生理学细胞的基本功能
生理学 第二章 细胞的基本功能
+
2. 继发性主动转运
方向： 低→高 介导蛋白质：转运蛋白 分类： 同向转运 逆向转运 转运物质举例：
Na
+
葡萄糖(小肠上皮、肾小 管上皮)、氨基酸
小分子物质跨膜运输方式的比较
单纯扩散 运输方向 载体 能量 举例 顺浓度梯度 不需要 不耗能 O2、CO2、H2O、 甘油、乙醇、苯 等 易化扩散 顺浓度梯度 需要 不耗能 葡萄糖进入红细 胞 主动转运 逆浓度梯度 需要 耗能 Na+、K+、Ca+等 离子； 小肠吸收葡萄糖、 氨基酸等
静息状态下细胞膜对K+的通透性最大
3)膜外正电变为流动阻力
4)当动力(浓度差)=阻力(电位 差)时，跨膜流动停止
5)达到 K+的电－化学平衡电位，
即 K+平衡电位。
结论：静息电位相当于K+平衡电位
3. 静息电位小结
1) K+外流是静息电位形成的主要原因，静息电位接近于K+的 电－化学平衡电位。 2) 静息状态时细胞膜对Na+也有一定的通透性，通常静息电位 略低于K+平衡电位。 3)静息电位=极化状态，是一个现象的两种表达方式。 4)静息电位的大小主要受细胞内外K+浓度的影响，细胞代谢障 碍也可影响静息电位。
一、小分子物质和离子的跨膜转运
二、大分子物质和颗粒物质的跨膜转运
一、小分子物质和离子的跨膜转运
(一)被动转运
(二)主动转运
(一)被动转运
概念： 是指物质从高浓度一侧向低浓度一侧（顺浓度差）的跨膜 转运形式，转运过程不需要细胞代谢提供能量，其动力为细 胞膜两侧存在的浓度差(或电位差)。 分类： 1．单纯扩散（不需膜蛋白辅助） 2．易化扩散（需膜蛋白辅助）
生理学第二章_细胞的基本功能
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。
生理学 第二章 细胞的基本功能 名词解释
生理学第二章细胞的基本功能名词解释1.单纯扩散：脂溶性的小分子物质顺浓度差通过细胞膜的跨膜转运过程，称为单纯扩散。
2.易化扩散：是指一些非脂溶性或脂溶性低的物质在膜转运蛋白（载体或通道）的帮助下，顺化学和电位梯度的跨膜转运过程，称为易化扩散。
3.原发性主动转运：是指物质依靠细胞膜上的离子泵，逆浓度梯度或电位梯度通过细胞膜的过程。
这个过程需要消耗能量。
4.继发性主动转运：是指某一物质的逆浓度差转运需要依赖另一物质的浓度差所造成的势能而实现的主动转运过程。
5.钠钾泵:也称为Na-K-ATP酶,简称钠泵。
是细胞膜上的一种具有ATP活性的特殊蛋白质分子,它能使ATP分解释放能量,并利用此能量进行Na和K的逆浓度差主动转运。
6.G蛋白:即鸟苷酸结合蛋白,它是耦联膜受体与下游效应器的膜蛋白,存在于质膜的胞质面,通常由a、β、Y三个亚单位形成。
7.刺激:能引起活组织或机体发生反应的内外环境变化。
8.静息电位:活细胞处于安静状态时存在于细胞膜两侧的电位差,称为静息电位9.极化:指在大多数细胞中把静息电位存在时细胞膜电位呈稳定的内负外正的状态称为极化。
10.超极化:指静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化的过程。
11.去极化:指静息电位的数值向膜内负值减小的方向变化的过程。
12.反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负的极化反转过程。
13.超射:指去极化至零电位后膜电位进一步变为正值,我们把膜电位高于零电位的部分称为超射。
14.复极化:指细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程。
15.动作电位:可兴奋细胞受到刺激而兴奋时,细胞膜在静息电位的基础上产生的一次迅速、可逆、可扩布性的电位变化,称为动作电位。
它由锋电位和后电位两部分组成。
它是可兴奋细胞兴奋的标志。
16.阈电位:是指细胞膜上某种离子通道大量开放、离子迅速内流而爆发动作电位时所需的临界膜电位值。
它的绝对值通常比静息电位的绝对值小10~20mV。
17.后电位:是指锋电位在其完全恢复到静息水平之前所经历的一些微小而缓慢的波动,称为后电位。
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
《生理学基础》第二章细胞基本功能
促使外流的动力：膜两侧[]的浓度差， 阻止外流的阻力：膜两侧的电位差 当动力（浓度差）＝ 阻力（电位差） 的跨膜净通量 ＝ 零，此时的电位差 值称为的平衡电位。
∴静息电位（） 的平衡电位
45
.动作电位与的平衡电位 动作电位（）是细胞受到刺激后，在静息
电位基础上发生的一次可扩布的快速而可逆的 电位变化，
条件： ①安静时膜内高 ②安静时膜对的通透性高
只对有通透性 对其他离子通透性极低
—— 外流
外流的动力：膜内的高势能 外流的条件：安静时膜对有通透性
32
二、动作电位 （）
（一）动作电位的概念
v细胞受到有效刺激时，细胞膜在静息电位的基础上发生一次快速的、 可传导的电位变化，称为动作电位。是细胞兴奋的标志。
阈刺激和阈电位的概念不同，但对于导致细 胞最后产生动作电位的结果相同，故都能反映细 胞的兴奋性 。 阈电位一般比静息电位的绝对值小～， 如：神经和肌肉细胞，阈电位为～。
58
（三） 阈下刺激、局部反应及其总和 概念：阈下刺激引起的低于阈电位的去极 化（即 局部电位），称局部兴奋。
59
局部反应的特点：
19
三、主动转运
.定义 v 膜上“泵”的作用，由低浓度一侧向高浓度一侧转运。
.特点 v逆浓度差、逆电位差（低→高） v需要泵蛋白帮助 v消耗能量
.意义 v膜内外不均衡离子分布
20
v正常情况下，、在细胞内外的分布有很大 的不同，以神经细胞为例：
细胞内 倍
细胞外
倍
v这种不均衡的离子分布在所有细胞膜两侧普 v遍存在，是通过消耗能量来形成和维持的。
.物质转运功能：营养物质与代谢产物的 进入和排出都经过细胞膜转运。
.受体功能：细胞膜受体具有识别和接受 刺激信号的能力，并引起细胞内信号转 导过程。
生理学第二章细胞的基本功能
2021/4/21
36
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。
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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 。
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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
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3
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
生理学课件-细胞的基本功能ppt
03
常见的引起细胞坏死的 因素包括缺血、缺氧、 化学物质、物理因素等。
04
细胞坏死对机体的影响 取决于坏死细胞的类型 和数量，以及坏死发生 的位置。
感谢您的观看
THANKS
细胞凋亡在维持机体内环境平衡、组 织器官发育和损伤修复等方面具有重 要作用。
细胞凋亡的触发因素包括生理性刺激 和病理性刺激，如射线、化学物质、 病毒感染等。
细胞坏死
01
细胞坏死是一种非程序 性细胞死亡过程，通常 是由于外界因素引起的 细胞损伤。
02
细胞坏死的主要特点是 细胞膜破裂、细胞内容 物外泄，以及炎症反应 的发生。
远距分泌信号转导途径
神经分泌信号转导途径
神经分泌信号转导途径是指神经细胞 分泌的信息物质，通过与靶细胞膜上 的受体结合而发挥作用的一种信号转 导方式。
远距分泌信号转导途径是指某些细胞 分泌的信息物质，通过循环系统而作 用于全身各处的靶细胞。
信号转导的调节
负反馈调节
负反馈调节是指靶细胞的信息物 质可反馈性地作用于产生该物质 的内分泌细胞或神经元，从而抑 制或减弱该物质的信息释放。
缩等现象。
细胞衰老的主要原因是遗传信 息的损伤和突变，以及细胞内
自由基的积累。
细胞衰老有助于维持机体内环 境的稳定，防止细胞过度增殖
引起的肿瘤发生。
细胞凋亡
细胞凋亡是一种程序性细胞死亡过程， 它是由基因控制的细胞主动死亡过程。
细胞凋亡的过程包括细胞膜内陷、细 胞体积缩小、染色质浓缩和DNA断 裂等。
氧化磷酸化的效率很高，因为它能够 将大部分能量转化为ATP，而不是以 热能的形式散失。
氧化磷酸化主要在线粒体中进行，它 需要NADH和FADH2等中间产物作为 燃料。
生理学课件 第二章 细胞的基本功能
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 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。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
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 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 细胞的基本功能A(12)
生理学细胞的基本功能A（1/2）1.在细胞膜脂质双分子层中，脂质分子的疏水端 [单选题] *A均朝向细胞膜的内表面B均朝向细胞膜的外表面C均在细胞膜的内外表面D排列杂乱无章E面对面地朝向双分子层的中央(正确答案)2.在细胞膜脂质双分子层中，镶嵌蛋白的形式是 [单选题] *A靠近膜的内侧面B位于细胞膜中C靠近膜的外侧面D横贯整个脂质双分子层E以上各种形式均有(正确答案)3.几乎全部分布在细胞膜的靠胞浆侧的物质是 [单选题] *A磷酸酰乙醇胺B磷脂酰胆碱C磷脂酰丝氨酸D磷脂酰肌醇(正确答案)E含胆碱的鞘脂类答案解析：磷脂酰肌醇通常分布在细胞膜的胞浆侧，在磷脂酶C的催化作用下，水解生成第二信使物质IP3和DG。
4.G蛋白是下列何种物质的简称？ [单选题] *A鸟苷酸结合蛋白(正确答案)B腺苷酸结合蛋白C转录调节因子D三磷酸肌醇(IP3)E鸟苷酸环化酶蛋白5.膜结构中，促使磷脂酰二磷酸肌醇分解生成F和二酰甘油（DG)的物质是 [单选题] *A. G蛋白B. 磷脂酶C(正确答案)C. 蛋白激酶CD. 腺苷酸环化酶E. 鸟苷酸环化酶6.与单纯扩散相比较，易化扩散最主要的特点是中 [单选题] *A顺浓度差转运B不消耗生物能C是离子扩散的主要方式D需要膜蛋白的帮助(正确答案)E是脂溶性物质跨膜扩散的主要方式7.离子被动跨膜扩散转运的动力是 [单选题] *A电位梯度B浓度梯度C自由运动D钠泵供能E电-化学梯度(正确答案)8.下列各种跨膜转运中，没有饱和现象的是 [单选题] * A原发性主动转运B易化扩散C单纯扩散(正确答案)D继发性主动转运E Na+-Ca2+交换9.下列关于Na+-K+泵的描述，错误的是 [单选题] *A仅分布在可兴奋细胞的细胞膜上(正确答案)B是一种镶嵌在细胞膜上的蛋白质C具有分解ATP而获能的功能D能将Na+移出细胞外，将K+移入细胞内E对生物电的产生具有重要意义10.产生生物电的跨膜离子移动主要属于 [单选题] *A单纯扩散B入胞C出胞D通道中介的易化扩散干由身(正确答案)E载体中介的易化扩散11.运动神经纤维末梢释放ACh属于 [单选题] *A单纯扩散B易化扩散C主动转运D出胞作用(正确答案)E入胞作用12.受体的化学本质是 [单选题] *A脂质的B蛋白质(正确答案)C糖类D核酸E肽类13.细胞外液的K+浓度明显降低时，将引起神经细胞 [单选题] *A膜电位负值减小B膜的K+电导增大C钠泵活动增强D K+平衡电位负值减小E Na+内流的驱动力增大(正确答案)答案解析：当细胞外K+浓度降低时，神经细胞膜内、外K+浓度差增大，K+外流增强而使膜内静息电位负值增大，因而在动作电位期间，Na+内流的驱动力增大。
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由受体、G-蛋白、膜效应器酶完成的跨 膜信号传递
1．受体 概念：指能与配体特异性结合的蛋白质
特性：（1）特异性 （2）饱和性 （3）可逆性
２．Ｇ－蛋白
结构：（图）
分类：Gs Gi
３．效应器酶：Ac 、 PLC 、离子通道
利用胞浆或胞膜中的物质生成第二信使
4．第二信使：cAMP cGMP IP3 DG Ca+ 信号传递过程（图）、 （图）
◆跨膜信号转导和原癌基因
原癌基因：与致癌病毒ＤＮＡ碱基排 列顺序相一致，存在于正常细胞，其正常 表达为生命必需。
表达产物与跨膜信号转导有关
即刻早期基因：又称快速基因、即早基 因、第三信使
第三节 细胞的生物电现象
◆细胞的生物电现象
兴奋性与兴奋的概念
1.兴奋性：指可兴奋细胞接受刺激后产生
.
反应的能力
单纯扩散：脂溶性小分子物质由高浓度 向低浓度跨膜移动的过程。
2． 扩散通量： Mmol/s.cm2 影响因素：膜内外物质浓度差、电压差 膜的通透性
3． 转运的物质：O2 ，CO2 4 ．特点：① 高浓度→低浓度
② 不耗能
（二）膜蛋白介导的跨膜转运
易化扩散 1．定义
非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质 帮助下，由高浓度向低浓度一侧转运的过程。
（三）出胞和入胞 大分子物质进出细胞的方式
1．出胞：各种分泌活动、神经递质的释放 2．入胞：受体介导式入胞（图）
小结
1. 膜的化学组成和分子结构。 2.，继发性主动转运， 出胞,入胞
精选课件
12
双语词汇：
液体镶嵌模型（fluid mosaic model）
精选课件
14
第二节 细胞的跨膜信号传递功能
◆ 跨膜信号转导概念
指外界信号（化学分子、光、声音等） 作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中 一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界 环境变化的信息以新的信号形式传递到膜 内，再引发靶细胞功能改变。
◆几种主要的跨膜信号转导方式
由离子通道完成的跨膜信号传递 刺激信号→膜通道蛋白开放→离子
含：磷脂、胆固醇、鞘脂。 磷脂 磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇
2．蛋白质：多为球形蛋白质
表面蛋白质（外周蛋白质）
整合蛋白质（镶嵌蛋白质）
功能：① 物质转运功能
② 受体功能
（图）
③ 识别功能
④ 连接功能
⑤ 催化功能
3．糖类：糖蛋白或糖脂是细胞的特异性 “标志”
二、细胞膜的跨膜物质转运功能 （一）单纯扩散 1．定义 扩散：
化学信号（激素、递质等）→特异性受体→ 受体-配体复合物→Ｇ蛋白中介→激活效应器 酶系→第二信使→激活蛋白激酶→蛋白质磷 酸化→生理效应
由激酶受体完成的跨膜信号转导
受体结构与功能（图）
１．膜外段： 能与配体相结合。
２．跨膜：α－螺旋。
３．膜内段：
自身酪氨酸残基磷酸化
受体激活
蛋白磷酸化
底物酪氨酸残基磷酸化
继发性主动转运（second active transport）
钠-钾泵（Na+-K+ pump）
出胞（exocytosis） 入精胞选课（件 endocytosis）
13
作业：
1. 细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例 说明之。
2．比较单纯扩散和易化扩散的异同点? 3．Na+-K+泵活动有何生理意义?
移动→膜电位变化→膜内信息→细胞功 能改变
1．化学门控通道（配体门控通道） 举例：N-型乙酰胆碱受体
又称：通道型受体 促离子型受体
2．电压门控通道 在跨膜电位改变时，通道开放。
如：、K+、Ca+通道 3．机械门控通道：内耳毛细胞中 4．细胞间通道：即缝隙连接（图）
举例：神经兴奋引起肌收缩
神经冲动→神经末梢→释放ACh→终板 膜化学门控通道开放→终板电位→电压 门控Na+通道→肌膜AP→胞浆Ca2+升高 →肌收缩
2．特点 ①高浓度→低浓度 ②不需耗能 ③具有选择性 ④通透性可改变
3．通道介导的易化扩散--离子通道 ①转运的物质：离子：Na + 、K+等 ②特点：a．通道蛋白功能状态可以改变 图
激活(开放)
失活（关闭）
备用（静息）
b．通过 “闸门”进行调控
c．有选择性
③转运结果：电化学势能平衡
分类： 化学门控通道：N-Ach受体 电压门控通道：Na+通道 机械门控通道：内耳毛细胞
4 ．经载体介导的易化扩散（图） 转运的物质：GS、AA进入一般细胞 共同特点：① 结构特异性 ② 饱和现象 ③ 竞争性抑制
被动转运：单纯扩散 易化扩散 主动转运: 1．定义：指细胞膜将物质分子（或离子）
逆浓度差和电位差转运的过程 2．生物泵：实质就是ATP酶
如“钠-钾泵”、“质子泵”等 ▲钠泵: 钠-钾泵或Na+- K+ -ATP酶（图）
2. 兴奋：指产生的反应
兴奋的外部表现与实质：
3.刺激引起兴奋的条件：
一定的强度
一定的作用持续时间
一定的时间--强度变化率
一、细胞膜的被动电学特征
（一）膜电容和膜电阻
（二）电紧张电位
生物电记录方法（图）
二、静息电位 RP
概念：指细胞在静息状态时，细胞膜两侧 的电位差。（图）
主讲人 黄志华
第二章 细胞的基本功能
CHAPTER 2 THE BISIC FUNCTIONS OF CELL
邱春復 主讲
医学生精选理课件学教研室
2
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
细胞：构成机体的最基本的结构和功 能单位。
一、细胞膜的基本结构 液态镶嵌模型 (图)
组成：脂质、蛋白质、糖类（图） 1．脂质双分子层：细胞膜的基本骨架
激活：细胞内的[Na+ ] 、细胞外的[K+ ] 作用：3个Na+移到膜外
2个K+移入细胞内
生理作用：
形成细胞外高Na+、细胞内高K+ a． 离子势能贮备是生物电产生的基 础；促进某些物质的逆浓度差的跨膜转 运。如GS b． 细胞内高K+是某些生化反应必需 c. 防止细胞水肿 3．分类
原发性主动转运 继发性主动转运：（图） 各种跨膜转运机制的特征
单纯扩散（simple diffusion）
易化扩散（facilitated diffusion）
化学门控通道（chemiscally-gated channel）
电压门控通道（voltage-gated channel）
载体（carrier）
主动转运（active transport）
被动转运（passive transport）