（一）静息电位( RP) 及其产生原理
掌握!
1、定义：
细胞处于静息状态时，细胞膜内外存在 的电位差。
证明RP的实验：
（甲）证明膜外任意两点 间无电位差。。
生理学基础（第4版）第二章细胞的基 本功能电子课件 中职 高教版
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的功能
知识回顾:
细胞膜的化学组成和分子结构
(一)脂质双分子层
以液态的脂质双分 子层为基本骨架。
(二)细胞膜蛋白质
镶嵌或贯穿于脂质 双分子层中，细胞 膜具有的各种功能 大多与其有关。
一、细胞膜的物质转运功能
（乙）证明膜内任意两点 间无电位差。。
乙
（丙）证明膜内、外任意 两点间有电位差。
丙
2、静息电位产生的机制
（1）静息电位的产生条件
A、 细胞膜内、外离子分布不均
主要离子分布： 膜内：
膜外：
B、静息状态下细胞膜对离子的通透性不同 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
（2）RP产生机制:
K＋顺浓度差向膜外扩散 A-不能向膜外扩散
本节要点
▪ 静息电位和动作电位的定义 ▪ 极化、超极化、去极化、复极化、阈电位的概念 ▪ 静息电位的发生机制 ▪ 动作电位的发生机制 ▪ 动作电位的特点
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➢ 1. 定义：是指某些物质逆浓度梯
度的主动转运过程，所需能量间接 来自ATP的分解，也称联合转运。
➢2. 特点：
Na+从胞外被动扩散至胞内释放 的能量用于另一种物质的主动转运
➢3. 条件：
胞膜上存在转运体蛋白
（五）出胞与入胞
✓ 1. 入胞：一些大 分子物质或团块物 质进入细胞的过程
✓ 2. 出胞：大分子 物质或固态、液态 物质从细胞内排出 的过程
❖ 1. 兴奋性(Excitability)—
活组织或细胞对外界刺激发生 反应的能力
❖2. 兴奋 (Excitation)—
组织或细胞对外界刺激发生反应
❖3. 可兴奋细胞—
神经细胞、肌细胞、腺细胞
一 、 细胞的跨膜静息电位
（一）静息电位(resting
potential)— 在静息状态下，存在于细胞膜
第一节 细胞膜的基本结构 和跨膜物质转运功能
一、细胞膜的基本结构
二、细胞膜化学组成及意义
❖ 脂质双分子层：屏障作用 保持细胞内容物的相对稳定
❖ 细胞膜蛋白质：膜通道蛋白，载体蛋白，酶 细胞内外物质、能量、信息交换。
❖ 细胞膜糖类：糖蛋白，糖脂 作为膜蛋白受体识别部分 参与免疫反应
1. 单纯扩散的特点
内外两侧的电位差（膜内为负，膜 外为正）。
➢ 1. 神经纤维细胞 -70 mV
➢ 2. 肌细胞 90mV
-70mV~-
➢ 3. 红细胞
-20mV
（二）静息电位形成的机制
1. 静息状态下细胞膜内外
Na+ 、K+分布不均衡
细胞膜外
细胞膜内
Na+ 142mEq/l
14mEq/l 10:1
K+ 4 mEq/l
✓ 种类
环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷(cGMP) 三磷酸肌醇 （IP3） 二酰甘油 ( DG)
（三）酪氨酸激酶受体完成的 跨膜信号转导
生长因子，胰岛素为信号
信号转导过程
信号
接合膜酪氨酸激酶外侧端
激活内侧酪氨酸蛋白激酶活性
受体本身
酪氨酸残基磷酸化和胞内其它蛋白残基磷酸化
细胞功能的变化
第三节 细胞的跨膜电变化
（三） 动作电位形成机制
上升支： Na+ 内流 （Na+ 的平衡电位）
❖下降支： K+ 外流 ❖负后电位: K+ 外流暂时性减弱 ❖正后电位：Na+-K+泵的活动
（四）动作电位的特点
1、不衰减性传导 2、“全或无”现象 3、存在不应期
（绝对不应期和相对不应期）
二、动作电位的引起和传导
（一）阈电位和锋电位的引起
4. 跨膜信号转导 (transmembrane tranduction)
外界信号
细胞膜表面
一种或几
种膜蛋白分子构象改变
新的信号进入
胞内
膜电位或其他功能变化
二、细胞跨膜信号转导的方式
✓ 膜通道蛋白完成的跨膜信号转导 ✓ 受体—G蛋白—第二信使跨膜信号转导 ✓ 酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导
(1) 特点：
葡萄糖的易化扩散
(三)主动转运(active transport)
1.定义：细胞通过本身的某种耗
能过程，将物质的分子或离子从膜 的低浓度一侧向高浓度一侧移动的 过程
2.特征 逆电化学梯度
耗能
3.主动转运和被动转运的区别
✓ 转运的方向 ✓ 转运的能量 ✓ 转运的后果
4. Na+-K+泵
➢(5)生理意义：
小结
第二节 细胞膜的跨膜信号转导
一、细胞跨膜信号转导的概念
1. 信号: 含有信息内容的一种物
质或刺激
2. 人体内的信号: 存在于细胞
外液中含有信息内容的化学物质,或 机械的、电的、电磁波等刺激
3. 信号的类型
❖ 化学信号 ❖ 机械信号 ❖ 电磁信号 ❖ 电信号
激素, 递质, 细胞因子 声音 光 电流
二、 细胞的动作电位
（一）动作电位（active potential)
膜受一定强度的刺激后, 在原有静息电位 的基础上发生的一次膜两侧电位的快速倒转 和复原，即膜快速去极化 后又复极化 。
（二）动作电位组成
➢ 上升支 锋电位 ➢ 下降支 ➢ 去极化后电位
(负后电位) 后电位 ➢ 超极化后电位
(正后电位)
① 建立一种势能贮备，供细胞其他 耗能过程利用
② 产生和维持细胞内高K+ 、细胞外 高Na+的状态，是细胞产生生物电的基础
③是人体最重要的物质转运形式
（四）继发性主动转运
（secondary active transport)
（四）继发性主动转运
（secondary active transport)
❖ 化学门控通道具有受体功能，可称为通 道型受体，它们被激活时能引起跨膜离子流 动，也称为促离子型受体
(2)分布：
神经肌肉接头信息传递 神经细胞之间的突触传递
三、膜内侧的腺苷酸环化酶被激 活
第二信使
✓ 定义 外来刺激通过膜受体蛋白、G蛋白和
效应器酶系统 使 胞浆内一种含有第一信使信 息内容的一种化学物质增多或减少
❖ 顺化学梯度 ❖ 不耗能（分子热运动的扩散）
2. 单纯扩散的条件
(1) 浓度梯度 （电-化学梯度）
(2) 膜通透性
(3)脂溶性物质 (4) 酒精
O2 CO2 N2
（二）易化扩散（facilitated diffusion)
1. 定义：体内不溶或难溶于脂质的
物质，在细胞膜上某些特殊蛋白质 的帮助下，从膜高浓度一侧向低浓 度一侧转运的过程。
✓ 阈电位（threshold membrane potential)
膜去极化到达爆发动作电位的临界
膜电位。
✓ 阈电位的特性：
引起膜上电压门控性Na+通道大量 开放。
✓ 引起锋电位的条件：
膜去极化达到阈电位。
膜上电压门控Na+通道快速大量开放的原因
2. 特点
(1) 顺电化学梯度，不耗能 (2) 膜蛋白对转运的物质具有选择性 （膜 蛋白分子本身有结构特异性） (3) 膜通透性可变
3.类型
(1) 通道介导的易化扩散 (2) 载体介导的易化扩散
载体介导的易化扩散
载体 （carrier) ——
与葡萄糖和某些氨基酸等物质 易化扩散有关的膜蛋白质，不具有 离子通道那样的结构。
140 mEq/l 1:35
ຫໍສະໝຸດ Baidu
✓ Na+ 有从膜外向膜内扩散的趋势
✓ K + 有从膜内向膜外扩散的趋势
2、静息状态下细胞膜对K+的选择性 通透
✓ K +的通 透性 大
✓ Na+ 的通 透性 极 小
++ --
K+
3. 达到K+ 的平衡电位 （ Nernst公式） Ek=RT/ZF ln[K+]o/ [K+]i
度的主动转运过程，所需能量间接 来自ATP的分解，也称联合转运。
➢2. 特点：
Na+从胞外被动扩散至胞内释放 的能量用于另一种物质的主动转运
➢3. 条件：
胞膜上存在转运体蛋白
（五）出胞与入胞
✓ 1. 入胞：一些大 分子物质或团块物 质进入细胞的过程
✓ 2. 出胞：大分子 物质或固态、液态 物质从细胞内排出 的过程
❖ 1. 兴奋性(Excitability)—
活组织或细胞对外界刺激发生 反应的能力
❖2. 兴奋 (Excitation)—
组织或细胞对外界刺激发生反应
❖3. 可兴奋细胞—
神经细胞、肌细胞、腺细胞
一 、 细胞的跨膜静息电位
（一）静息电位(resting
potential)— 在静息状态下，存在于细胞膜
第一节 细胞膜的基本结构 和跨膜物质转运功能
一、细胞膜的基本结构
二、细胞膜化学组成及意义
❖ 脂质双分子层：屏障作用 保持细胞内容物的相对稳定
❖ 细胞膜蛋白质：膜通道蛋白，载体蛋白，酶 细胞内外物质、能量、信息交换。
❖ 细胞膜糖类：糖蛋白，糖脂 作为膜蛋白受体识别部分 参与免疫反应
1. 单纯扩散的特点
内外两侧的电位差（膜内为负，膜 外为正）。
➢ 1. 神经纤维细胞 -70 mV
➢ 2. 肌细胞 90mV
-70mV~-
➢ 3. 红细胞
-20mV
（二）静息电位形成的机制
1. 静息状态下细胞膜内外
Na+ 、K+分布不均衡
细胞膜外
细胞膜内
Na+ 142mEq/l
14mEq/l 10:1
K+ 4 mEq/l
✓ 种类
环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷(cGMP) 三磷酸肌醇 （IP3） 二酰甘油 ( DG)
（三）酪氨酸激酶受体完成的 跨膜信号转导
生长因子，胰岛素为信号
信号转导过程
信号
接合膜酪氨酸激酶外侧端
激活内侧酪氨酸蛋白激酶活性
受体本身
酪氨酸残基磷酸化和胞内其它蛋白残基磷酸化
细胞功能的变化
第三节 细胞的跨膜电变化
（三） 动作电位形成机制
上升支： Na+ 内流 （Na+ 的平衡电位）
❖下降支： K+ 外流 ❖负后电位: K+ 外流暂时性减弱 ❖正后电位：Na+-K+泵的活动
（四）动作电位的特点
1、不衰减性传导 2、“全或无”现象 3、存在不应期
（绝对不应期和相对不应期）
二、动作电位的引起和传导
（一）阈电位和锋电位的引起
4. 跨膜信号转导 (transmembrane tranduction)
外界信号
细胞膜表面
一种或几
种膜蛋白分子构象改变
新的信号进入
胞内
膜电位或其他功能变化
二、细胞跨膜信号转导的方式
✓ 膜通道蛋白完成的跨膜信号转导 ✓ 受体—G蛋白—第二信使跨膜信号转导 ✓ 酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导
(1) 特点：
葡萄糖的易化扩散
(三)主动转运(active transport)
1.定义：细胞通过本身的某种耗
能过程，将物质的分子或离子从膜 的低浓度一侧向高浓度一侧移动的 过程
2.特征 逆电化学梯度
耗能
3.主动转运和被动转运的区别
✓ 转运的方向 ✓ 转运的能量 ✓ 转运的后果
4. Na+-K+泵
➢(5)生理意义：
小结
第二节 细胞膜的跨膜信号转导
一、细胞跨膜信号转导的概念
1. 信号: 含有信息内容的一种物
质或刺激
2. 人体内的信号: 存在于细胞
外液中含有信息内容的化学物质,或 机械的、电的、电磁波等刺激
3. 信号的类型
❖ 化学信号 ❖ 机械信号 ❖ 电磁信号 ❖ 电信号
激素, 递质, 细胞因子 声音 光 电流
二、 细胞的动作电位
（一）动作电位（active potential)
膜受一定强度的刺激后, 在原有静息电位 的基础上发生的一次膜两侧电位的快速倒转 和复原，即膜快速去极化 后又复极化 。
（二）动作电位组成
➢ 上升支 锋电位 ➢ 下降支 ➢ 去极化后电位
(负后电位) 后电位 ➢ 超极化后电位
(正后电位)
① 建立一种势能贮备，供细胞其他 耗能过程利用
② 产生和维持细胞内高K+ 、细胞外 高Na+的状态，是细胞产生生物电的基础
③是人体最重要的物质转运形式
（四）继发性主动转运
（secondary active transport)
（四）继发性主动转运
（secondary active transport)
❖ 化学门控通道具有受体功能，可称为通 道型受体，它们被激活时能引起跨膜离子流 动，也称为促离子型受体
(2)分布：
神经肌肉接头信息传递 神经细胞之间的突触传递
三、膜内侧的腺苷酸环化酶被激 活
第二信使
✓ 定义 外来刺激通过膜受体蛋白、G蛋白和
效应器酶系统 使 胞浆内一种含有第一信使信 息内容的一种化学物质增多或减少
❖ 顺化学梯度 ❖ 不耗能（分子热运动的扩散）
2. 单纯扩散的条件
(1) 浓度梯度 （电-化学梯度）
(2) 膜通透性
(3)脂溶性物质 (4) 酒精
O2 CO2 N2
（二）易化扩散（facilitated diffusion)
1. 定义：体内不溶或难溶于脂质的
物质，在细胞膜上某些特殊蛋白质 的帮助下，从膜高浓度一侧向低浓 度一侧转运的过程。
✓ 阈电位（threshold membrane potential)
膜去极化到达爆发动作电位的临界
膜电位。
✓ 阈电位的特性：
引起膜上电压门控性Na+通道大量 开放。
✓ 引起锋电位的条件：
膜去极化达到阈电位。
膜上电压门控Na+通道快速大量开放的原因
2. 特点
(1) 顺电化学梯度，不耗能 (2) 膜蛋白对转运的物质具有选择性 （膜 蛋白分子本身有结构特异性） (3) 膜通透性可变
3.类型
(1) 通道介导的易化扩散 (2) 载体介导的易化扩散
载体介导的易化扩散
载体 （carrier) ——
与葡萄糖和某些氨基酸等物质 易化扩散有关的膜蛋白质，不具有 离子通道那样的结构。
140 mEq/l 1:35
ຫໍສະໝຸດ Baidu
✓ Na+ 有从膜外向膜内扩散的趋势
✓ K + 有从膜内向膜外扩散的趋势
2、静息状态下细胞膜对K+的选择性 通透
✓ K +的通 透性 大
✓ Na+ 的通 透性 极 小
++ --
K+
3. 达到K+ 的平衡电位 （ Nernst公式） Ek=RT/ZF ln[K+]o/ [K+]i