人体解剖生理学：第二章 细胞的基本功能2
人体生理学：第二章 细胞的基本功能
∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵
Na+泵出、K+泵回，∴离子恢复到兴奋前水平
细胞的生物电活动是器官生物电产生的基础。临 床上用于辅助性诊断 （大量细胞的总和表现）
细胞外电位记录：如心电图、脑电图等
细胞内电位记录：单细胞电位测定
跨膜电位（膜电位）：膜内外两侧带电离子的不 均匀分布和一定条件下离子的跨膜移动而产生的 细胞膜内外两侧的电位差
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Bioelectri（一）静息电位(resting potential RP) 细胞安静状态时，存在于细胞膜内外两侧的电位差。
2.RP实验现象：
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证明RP的实验：
（甲）当A、B电极都位
性质：
于细胞膜外，无电位改变，内负外正（极化）
证明膜外无电位差。
（乙）当A电极位于细胞 膜外， B电极插入膜内时， 有电位改变，证明膜内、 外间有电位差。
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（二）动作电位产生原理 产生条件: ①膜内外存在[Na+]差:[Na+]o＞[Na+]i ≈ 7-12∶1； ②膜在受到阈刺激而兴奋时，对Na+离子的通透性增加.
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1.去极相（上升支）
细胞受刺激时，膜对 钠的通透性增加，因膜 外钠浓度高于膜内,且受 膜内负电的吸引，钠内 流引起上升支。
钠通道具有正反馈式开 放的特点。
(1)概念:小分子脂溶性物质顺浓度梯度跨膜转运。
[O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞
[CO2]o
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(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。
生理学课件 第二章 细胞的基本功能
(二)兴奋收缩耦联的过程
①电兴奋信息传至横管区；②三联管的信息传递；③
终池对的释放和回收。
是兴奋收缩耦联的
关键物质
.肌管系统
.肌小节 是肌细胞收缩的基
本结构和功能单位。
三、骨骼肌收缩机制 （一）骨骼肌的微细结构
肌原纤维 粗肌丝 由肌球或称肌凝蛋白
组成，头部一膨大部横桥 （）能 与细肌丝上结合位点可逆性结合; （）具有酶作用。
.神经肌接头处的兴奋传递过程
传到轴突末稍 前膜＋通道开放，＋向膜内流动 接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，
囊泡中的释放 与终板膜上的受体结合
终板膜对＋、＋ (尤其是＋)通透性↑ 终板膜去极化→终板电位去来自化达到阈电位爆发肌细胞膜
二、兴奋收缩耦联 （一）肌管系统
横管系统 纵管系统 ：末梢形
成终池 三联管：横管和两
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 释放能量
横桥摆动 牵拉细肌丝向粗肌丝滑行 肌小节缩短，肌细胞收缩
按任意键 飞入横桥摆动动画
肌丝滑行过程（）
兴奋收缩耦联后
肌膜电位复极化 终池膜对通透性↓ 肌浆网膜泵激活
肌质[]↓ 原肌球蛋白复盖的
、动作电位产生机制： 阈电位：使膜对Ｎ通透性突然增大的 临 界膜电位值 上升支： 通道激活开放，内流 形 成 下降支： 通道激活开放，外流形成 后电位：与钠泵的活动有关
、的传导 （）传导特点：
①“全或无” 式 ②不减衰传导 ③双向性传导
()传导机制 局部电流
三、局部反应
细胞受到阈下刺激时，产生于细胞膜的局
横桥结合位点
与肌钙蛋白解离
骨骼肌舒张
02第二章细胞的基本功能
备用 -通道关闭
激活 -通道开放 失活 -通道关闭
钠通道门控状况
（三）主动转运 1.定义：跨膜，逆浓度差和（或）逆电位差扩散，消 耗能量 2.原发性主动转运 直接利用分解ATP释放的能量 离子泵介导：钠-钾泵、钙泵 、质子泵 3.继发性主动转运 间接利用分解ATP释放的能量
钠-钾泵（简称钠泵） 1.化学本质：Na+-K+-ATP酶 2.作用：分解ATP释放能量，泵出3个Na+，泵入2个K+ 3.意义：细胞内外离子分布的不均衡具有重要意义 建立势能储备 细胞代谢活动的必须条件 维持细胞一定的形态和功能
动作电位变化曲线
兴奋性变化曲线
动作电位与兴奋性变化关系
时间（ms）
（三）阈电位与再生性循环 1.局部反应：阈下刺激引起，超极化和去极化 2.阈电位：膜去极化达到可引发动作电位的膜电位临界值 3.再生性循环：正反馈过程 去极化→钠通道开放→Na+内流→进一步去极化 4.阈电位与阈强度的区别
（四）局部兴奋及其总和 1.局部兴奋：阈下刺激引起，局部细胞膜微小去极化 2.特点 等级性电位 衰减性传导（电紧张传播） 总和效应 （时间总和、空间总和）
钠 泵 主 动 转 运
（四）入胞与出胞 1.入胞：大分子溶质或团块物质进入细胞 吞噬：固态物质，如细菌、组织碎片等 吞饮：液态物质 2.出胞：大分子物质以分泌囊泡形式排出细胞 举例：分泌激素、酶原，神经递质释放
入胞
吞噬
吞饮
出胞
二、跨膜信号转导
1.跨膜信号转导定义 体内化学信号（神经递质、激素和细胞因子等）、电 信号和机械刺激信号等，通过细胞膜的信号转导对细 胞的增殖、分化和代谢等进行调节
（二）静息电位产生机制 1.膜离子流学说 细胞膜内外离子呈不均衡分布（见教材表2-1） 不同状态下细胞膜对各种离子通透性不同 2.基本原因：K+外流→K+平衡电位 3.静息电位实测值略小于K+平衡电位 4.静息电位受膜内外K+浓度的影响
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
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。
第二章 细胞的基本功能--生理学PPT
证明
(1)用Nernst公式计算 AP达到的超射值（正电位值）相当于计
算所得的ENa值。 (2)改变膜外Na＋离子浓度,观察AP的变化。 (3)用河豚毒阻断Na＋通道, AP消失 。 (4)用膜片钳技术测量,证实是Na＋电流。
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4、细胞膜的脂质双分子层是( A) A.细胞内容物和细胞环境间的屏障 B.细胞接受外界和其他细胞影响的门户 C.离子进出细胞的通道 D.受体的主要成分 E.抗原物质
5、葡萄糖进入红细胞膜是属于( C) A.单纯扩散 B.主动转运 C.易化扩散 D.入胞作用 E.吞饮
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第三节 细胞的电活动
概述
①出胞
主要见于细胞的分泌活动。
②入胞
分 为： 吞噬 吞饮
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入胞
出胞
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复习思考题
1.简述细胞膜物质转运有哪些方式？
2.Na+-K+泵的作用意义？
3.在一般生理情况下,每分解一分子ATP,钠泵运转可 使( ) A.2个钠离子移出膜外 B.2个钾离子移入膜内 C.2个钠离子移出膜外,同时有2个钾离子移入膜内 D.3个钠离子移出膜外,同时有2个钾离子移入膜内 E.2个钠离子移出膜外,同时有3个钾离子移入膜内
易化扩散
通道扩散：无机盐 载体扩散：葡萄糖和氨基酸
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载体转运
特点：特异性； 饱和性； 竞争抑制
通道扩散 通道的状态： 通道的分类：
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（二）主动转运
概念:指小分子物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。
特点: ①需要消耗能量,能量由分解ATP来提供； ②依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”；
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③是逆电-化学梯度进行的
恩格斯指出：“地球上几乎没有一种变化发生而 不同时显示出电的变化”。
《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
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.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
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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～。
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（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。
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局部反应的特点：
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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
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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-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。
人体解剖学复习要点
第一章绪论1、人体解剖生理学：是研究正常人体形态结构和人体生命活动规律的科学。
1、人体解剖学的研究方法。
急性实验法,包括离体实验法和在体实验法.慢性实验法。
2、解剖学姿势。
直立，两眼向前平视;两臂自然下垂，掌心向前,两脚并拢，脚尖向前。
3、简述轴、面和方位。
垂直轴、矢状轴、冠状轴；矢状面、冠状面、水平面;上下、前后、内侧、外侧、内和外、深、浅。
第二章细胞的基本功能1、单纯扩散:单纯扩散是指脂溶性小分子物质由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。
2、Na+—K+泵：细胞膜上存在的泵蛋白。
3、易化扩散:易化扩散是指非脂溶性或脂溶性很小的物质，在特殊蛋白质的作用下,由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的过程。
4、受体：受体主要指细胞中一种特殊蛋白质，能识别化学信使并能与之特异结合从而引起细胞的生理效应.具有特异性，饱和性，可逆性，转发化学信息的特征。
5、主动转运：是指细胞通过本身的某种耗能过程，将物质分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程.、试比较被动运转和主动运转的不同点。
主动运输：耗能、由低浓度向高浓度、被动运输：不耗能、由高浓度向低浓度、2、钠泵活动的意义。
①由钠泵活动造成的细胞内高K+，是许多代谢反应进行的必需条件。
②钠泵活动能阻止细胞外Na+和与之伴随的水进入细胞，可维持细胞正常的渗透压和形态③钠泵活动能建立起一种离子势能储备，可用于细胞的其他耗能过程.第三章运动系统1、关节：是指骨与骨之间以结缔组织连接在相对的骨面之间，具有骨腔。
2、骨连接：骨与骨之间的连接.1、关节的基本构造和运动。
人体各部关节的构造虽不尽相同，但其基本结构都是由关节面、关节囊和关节腔构成。
基本构造:⑴关节面,是构成关节各骨的连接面。
⑵关节囊，是由结缔组织构成的膜性囊（附于关节的周围或其附近的骨面上，可分为内外两层）。
⑶关节腔，是使关节囊所围成的密闭腔隙。
关节的运动:关节在肌肉的直接牵引下可以进行滑动、曲和伸、内收和外展、旋内和旋外以及环转等多种运动方式.2．骨骼的分布。
生理学课件 第二 细胞的基本功能2
第一节 细胞膜的基本结构和 跨膜物质转运功能
主讲：刘先国 教授
一、膜的化学组成和分子结构 膜结构—流体镶嵌模型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（一）脂质双分子层
构成：由双嗜性脂质分子两两相对 排列成双分子层
亲水性极性基团 （磷酸和碱基）
疏水性非极性基团 （长烃链）
脂质双分子层特点：
① 液态（同层横向移动的流动性） ② 稳定性
俴熥惼焧佗須覐琢糞畝瞃钠烐 僾谑耟飤缘庪垩姟髵櫛滀櫻淞 傇筪納飊夀独砫玢荜藯蜦矺騦 跎鐩髍嵹茸糿募擉旸寐鵦蟲諁 的 发 55 45 5 45 规銜如頲攰勢徑詂隬弛圥挴骤璠 8 55 66 56 呆 范 55 55 55 66 66 的 化樁譜嫴鶼繠鵱鈠岟窒薍挫矦鴁 55 55 55 55 66 的 55 55 55 55 66 渕燋撆偨潏兮資隈卵羯虐砊搗 叮 55 55 56 55 66 叮 齳贂賵戆喠蔞評箋诗塩晖洪傟 55 55 55 55 66 当 55 55 88 55 66 枭鯦伃繴硻飝膮猜侃烼棲飹彘 当 55 55 88 55 66 的 槚歏跃倞鬶菞踙穭刍胖桕韈曩 噵涨煭蹃虗跀凒鄔徰篈閵匴祑
① 通道开闭取决于膜电位或化学信号
② 结构特异性
3 易化扩散的影响因素
①膜两侧物质浓度差和电位差
②膜上载体的数量或通道开放的数量
4 易化扩散的特点
①顺电-化学差扩散
②不直接耗能
（三）主动转运
概念： 物质分子或离子 在泵作用下耗能 而逆电-化学差通 过细胞膜的过程。 特点： 耗能并逆电化学差进行
主动转运 需由细胞提供能量
逆电-化学势差 使膜两侧浓度差更大
被动转运
不需外部能量 顺电-化学势差 使膜两侧浓度差更小
（四）出胞和入胞
生理学：第二章__细胞的基本功能
⽣理学：第⼆章__细胞的基本功能第⼆章细胞的基本功能细胞是构成⼈体的基本结构和功能单位。
虽然细胞的形态结构和功能活动千差万别，但⼀些基本功能活动却具有共同的特征。
1.细胞膜的结构和物质转运功能2.细胞的信号转导3.细胞的⽣物电现象4.肌⾁的收缩活动第⼀节细胞膜的物质转运功能⼀、细胞膜的结构(⼀般了解)1 ?细胞膜的分⼦组成细胞膜主要由脂质和蛋⽩质组成，外加少量糖类。
蛋⽩质和脂类的重量⽐约4:1 ;数量⽐约为1:100。
(1 )膜脂质：在膜的脂质中，主要为磷脂(约占70%)、胆固醇(<30%)和少量鞘脂类。
磷脂⼀端的磷酸和碱基朝向细胞膜的内表⾯或外表⾯，属亲⽔性极性基团；⽽另⼀端的两条脂肪酸烃链则朝向膜的内部两两相对，属疏⽔性⾮极性基团。
因此，膜的脂质具有双分⼦层、双嗜性分⼦的性质。
磷脂酰肌醇可⽣成三磷酸肌醇(inositol trisphosphate , IP3 )和⼆酰⽢油(DG , IP3和DG作为第⼆信使参与跨膜信号转导作⽤。
(2)膜蛋⽩：膜蛋⽩质有两种存在形式：表⾯蛋⽩质附着在膜的内、外表⾯；整合蛋⽩质，贯穿整个脂质双分⼦层。
正是这些蛋⽩质决定了细胞膜的各种功能，包括受体功能、物质转运功能、酶功能和免疫功能等，从⽽保证了细胞与环境之间的物质、能量和信息的交换。
(3 )糖类：含量很少，主要是寡糖和多糖链，以共价键形式与膜脂质或蛋⽩质结合，形成糖脂或糖蛋⽩。
糖类绝⼤多数裸露在膜的外表⾯，可作为细胞或蛋⽩质的特异性标志。
2.膜的结构模型(1)单位膜脂质双分⼦层的膜性结构是细胞中普遍存在的基本结构。
电镜下细胞膜呈⼆暗⼀明的三层结构，各层厚度均为 2.5 nm。
(2)液态相嵌模型(fluid mosaic model )以液态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球形蛋⽩质。
⼆、跨膜物质转运的⽅式(⼀)单纯扩散(⼀般掌握)1.含义：脂溶性物质分⼦顺浓度梯度的净移动现象（物质热运动）。
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。
人体解剖生理学(第三版)第二章
消耗能量
• 出胞：细胞需要外排的大分子，先在细胞内 形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜 融合，将大分子排除细胞。
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如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+ 等离子通过细胞膜；葡萄糖、 氨基酸通过小肠上皮细胞。
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单纯扩散 易化扩散
主动转运
三 入胞与出胞
• 大分子或团块状物质进出细胞的过程称为 入胞和出胞。
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消耗能量
• 入胞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子附
着在细胞膜的表面，这部分细胞内陷形成小囊， 包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来， 形成囊泡，进入细胞内部。
第二章细胞的基本功能3272020第一节细胞的基本结构3272020一细胞结构细胞结构组成细胞膜细胞质细胞核32720203272020一细胞膜?细胞膜是细胞表面的一层薄膜主要由脂质蛋白质和糖类等组成
第二章 细胞的基本功能
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第一节 细胞的基本结构
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一、细胞结构
细胞结构组成
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第二节 细胞膜的物质转运运输
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一 被动转运
• 概念：被动转运是指小分子物质顺着电-化 学梯度的跨膜转运过程。
• 特点：只需要消耗势能
•
不需要ATP供能
• 种类：单纯扩散和易化扩散
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1 单纯扩散(自由扩散）
• （1）概念
• （2）影响因素：浓度差
一端：亲水性 一端：疏水性
双分子层
（2）蛋白质：表在、嵌入蛋白 承担不同的功能
（3）糖类
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a. A glass electrode onto the membrane of the neuron B. Applying suction through the electrode tip. c. Withdraw the electrode from the cell, the membrane patch was torn away. D. Ionic currents was measured as steady voltages across the membr征
激活门
Resting state
静息状态
激活门 除极化
Na+ Ca2+
开放状态 (Open state)
失活门
失活门 K+
复极化 激活门
复活 Recovery
失活状态 (inactive state)
失活门
离子通道一般结构
配体门控通道(ligand gated channel)
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 细胞的跨膜信号转导 第三节 细胞的生物电活动 第四节 肌肉的收缩功能
学习要求
• 掌握：细胞膜的跨膜物质转运功能；细胞静息电 位和动作电位的概念、特征及其长生机制；动作 电位的引起和传导；神经-肌肉接头的兴奋传导； 兴奋和兴奋性。
• 熟悉：骨骼肌的收缩机制；兴奋-收缩偶联 • 了解：细胞跨膜信号转导；骨骼肌收缩的外部表
Patch clamping record ionic currents through single channels • The patch contains a voltage-gated Na+ channel, • Changing the membrane potential from –65 mV to –40 mV, •Cause the channel to open,and current (I) will flow through it (e). •The amplitude of the measured current at a constant membrane voltage reflects the channel conductance, and the duration of the current reflects the time the channel is open.
↓窦房结起搏 ↓房室传导
心房不应期缩短
腺苷：作用于腺苷受体， 激活Ach敏感钾通道。
Nicotinic acetylcholine receptor
电压门控通道(voltage gated channel)
• 特点：膜电位变化可引起构象变化，“门”打开。 • 结构：四聚体，每个单体跨膜6次。 • Na+、K+、Ca2+电压门通道结构相似，由同一个
远祖基因演化而来。
Structure of the voltagegated sodium channel
a. The molecule consists of four domains, I-IV. b. An expanded view of one domain showing the voltage sensor of alpha helix S4 and the pore loop (red). c. The molecule arrange of domains form a pore between them.
• 特点：受体与细胞外的配体结合，引起通道构象改 变， “门”打开，又称离子通道型受体。
分为： 1）阳离子通道，如乙酰胆碱激活钾通道，kAch 2）阴离子通道，如-氨基丁酸激活的氯离子通道
Ach敏感钾通道
Ach
K+ +++
M-R Ach敏-感- -
钾通道
Ach与M受体结合-激活 Ach敏感钾通道-K+外流动作电位复极加快、细胞 膜超极化-自律性下降。
2.易化扩散(facilitated diffusion)
(1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需 特殊膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低
浓度一侧移动的过程。
(2)分类: ①经载体的易化扩散 ②经通道的易化扩散
（1）经载体（carrier，又称转运体，transporter） 的易化扩散
现和力学分析；影响肌肉收缩的因素；
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、被动转运(顺浓度梯度或电－化学梯度)
（一）单纯扩散 （二）易化扩散
二、主动转运
（一）原发主动转运 （二）继发主动转运
三、入胞和出胞
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、膜的化学组成和分子结构
(一)脂质双分子层
以液态的脂质 双分子层为基架， 具有稳定性和流动 性。
(二)细胞膜蛋白质
镶嵌或贯穿于 脂质双分子层中， 生物膜具有的各种 功能大多与其有关。
(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。
有些作为抗原 决定族=免疫信息 (血型)；
有些作为膜受体的“可识别”部分，能特异地与递 质等结合。
（一）被动转运(passive transport)
概念：物质顺浓度梯度或电化学梯度的转运过 程。
特点： ①不耗能（转运动力依赖物质的电-化学梯度 所贮存的势能） ②依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ③顺电-化学梯度进行 分类： ①单纯扩散 ②易化扩散
1.单纯扩散(simple diffusion)
(1)概念:一些脂溶性小分子物质由膜的高浓度一侧向
D-glucose
（2）经通道（channel）的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质:各种带电离子
通道运输的特点：
① 离子的选择性(ionic selectivity): Na+, K+, Ca 2+ , Cl-等
② 转运速度快：106-108/s
③ 门控特性(gating)：通道开闭取决于膜电位 或化学信号：电压门控通道，化学（配体） 门控通道和机械门控通道
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
载体运输的特点：
①饱和现象(saturation) ②立体构象特异性 (stereospecificity) 肾近曲小管GLUT，D-glucose ③ 竞争性抑制 (competitive inhibition) D-Galactose
D-Galactose
低浓度一侧移动的过程。 [O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞ [CO2]o
(2)特点:
①不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”
②不需另外消耗能量 ③顺浓度梯度 ④终点：膜两侧达到平衡
(3)转运的物质： O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固
醇类激素 等少数几种——脂溶性，小分子，不带电荷。