动物生理学 第二篇-细胞的基本功能
动物生理学 第二版 第二章 细胞的基本功能 PPT课件
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
出胞作用（exocytosis）
指细胞把大分子物质或团块由细胞内 向细胞外排出的过程。 例如，腺细胞分泌某些酶和粘液，内 分泌腺分泌激素以及神经末稍释放递质等 都属于出胞作用
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
• 一、跨膜信号转导的概念
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能 （三）主动转运（active transport） 2. 继发性主动转运 继发性主动转运的特点： ①逆浓度差； ②依靠转运体蛋白“帮助”； ③能量来自Na+的势能差。 体内主要的继发性主动转运过程： ◆小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞等对葡萄糖、氨 基酸等营养物质的吸收 ◆甲状腺细胞的聚碘过程 ◆神经末梢处被释放的递质分子( 如单胺类和肽类 递质) 的再摄取过程
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
（二）易化扩散（facilitated diffusion） 易化扩散：一些非脂溶性或脂溶性小的物质，在膜上一些特殊蛋 白质的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
（二）易化扩散（facilitated diffusion）
• 通道运输：能使离子通过其水相孔道越膜进行扩散的蛋白质称为离子 通道（ion channel ）。目前发现在细胞膜上转运Na+、K+、Ca2+、 Cl-等离子的通道有几十种。以离子通道（ion channel）为中介的易 化扩散称通道运输；一些离子如Na+、K+、Ca2+等的顺浓度差转运就属 于通道运输
《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。
动物生理学 考研农学联考 第二章 细胞的基本功能讲解
第二章细胞的基本功能一、单项选择题1．通道转运的特点：A．逆浓度梯度(顺) B．消耗化学能(不耗能) C．转运小分子物质(离子) D．以上都不是2．刺激是：A．外环境的变化B．内环境的变化C．生物体感受的环境变化D．引起机体兴奋的环境变化3．兴奋性是机体______的能力。
A．做功B．运动C．适应D．对刺激产生反应4．钠泵活动最重要的意义是：A．消耗ATP B．维持兴奋性C．维持细胞内高钾D．建立势能贮备5．神经细胞静息电位的形成机制是：A．K+平衡电位（细胞膜对K的通透性高，K外流，带负电的蛋白留于膜内）B．K+外流+Na+内流C．K+外流+C1-外流D．Na+内流+C1-内流6．氧和二氧化碳（脂溶性）的跨膜转运方式是：A．单纯扩散（简单扩散）B．易化扩散C．主动转运D．继发性主动转运7．判断组织兴奋性最常用的指标是：A．阈强度B．阈电位C．强度—时间变化率D．刺激频率8．可兴奋细胞兴奋时的共同特征是：A．反射活动B．动作电位C．神经传导D．肌肉收缩9．神经细胞锋电位上升支的离子机制是：A．Na+ 内流B．Na+ 外流C．K+ 内流D．K+ 外流10．维持细胞膜内外Na+和K+ 浓度差的机制是：A．Na+、K+ 通道开放B．钠泵活动（亦称Na-K泵）C．K+ 易化扩散D．Na+ 易化扩散11．神经干动作电位幅度在—定范围内与刺激强度呈正比关系的原因是：A．“全或无”定律P28 B．离子通道不同C．局部电流不同D．各条纤维兴奋性不同12．细胞动作电位的正确叙述是：A．动作电位传导幅度可变B．动作电位以局部电流方式传导C．阈下刺激引起低幅动作电位D．动作电位幅度随刺激强度变化13．细胞产生动作电位的最大频率取决于：A．兴奋性B．刺激频率C．刺激强度D．不应期长短14．关于局部兴奋的错误叙述是：A．开放的Na+ 通道性质不同B．无不应期，衰减性扩布C．属于低幅去极化D．由阈下刺激引起15．阈下刺激时，膜电位可出现：A．极化B．去极化C．复极D．超极化16．形成静息电位的主要因素是：A．K+内流B．Cl- 内流C．Na+内流D．K+ 外流17．神经纤维兴奋的标志是：A．极化状态B．局部电位C．锋电位（动作电位）D．局部电流18．具有“全或无”特征的电位是：A．终板电位B．突触后电位C．锋电位D．感受器电位19．神经细胞兴奋性的周期性变化是：A．有效不应期—相对不应期—超常期B．有效不应期—相对不应期—低常期C．绝对不应期—相对不应期—超常期—低常期D．绝对不应期—相对不应期—低常期—超常期20．兴奋性为零的时相为：A．绝对不应期B．相对不应期C．超常期D．低常期21．载体转运不具有的特点是：A．饱和性B．电压依赖性C．结构特异性D．相对竞争抑制22．关于神经纤维静息电位的错误论述是：A．属于细胞内电位，膜外正电，膜内负电B．不同种类细胞数值不同C．数值接近K+ 平衡电位D．数值接近Na+平衡电位23．关于神经纤维静息电位的错误论述是A．细胞外[K+]小于细胞内B．细胞内[Na+]低于细胞外C．细胞膜对K+ 通透性高，对Na+通透性低D．细胞外[K+]升高时，静息电位值升高24．神经、肌肉和腺体兴奋的共同标志是：A．肌肉收缩B．腺体分泌C．局部电位D．动作电位25．当胞外[K+]↑时，产生：rp（静息电位）\ap(动作电位)A．RP幅值↑，AP幅值↑ B．RP幅值↑，AP幅值↓C．RP幅值↓，AP幅值↓ D．RP幅值↓，AP幅值↑26．当达到K+ 平衡电位（静息电位）时：A．膜内电位为正（负）B．K+ 的净外电流为零C．膜两侧电位梯度为零D．膜外K+浓度高于膜内27．关于钠泵生理作用的错误描述是：A．产生膜两侧Na+、K+ 不均匀分布B．造成胞内高钾C．造成高血钾D．建立膜两侧的离子储备28．神经细胞动作电位的主要组成是：A．阈电位B．锋电位C．正后电位D．负后电位29．神经细胞静息电位数值与膜两侧______A．K+ 浓度差呈正变关系B．K+浓度差呈反变关系C．Na+ 浓度差呈正变关系D．Na+浓度差呈反变关系30．引起机体反应的环境变化是：A．反射B．兴奋C．刺激D．反应31．阈电位是引起______A．超射的临界膜电位值B．极化的临界膜电位值C．超极化的临界膜电位值D．动作电位的临界膜电位值32．阈强度(阈值)增大代表兴奋性A．增高B．降低C．不变D．先降低后增高33．有髓神经纤维的传导特点是：A．传导速度慢（无髓）B．跳跃式传导C．衰减性传导D．单向传导34．运动神经兴奋时,何种离子进入轴突末梢的量与囊泡释放量呈正相关关系A．Ca2+ B. Mg2+C．Na+ D. K+？35．骨骼肌收缩和舒张的基本功能单位是:A．肌原纤维B．肌小节C．肌纤维D．粗肌丝？36．骨骼肌收缩时，释放到肌浆中的Ca2+被何处的钙泵转运：A．横管B．肌膜C．粗面内质网D．肌质网膜37．下述哪项不属于平滑肌的生理特性：A．易受各种体液因素的影响B．不呈现骨骼肌和心肌的横纹C．细肌丝结构中含有肌钙蛋白D．肌质网不如骨骼肌的发达38．神经-肌肉接头传递中，消除乙酰胆碱的酶是:A．磷酸二酯酶B．腺苷酸环化酶C．胆碱酯酶(被分解为胆碱和乙酸) D．胆碱乙酰化酶39．神经—肌肉接头处的化学递质是：A．肾上腺素B．去甲肾上腺素C．γ—氨基丁酸D．乙酰胆碱40．当神经冲动到达运动神经末梢时, 可引起接头前膜的______A．Na+通道关闭B．Ca2+通道开放C．K+ 通道开放D．C1- 通道开放41．在神经-肌肉接头传递过程中，ACh与ACh门控通道结合使终板膜______。
动物生理学 第二章细胞的基本功能
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第二节 细胞的跨膜信息传递功能
一、跨膜信息传递的概念
跨膜信息传递（transmembrane 跨膜信息传递（transmembrane signaling transmission） transmission）
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二、跨膜信息传递的主要方式
（一）通过膜受体-通道蛋白质完成的跨膜信 息传递
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（三）主动转运（active transport） 主动转运（ ）
主动转运： 主动转运：指细胞通过本身的某种耗能过程将某种物 质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的 过程。 过程。在细胞膜的主动转运中研究得最充分的是对 Na+和K+的主动转运过程。 的主动转运过程。 钾泵（ ）：是镶嵌在膜的 钠-钾泵（sodium-potassium pump）：是镶嵌在膜的 钾泵 ）： 脂质双分子层中的、具有ATP酶活性的特殊蛋白质。 酶活性的特殊蛋白质。 脂质双分子层中的、具有 酶活性的特殊蛋白质 它可被Na 、 等离子所激活， 它可被 +、K+和Mg2+等离子所激活，通过分解 ATP为物质主动转运提供能量（图）。 为物质主动转运提供能量
第二章 细胞的基本功能
目的要求：
了解细胞膜的基本结构和物质转运功能。 了解细胞膜的基本结构和物质转运功能。 掌握生物电产生和兴奋传导的基本原理。 掌握生物电产生和兴奋传导的基本原理。
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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（复习组织学有关内容） 细胞膜的基本结构（复习组织学有关内容）
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生理学-第二章-细胞的基本功能-PPT
主动转运是人体内最重要的物质转运方式
最常见的主动转运方式——Na+-K+
泵
Na+-K+泵又称Na+-K+ 依赖式ATP酶， 简称钠泵。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
如：常见细胞膜的Na+ 通道、K+ 通道
(2)化学门控通道：受膜两侧某种化学物质控制开闭的通 道。
如：骨骼肌细胞终板膜上的N2-乙酰胆碱受体阳离子 通道。 (3)机械门控通道：受某种机械刺激控制开闭的通道。如 骨骼肌细胞。
以载体为中介的易化扩散
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠泵的生理意义：
1、钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢过程 的必须条件；
2、钠泵将Na+排出细胞将减少水分子进入细胞 内，对维持细胞的正常体积有一定意义；
3、钠泵活动最重要的在于它能逆浓度差和电 位差进行转运，因而建立起一种势能贮备。
(1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,由
膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
(2)分类:
①以通道为中介的易化扩散
②一载体为中介的易化扩散
以通道为中介的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质:各种带电离子
门控通道的类型：一般根据控制闸门开闭的因素，可分为： (1)电压门控通道：受膜两侧的电位差控制开闭的通道。
动物生理学之细胞的基本功能
活性。
➢G蛋白分为：Gs、Gi、Gq、G12四大家族
➢有两种构象：非活化型、活化型
第二章 细胞的基本功能
32
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
1994年医学和生理学诺贝尔奖获得者——
发现G蛋白及其在细胞信号转导中的作用
艾尔弗雷德.吉尔默
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第一节 细胞膜的物质转运功能
• 4、入胞和出胞——大分子物质或团块
• （1）入胞或内吞
细胞外大分子物质或团块（如细菌、病毒或大分子蛋白质等）与细胞膜
形成吞噬泡或吞饮泡被整批转入细胞的过程。
吞噬：进入的是固体物质
吞饮：进入的是液体物质
第二章 细胞的基本功能
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第一节 细胞膜的物质转运功能
①Ｇ蛋白耦联受体
又称蛇型受体，是由单一的多肽链或均一的亚基组成，其肽链可分为细胞外、
跨膜和细胞内三个功能结构域
第二章 细胞的基本功能
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第二节 细胞的跨膜信号转导功能
G蛋白耦联受体的分子结构——七次跨膜受体
第二章 细胞的基本功能
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第二节 细胞的跨膜信号转导功能
②G蛋白
➢G蛋白即鸟苷酸结合蛋白，是位于细胞膜胞液面的外周蛋白，由、和三
有少量糖脂或糖蛋白；
脂质双分子层具有稳定性和流动性，使细胞
在承受张力和外形改变时不致于破裂，容易自
动融合和修复；
膜具有选择通透，水溶性物质不能自由通透
第二章 细胞的基本功能
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第一节 细胞膜的物质转运功能
图 细胞膜分子结构
第二章 细胞的基本功能
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第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能
动物生理学 第二章 细胞的基本功能
(1)
化学门控通道具有受体功能， 化学门控通道具有受体功能，可称为通
特点： 特点
道型受体， 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： (2)分布： 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 外来刺激通过膜受体蛋白、 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
K +的通 透性 大 Na+ 的通 透性 极 小
+ -
+ K+
3.
达到K+ 的平衡电位 达到K （ Nernst公式） Ek=RT/ZF ln[K+]o/ [K+]i
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, 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， 和复原，即膜快速去极化 后又复极化 。
1. 定义：体内不溶或难溶于脂质的 定义：
物质， 物质，在细胞膜上某些特殊蛋白质 的帮助下， 的帮助下，从膜高浓度一侧向低浓 度一侧转运的过程。 度一侧转运的过程。
2. 特点
顺电化学梯度， (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） 蛋白分子本身有结构特异性） (3) 膜通透性可变
4. 跨膜信号转导 (transmembrane tranduction)
外界信号 细胞膜表面 一种或几 新的信号进入 种膜蛋白分子构象改变 胞内 膜电位或其他功能变化
第二章 细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能1.兴奋性（excitability）：指机体的组织或细胞接受刺激后发生反应的能力或特性，它是生命活动的基本特征之一。
（当机体、器官、组织或细胞受刺激时，功能活动由弱变强或由相对静止转变为比较活跃的反应过程或反应形式，称为兴奋。
）神经细胞、肌细胞和部分腺细胞受到适宜刺激后可产生动作电位称为可兴奋细胞（excitable cell）,对它们而言，兴奋性又可定义为细胞接受刺激后产生动作电位的能力，而动作电位的产生过程或动作电位本身又可称为兴奋。
细胞兴奋性高低可以用刺激的阈值大小来衡量。
阈值越小，兴奋性就越高；阈值越大，兴奋性则愈低。
2.静息电位（resting potential,RP）:细胞处于安静状态时，细胞膜内外存在的外正内负电位差。
差值越大，则静息电位越大。
3.动作电位（action potential,AP）:在静息电位的基础上,给细胞一个适当的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动。
AP的产生是细胞兴奋的标志。
峰电位（spike potential）是AP的标志。
特点：“全或无”现象；不衰减传播；脉冲式发放4.电紧张电位（electrotonic potential）：由膜的被动电学特性（膜电容、膜电阻、轴向电阻）决定其空间分布和时间变化的膜电位。
特征：等级性电位；衰减性传导；电位可融合。
电紧张电位没有不应期，反应可以总和5.局部电位：由少量离子通道开放形成的细胞膜去极化或超极化反应。
特征：等级性电位（幅度与刺激强度相关，不具有“全或无”特点）；衰减性传导（电位幅度随传播距离增加）；没有不应期（反应可以叠加总和，时间和空间）。
发生在可兴奋细胞，也可见于其他不能产生动作电位的细胞，如感受器细胞。
6.阈电位（threshold potential,TP）：当膜电位去极化到某一临界值，就出现膜上的钠通道大量开放，Na+大量内流而产生动作电位的这个临界膜电位值称为阈电位7.跨细胞膜的物质转运：1)单纯扩散（simple diffusion）：脂溶性的小分子物质和少数分子很小的水溶性物质由高浓度侧通过细胞膜向低浓度侧移动的过程。
动物医学-动物生理学《细胞的基本功能》课件
4. 动作电位的特征
（1）不衰减传导;
（2）“全或无”现象. “无”：刺激小于阈值，不能产生动作电位； “全”：刺激达到或＞阈值 静息电位（绝对值）
阈电位爆发动作电位.
动作电位一旦产生,其不再随阈上刺激而改变，也不随传播距离的增 加而减小，这种在同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离 而改变的特性，称为动作电位的全或无特性。
（2）时间－强度曲线
能引起反应的刺激一般要具备3个条件：一 定的强度，一定的持续时间，一定的持续时间 和一定的强度-时间变化率。
在一定范围内，引起组织兴奋所需的最小刺 激与改刺激的作用时间呈反比关系，即所用的 刺激强度较大时，引起组织兴奋的作用时间越 短。
把刺激强度和相对应的作用时间描绘在坐标 线上，可得到一条近似双曲线的曲线，称强度 -时间曲线。能反应组织细胞的兴奋性。
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 第二节 细胞的跨膜信号转导功能 第三节 细胞的生物电现象 第四节 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、细胞膜的结构特征
组成：
蛋白质、脂类
为主，糖类只
脂பைடு நூலகம்
占一小部分。
质
结构：
双
分
液态镶嵌模型 （Singer Nicholson , 1972年）: 是以液态
6. 动作电位的传导
无髓神经纤维：局部电流 有髓神经纤维：跳跃式传导， 局部电流在郎飞氏结间产生
在两段髓鞘之间是无髓鞘的 部分，称为郎飞氏结
三、 局部兴奋
概念： 阈下刺激引起的
低于阈电位的去极 化（即局部电位）， 称局部反应或局部
兴奋。
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。
家畜生理学教学课件细胞的基本功能
4.入胞（endocytosis）和出胞（ ex（oc1y）to入si胞s)：指细胞外某些大分子物质或团块（例如
侵入动物体内的细菌、病毒或大分子蛋白质等）被整批转 入细胞的过程。 （图） 如进入的物质是固体物质，便称为吞噬（phagocytosis） 如进入的是液体物质，则称为吞饮（pinocytosis）
③糖类：寡糖链和多糖链，与膜上脂质或蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白。图
单糖排列顺序存在特异性，可作为它们所结合蛋白质的特异性“标志”。
（三）细胞膜的特性
1.细胞膜的流动性
细胞膜的流动性是指膜脂和膜蛋白处于不断运动的状态。膜 的流动性一般只允许脂质分子在同一单层内做横向扩散运动或 沿自身长轴做旋转运动。膜蛋白的运动以横向扩散和旋转运动 为主，但往往局限于某一特定的区域。
其中镶嵌着具有不同分子结构和不同生理功能的蛋白质。
（二）细胞膜的化学组成
①脂质双分子层：磷脂双分子层
磷脂：70%，长杆状，亲水端由磷酸和碱基组成，疏水性端由脂肪酸烃链组成。 胆固醇：30%
②蛋白质：球形蛋白，包括周围蛋白和结合蛋白。（图）
运输蛋白：载体、通道和离子泵等。 受体：辨认和接受特异的化学性刺激或与信号有关的蛋白质。 配体 + 受体 细胞特异的生理生化反应 特异性抗原：细胞标志作用，如组织相容性抗原，供免疫系统或免疫物质辨认。 肌动蛋白：参与细胞膜运动。
的化学信号以及其他性质的刺激信号通过细 胞膜表面的特殊结构传入胞内并引起细胞产 生相应的生物学效应的过程。
即：外界信号 膜蛋白变构 胞内信号
细胞功能改变
二、跨膜信息传递的主要方式
（一）通过膜受体-通道蛋白质完成的跨膜信息传递
（二）由膜受体、G蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜 信息传递系统
执业兽医资格考试生理学第二单元 细胞的基本功能【cell physiology】
阈上刺激——大于阈刺激的刺激强度。 ห้องสมุดไป่ตู้下刺激——小于阈刺激的刺激强度。
阈下刺激不能引起动作电位或组织、细胞的兴奋，但并 非对组织细胞不产生任何影响。
兴奋的引起
兴奋的传导
兴奋性的变化
细胞生理
第二节、骨骼肌的收缩功能
肌 肉
1、神经肌肉间的兴奋传递:
（1）神经—肌肉接头（运动终板） （2）神经—肌肉的兴奋传递过程 （3）肌肉收缩全过程总结
肌球蛋白的外形 为一根主干，头部有 两个圆球，似“豆芽 形”。 组成粗肌丝的肌球蛋白杆状部分与纤维长轴平行排列， 形成主干，而头部膨大部暴露在外，形成横桥。横桥上含有 ATP酶，在肌肉收缩时能与肌动蛋白结合。
肌 肉
长链状的螺旋结构。 静息状态时，阻碍肌 动蛋白与肌球蛋白横 桥的结合。
覆于原肌球蛋白 上的球形蛋白质 （C、T和I亚基） 球形大分子物质。 在肌浆中无数肌动 蛋白聚合呈串球状 双螺旋结构。
肌 肉
（1）静息时，肌球蛋白与 肌动蛋白之间受肌钙蛋白原肌球蛋白的抑制不能结合。
（2）动作电位产生并传入肌 细胞后，肌浆中钙离子浓度 升高,肌钙蛋白的C亚基与钙 离子结合，使肌钙蛋白的构 型发生改变。I亚单位将此信 息传递给原肌球蛋白，原肌 球蛋白的构型发生改变。
（3）原肌球蛋白的抑制作用解 除，肌球蛋白与肌钙蛋白的结 合位点暴露。肌动蛋白与横桥 结合。横桥上的ATP酶被激活， 降解ATP。
去极化（Depolarization）——膜电位绝 对值逐渐减小的过程。 超极化（Over-polarization）——膜电 位绝对值高于静息电位的状态。
复极化（Repolarization）——膜电位去 极化后逐步恢复极化状态的过程。
术语
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
生理学第二章细胞的基本功能细胞是生命的基本单位，而细胞的基本功能则是维持生命活动的关键。
在生理学中，第二章着重探讨了细胞的这些基本功能，包括细胞膜的结构与功能、细胞的跨膜物质转运、细胞的信号转导、细胞的生物电现象以及肌细胞的收缩功能等。
细胞膜，作为细胞的“边界守护者”，其结构和功能至关重要。
细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量糖类组成。
脂质双分子层构成了膜的基本骨架，赋予了膜的流动性和稳定性。
而膜蛋白则承担着各种各样的功能，比如通道蛋白能形成离子通道，让特定的离子通过；载体蛋白则能够协助物质进行跨膜转运。
糖类通常分布在膜的外表面，参与细胞识别和信号传递等过程。
细胞的跨膜物质转运是细胞与外界环境进行物质交换的重要方式。
简单扩散是一种顺浓度梯度、无需耗能的转运方式，像氧气、二氧化碳等气体分子就通过这种方式进出细胞。
而协助扩散则需要借助膜蛋白的帮助，比如葡萄糖进入红细胞就是通过协助扩散进行的。
主动转运则是逆浓度梯度进行，需要消耗能量，常见的有钠钾泵，它能够维持细胞内高钾、细胞外高钠的状态。
细胞的信号转导就像是细胞与外界交流的“语言”。
细胞通过接收外界的信号，然后将其转化为细胞内的一系列反应。
信号分子可以分为内分泌信号、旁分泌信号和自分泌信号等。
当信号分子与受体结合后，会引发细胞内一系列的信号转导通路，最终导致细胞的生理功能发生改变。
细胞的生物电现象是细胞功能的重要体现。
静息电位是指细胞在安静状态下存在于细胞膜两侧的电位差，主要是由于钾离子的外流所形成。
动作电位则是细胞受到刺激时产生的快速、可逆的电位变化，它包括去极化、反极化和复极化等过程。
动作电位的产生与钠离子和钾离子的跨膜流动密切相关。
肌细胞的收缩功能是肌肉运动的基础。
肌肉由肌纤维组成，而肌纤维的收缩是由肌节的缩短实现的。
当神经冲动传到肌细胞时，会引发钙离子的释放，从而启动肌肉收缩的过程。
肌肉收缩的形式有等长收缩和等张收缩，它们在不同的生理活动中发挥着重要作用。
生理学【第二章】细胞的基本功能342024
【引言概述】细胞是构成所有生物体的基本单位，也是生物体内所有生理功能的基础。
本文将探讨细胞的基本功能，包括维持稳态、物质交换、生命活动调节、遗传信息传递和细胞分裂等方面。
【正文内容】1.维持稳态1.1质量平衡：细胞内外的物质浓度、离子浓度及pH值的调节1.2温度平衡：细胞内外温度差异的维持1.3水平衡：细胞内外水分的平衡调节2.物质交换2.1营养物质的摄取和利用：细胞通过细胞膜上的载体蛋白摄取营养物质，并将其转化为能量和生物大分子2.2废物物质的排泄：细胞通过胞吐、胞鞘和胞吸等方式排泄废物物质2.3细胞间的物质交流：细胞通过细胞间连接和扩散传递物质及信号分子3.生命活动调节3.1代谢调节：细胞内酶催化的各种化学反应，如糖酵解和蛋白质合成等3.2外界刺激的应答：细胞通过感受外界刺激，如光、温度、化学物质等，调节自身生理状态3.3内脏活动调节：细胞通过内脏神经和内分泌系统等调节体内各器官和组织的活动4.遗传信息传递4.1DNA复制：细胞通过DNA复制的过程将自身遗传信息传递给下一代细胞4.2转录：细胞通过转录过程将DNA的信息转化为RNA分子4.3翻译：细胞通过翻译过程将RNA的信息翻译成蛋白质5.细胞分裂5.1有丝分裂：细胞通过有丝分裂过程产生两个完全一样的子细胞5.2减数分裂：细胞通过减数分裂过程产生四个具有不同遗传信息的子细胞5.3分裂的调控：细胞通过细胞周期调控和检查点控制等机制保证分裂的准确进行【总结】细胞作为生物体的基本功能单元，具备维持稳态、物质交换、生命活动调节、遗传信息传递和细胞分裂等功能。
细胞内外物质平衡的维持、物质的摄取和排泄、代谢调节、外界刺激应答、内脏活动调节、遗传信息的传递以及细胞分裂的调控等都是细胞功能的重要组成部分。
深入了解细胞的基本功能对于理解生物体的正常生理过程和疾病发生机制具有重要意义。
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细胞的基本功能
第一节
细胞膜的结构特征和物质转运功能
细胞膜的功能
屏障功能
物质转运功能
信号转导功能
一、细胞膜的结构特征
在电子显微镜下分为三层，由脂质、蛋白质和糖类 等物质组成，以蛋白质和脂质为主，糖类只占极少量。
流体镶嵌模型(fluid mosaic model) ：细胞膜以流动性
的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和 不同生理功能的蛋白质，脂质和蛋白质分子通过非共价键 相互作用结合在一起。脂质分子排列成5nm厚的连续双层， 作为不透水层阻挡大多数水溶性分子通过，镶嵌在脂质双 层中的跨膜蛋白质分子执行膜的其他功能。
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
三、酶偶联受体介导的跨膜信号转导
细胞膜中有一类受体本身具有激酶、磷酸酶或环化酶的活性或 具有募集胞质酶蛋白的能力，不需要G蛋白和第二信使的参与，受体 单独可以完成跨膜信号传递，引起以级联磷酸化反应为主的信号转 导，最终调节基因表达和细胞反应。这一类受体称为酶偶联受体。
受体酪氨酸激酶
receptor tyrosine kinase，RTK receptor-associated tyrosine kinase
受体-G蛋白-AC信号通路、 受体-G蛋白-PLC信号通路 、
受体-G蛋白-离子通道信号通路
（二）G蛋白偶联受体介导的信号通路
1、受体-G蛋白-AC信号通路
2、受体-G蛋白-PLC信号通路
许多配体与G蛋白偶联受体结合后可激活另一种G蛋白Gq，Gq可 激活细胞膜上的磷脂酶C(PLC)，PLC再将膜脂质中的二磷酸磷脂酰 肌醇(PIP2)迅速水解为三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)。
二、细胞膜的物质转运功能
（一）被动转运
物质顺电势梯度或浓度梯度（即电-化学梯度） 进行的跨膜转运过程。
单纯扩散 易化扩散
1、单纯扩散 疏水性小分子及极性分子能迅速地经扩散通过 脂双层膜，是单纯的物理过程的跨膜物质转运方式 其特点： ①疏水性或脂溶性；
②小分子；
③高到低； ④不耗能； ⑤不需载体。
结合酪氨酸激酶的受体
受体鸟苷酸环化酶
受体丝氨酸/苏氨酸激酶(RSTK)
受体酪氨酸磷酸酶
思 考 题
细胞膜物质转运的几种方式的概念、特征及其 机制。 细胞膜跨膜信息转导的几种主要形式。
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。
结合酪氨酸激酶的受体 受体鸟苷酸环化酶
receptor guanylyl cyclase
受体丝氨酸/苏氨酸激酶
受体酪氨酸磷酸酶
receptor serine/threonine kinase, RSTK
receptor tyrosine phosphatase, RTPase
受体酪氨酸激酶
主要介导与生长发育有关的细胞因子和一部分肽类激素的生 理作用
特点：
①顺浓度梯度转运；
②高度的结构特异性； ③饱和现象；
④竞争性抑制。
通道介导的易化扩散：
电压门控离子通道 化学（配体）门控离子通道 机械门控离子通道
典型的哺乳动物细胞内外离子浓度的比较 单位：mmol/L
（二）主动转运
细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物质 分子或离子逆着电-化学梯度进行转运。 特点： ①小分子； ②低到高； ③耗能；
1994 Nobel Prize in Physiology or Medicine
20世纪60年代 美国生化学家
EH Fischer
EG Krebs
1992 Nobel Prize in Physiology or Medicine
（一）G蛋白偶联受体信号通路的组成
Байду номын сангаас
G蛋白偶联受体
EW Sutherland(1915-1974) 1971 Nobel Prize in Physiology or Medicine
耐热小分子物质
第二信使 second messenger
环磷酸腺苷 cAMP cyclic adenosine monophosphate
20世纪80年代 美国科学家
2、入胞 大分子物质或物质团块（如细菌、细胞碎片 等）借助于细胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进 入细胞的过程。
第二节
细胞的跨膜信号转导
细胞的跨膜信号转导
不同形式的外界信号作用于细胞表面，通过引起膜结构 中特殊蛋白质分子的变构作用，将外界环境信息以新的信号 形式传向膜内，引起靶细胞产生相应的生物学效应的过程。
内质网膜。细胞膜钙泵每分解1分子ATP可将1个Ca2+由细 胞内转运到细胞外。当细胞内Ca2+浓度升高时，与钙调蛋
白(calmodulin, CaM)生成Ca2+-CaM复合物。该复合物能
与钙泵C端某一位点结合，激活钙泵，加速Ca2+外排。
通道转运与钠-钾泵转运模式图
2、继发性主动转运
某种物质逆电-化学梯度进行转运，但所消 耗能量不是直接来源于ATP分解，而是由原发性 主动转运建立的膜电-化学势能提供，这种转运 方式就称之为….
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
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。
5、靶蛋白
离子通道 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 蛋白激酶 酪氨酸蛋白激酶
O2、CO2、N2、类固醇类激素、尿素、甘油、乙醇、H2O
O2和CO2单纯扩散示意图
2、易化扩散 稍大些的极性分子和小的带电离子通过细胞
膜需要借助膜蛋白的帮助，扩散速率显著增大，
这种扩散方式称为…. 特点： ①亲水性或非脂溶性； ②小分子； ③高到低； ④不耗能； ⑤需膜蛋白。
载体介导的易化扩散：水溶性小分子如葡萄糖、氨 基酸、核苷酸等在载体蛋白的帮助下顺电-化学梯 度进行的被动跨膜转运。