《人体解剖生理学》第三章细胞基本功能上海海洋大学吴文惠教授
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第一章人体基本结构概述名词解释：单位膜：电镜下所观察到的细胞膜的三层结构，即内、外两层亲水极与中间层疏水极，称之为单位膜。
质膜、内质网、高尔基复合体膜、线粒体膜和核膜窦为单位膜。
单位膜是生物膜的基本结构。
主动转运：是物质逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运的过程，它需要消耗细胞代谢所产生的能量。
这种运输依靠细胞膜上的嵌入蛋白，如Na+—K+泵。
被动转运：是指物质或离子顺着浓度梯度或电位梯度通过细胞膜的扩散过程，不需要细胞供给能量。
闰盘：心肌细胞相连处细胞模特化，凸凹相连，形状呈梯状，呈闰盘。
神经原纤维：位于神经元胞体内，呈现状较之分布，在神经元内起支持和运输的作用。
尼氏体：为碱性颗粒或小块，由粗面内质网和游离核糖体组成，主要功能是合成蛋白质供神经活动需要。
朗飞氏结：神经纤维鞘两节段之间细窄部分，称为朗飞氏节。
问答题：1. 细胞中存在那些细胞器，各有何功能？膜状细胞器由有内质网、高尔基复合体、线粒体、溶酶体，非膜状细胞器有中心体和核糖体。
内质网功能：粗面内质网参与细胞内蛋白质的合成，也是细胞内物质运输的通道。
光面内质网除作为细胞内物质运输的通道外，还参与糖类、脂肪、等的合成与分解。
高尔基复合体功能：参与分泌颗粒的形成。
小泡接受粗面内质网转运来的蛋白质，在扁平囊中进行加工、浓缩，最后进入大泡形成分泌颗粒，移至细胞的顶部，然后移出胞外。
中心体功能：参与细胞的游戏分裂，与细胞分裂过程中纺锤体的形成和染色质的移动有关。
核糖体功能：合成蛋白质。
2. 物质进入细胞内可通过那些方式，各有和特点？被动转运：物质或离子顺着浓度梯度或电位梯度通过细胞膜的扩散过程，不需要细胞供给能量包括单纯扩散，如脂溶性物质；协助扩散（需要载体和通道），如非脂溶性物质。
主动转运：物质逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运的过程，它需要消耗细胞代谢所产生的能量。
这种运输依靠细胞膜上的嵌入蛋白，如Na+—K+泵。
胞饮和胞吐作用：大分子物质或颗粒状物质通过细胞膜运动将物质吞入细胞内。
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人体解剖生理学 PPT课件
第一章 绪 论
一. 人体解剖生理学的研究对象和方法
人体解剖学，人体生理学。 人体解剖生理学是研究人体结构和功能的一门科学。 一）人体解剖生理学的研究对象 以人体的系统为对象，在了解结构的基础上， 掌握 功能。 神经系统，感觉器官，内分泌系统。 二）人体解剖生理学的研究历史
二. 生命的基本特征
一）新陈代谢 体内物质和能量不断更新以及机体同外界环境进行物质和
能量交换的总过程。 生命活动的物质基础。 物质代谢：同化作用，异化作用。 能量代谢：能量释放 ，转化和利用的过程。
二）兴奋性 兴奋性 (exitatability) ：组织对刺激发生生物电反应或功
能反应的能力/特性. 机体生存的必要条件。
控制方式：双向性（分：正反馈、负反馈）指令
控制部分
受控部分
机能活动
+ 正反馈
– 负反馈
负反馈是维持系统的平衡或稳态。正常机体中有大量的负
反馈机制（压力感受性反射，体温调节）。
正反馈不是维持系统的平衡或稳态，而是破坏原先的平衡状
态。正反馈机制很少（排尿反射、分娩）。
3. 前馈控制 前馈控制是控制部分向受控部分发出指令的同时，又通过 另一快捷通路向受控部分发出前馈信息，及时调节受控部分 的活动。 控制方式：双通路
抑制（inhibition ） ：活组织受刺激不容易产生动作电位 的反应或活动减弱的反应.
可兴奋组织.神经，肌肉，腺体。 生物体生存的条件. 三）生殖 生物体繁殖出与自己相似的子代的活动。高等动物和人， 发育到一定阶段后，产生生殖细胞，雌雄生殖细胞结合形 成受精暖，经过多次分裂，形成生物个体.
三. 人体生理功能的调节
1. 刺激：是指能引起机体发生活动改变的环境变化。 刺激的种类：电的，机械的，化学的等. 刺激的参数：强度，时间，强度变化率.
第一章 绪 论
一. 人体解剖生理学的研究对象和方法
人体解剖学，人体生理学。 人体解剖生理学是研究人体结构和功能的一门科学。 一）人体解剖生理学的研究对象 以人体的系统为对象，在了解结构的基础上， 掌握 功能。 神经系统，感觉器官，内分泌系统。 二）人体解剖生理学的研究历史
二. 生命的基本特征
一）新陈代谢 体内物质和能量不断更新以及机体同外界环境进行物质和
能量交换的总过程。 生命活动的物质基础。 物质代谢：同化作用，异化作用。 能量代谢：能量释放 ，转化和利用的过程。
二）兴奋性 兴奋性 (exitatability) ：组织对刺激发生生物电反应或功
能反应的能力/特性. 机体生存的必要条件。
控制方式：双向性（分：正反馈、负反馈）指令
控制部分
受控部分
机能活动
+ 正反馈
– 负反馈
负反馈是维持系统的平衡或稳态。正常机体中有大量的负
反馈机制（压力感受性反射，体温调节）。
正反馈不是维持系统的平衡或稳态，而是破坏原先的平衡状
态。正反馈机制很少（排尿反射、分娩）。
3. 前馈控制 前馈控制是控制部分向受控部分发出指令的同时，又通过 另一快捷通路向受控部分发出前馈信息，及时调节受控部分 的活动。 控制方式：双通路
抑制（inhibition ） ：活组织受刺激不容易产生动作电位 的反应或活动减弱的反应.
可兴奋组织.神经，肌肉，腺体。 生物体生存的条件. 三）生殖 生物体繁殖出与自己相似的子代的活动。高等动物和人， 发育到一定阶段后，产生生殖细胞，雌雄生殖细胞结合形 成受精暖，经过多次分裂，形成生物个体.
三. 人体生理功能的调节
1. 刺激：是指能引起机体发生活动改变的环境变化。 刺激的种类：电的，机械的，化学的等. 刺激的参数：强度，时间，强度变化率.
《生理学》细胞的基本功能 ppt课件
Na泵：即Na-K泵，是一种具有ATP酶活性的
膜蛋白，它每分解一个ATP分子，可
以逆浓度梯度泵出3个Na+和摄取2个K+。
生理意义：
– 维持细胞的正常形态； – 维持膜两侧的离子不均衡分布； – 建立浓度势能储备，参与葡萄糖等的吸收。
被动转运
主动转运
吞噬(固体) 胞纳 胞饮(液体) 胞吐
跨膜转运的物质： 气体：CO2、O2 小分子物质 无机物：Na+、K+、Cl-、H2O
3. 肌肉收缩能力
1)定义：与前、后负荷无关, 决定肌肉收缩
效能的内在特性。与肌浆网中Ca++
水平和肌球蛋白ATP酶活性相关。
2) 受局部环境因素影响：如神经递质、
体液因素、药物、病理状态等。
ppt课件
80
思考题
1. 名词解释
动作电位、静息电位、兴奋性、Na－K泵、
阈值、阈电位、阈刺激、局部电流、强直收缩 2. 物质跨膜转运的方式有哪几种，举例说明。 3. 说明骨骼肌和神经细胞静息电位和动作电位的 形成机制。
等渗溶液
ppt课件
等张溶液
ห้องสมุดไป่ตู้
15
如果是等渗 溶液会如何 呢？
渗透压：溶质分子吸引水分子通过半透膜的能力。
渗透压与溶质分子颗粒数量（摩尔浓度）正相关，与 质量百分浓度无关。
ppt课件 16
ppt课件
17
逆浓度梯度，消耗代谢能量
原发性主动转运，如Na泵。 主动转运 继发性主动转运，如葡萄糖、氨 基酸在小肠或肾小管上皮细胞处 的吸收
失活
开始复活，可 小 开放数量少 多数已复活， 小 可开放数量多 全部复活，可 大 全部开放
中南民族大学人体解剖生理学课件C3 细胞基本功能
S2-02
动作电位
升支(去极化相)
降支(复极化相)
锋电位 spike potential
后电位
负后电位
negative afterpositive after-
potential
正后电位
potential
S2-02
动作电位
特点
“全或无”all
or none：幅度不随刺激强度
兴奋性
刺激的形式：物理 化学 机械等 刺激的三要素：强度；持续时间；强度-时间变化率 (方波刺激时不变) 阈强度(阈值) threshold intensity (value) :刺激 的持续时间固定,引起细胞或组织发生反应(产生AP) 的最小刺激强度
S3
细胞一次兴奋的周期变化
相 对 不 应 期 超 常 期 阈电位 绝 对 不 应 期
S1-02
钠泵
钠泵活动的生理意义
膜内外K+、Na+浓度差—RP、AP产生前提
细胞内高K+—胞内代谢反应所必需；
维持胞质渗透压和细胞容积的相对稳定
胞外高Na+势能储备：
GS、AA继发性主动转运； Na+-H+交换,
维持胞内pH稳定； 维持胞内Ca2+浓度稳定
S1-02
Na+-Ca2+交换,
↓
K+的浓度差动力和电场力 阻力平衡
S2-03
静息电位的产生
Nernst 公式(环境温度为27℃时)
[K+]o EK=59.5 log ————(mV) [ K +] i
∴ RP相当于EK，但实测值总是小于Nernst 公式的计算值，原因是静息时，细胞膜对 Na+等离子也存在一定的通透性 RP的产生主要是因为K+的外流
完整版生理学2018版02细胞的基本功能护理本科人卫第四版
36
细胞膜两侧电荷分布的状态
? 极化（polarization） ? 去极化（depolarization） ? 反极化（reverse polarization） ? 复极化（repolarization） ? 超射（overshoot） ? 超极化（hyperpolarization）
37
静息电位的产生机制
? 浓度势能 ? 电荷势能
– 化学能
? ATP
– 化学能→势能 ? 途径
– 细胞膜通透性
14
二 跨细胞膜的物质转运
15
单纯扩散（simple diffusion）
? 脂溶性小分子物质；水 ? 浓度差
16
易化扩散（facilitated diffussion）
? 一些不溶于脂质或在脂质中溶解度很小的物质，在细胞 膜结构中特殊蛋白质的协助下，从膜的高浓度一侧向低 浓度一侧扩散过程 – 载体 – 通道
我不欲人之加诸我也，吾亦欲无加诸人。——《论语·公冶长》 知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——《论语·雍也》 三人行，必有我师焉！择其善者而从之，其不善者而改之。—— 《论语·里仁》
1
课程小结
? 兴奋性：刺激的条件，阈强度的概念；兴奋性的概念、 评价指标、周期性变化，可兴奋组织、共同特征
? 内环境与稳态：体液的分布，内环境、稳态的概念 ? 人体生理功能的调节：神经调节、体液调节、自身调节
通道介导的易化扩散
? 转运物质: 各种带电离子 ? 基本特征
– 离子选择性 – 转运速度快 – 门控性
? 电压门控通道 ? 化学门控通道 ? 机械门控通道
20
主动转运（active transport）
? 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
细胞膜两侧电荷分布的状态
? 极化（polarization） ? 去极化（depolarization） ? 反极化（reverse polarization） ? 复极化（repolarization） ? 超射（overshoot） ? 超极化（hyperpolarization）
37
静息电位的产生机制
? 浓度势能 ? 电荷势能
– 化学能
? ATP
– 化学能→势能 ? 途径
– 细胞膜通透性
14
二 跨细胞膜的物质转运
15
单纯扩散（simple diffusion）
? 脂溶性小分子物质；水 ? 浓度差
16
易化扩散（facilitated diffussion）
? 一些不溶于脂质或在脂质中溶解度很小的物质，在细胞 膜结构中特殊蛋白质的协助下，从膜的高浓度一侧向低 浓度一侧扩散过程 – 载体 – 通道
我不欲人之加诸我也，吾亦欲无加诸人。——《论语·公冶长》 知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——《论语·雍也》 三人行，必有我师焉！择其善者而从之，其不善者而改之。—— 《论语·里仁》
1
课程小结
? 兴奋性：刺激的条件，阈强度的概念；兴奋性的概念、 评价指标、周期性变化，可兴奋组织、共同特征
? 内环境与稳态：体液的分布，内环境、稳态的概念 ? 人体生理功能的调节：神经调节、体液调节、自身调节
通道介导的易化扩散
? 转运物质: 各种带电离子 ? 基本特征
– 离子选择性 – 转运速度快 – 门控性
? 电压门控通道 ? 化学门控通道 ? 机械门控通道
20
主动转运（active transport）
? 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
高教版中职生理学基础(第4版)《细胞的基本功能》PPT课件
非脂溶性或脂溶性很小的物质,需膜蛋白 的帮助,顺浓度差的跨膜转运。
分类:
①通道转运 ②载体转运
1、通道转运
体液中的离子在膜通道蛋白介导下，顺浓度差或电 位差的扩散。
能转运的物质: 各种带电离子
2、载体转运
水溶性的小分子物质在载体蛋白介导下，顺浓度差 进行的扩散。
能转运的物质：
葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子物质。
（2）局部兴奋
阈下刺激引起受刺激膜局部出现的一个较小的去 极化反应称为局部兴奋。
2、动作电位的传导
熟悉!
（1）传导的原理——局部电流形成
+_+_ +_ +_ _+ _+_++_ +_ _+ _+_++_+_+_+_ +_ _+ _+_+_+_+_+_
（2）传导的特点
不衰减性 全或无 双向性传导
泵转运——Na+-K+泵 Na+-K+泵又称Na+-K+-ATP酶，简称钠泵。
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
掌握!
2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞 外
总结:
维持[Na+]o高、[K+]i高 的不均匀分布状态
钠-钾泵作用:
分解ATP,释放能量 逆浓度差转运钠、钾离子
2、动作电位的产生机制
（1）AP产生的基本条件:
①膜内外存在[Na+]差； ②膜在受到有效刺激而兴奋时，Na+通道开放； K+ 通 道关闭。
分类:
①通道转运 ②载体转运
1、通道转运
体液中的离子在膜通道蛋白介导下，顺浓度差或电 位差的扩散。
能转运的物质: 各种带电离子
2、载体转运
水溶性的小分子物质在载体蛋白介导下，顺浓度差 进行的扩散。
能转运的物质：
葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子物质。
（2）局部兴奋
阈下刺激引起受刺激膜局部出现的一个较小的去 极化反应称为局部兴奋。
2、动作电位的传导
熟悉!
（1）传导的原理——局部电流形成
+_+_ +_ +_ _+ _+_++_ +_ _+ _+_++_+_+_+_ +_ _+ _+_+_+_+_+_
（2）传导的特点
不衰减性 全或无 双向性传导
泵转运——Na+-K+泵 Na+-K+泵又称Na+-K+-ATP酶，简称钠泵。
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
掌握!
2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞 外
总结:
维持[Na+]o高、[K+]i高 的不均匀分布状态
钠-钾泵作用:
分解ATP,释放能量 逆浓度差转运钠、钾离子
2、动作电位的产生机制
（1）AP产生的基本条件:
①膜内外存在[Na+]差； ②膜在受到有效刺激而兴奋时，Na+通道开放； K+ 通 道关闭。
生理学-第3章 细胞的基本功能 第3,4节 2015.4
• P loop: ion selectivity
• S4: voltage dependenceNCNFra bibliotekC N
C
N
C
Crystallographic structure of the bacterial KcsA potassium channel (PDB 1K4C)
离子通道功能-电压依赖性钾电流(Ikr)
离子通道的主要功能:
1. 形成细胞生物电现象的基础； 2. 介导兴奋-收缩和兴奋-分泌耦联； 3. 参与细胞跨膜信号转导过程； 4. 维持细胞正常形态和功能完整性。
三、几种重要离子通道的特征和功能
（一）钠通道 (sodium channel)
电压门控钠通道（voltage gated sodium channel，VGSCs ） 配体门控钠通道（ligand-gated sodium channels）
A
K+
K+
-
+ +
-
抗心律失常药-钾通道阻滞药 （延长动作电位时程药物）：
K+
K+
主要抑制Ikr钾电流，延长心肌细胞动
作电位时程，降低自律性，延长有效不应
期。
K+ K+
B
内向整流钾通道
(Inwardly rectifying potassium channel, Kir, 或Ik1)
维持细胞的静息电位； 心肌也参入动作电位3期复极； 调节细胞外高K+作用。
Cerebellar atrophy（小脑萎缩）, ataxia,and mental retardation（共济失调和神经发育迟缓）
Erythromelalgia红斑性肢痛病, PEPD (paroxysmal Extreme pain disorder) and Congenital Indifference to pain (先天痛觉缺乏）
细胞的基本功能(人体解剖生理学课件)
2.研究方法：把前负荷固定在最适前负荷，逐次改变后 负荷，研究肌肉产生张力的大小与速度的关系。
图A:不同后负荷对肌肉单收缩 所产生的张力和缩短程度的影响
9 5 3
图B:张力－速度曲线
既产生张力， 又出现缩短， 且每一收缩开 始后，张力不 再增加，故为 等张收缩
等长收缩
P0—— 产生最大张力而 不出现缩短 W=0
-70mV 0mV ——————————————
超射:膜电位高于0电位部分
-70mV
二、产生机制
（一）产生前提
1.钠泵活动造成膜内外离子不均衡分布:胞外[Na+]>胞内[Na+],胞内 [K+]>胞外[K+]
[Na+]i∶[Na+]o≈1∶12 [K+]i∶[K+]o≈30∶1 [Cl-]i∶[Cl-]o≈1∶14 [A-]i∶[A-]o≈ 4∶1
2.静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性： 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
2.离子扩散与离子平衡电位： ①扩散驱动力：浓度差和电位差 ②扩散平衡：电位差=浓度差,驱动力=0 ③根据Nernst公式可计算出离子平衡电位
离子平衡电位计算公式
Nernst方程：
(环境温度为27℃时，教材为29.2℃)
速度(Vmax)。
肌肉在有后负荷下收缩时:
（1）总是张力产生在前，缩短产生在 后；
（2）后负荷愈大→产生的张力愈大,但缩短开始的 时间愈晚，缩短的初速度和缩短的总长度也愈小。
负荷对横桥周期的影响
肌肉收缩的缩短速度:取决于横桥周期的长短；
肌肉收缩的收缩张力：取决于每一瞬间与肌动蛋白 结合的横桥的数目。
图A:不同后负荷对肌肉单收缩 所产生的张力和缩短程度的影响
9 5 3
图B:张力－速度曲线
既产生张力， 又出现缩短， 且每一收缩开 始后，张力不 再增加，故为 等张收缩
等长收缩
P0—— 产生最大张力而 不出现缩短 W=0
-70mV 0mV ——————————————
超射:膜电位高于0电位部分
-70mV
二、产生机制
（一）产生前提
1.钠泵活动造成膜内外离子不均衡分布:胞外[Na+]>胞内[Na+],胞内 [K+]>胞外[K+]
[Na+]i∶[Na+]o≈1∶12 [K+]i∶[K+]o≈30∶1 [Cl-]i∶[Cl-]o≈1∶14 [A-]i∶[A-]o≈ 4∶1
2.静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性： 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
2.离子扩散与离子平衡电位： ①扩散驱动力：浓度差和电位差 ②扩散平衡：电位差=浓度差,驱动力=0 ③根据Nernst公式可计算出离子平衡电位
离子平衡电位计算公式
Nernst方程：
(环境温度为27℃时，教材为29.2℃)
速度(Vmax)。
肌肉在有后负荷下收缩时:
（1）总是张力产生在前，缩短产生在 后；
（2）后负荷愈大→产生的张力愈大,但缩短开始的 时间愈晚，缩短的初速度和缩短的总长度也愈小。
负荷对横桥周期的影响
肌肉收缩的缩短速度:取决于横桥周期的长短；
肌肉收缩的收缩张力：取决于每一瞬间与肌动蛋白 结合的横桥的数目。
生理学细胞的基本功能_护理本科_人卫第PPT教案
41
案例问题
患者为什么会出现肌无力的表现？ 神经-肌接头的兴奋传递 兴奋-收缩耦联 骨骼肌收缩机制
患者的症状为什么休息后缓解，而反复刺激运动神经骨 骼肌的反应性下降？
胆碱能受体抗体与患者症状有什么关系？ 如何进行治疗？新斯的明为什么有效？
神经-肌接头的兴奋传递
42
学习目标
掌握神经-肌接头兴奋传递的过程 熟悉兴奋-收缩耦联的过程、结构基础、关键离子 熟悉骨骼肌收缩的机制、肌丝的分子组成及其作用 了解肌肉收缩的形式、影响因素
26
动作电位产生机制
27
动作电位的产生机制
离子跨膜流动 电化学驱动力
离子通道
去极相
Na+内流（ Na+平衡电位） 钠通道
河豚毒
复极相
K+外流
钾通道
四乙胺
28
动作电位的产生条件与阈电位
阈电位（threshold potential） 能触发动作电位（钠通道大量开放）的膜电位临界值 能触发膜去极化与钠通道开放形成正反馈的膜电位水 平
43
骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
骨骼肌神经-肌接头处的结构
44
骨骼肌神经-肌接头处的结构
接头前膜 突触小泡（乙酰胆碱）
接头间隙 接头后膜（终板膜）
N2型乙酰胆碱受体 乙酰胆碱酯酶
45
骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递过程
电-化学-电 神经末梢动作电位（电）→乙酰胆碱释放（化学）
神经-肌接头的兴奋传递
51
细肌丝
肌丝的分子组成
肌动蛋白（actin）
构成细肌丝主干
横桥结合位点
原肌球蛋白（tropomyosin）
掩盖横桥结合位点
肌钙蛋白（troponin）
案例问题
患者为什么会出现肌无力的表现？ 神经-肌接头的兴奋传递 兴奋-收缩耦联 骨骼肌收缩机制
患者的症状为什么休息后缓解，而反复刺激运动神经骨 骼肌的反应性下降？
胆碱能受体抗体与患者症状有什么关系？ 如何进行治疗？新斯的明为什么有效？
神经-肌接头的兴奋传递
42
学习目标
掌握神经-肌接头兴奋传递的过程 熟悉兴奋-收缩耦联的过程、结构基础、关键离子 熟悉骨骼肌收缩的机制、肌丝的分子组成及其作用 了解肌肉收缩的形式、影响因素
26
动作电位产生机制
27
动作电位的产生机制
离子跨膜流动 电化学驱动力
离子通道
去极相
Na+内流（ Na+平衡电位） 钠通道
河豚毒
复极相
K+外流
钾通道
四乙胺
28
动作电位的产生条件与阈电位
阈电位（threshold potential） 能触发动作电位（钠通道大量开放）的膜电位临界值 能触发膜去极化与钠通道开放形成正反馈的膜电位水 平
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骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
骨骼肌神经-肌接头处的结构
44
骨骼肌神经-肌接头处的结构
接头前膜 突触小泡（乙酰胆碱）
接头间隙 接头后膜（终板膜）
N2型乙酰胆碱受体 乙酰胆碱酯酶
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骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递过程
电-化学-电 神经末梢动作电位（电）→乙酰胆碱释放（化学）
神经-肌接头的兴奋传递
51
细肌丝
肌丝的分子组成
肌动蛋白（actin）
构成细肌丝主干
横桥结合位点
原肌球蛋白（tropomyosin）
掩盖横桥结合位点
肌钙蛋白（troponin）
(人体解剖生理学课件)第三章细胞的基本功能
carrier ）; 3）门控（gating）——
电压门控（voltage-gated channel） 配体门控（ligand-gated channel） 机械门控（mechanically- gated channel）
少量的非门控通道，如： K+ channel (神经细胞膜)， 水通道
二. 主动转运（active transport）
2. 经通道的易化扩散（facilitated diffusion via channel）
• 跨膜通道蛋白构成的水相孔道 • 转运物：带电离子
• 特点： 1）离子选择性（ionic selectivity）: 由孔道大小及内
壁所带电荷决定； 2）转运速度快（compared with the diffusion via
2 . 动作电位（action potential, AP）——
在RP基础上，细胞受到一个适当(不小于阈值)刺激 时，其膜电位所发生的一次可扩布、迅速的、短暂 的波动。
• AP 特点：
1）全或无（all or none）; 2）可传播性：不衰减，保持原有的波形和波幅
。
极化(polarization): RP状态，外正内负 超极化(hyperpolarization):|RP|值增大 去极化(depolarization): |RP|值减小 反极化(reverse polarization):去极到正值 复极化(repolarization):去极后向RP恢复 超射(overshoot):膜电位高于0电位部分 峰电位（spike potential）:快速去极、复极形成的尖
N端（与配体结合端）(跨膜螺旋也可结合配体)，胞 内-COOH 端（与G蛋白结合端）。
/sites/0072507470/student_view0/chapter17/animation__membranebound_receptors_that_activate_g_p动力 = 即时膜电位值（Em）-离子的平衡电位（Ex）
电压门控（voltage-gated channel） 配体门控（ligand-gated channel） 机械门控（mechanically- gated channel）
少量的非门控通道，如： K+ channel (神经细胞膜)， 水通道
二. 主动转运（active transport）
2. 经通道的易化扩散（facilitated diffusion via channel）
• 跨膜通道蛋白构成的水相孔道 • 转运物：带电离子
• 特点： 1）离子选择性（ionic selectivity）: 由孔道大小及内
壁所带电荷决定； 2）转运速度快（compared with the diffusion via
2 . 动作电位（action potential, AP）——
在RP基础上，细胞受到一个适当(不小于阈值)刺激 时，其膜电位所发生的一次可扩布、迅速的、短暂 的波动。
• AP 特点：
1）全或无（all or none）; 2）可传播性：不衰减，保持原有的波形和波幅
。
极化(polarization): RP状态，外正内负 超极化(hyperpolarization):|RP|值增大 去极化(depolarization): |RP|值减小 反极化(reverse polarization):去极到正值 复极化(repolarization):去极后向RP恢复 超射(overshoot):膜电位高于0电位部分 峰电位（spike potential）:快速去极、复极形成的尖
N端（与配体结合端）(跨膜螺旋也可结合配体)，胞 内-COOH 端（与G蛋白结合端）。
/sites/0072507470/student_view0/chapter17/animation__membranebound_receptors_that_activate_g_p动力 = 即时膜电位值（Em）-离子的平衡电位（Ex）
2020年汕头市龙湖区翠英中学高三生物期末考试试卷及答案
2020年汕头市龙湖区翠英中学高三生物期末考试试卷及答案一、选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分。
每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，下列叙述正确的是（）A. 甘油、脂肪酸不能通过方式a运输B. 人成熟红细胞对葡萄糖的吸收方式可用a表示C. 方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D. 线粒体产生的CO2以b方式进入细胞质基质2. 如图是真核细胞膜的亚显微结构模式图，①～①表示物质。
下列有关叙述正确的是（）A.在光学显微镜下能分辨出图中构成细胞膜的各种组分B.不同膜结构的差别可以体现在①①的不同C.精子和卵细胞的识别过程依靠的结构基础是①D.膜的流动性与①有关而与①无关3. 以下关于细胞学说发现历程的叙述，正确的是（）A.1543年，维萨里经过对器官的解剖观察，发表了巨著《人体构造》，揭示了细胞在组织水平的结构B.1665年，英国的列文·虎克用显微镜观察了植物的木栓组织，发现它们由许多规则的小室组成，并将“小室”命名为细胞C.德国的施莱登和施旺提出了细胞学说，即所有生物都是由细胞构成的细胞是生命活动的基本单位，新细胞从老细胞中产生D.1858年，德国的魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”,这个理论至今仍未被推翻4. 下列组合中，依次属于种群、群落和生态系统的一组是（）①生活在人大肠内的细菌①某一农田中的全部生物①肺炎患者体内的肺炎双球菌①一根枯木及枯木上所有生物A. ①①①B. ①①①C. ①①①D. ①①①5. 下列有关人脑功能的说法错误的是（）A.语言功能是人脑特有的高级功能B.大脑皮层V区受损患者不能写字C.脑中高级中枢可对脊髓中相应低级中枢进行调控D.由短期记忆到长期记忆可能与新突触的建立有关6. 幽门螺杆菌是一种能生长在强酸环境下的胃部疾病重大致病细菌。
C-13呼气试验检测被公认为检测幽门螺杆菌的有效方法。
受试者通过口服C-13尿素胶囊，进入胃部后，幽门螺杆菌就会分泌尿素酶水解尿素，尿素被水解后形成CO2随血液进入肺部并以气体排出。
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G蛋白的种类已多达40余种，大多数存在于细胞膜上，由α、β、γ三个不 同亚单位构成，总分子量为100kDa左右。
目前研究发现，趋化因子受体家族（chemokine receptor family）以及一 些神经递质受体都属于G蛋白偶联的7次跨膜受体的超家族。
种类 （1）Gs：细胞表面受体与Gs（stimulating adenylate cyclase g protein,Gs）偶联激活腺苷酸环化酶，产生cAMP第二信使，继而激活 cAMP依赖的蛋白激酶。
息内容的化学物质, 或机械的、电的、电 磁波等刺激
信号的类型
❖ 化学信号 激素, 递质, 细胞因子
❖ 机械信号 声音
❖ 电磁信号 光
❖ 电信号
电流
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 胞内信号分子
变化
引起相应的效应
二、细胞跨膜信号转导的方式
✓ G蛋白耦联受体介导信号转导 ✓ 酶耦联受体介导的信号转导 ✓ 离子通道介导的信号转导
三、G蛋白耦联受体介导的 信号转导
（signal transduction mediated by G protein-linked receptor)
G蛋白是鸟苷酸结 合蛋白的简称
1. G protein- linked receptor
效应器分子的作用 1 作用于特定特定的底物产生特殊的分子（二次信使） 2 产生的特殊分子将细胞膜上的信号传递到胞内 3 影响各种胞内蛋白激酶的活性 4 促进或抑制功能蛋白质的磷酸化，实现对细胞功能的调节。
4.二次信使second messenger
是细胞外信号分子作用于细胞膜后产生的细 胞内信号分子。
Ligand
receptor Gs AC
PDE
ATP
cAM P
PKA
5’-AMP 蛋白激酶A
7. IP3-Ca2+ /DG-PKC pathway
Ligan d
recepto r
Gq PLC
PIP2
IP3
DG
PK
C
IP3与内质网上的IP3配体门钙通道结合，开启钙通道， 使胞内Ca2+浓度升高。激活各类依赖钙离子的蛋白。用 Ca2+载体离子霉素（ionomycin）处理细胞会产生类似 的结果。
细胞外信号分子称first messenger, 细胞内 的信号分子则称为second messenger。
环磷酸腺苷(cAMP) 环磷酸鸟苷(cGMP) 三磷酸肌醇 （IP3） 二酰甘油 ( DG) Ca2+
3'-5'-cyclic adenosine monophosphate
3'-5'-cyclic guanosine monophosphate
第三章 细胞的生物电现象
第一节 细胞的跨膜信号转导 第二节 细胞的生物电现象与兴奋性 第三节 骨骼肌的收缩
第一节 细胞表面受体介导的信号跨膜转导 ❖ 离子通道偶联的受体 ❖ G-蛋白偶联的受体 ❖ 与酶偶联的受体
一、细胞跨信号转导的概念
❖ 信号: 含有信息内容的一种物质或刺激 ❖ 人体内的信号: 存在于细胞外液中含有信
关键点：
α亚单位具有ATP酶的活性，并有与GTP/GDT结合 的位点，是发挥功能的重要部分。
α亚单位与GDP or GTP结合而具有失活或激活两种 形式，这取决于G蛋白是否与受体结合。
α亚单位在信号转导过程中发挥重要的分子开关作 用。
3.G protein 效应器分子: ❖ 腺苷酸环化酶Adenylate cyclase, AC ❖ 磷脂酶C Phospholipase C, PLC
（2）Gi：细胞表面受体同Gi（inhibitory adenylate cyclase g protein,Gi） 偶联则产生与Gs相反的生物学效应。
（3）Gt：可以激活cGMP磷酸二酯酶，同视觉有关。
（4）Go：可以产生百日咳杆菌毒不导致的一系列效应。
（5）Gq：同PLC偶联，在磷脂酰肌醇代谢途径信号传递过程中发挥重要 作用。
4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三 磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使， 胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为“双 信使系统”（double messenger system）
❖ 磷脂酶A Phospholipase A, PLA ❖ 鸟苷酸环化酶 Guanylate cyclase, GC ❖ 磷酸二酯酶 phosphodiesterase, PDE
（6）小G蛋白：近年来研究发现小G蛋白，特别是一些原癌基因表达产物 具有广泛的调节功能。Ras蛋白主要参与细胞增殖和信号转导；Rho蛋白对 细胞骨架网络的构成发挥调节作用；Rab蛋白则参与调控细胞内膜交通 （membrane traffic）。此外，Rho和Rab亚家庭可能分别参与淋巴细胞极 化（polarization）和抗原的提呈。某些信号蛋白通过SH-3功能区将酪氨酸 激酶途径同一些由小G蛋白所控制的途径连接起来，如Rho（与Ras有30% 同源性）调节胞浆中微丝上肌动蛋白的聚合或解离，从而影响细胞形态。 这一事实解释了某些含有SH-3的蛋白同细胞骨架某些成份相关联或调节它 们的功能。
DG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C， PKC可以使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化使不同 的细胞产生不同的反应，如细胞分泌、肌肉收缩、细胞 增殖和分化等。DG的作用可用佛波醇酯（phorbol ester）模拟。
位于细胞膜、 具有特异地 识别和结合 外来化学信 号物质的功 能蛋白质
2.G protein (GTP binding protein)
位于受体与 效应器之间
配体与 受体结合
受体构象改变与 G蛋白α亚单位结合
α亚单位与效应器分子分离 与βγ亚单位结合
等待新信号 G蛋白的工作原理
α亚单位与βγ亚单位分离 与GTP结合成为激发状态 效应器分子被激活 α亚单位水解GTP成GDP
inositol triphosphate
5. Protein kinase
❖ 分类： 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 酪氨酸蛋白激酶
❖ 另一分类： cAMP-dependent protein kinase, PKA Calcium-dependent protein kinase, PKC
6.cAMP-PKA pathway