(生理学)细胞的基本功能总结

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生理学第二章_细胞的基本功能

特点：主动、耗能、蛋白质参与、膜面积改变形式：出胞（exocytosis）、入胞（endocytosis）
出胞(exocytosis)
胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。例如
外分泌腺细胞排放酶原颗粒和粘液内分泌腺细胞分泌激素神经纤维末梢神经递质的释放。形式持续性出胞：安静自发 Байду номын сангаас调节性出胞：诱导释放
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)
离子通道转运蛋白
第二信使（second messenger）
环磷酸腺苷(cAMP)、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环磷酸鸟苷(cGMP)、Ca2+
作用：使靶蛋白（蛋白激酶、离子通道）磷酸化、构象变化
Ca2+信号系统 Ca2+
总结：G蛋白偶联受体介导的信号转导过程
第一信使
G蛋白耦联受体
G蛋白 α α
G蛋白 GT
GDβγ
PP
细胞功能改变
…
…
效应器酶第二信使
蛋白激酶或通道
三、酶联型受体介导的信号转导
酶联型受体：自身具有酶的活性或能与酶结合的膜受体结构特征：
仅一个跨膜区段胞外结构域含有可结合配体的部位胞内结构域则具有酶的活性或含能与酶结合的位点
本质：载体或转运体（transporter）:贯穿脂质双层整合蛋白对象：水溶性小分子（如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等）特点：
（1）结构特异性（2）饱和现象（3）竞争性抑制（4）顺浓差或电位差机制：载体蛋白分子内部的变构
（三）主动转运 (active transport)

生理学第二章细胞的基本功能

第二章细胞的基本功能细胞的基本功能，包括①细胞的物质跨膜转运功能②信号转导功能③生物电现象④肌细胞的收缩功能。

第一节细胞膜的结构和物质转运功能一、细胞膜的结构概述质膜的组成磷脂>70% 磷脂酰胆碱>磷脂酰丝氨酸>磷脂酰乙醇胺>磷脂酰肌醇脂质胆固醇<30%糖脂<10%细胞膜=质膜蛋白质：功能活跃的细胞，其膜蛋白含量较高糖类膜结构：液态镶嵌模型膜的基架是液态的脂质双分子层，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。

(一) 脂质双分子层1、磷脂、胆固醇和糖脂都是双嗜性分子。

●磷脂分子中的磷酸和碱基、胆固醇分子中的羟基以及糖脂分子中的糖链等亲水性基团分别形成各自分子中的亲水端，分子的另一端则是疏水的脂肪酸烃链。

这些分子以脂质双层的形式存在于质膜中，亲水端朝向细胞外液或胞质，疏水的脂肪酸烃链则彼此相对，形成膜内部的氨基酸的磷脂(磷脂酰丝氨酸，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰肌醇)主要分布在膜的近胞质的内层，而磷脂酰胆碱的大部分和全部糖脂都分布在膜的外层。

2、膜脂质的熔点较低，在体温条件下呈液态，因而膜具有流动性；但脂质双层的流动性只允许脂质分子作侧向运动→使嵌入脂质双分子层中的膜蛋白也发生移动、聚集和相互作用→膜上功能蛋白的相互作用、入胞、出胞、细胞的运动、分裂、细胞间连接的形成。

●影响膜流动性的因素包括：①胆固醇的含量。

胆固醇分子中的类固醇核与膜磷脂分子的脂肪酸烃链平行排列，在膜中起“流度阻尼器”的功能，可降低膜的流动性。

②脂肪酸烃链的长度和饱和度。

如果脂肪酸烃链较短，饱和度较低，则膜的流动性较大；反之，如果烃链较长，饱和度较高，则膜的流动性就较小。

③膜蛋白的含量。

镶嵌的蛋白质越多，膜的流动性越低。

(二)性残基为主，肽键之间易形成氢键，因而以仅螺旋结构存在；暴露于膜外表面或内表面的肽段是亲水性的，形成连接这些α跨膜螺旋的细胞外环或细胞内环。

由于脂质双层中疏水区的厚度约3nm，因而穿越质膜疏水区的跨膜片段约需18～21个氨基酸残基，以形成足够跨越疏水区厚度的α螺旋。

《生理学》第二章细胞的基本功能

细胞膜在新陈代谢过程中所需的营养物质，以及细胞产生的代谢产物，都必须跨越细胞膜这一屏障才能转到相应的部位，即物质转运。常见的细胞膜物质转运方式有以下几种。
第一节细胞膜的物质转运功能
一、单纯扩散
第5 页
单纯扩散是指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。单
纯扩散是一种简单的物理现象。一般来说，只有脂溶性的小分子物质才能通过脂质分子的间隙进
103～105个）。离子扩散速率的
大小除取决于膜两侧离子的浓度差外，还受膜两侧电位差的影响。浓度差和电位差合称为电化学梯度。电化学梯度越大，驱动力就越大。
每种通道只对一种或几种离子有较大的通透性，其他离子则不易或不能通过。根据离子选
择性，通道可分为Na+通道、K+ 通道、Ca2+通道和Cl－通道等。
哺乳动物细胞膜上普遍存在着钠-钾泵，简称钠泵。钠泵是镶嵌在脂质双分子层中的具有ATP酶活性的一种特殊蛋白质，它能因细胞内Na+浓度升高和细胞外
K+浓度升高而激活，因此又称为Na+-K+依
赖式ATP酶。
第一节细胞膜的物质转运功能
三、主动转运
第 12 页
（一）原发性主动转运
正常细胞膜外Na+浓度远高于细胞内， K+浓度远低于细胞内，当细胞受到有效刺激后，导致细胞内Na+浓度升高（仍低于膜外）或细胞外K+浓度升高（仍低于膜内）时，钠泵被激活，分解ATP，释放能量，将Na+从细胞内泵出，同时将细胞外的K+泵入。通常每分解1个ATP分子，可将3个Na+泵出膜外，同时将2个K+泵入膜内（图2-3）。但这种化学定比关系在不同情况下可以改变。

医学基础知识生理学第二章细胞的基本功能

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的转运功能细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成。

细胞膜分子的排列结构：“液态镶嵌模型”细胞膜是以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质。

第二节细胞膜的跨膜物质转运扩散：溶液中的所有物质粒子都处于不断的热运动中，将两种不同浓度含有同种物质的溶液放在一起，溶液中的粒子有高浓度向低浓度的方向转移，这种现象称为扩散。

被动转运：顺浓度差扩散、不需要消耗能量的转运方式称为被动转运。

分为单纯扩散和易化扩散两种。

单纯扩散：在生物体中，细胞外液和细胞内液中的脂溶性分子顺浓度差跨膜转运的方式。

如O2、CO2和类固醇等物质就是通过这种方式转运。

易化扩散：体内有些物质虽不溶于脂质或在脂质中的溶解度很下，不能直接跨膜转运，但它们在细胞膜结构中的特殊蛋白质协助下，也能从膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动扩散，这种转运方式称为易化扩散。

如细胞外液中葡萄糖进入胞内，Na+、K+、Ca2+结构特异性高；2）饱和现象；3）竞争性抑制。

门控通道：通道的开放（激活）或关闭（失活）是通过“闸门”来调控的，故通道又称门控通道。

分类：1化学门控通道：由化学物质引起闸门开关。

2电压门控通道：由膜两侧电位差变化引起闸门开关。

3机械门控通道：由机械刺激引起闸门开关。

主动转运：细胞膜通过本身的某种耗能过程将某些物质分子或离子浓度差或逆电位差进行的转运过程，称为主动转运。

主动转运消耗的能量几乎都是由ATP水解提供。

生物泵：实际是细胞膜上的一种具有酶活性的特殊蛋白，它能分解ATP使之释放能量，把物质从低浓度一侧“泵”到高浓度一侧。

例如钠—钾泵和钙泵。

钠—钾泵（简称钠泵）生理意义：○1造成细胞内高K+ ○2将Na+逐之细胞外，调节细胞内外水电解质平衡以保持细胞正常体积○3逆浓度差和电位差进行转运，建立一种势能贮备。

继发主动转运：在主动转运中，由于钠泵的作用形成的势能贮备也为某些非离子物质进行跨膜转运提供了能量，因而这种类型的转运称为继发性主动转运或协同转运。

专升本生理学第2章细胞的基本功能

第二章细胞的基本功能一、名词解释1.单纯扩散2.易化扩散3.经载体的易化扩散4.经通道的易化扩散5.被动转运6.主动转运7.受体8.静息电位9.极化10.去极化11.超级化12.复极化13.动作电位14.阈电位15.局部兴奋16.绝对不应期17.终板电位18.兴奋--收缩耦联19.前负荷20.后负荷21.等长收缩22.等张收缩23.单收缩24.强直收缩答案： 1.单纯扩散是指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。

2.易化扩散是指某些非脂溶性或脂溶性很小的物质，在膜蛋白的帮助下顺浓度差的跨膜转运。

3.经载体的易化扩散是指一些亲水性小分子物质经载体蛋白的介导，顺浓度梯度的跨膜转运。

4.经通道的易化扩散是指各种带电离子经通道蛋白的介导，顺浓度梯度或电位梯度的跨膜转运。

5.被动转运是指物质顺浓度梯度和(或)电位梯度进行的跨膜转运，不需消耗能量。

包括单纯扩散和易化扩散。

6.主动转运是指某些物质在膜蛋白的帮助下由细胞代谢提供能量而实现的逆电-化学梯度的跨膜转运。

7.受体是指存在于细胞膜上或细胞内，能识别并结合特异性化学信息，进而引起细胞产生特定生物学效应的特殊蛋白质。

8.静息电位是指静息时细胞膜两侧存在的电位差。

9.极化是指静息电位存在时细胞膜所处的“外正内负”的稳定状态。

10.去极化是指静息电位的减小即细胞内负值的减小。

11.超极化是指静息电位的增大即细胞内负值的增大。

12.复极化是指细胞膜去极化后再向静息电位方向的恢复。

13.动作电位是指在静息电位基础上，给细胞一个有效的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动。

它是细胞产生兴奋的标志。

14.阈电位是指能触发动作电位的膜电位临界值。

15.局部兴奋是指细胞受到阈下刺激时产生的较小的、只限于膜局部的去极化。

16.绝对不应期是指组织细胞在兴奋后最初的一段时间，无论给予多大的刺激也不能使它再次兴奋。

17.终板电位是指神经-骨骼肌接头处的终板膜产生的去极化电位。

生理学-细胞1

医教园
第二节细胞的信号转导
第二节细胞的信号转导
各种化学物质以及非化学性的外界刺激信号，大多数作用到细胞膜上，通过通过跨膜信号，引起细胞功能活动的改变。
第一信使：激素、神经递质和细胞因子
医教园
第二节细胞的信号转导
根据膜受体的结构和功能特性，跨膜信号转导的路径可分为以下三大类：
一、离子通道型受体介导的信号转导二、G蛋白耦联受体介导的信号转导三、酶联型受体介导的信号转导
➢ 激素、酶类、神经递质等物质囊泡，并贮存在胞浆中。
运出细胞的方式
③ 当细胞分泌时，引起局部膜中
的Ca2+通道开放，Ca2+内流。
④ 诱发小泡被运送到细胞膜的内
侧面，与细胞膜融合后胞裂外
排将内容物一次性排出。
⑤ 囊泡膜变成细胞膜的一部分。
医教园
第一节细胞膜的结构和物质转运功能
运动神经纤维末稍释放ACh属于：D A、单纯扩散 B、易化扩散 C、主动转运 D、出胞作用 E、入胞作用
Na+-K+泵
大分子物质入胞出胞
大分子、团块
均可
进入细胞
排出细胞
膜动耗能
细胞膜运动
吞噬吸收
释放分泌
医教园
第一节细胞膜的结构和物质转运功能
葡萄糖从肠道进入肠上皮细胞的方式是： D
A、入胞
B、单纯扩散
C、易化扩散
D、主动转云
X与发生细胞生物电有关的跨膜物质转运形式有：BC D A、经载体易化扩散 B、经化学门控通道易化扩散 C、经电压门控通道易化扩散 D、原发性主动转运
医教园
第二节细胞的信号转导
主要的G蛋白耦联受体信号转导途径 1. 受体-G蛋白-AC途径

生理学笔记——第二章细胞的基本功能

⼀、细胞膜的基本结构——液态镶嵌模型该模型的基本内容：以液态脂质双分⼦层为基架，其中镶嵌着具有不同⽣理功能的蛋⽩质分⼦，并连有⼀些寡糖和多糖链。

特点：（1）脂质膜不是静⽌的，⽽是动态的、流动的。

（2）细胞膜两侧是不对称的，因为两侧膜蛋⽩存在差异，同时两侧的脂类分⼦也不完全相同。

（3）细胞膜上相连的糖链主要发挥细胞间"识别"的作⽤。

（4）膜蛋⽩有多种不同的功能，如发挥转动物质作⽤的载体蛋⽩、通道蛋⽩、离⼦泵等，这些膜蛋⽩主要以螺旋或球形蛋⽩质的形式存在，并且以多种不同形式镶嵌在脂质双分⼦层中，如靠近膜的内侧⾯、外侧⾯、贯穿整个脂质双层三种形式均有。

（5）细胞膜糖类多数*露在膜的外侧，可以作为它们所在细胞或它们所结合的蛋⽩质的特异性标志。

⼆、细胞膜物质转运功能物质进出细胞必须通过细胞膜，细胞膜的特殊结构决定了不同物质通过细胞的难易。

例如，细胞膜的基架是双层脂质分⼦，其间不存在⼤的空隙，因此，仅有能溶于脂类的⼩分⼦物质可以⾃由通过细胞膜，⽽细胞膜对物质团块的吞吐作⽤则是细胞膜具有流动性决定的。

不溶于脂类的物质，进出细胞必须依赖细胞膜上特殊膜蛋⽩的帮助。

物质通过细胞膜的转运有以下⼏种形式：（⼀）被动转运：包括单纯扩散和易化扩散两种形式。

1.是指⼩分⼦脂溶性物质由⾼浓度的⼀侧通过细胞膜向低浓度的⼀侧转运的过程。

跨膜扩散的最取决于膜两侧的物质浓度梯度和膜对该物质的通透性。

单纯扩散在物质转运的当时是不耗能的，其能量来⾃⾼浓度本⾝包含的势能。

2.易化扩散：指⾮脂溶性⼩分⼦物质在特殊膜蛋⽩的协助下，由⾼浓度的⼀侧通过细胞膜向低浓度的⼀侧移动的过程。

参与易化扩散的膜蛋⽩有载体蛋⽩质和通道蛋⽩质。

以载体为中介的易化扩散特点如下：（1）竞争性抑制；（2）饱和现象；（3）结构特异性。

以通道为中介的易化扩散特点如下：（1）相对特异性；（2）⽆饱和现象；（3）通道有"开放"和"关闭"两种不同的机能状态。

生理学第二章细胞的基本功能

(1)肌膜电兴奋的传导； (2)三联管处的信息传递； (3)肌浆网释放Ca2+ ； Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物
2021/4/21
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2.肌丝滑行
终池膜上的钙通道开放终池内的Ca2+进入肌浆
Ca2+与肌钙蛋白结合肌钙蛋白的构型改变原肌球蛋白位移，暴露细肌丝上的结合位点横桥与结合位点结合，分解ATP释放能量
横桥摆动牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
肌节2缩021/短4/21=肌细胞收缩
按任意键飞入横桥摆动动画
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四、骨骼肌收缩的形式
（一）等长收缩与等张收缩等长收缩:收缩时,只有张力增加而长度不
变的收缩,称为等长收缩。
等张收缩:收缩时,只有长度缩短而张力不
变的收缩,称为等张收缩。
2021/4/21
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（二）单收缩与强直收缩
Na+-K+泵又称Na+-K+-ATP酶，简称钠泵。
当膜内钠离子↑ 或膜外钾离子↑时，都被激活， ATP 分解产生能量，将胞内 3 个 Na+ 移至胞外和将胞外2个 K+ 移入胞内。
2021/4/21
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钠泵活动的意义：
•生物电产生的基础； •是其它物质继发主动转运的动力 •细胞内高钾是胞浆内许多代谢反应所必需的 •防止细胞内水肿
转运的物质：氧气、二氧化碳、脂类等
决定扩散速度的因素：浓度差；膜的通透性
2021/4/21
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2.易化扩散
概念：非脂溶性或脂溶性小的小分子、离子物质在膜蛋白的帮助下，由高浓度一侧向低浓度一侧移动通过细胞膜的方式
转运的物质：葡萄糖；氨基酸；无机盐

医学生理学期末重点笔记---第二章----细胞的基本功能

第二章细胞的基本功能第一节细胞膜的跨膜物质转运功能一、膜的化学组成和分子结构<一>磷脂的分子组成以液态的脂质双分子层为基架,具有流动性<二>细胞膜蛋白质镶嵌或贯穿于脂质双分子层分类：表面蛋白、整合蛋白<三>细胞膜糖类多为短糖链,以共价键的形式与膜脂质或蛋白质结合,形成糖脂或糖蛋白.二、细胞膜的跨膜物质转运功能被动转运〔passive transport〕：指物质顺浓度或电位梯度的转运过程.不消耗细胞提供的能量.主动转运〔active transport〕：指物质逆浓度或电位梯度的转运过程.需消耗细胞提供的能量.1.单纯扩散simple diffusion脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程.影响因素：浓度差通透性特点:①不依靠特殊膜蛋白质的"帮助"②不需另外消耗能量、顺浓度差转运物质：O2、CO2、N2、<NH3>2CO、乙醇、类固醇类激素等少数几种.2.易化扩散facilitated diffusion〔1〕概念:一些非脂溶性或脂溶性非常小的物质,在膜蛋白质的"帮助"下,顺电化学梯度进行跨膜转运的过程分类：原发性主动转运〔简称：泵转运〕、继发性主动转运〔简称：联合转运〕〔1〕原发性主动转运primary active transport概念：指物质在细胞膜"生物泵"的帮助下逆浓度梯度或电位梯度的转运过程.Na+-K+泵又称Na+-K+-ATP酶,简称钠泵.机制：当膜内[Na+]↑/胞外[K+]↑,钠泵激活↓ATP酶〔钠泵〕ATP------------------→ADP + 能量↓2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外↓维持[Na+]膜外高、[K+]膜内高的不均匀分布状态生理意义•胞内低Na,维持细胞体积•胞内高K,酶活性----新陈代谢正常进行•势能储备钠、钾的易化扩散继发性主动转运,联合转运•生电效能〔2〕继发性主动转运secondary active transport概念：间接利用ATP能量的主动转运过程.分类：①同向转运：Na+-葡萄糖同向转运体,Na+-氨基酸同向转运体〔小肠粘膜上皮细胞,肾小管上皮细胞〕②逆向转运：钠钙交换体〔心肌细胞〕4. 入胞和胞吐①离子通道耦联受体介导的跨膜信号转导②G-蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导③酶耦联受体介导的跨膜信号转导第三节细胞的生物电现象细胞的生物电现象〔跨膜电位〕：静息电位、动作电位一、静息电位resting potential、RP1.概念：静息时,细胞膜两侧存在的稳定的、外正内负的电位差.2.与RP相关的概念：••➢极化：RP存在时,细胞膜内负外正的状态称为极化.➢去极化:膜内外电位差向小于RP值的方向变化的过程.➢超极化:膜内外电位差向大于RP值的方向变化的过程.➢复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程.➢反极化:细胞膜由内负外正的极化状态变为内正外负的极性反转过程.3.机制原理：带电离子跨膜转运条件：①静息状态下细胞膜内、外离子分布不均匀②静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性,安静时,细胞膜主要对K+通透机制：K＋顺浓度差向膜外扩散；A-不能向膜外扩散↓[K+]内↓、[A-]内↑→膜内电位↓<负电场>• [K+]外↑→膜外电位↑<正电场>↓膜外为正、膜内为负的极化状态↓当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP结论: RP是K+的平衡电位影响因素：•细胞膜两侧离子的浓度差•细胞膜对离子的通透性•钠泵的活动二、动作电位action potential、AP1.概念：细胞膜受到有效刺激时,在RP的基础上发生的一个快速的、可逆的、可远距离传播的电位变化.2.动作电位变化过程3.特征：①具有"全或无"的现象：即同一细胞上的AP大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象.②是非衰减式传导的电位.③动作电位之间不融和4.动作电位的意义：AP的产生是细胞兴奋的标志,即AP=兴奋5.与AP有关的概念➢兴奋性：活组织或细胞对刺激发生反应的能力.➢刺激：能引起细胞或组织发生反应的所有内、外环境的变化.➢反应：细胞或组织对刺激产生的应答表现.有两种形式：兴奋：组织受刺激后由静息→活动或由活动弱→强的过程.抑制：组织受刺激后由活动→静息或由活动强→弱的过程.●可兴奋组织：神经、肌肉和腺体●兴奋性的指标————阈值〔threshold>阈强度〔阈值〕：刚能引起细胞或组织产生反应的最小刺激强度.阈值与兴奋性的高低呈反变关系.●刺激强度的表示方法1、阈刺激:刚好引起组织产生反应的最小刺激.〔此刺激的强度即称为阈强度〕2、阈上刺激:3、阈下刺激:6.形成机制原理：带电离子跨膜转运条件：⑴. 细胞膜两侧离子的浓度差——电化学驱动力•等于膜电位和该离子平衡电位之差•对Na+的驱动力：E m -E Na =-70-60 = -130mv•对K+的驱动力：E m -E k = -70+90 = 20mv⑵.细胞膜通透性的变化——膜在受到阈刺激而兴奋时,对Na+的通透性增加,继而对K+通透性增加.结论：①AP的上升支由Na＋内流形成,下降支是K＋外流形成的,后电位是Na＋－K＋泵活动引起的.②AP去极相末=Na＋的平衡电位.7.相关实验和实验结论实验1：细胞膜通透性的变化——电压钳〔voltage clamp〕技术实验结论1•内向电流,形成AP上升支〔去极化〕；外向电流,形成AP下降支〔复极化〕.内向电流是Na+电流；外向电流是K+电流•时间依赖性——先产生内向电流〔Na+通透性↑〕,继而产生外向电流〔Na+通透性↓,K+通透性↑〕.实验结论2⑴细胞膜离子通透性的电压依赖性：如果刺激强度达到阈值,可使细胞膜去极化达到阈电位,则会产生膜去极化和钠电导之间存在正反馈〔图1〕,即再生性循环<regenerative cycle>,进一步去极化产生AP〔图2绿线示〕；〔如果刺激强度小于阈值,细胞膜去极化幅度低,没有达到阈电位,则不会产生这种再生性循环,无法产生AP〔图2黑和红线示〕图1 图2阈电位<threshold potential>：能触发动作电位的膜电位临界值因此动作电位的引起过程：阈刺激↓Na+内流,细胞膜去极化↓达阈电位↓Na+通道大量开放,Na+大量内流↓AP⑵.细胞膜离子通透性的时间依赖性：先Na+通透性↑,继而Na+通透性↓,K+通透性↑实验2：细胞膜通透性〔膜电导〕变化的实质——膜片钳技术<patch clamp technique>概念：指已兴奋与邻近未兴奋的心肌细胞之间形成电位差,出现电荷移动,称为局部电流电流方向：作用：使未兴奋部细胞膜去极化达到阈电位,产生AP.这样的过程在膜表面连续进行下去,就表现为兴奋在整个细胞的传导.有髓鞘N纤维AP的传导——跳跃式三、局部电位:local potential概念：阈下刺激引起的低于阈电位的去极化称局部电位.特点：①不具有"全或无"现象.其幅值可随刺激强度的增加而增大；②衰减式传导；③具有总和效应：时间性和空间性总和第四节肌细胞的收缩功能<一>收缩形式1.单收缩和强直收缩<1>.单收缩：肌肉受到一次刺激,引起一次收缩和舒张的过程称为单收缩.<2>.复合收缩①不完全强直收缩:新刺激落在前一次收缩的舒张期内②完全强直收缩:新刺激落在前一次收缩的缩短期内2.等长收缩与等张收缩• 等长收缩:肌肉收缩时,只有张力增加而长度不变的收缩,称为等长收缩.当负荷等于或大于肌张力时,出现等长收缩等张收缩:肌肉收缩时,只有长度缩短而张力不变的收缩,称为等张收缩.当负荷小于肌张力时,出现等张收缩<二>影响收缩因素外在因素：前负荷和后负荷内在因素：肌肉的收缩能力1.前负荷或肌肉初长度：前负荷<preload>：肌肉在收缩之前所承载的负荷肌肉初长度<initial length>：前负荷使肌肉被拉长到某一长度可以用肌肉初长度表示前负荷的大小在一定范围内,随着前负荷↑,粗细肌丝重叠↑,肌缩速度、幅度和张力↑.反之亦然2.后负荷<after load>：肌肉收缩时遇到的负荷和阻力后负荷过大,虽肌缩张力↑,但肌缩速度、幅度↓,不利作功；后负荷过小,虽肌缩速度、幅度↑,但肌缩张力↓,也不利作功.3.肌肉收缩能力：指与负荷无关、决定肌肉收缩效应的内在特性.肌缩能力↑→肌缩速度、幅度和张力↑肌缩能力↓→肌缩速度、幅度和张力↓第二章小结练习• 1. Na+-K+-ATP酶每分解1分子A TP可将__个Na+移出胞外,同时将__个K+移入胞内.• 2. 在肌肉兴奋-收缩偶联过程中,起关键作用的物质是____.• 3. 细胞内外正常Na+、K+浓度的形成和维持是由于_______的作用• 4. 有机磷农药中毒时,可使〔〕A、乙酰胆碱释放增加B、乙酰胆碱释放减少C、胆碱酯酶活性增加D、胆碱酯酶活性降低E、骨骼肌终板处的乙酰胆碱受体功能障碍案例Case 1.A 43-year-old man presents to the physician’s clinic with plaints of epigastric pai n. After a thorough workup, the patient is diagnosed with peptic ulcer disease. He is started on a medication that inhibits the "proton pump" of the stomach.QUESTIONS：•What is the "proton pump" that is referred to above?•What type of cell membrane transport would this medication be blocking?•What are four other types of transport across a cell membrane?ANSWERS TO CASE 1: MEMBRANE PHYSIOLOGY•◆Proton pump: H+-K+-ATPase <adenosine triphosphatase> pump.•◆Type of cell membrane transport: Primary active transport.•◆Other types of transport: Simple diffusion, facilitated diffusion, secondary active transport <cotransport and countertransport [exchange]>, endocytosis and exocytosis.Case 2.某男性患者,16岁,近来运动后感到极度无力,尤其是在进食大量淀粉类食物后加重.门诊检查血清钾正常〔4.5 mmol／L〕,但运动后血清钾明显降低〔2.2 mmol／L〕,经补钾治疗后症状缓解.1.为什么低血钾会引起极度肌肉无力？2.为什么在进食大量淀粉后症状加重？3.血钾增高时对肌肉收缩有何影响？为什么？。

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

特点： ①扩散速率高，无饱和性； ②不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”，不需另外消耗能量； ③扩散量与物质浓度梯度和膜通透性呈正相关.
转运的物质：有O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、
类固醇类激素等少数几种物质。注：膜对H2O具高度通透性，H2O除单纯扩散
外，还可通过水通道跨膜转运。
组织兴奋后兴奋性变化的对应关系
分期绝对不应期相对不应期超常期低常期
兴奋性与AP对应关系机制
降至零锋电位
钠通道失活
渐恢复负后电位前期钠通道部分恢复
＞正常负后电位后期钠通道大部恢复
＜正常正后电位膜内电位呈超极化
第四节肌细胞的收缩功能
本节主要以骨骼肌为例讨论以下内容： ① 运动神经的兴奋如何传递给骨骼肌细胞而使它
膜外N端：识别、结合第一信使膜内C端：具有酪氨酸激酶活性
细胞内生物效应
特点：①信号转导与G蛋白无关；②无第二信使的产生；③无细胞质中蛋白激酶的激活。
受体酪氨酸激酶介导的信号转导图示
第三节细胞的生物电现象
生物电（bioc-lectricity）：是指一切活细胞无论处于静息状态还是活动状态都存在的电现象。
两种表现形式：安静时具有的静息电位和受刺激时产生的动作电位。
（一）静息电位
静息电位（resting potential，RP）是指细胞处于静息状态时，细胞膜两侧存在的电位差。
意义：是动作电位产生的基础。
静
息
电
位
测
定
B：电极A置于
示
细胞外，电极B插入细
意
胞内，记录
图
到细胞
示

生理学第二章细胞的基本功能

引言概述：细胞是生物体的基本结构单位，是生命活动的基本单元。

细胞的基本功能决定了生物体的生理特性和生命活动的进行。

在生理学第二章中，我们将重点讨论细胞的基本功能，以帮助我们深入了解生物体的生理过程。

本文将介绍细胞的五个主要功能，包括细胞的兴奋传导、物质运输、合成代谢、能量转化和自我修复等方面，以全面揭示细胞的工作机制和重要性。

正文内容：一、细胞的兴奋传导1. 神经细胞中的兴奋传导机制a. 动作电位的产生和传导b. 突触传递的过程与原理c. 兴奋传导在神经系统中的作用和意义2. 心肌细胞中的兴奋传导机制a. 心肌细胞的起搏和传导系统b. 心肌的收缩和松弛过程c. 兴奋传导与心脏功能的关系3. 肌肉细胞中的兴奋传导机制a. 肌肉收缩的兴奋-收缩耦联机制b. 肌肉纤维与运动控制的联系c. 兴奋传导与肌肉功能的关联二、细胞的物质运输1. 细胞膜的结构与功能a. 脂质双层构成的细胞膜b. 细胞膜的通透性和选择性c. 细胞膜对物质运输的调节作用2. 细胞内物质的运输机制a. 主动转运和被动转运的区别b. 胞吞和胞吐的过程与机制c. 运输蛋白的作用和调控3. 分子在细胞内的定位和分布a. 信号序列的识别和目标分选b. 转运蛋白和细胞器的结合和转运c. 物质分布对细胞功能的影响三、细胞的合成代谢1. 蛋白质合成的过程与机制a. DNA转录为mRNA的过程b. tRNA与mRNA的配对和翻译c. 蛋白质合成的调控和后续修饰2. 糖代谢的途径与调控a. 糖异生与糖原代谢的关系b. 糖酵解与细胞能量的产生c. 糖代谢与代谢疾病的关联3. 脂质代谢的调节和过程a. 脂质降解和合成的平衡b. 脂质代谢与激素的调控c. 脂质运输与细胞膜组成的调节四、细胞的能量转化1. 细胞能量的产生与储存a. 有氧呼吸和无氧呼吸的途径b. ATP的合成与储存c. ATP在细胞能量转化中的作用2. 能量代谢的调节与平衡a. 能量代谢与酶的调节b. 细胞的能量平衡和稳态维持c. 细胞能量转化与整体生理调节3. 细胞能量的分配和利用a. 细胞内能量分配的优先级b. 细胞能量与生物体生理活动的关系c. 能量转化与疾病发生的关联五、细胞的自我修复1. 细胞自我修复的概念和机制a. 细胞损伤的修复过程b. DNA修复和蛋白质合成的关系c. 细胞自我修复与细胞寿命的关联2. 细胞自我修复与疾病治疗a. 干细胞的应用和发展前景b. 细胞疗法在疾病治疗中的应用c. 细胞自我修复与疾病康复的关系总结：细胞的基本功能是维持生物体的正常生理活动和适应外部环境的重要保证。

生理学细胞基本功能的知识点整理

细胞的基本功能一、细胞膜的物质转运（一）细胞膜的分子结构细胞膜的脂质1、细胞膜的组成成分：脂质、蛋白质和少量糖类。

2、脂质的组成成分：磷脂、胆固醇、少量糖脂。

3、磷脂中含量最高的是：磷脂乙酰胆碱，其次是磷酯酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺，最低的是磷脂酰肌醇。

4、脂质的双嗜特性使脂质在质膜中以脂质双层存在。

5、脂质的膜受温度的改变而呈凝胶或溶胶状态，人体中呈溶胶状态，具有一定流动性。

6、脂质双分子层在热力学上的稳定性和流动性使细胞能承受大的张力和变形而不破裂。

7、胆固醇是不易变形的环体分子，所以胆固醇含量越高，膜的流动性就越低，饱和脂肪酸越多，流动性越低。

膜蛋白含量越多，流动性越低。

细胞膜的蛋白质1、细胞膜的功能主要是通过膜蛋白实现的，根据存在形式分为两种：表面蛋白和整合蛋白。

2、表面蛋白占20%~30%，主要附着于细胞膜的表面。

通过静电引力与亲水部结合或通过离子键与整合蛋白弱结合，高盐溶液可使离子键断裂，可用于洗脱表面蛋白。

3、整合蛋白，特征是以肽链一次或多次穿过膜脂质双层。

与脂质双分子层结合紧密，可用两性洗剂使之与纸质分子分离细胞膜的糖类1、细胞膜中的糖类一般是寡糖和多糖链，以共价键形式与膜蛋白或膜脂结合形成糖蛋白和糖脂。

2、结合膜蛋白或糖脂的糖链一般伸向细胞膜外侧，被称为细胞的天线，作为分子标记抗原抗体。

3、细胞膜中的一些糖类还带有负电荷，可以影响细胞之间的相互作用。

（二、）跨细胞膜的物质运输单纯扩散1、单纯扩散是物质从细胞膜的高浓度一侧通过脂质分子间隙向低浓度一侧进行的跨膜扩散。

2、不消耗能量，也称简单扩散。

3、经过单纯扩散的物质都是脂溶型物质或少数不带电的极性小分子。

4、水是不带电的极性小分子，但是脂质双层对于水的通透性很低，但是存在着对水分子通透度极高的水通道（水通道属于易化扩散），所以细胞对水分子的转运速率极高。

5、物质经单纯扩散的转运效率取决于浓度差和对该物质的通透性。

还有物质所在溶液的温度易化扩散1、易化扩散是物质在膜蛋白的帮助下，非脂溶性的小分子物质或带电离子顺浓度梯度或电梯度进行的跨膜转运。

生理学--细胞的基本功能

一条肽链，10个跨膜螺旋，N、C端及活性位点
都位于胞内。

转运机制：胞内[Ca2+]↑→ Ca2+-钙调蛋白
（calmodulin,CaM）复合物+ C端/钙泵，并激活
钙泵→转运Ca2+出细胞（或进入肌质网）。
分解1分子ATP，转出1个Ca2+.
钙泵转运的意义：
维持细胞内原有低钙水平，防止钙超载（指胞质内[Ca2+]长时间、不可逆升高）→维持细胞正常的兴奋/收缩能力。
（二）继发性主动转运 ----secondary active transport， SAT；联合转运，cotransport）
概念：指利用原发性主动转运建立的膜电-化学势能完成的物质逆浓度梯度跨膜转运。例：小肠腔、肾小管腔内Glucose和AA的转运，
甲状腺细胞的聚碘。
1.Na+-葡萄糖同向转运体（Na+-glucose symporter）以小肠上皮细胞为例：
② 膜内、外正常[Na+]差→维持胞内渗透压和细胞容积正常稳定。
③ 膜内、外正常[Na+]差→维持Na+-H+交换的动力→ 维持胞内pH的正常稳定。
④ 对Na+、K+的不对等转运（、、、）→膜外正电荷↑（生电作用）。
2. 钙泵（calcium pump）
——Ca2+-ATP酶(Ca2+-ATPase)
（chemically-gated ion channel）

——快速的跨膜信号转导方式.
通道与受体并存, 例： N2型乙酰胆碱受体(肌细胞) A型-氨基丁酸（GABAA）受体甘氨酸受体促离子型谷氨酸受体等（神经元胞体）

生理学全书知识点总结

生理学第一节细胞的基本功能1、单纯扩散：脂溶性小分子物质高浓度向低浓度一侧移动，如氧、二氧化碳等。

2、易化扩散：（1）经载体扩散：葡萄糖、氨基酸等营养物质，具有高特异性、有饱和现象，竞争性抑制的特点。

（2）经通道扩散：Na/K/CL/Ca等离子，特异性不高，无饱和现象。

3、主动转运：分子等从低浓度一侧移向高浓度一侧（谁主动谁耗能），消耗ATP。

4、钠泵（钠钾泵、Na-K依赖性A TP）的意义：（1）造成膜内外Na和K的浓度差；（2）维持细胞的正常形态、胞质渗透压、体积；（3）造成膜内高K，为细胞代谢的必需条件。

（4）钠泵活动造成的膜内外Na浓度势能差是其他物质继发性主动转运的动力。

5、钠泵激活：胞内Na增加和胞外K增加。

每分解一个ATP，移出3个Na，移入2个K。

6、继发性主动转运：葡萄糖、氨基酸在小肠黏膜上皮的主动吸收。

7、出胞入胞：大分子物质（细菌、病毒、异物、脂类物质等），耗能。

8、【静K动Na】静息电位产生机制：主要由K外流形成，接近K的电-化学平衡电位；动作电位产生机制：主要由Na内流形成，Na平衡电位根据Nernst公式计算的数值>实际测得的动作电位超射值。

9、动作电位特点：“全或无”现象；具有不应期。

10、动作电位产生机制（第一卷P118页表2-03）：上升支、下降支、峰电位、负后电位、正后电位11、去极化超级化-50 ————-70 ————-100复极化12、局部兴奋的特点：不是“全或无”的；不能在膜上做远距离的传播（衰减性）；可以互相叠加（可以总和）。

13、概念兴奋性：可兴奋细胞受刺激后产生动作电位的能力，称~。

阈电位：是细胞去极化达到产生动作电位的临界膜电位数值，称~。

阈刺激：刚能引起组织发生兴奋的最小刺激，称~。

阈强度：引起组织发生兴奋的最小刺激强度，是衡量组织兴奋性高低指标。

阈值：引起动作电位的最小刺激强度，是衡量细胞和组织兴奋性大小的最好指标。

14、有髓神经纤维动作电位传导特点：跳跃性、节能。

生理学之第二章细胞

（一）脂质双分子层
液态镶嵌模型
细胞膜中的脂质大多数是磷脂
特点
功能
（二）镶嵌在细胞膜上的蛋白质
分类
（三）细胞膜的糖类
4
膜的化学组成和分子结构
5
磷脂分子结构
6
脂质双分子层的特点
流动性
脂质双分子层非刚性结构，而是液体状态。
稳定性
脂质双分子层的液态状态使细胞膜具有更好的柔韧性，可以改变细胞的形状。
7
Phagocytosis 吞噬作用
B A
C
31
Back
胞吐：
粗面内质网合成蛋白性分泌物高尔基复合体
膜性结构包被=分泌囊泡囊泡向质膜内侧移动囊泡膜与质膜的某点接触并融合融合处出现裂口
分泌物排出囊泡的膜成为细胞膜的组成部3分2
细胞的跨膜转运
小分子物质
单纯扩散（simple diffusion）易化扩散 (facilitated diffusion)
16
17
细胞膜上的ion channel
18
门控离子通道分为三类：
❖ 1、电压门控通道：它们在膜去极化到一定电位时开放，因此也成为电压依从性通道。
❖ 2、配体门控通道：受膜环境中某些化学物质的影响而开放，因而也称为化学门控通道。
❖ 3、机械门控通道：当膜的局部受牵拉变形时被激活，如听觉的毛细胞存在这类通道。
[O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞
[CO2]o
12
(2)单纯扩散转运的物质：
O2、CO2、NO 、尿素、乙醇等脂溶性小分子物质。 13
2.易化扩散(facilitated diffusion)
概念: 不溶于或难溶于脂质的小分子物质，在细胞

(生理学)细胞的基本功能总结

生理学第二章_细胞的基本功能

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