细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能单纯扩散：脂溶性小分子物质以物理学上的扩散原理，从浓度高的一侧向浓度低的一侧做跨膜运动，不需要细胞提供能量称为单纯扩散。
易化扩散：水溶性小分子或带电离子借助载体或通道，由细胞膜高浓度向低浓度的跨膜转运过程不消耗能量。
主动转运：某些物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢功能进行逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运称为主动转运。
静息电位：细胞静息状态时，细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差。
动作电位：细胞在进行电位基础上接受有效刺激产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。
阈刺激：当刺激持续的时间和刺激的变化率一定时，引起组织细胞兴奋所需要的最小刺激强度。
阈电位：能使细胞膜上的钠离子通道全部打开，触发动作电位的膜电位临界值。
局部电流：静息部位膜内负外正，兴奋部位膜极性反转，兴奋区与非兴奋区之间存在的电位差，形成局部电流。
兴奋：细胞接受刺激后产生动作电位的过程及其表现，动作电位是细胞兴奋的客观指标。
兴奋性：可兴奋细胞接受刺激后产生兴奋的能力或特性，阈刺激和阈程强度是衡量细胞兴奋性的指标。
极化：细胞安静状态下膜外带正电膜内带负电的状态。
去极化：静息电位减小表示膜的极化状态减弱，这种静息电位减小的过程或状态称为去极化。
绝对不应期：在兴奋发生后的最初一段时间内，无论是加多强的刺激，也不能使细胞再次兴奋，这段时间称为绝对不应期。
相对不应期：在绝对不应期后兴奋性逐渐恢复受刺激后可发生兴奋，但刺激强度必须大于原来的阈值，这段时间称为相对不应期。
肌节：相邻两条z线之间的区域（1/2I+A+1/2I）,是肌肉收缩和舒张的最基本单位。
在体骨骼肌安静时肌节长度约为2.0~2.2微米。
静息电位的形成机制：安静情况下，未受刺激的细胞膜对钾离子的通透性大，膜内K†浓度高，K†向外扩散；由于细胞内的阴离子不能通过细胞膜，因此出现“外正内负”的跨膜电位差；随着K†向外扩散的进行，这种电位差加大；而这种电位差是K†向外扩散的阻力，当这种阻力（电位差）和K†向外扩散的动力（浓度差）相等时，K†向外净扩散为0，膜电位不再发生变化而稳定于某一数值，即K†平衡电位。
细胞的基本生理功能
目录
• 细胞膜 • 细胞核 • 细胞质 • 细胞的代谢 • 细胞的信号转导 • 细胞的生长和增殖
01
细胞膜
细胞膜的结构
磷脂双分子层
细胞膜的主要成分，由磷脂分子 构成，具有流动性。
跨膜蛋白
贯穿细胞膜的蛋白质，具有多种 功能，如物质运输、信号转导等 。
细胞膜的功能
01
02
03
04
酶联受体介导的信号转导途径包括酪氨酸 激酶信号转导途径、生长因子信号转导途 径、胰岛素信号转导途径等。这些途径能 够调节细胞的生长、分化、代谢等生理过 程。
06
细胞的生长和增殖
细胞周期
细胞周期是指细胞从一次分裂完 成开始，到下一次分裂结束所经 历的全过程，分为间期和分裂期
两个阶段。
间期是细胞准备分裂的时期，主 要进行DNA的复制和有关蛋白
质的合成。
分裂期是细胞分裂活动的完成时 期，主要进行核分裂和细胞质分
裂。
细胞分裂
有丝分裂
细胞核内的染色质复制后，细胞核一分为二，形成两个子核，同 时细胞质也分裂为两个部分，形成两个子细胞。
无丝分裂
细胞核直接分裂为两个子核，而细胞质则不分裂或仅在中间部分分 裂。
减数分裂
在生殖细胞形成过程中，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，结 果新细胞的染色体数目减半。
基因表达的调控
细胞核通过转录和翻译过程，调控基 因的表达，影响细胞的生长、发育和 分化。
染色体的复制和遗传信息的传递
染色体的复制
在细胞分裂过程中，染色体进行 复制，确保遗传信息准确传递给
子细胞。
遗传信息的传递
通过DNA的复制和转录，将遗传 信息从亲代传递给子代，保持物种 的遗传连续性。
细胞的基本功能课件PPT
跨膜信号转导可分为三种类型
（一）离子通道偶联受体介导的信号转导
（二）G蛋白偶联受体介导的信号转导
（三）酶偶联受体介导的信号转导
第 二 节 细 胞 生 物 电
一、静息电位
概念: 细胞处于相对安静状态时， 1.概念: 细胞处于相对安静状态时，细胞 膜内外存在的电位差值。 膜内外存在的电位差值。 90mV mV; 2.数值：神经细胞,肌细胞-70 ～ -90mV; 数值：神经细胞,肌细胞红细胞-10mV 红细胞-10mV 3.特点: 膜内为负膜外为正;相对稳定 特点: 膜内为负膜外为正;
二、兴奋收缩耦联
结构基础: 结构基础:三联管
耦联因子: 耦联因子: Ca2+
骨骼肌的收缩原理
三、骨骼肌收缩形式
（－）等长收缩与等张收缩 等长收缩： 等长收缩：是指肌肉收缩时只有张力的增加而 无长度的缩短。 无长度的缩短 等张收缩：是指肌肉收缩时， 等张收缩：是指肌肉收缩时，有长度的缩短而 肌张力保持不变。 肌张力保持不变。 （二）单收缩与强直收缩 单收缩:一次刺激, 单收缩:一次刺激,引起肌肉一次收缩 强直收缩:连续刺激, 强直收缩:连续刺激,引起肌肉强而久的收缩
机制: 外流形成的电机制: K+外流形成的电-化学平衡电位
化学扩散动力 电场阻力
二、动作电位
1.概念: 可兴奋细胞受到有效刺激时, 概念: 可兴奋细胞受到有效刺激时, 细胞膜产生的快速可扩布的 电位变化过程。 电位变化过程。
2.动作电位的产生机制 2.动作电位的产生机制
前提: 前提: 膜两侧离子分布不均衡 机制: 细胞受刺激时对Na 机制: 细胞受刺激时对Na+的通透性增加 去极化: 内流形成的电去极化: Na+内流形成的电-化学平衡电位 复极化: 复极化: K+外流 负后电位: 负后电位: K+快速外流造成膜外暂时堆积 致使K 致使 +继续外流速度减慢 正后电位: 正后电位: 钠泵活动增强
第二章 细胞的基本功能
一、G蛋白耦联受体介导的信号转导 （一）信号分子
1. G蛋白
2. G蛋白耦联受体
3. G蛋白效应器
4. 第二信使
5. 蛋白激酶
1. G蛋白
即鸟苷酸结合蛋白，是 耦联细胞膜受体和蛋白效 应器的膜蛋白。
结构特征： ① 由α、β和γ三个亚单位组成，α亚单位 起催化作用； ② 有鸟苷酸结合位点；与受体及效应蛋白的 作用位点； ③ 有GTP酶活性； ④ 两种存在形式：与GDP结合的非活性形 式；与 GTP结合活性形式。
2. G蛋白耦联受体
受体：细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子（配体） 并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质 。 其中一类受体需在G蛋白介导作用下才能完成其信号 转导功能，称为G蛋白耦联受体。 结构：一条多肽链，7个跨膜α-螺旋，膜外N末端，膜内C末端 作用：与配体结合后能结合并激活G蛋白
5. 蛋白激酶
能催化蛋白质磷酸化的一类酶。按作用底物分为：
①丝/苏氨酸蛋白激酶；（主要）②酪氨酸蛋白激酶。
蛋白质磷酸化的作用：
① 使酶活性改变→代谢改变； ② 通道开放→膜电位改变→兴奋性改变；
生理细胞的基本功能
K+
K+
K+
K+
K+
K+
0
Ek
+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
K+
0
-
+
K+
K+
细胞膜
内侧
外侧
K+
K+
K+
K+
K+
0
-
+
K+
静息膜电位接近于钾离子的平衡电位
*
钾离子的平衡电位可以用Nernst公式计算： RT [K+]o Ek = —— ln —— nF [K+]i R 气体常数 T 绝对温度 n 离子价数 F 法拉第常数 实测值小于计算值，原因可能是：膜在静息时对钠离子，氯离子也有一些通透性
复极化
超射
时间
膜电位
去极化
超射值接近于钠离子的平衡电位——ENa
*
产生机制
去极相： Na+内流形成Na+平衡电位
快速复极相： K+快速外流
1
2
3
4
5
正后电位： Na+-K+泵活动增强 （泵出的Na+ ﹥泵入的K+ ——生电性）
负后电位： K+外流减弱
电压钳和膜片钳实验
1
离子跨膜运动形成跨膜离子电流（I），膜对该离子的通透性（膜电导G）与 I 呈正变关系。
第二章 细胞的基本功能
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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
19
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
20
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
30
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
31
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
6
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
7
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的物质转运功能
细胞的基本功能
细胞的基本功能
细胞是生命的基本单位，具有以下基本功能：
1. 新陈代谢：细胞通过代谢反应从外部环境中获取营养物质和能量，并利用这些物质和能量维持生命活动和生长。
2. 储存遗传信息：细胞内包含着遗传信息，这些信息决定了细胞的结构和功能，并且可以被遗传到下一代细胞。
3. 复制：细胞可以通过细胞分裂的过程进行复制，使得一个细胞可以变成两个完整的细胞。
4. 传递信号：细胞可以通过细胞膜和内部信号传导通路来感知和响应外部环境的变化，从而调节其内部的生命活动。
5. 调节物质的运输和交换：细胞通过细胞膜和细胞器来调节物质的运输和交换，保持细胞内部环境的稳定和适应外部环境的需要。
6. 保持形态和结构：细胞具有不同的形态和结构，可以根据不同的功能需求改变自己的形态和结构，从而适应不同的环境和任务。
1/ 1。
《细胞的基本功能》课件
总结词：脂质合成
详细描述：内质网还参与脂质的合成 ，如磷脂、胆固醇等。
总结词：钙离子储存与释放
详细描述：内质网具有储存和释放钙 离子的功能，参与细胞信号转导和钙 平衡调节。
高尔基体
总结词
蛋白质运输与分泌
详细描述
高尔基体参与蛋白质的运输与分泌 ，对细胞内外物质的转运起到关键 作用。
能量代谢的意义
能量代谢是细胞维持生命活动的关键，通过呼吸作用获取能量，并利用 这些能量进行各种生理活动，如肌肉收缩、神经传导等。
信息代谢
信息代谢定义
信息代谢是指细胞内信息的传递、处理和储存的过程，是细胞实现各种生理功能的基础。
信息代谢类型
包括信号转导和基因表达。信号转导是指细胞通过一系列生化反应将外界信号传递到内部并引发相应的生理反应；基 因表达则是指细胞根据需要表达或抑制某些基因，从而调控自身的生理功能。
胞吞和胞吐作用
大分子物质或颗粒可通过细胞膜的 内陷或突出形成囊泡，将物质摄入 或排出细胞，如突触小泡的胞吐作 用。
ห้องสมุดไป่ตู้
03 细胞器
CHAPTER
线粒体
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总结词：能量转换站
在此添加您的文本16字
详细描述：线粒体是细胞内的主要能量转换站，负责将有 机物氧化释放的化学能转化为ATP中的化学能，为细胞活 动提供动力。
《细胞的基本功能》ppt课件
• 细胞概述 • 细胞膜 • 细胞器 • 细胞核 • 细胞的代谢 • 细胞周期与分裂 • 细胞分化与癌变
目录
CONTENTS
01 细胞概述
CHAPTER
细胞定义
细胞是生物体的基本结构和功 能单位，具有自主代谢、繁殖 和遗传的能力。
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 细胞的基本功能
阻断剂： 河豚毒素、局麻药
后电位
后去极化：快速K+外流堆积，复极化减慢 后超极化：钾通道开放时间长，过多钾外流
动作电位的特点： a．“全或无”现象：动作电位一旦产生
就达到最大值，其幅度不会因刺激强度的 加强而增大。 b．不衰减传导 c．脉冲式，不会重合
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）
d．不同细胞，AP的幅度和持续时间不同 （图）
4、动作电位的引起和阈电位
阈电位和锋电位的引起 刺激阈电位AP
1、阈电位 TP： 是一种膜电位的临界值，能触发AP， 是引起钠通道大量开放的膜电位值， 即钠内流形成正反馈的膜电位值。
RP和TP的差值大，细胞兴奋性低； 差值小，兴奋性高。 2、阈强度：使细胞膜去极化到阈电位的最小
概念： AP是膜两侧电位在RP基础上发生
的一次可扩布的快速而可逆的倒转和复原。 图
去极相 去极化
超射
锋电位
复极相：复极化初期
后电位 复极化后期（负后电位）
后超极化（正后电位）
（二）动作电位的产生机制
1、电化学驱动力； 2、动作电位期间膜电导的变化； 3、膜电导与离子通道（膜片钳技术） 锋电位
•上升支：去极相 由Na+内流形成，是Na+的平衡电位 有效刺激→部分Na+通道开放→少量Na+→膜去极 化→阈电位→大量Na+通道开放→大量Na+内流→膜 内负电位消失，出现正电位
生理学 细胞的基本功能
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
转运的物质:各种带电离子
（2）经载体的易化扩散
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
(3)特点:
①需依靠特殊膜蛋白质的“帮助” ②不需另外消耗能量 ③选择性（∵特殊膜蛋白质本身有结构特异性） ④饱和性（∵结合位点是有限的） ⑤竟争性（∵经同一特殊膜蛋白质转运） ⑥浓度和电压依从性（∵特殊膜蛋白质的变构是有条件的， 如化学门控通道、电压门控通道）
二、主动转运
概念：指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”； ③是逆电-化学梯度进行的。
分类:
①原发性主动转运（简称：泵转运）； 如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等
②继发性主动转运（简称：联合转运）；
一、被动转运(passive transport)
概念：物质顺电位或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
（一）单纯扩散
(1)概念:一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧 移动的过程。
活动进行的,亦可属于主动转运过程。 出胞:指细胞把成块的内容物由细胞内排出的过程。 主要见于细胞的分泌过程：如激素、神经递质、消化液
的分泌。 入胞:指细胞外的大分子物质或团块进入细胞的过程。 分 为：吞噬=转运物质为固体; 吞饮=转运物质为液体。
出胞：
粗面内质网合成蛋白性分泌物 高尔基复合体
细胞的基本功能
细胞的基本功能
第18页
孔道开放时，物质顺浓度差或电位差经过通 道转运；孔道关闭时，物质不能经过。细胞 膜上有各种通道，如: Na+、K+、Ca2+通 道等，它们可分别让Na+、K+、Ca2+等离 子通过、。
细胞的基本功能
第19页
2.主动转运（active transport ）
离子或小分子物质在生物泵帮助下, 逆电-化 学梯度耗能跨膜转运过程, 称为主动转运。
蛋白转运浓度高一个为主。如黄胺类药品所含
苯环与细菌所需对氨基苯甲酸结构很相同。
细胞的基本功能
第16页
A
A B
单个细 胞
对氨基苯甲酸
四氢叶酸 核酸代谢
细菌
黄胺药
竞争性抑制模式
细胞的基本功能
第17页
2.通道介导易化扩散（ 通道转运）
在细胞膜上通道蛋白帮助下顺电-化学梯度进 行跨膜转运。通道蛋白是一类贯通膜脂质双 分子层、中央带有亲水性孔道膜蛋白。
+30mV
AP 反极化（超射）
0mV
细胞的基本功能
示波器
因为生物电发生在细胞膜两侧称为跨膜电位，简称 膜电位。
细胞生物电现象主要表现形式有两种: 一是平静状 态下静息电位；二是兴奋时动作电位。
细胞的基本功能
第32页
第二节 细胞生物电现象
一、细胞生物电现象及其产生原理 （一）细胞静息电位 细胞在平静状态时存在于膜两侧电位差。
插入膜内 电极
细胞的基本功能
电流计
细胞的基本功能
第43页
（二）动作电位（action potential, AP）
以神经细胞轴突为例, 简述动作电位改变过程。当 细胞受刺激兴奋时, 膜内电位很快由原来- 70mV到 +30mV, 这么就组成了动作电位上升支。膜内电位由70mV到0mV为去极化。膜内电位由0mV到+30mV称 为超射。膜内电位表现为内正外负, 称为反极化。
细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能一．基本要求掌握: 1.膜蛋白介导的跨膜转运:经载体的易化扩散, 经通道的易化扩散, 主动转运；2.细胞静息电位和动作电位的产生原理；3.动作电位的引起及兴奋在同一细胞上的传导机制，局部兴奋和它向锋电位的转变；4. 神经-肌肉接头处的兴奋传递，骨骼肌的兴奋一收缩耦联；熟悉: 1. 膜的化学组成和分子结构:脂质双分子层,细胞膜蛋白,细胞膜糖类.2. 细胞膜的跨膜物质转运功能的单纯扩散, 继发性主动转运;3. 跨膜信号转导的概念;4. 静息电位和动作电位的特点，兴奋性及兴奋性的变化规律；5. 骨骼肌细胞中与兴奋和收缩活动有关的结构和功能；6. 负荷与肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响；了解：1. 细胞膜的跨膜物质转运功能的入胞和出胞.2. 离子通道蛋白、G蛋白偶联受体、氨酸激酶受体介导的跨膜信号转导。
3. 生物电现象的观察和记录方法；4. 骨骼肌的收缩机制；5. 平滑肌的结构和生理特性；二. 基本概念流体镶嵌模型（fluid mosaic model）,单纯扩散（simple diffusion）,通透性(permeability),易化扩散（facilitated diffusion）,离子通道(ion channel),化学门控通道(chemically-gated channel),电压门控通道(voltage-gated channel),机械性门控通道(mechanically-gated channel)，主动转运(active transport),钠-钾泵(sodium-potassium pump)，继发性主动转运（secondary active transport），出胞（exocytosis），入胞（endocytosis）,跨膜信号转导(transmembrane signal transduction),促离子型受体(ionotropic receptor)，促代谢性受体（metabotropic receptor）, 兴奋性(excitability)、兴奋(excitation)、静息电位(resting potential)、极化(polarization)、超极化(hyperpolarization)、去极化或除极化(depolarization)、复极化(repolarization)、动作电位(action potential)、绝对不应期(absolute refractory period)、相对不应期(relative refractory period)、阈电位(threshold membrane potential)、阈强度(threshold intensity)、局部兴奋（local excitation）、量子式释放(quantal release)、终板电位(endplate potential)、肌原纤维(myofifbril)、肌小节(sarcomere)、肌管系统（sarcotubular system）、兴奋-收缩藕联(excitation-contraction coupling)细胞是人体和其他生物体的最基本结构和功能单位，体内所有的生理功能和生化反应，都是在细胞及其产物的物质基础上进行的，离开了对细胞及其亚单位结构和功能的认识，要阐明整个人体和各系统、器官生命活动的最基本原理，将是不可能的。
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骨骼肌中80%的T管与其两侧的终池形成三联管结构；在 心肌，T管多与一侧终池形成二联管
JSR内的Ca2+浓度约比肌质高数千倍，膜上有钙释放通道 （Ca2+ release channel），或称ryanodine受体（ryanodine receptor, RYR），与其相对的T管膜或肌膜上有L型钙通道
个峰值都是MEPP的整数倍。对这一结果的合理解释是：MEPP是一个量子的
ACh引发的，即约10,000个ACh分子同时作用于终板膜产生的，当有多个量子
同时释放时就会产生相当于MEPP整数倍的EPP。由此可以推断终板电位是神
经冲动到达末梢时并发生叠加而形成的。
肌肉分类：
按形态学特点
横纹肌（骨骼肌、心肌） 平滑肌
根据功能特性
骨骼肌 心肌 平滑肌
1
2
脊髓前角 运动神经
骨骼肌
3
肌细胞的收缩
一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递 二、横纹肌细胞的微细结构 三、横纹肌的兴奋-收缩耦联 四、横纹肌的收缩机制 五、影响横纹肌收缩效能的因素
4
一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
纵管或肌浆网（sarcoplasmic reticulum，SR ）：走行方向与肌原纤维平行
纵行肌质网（longitudinal SR, LSR），包绕 在肌原纤维周围，LSR 膜上有钙泵。
连接肌质网（junctional SR, JSR），SR的末 端膨大或扁平状，在骨骼肌也称为终池。
22
23
胆碱 乙酸 ACh分子 ACh酯酶
8
9
一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
（二）神经－肌肉接头处兴奋的传递过程
10
一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
（二）神经－肌肉接头处兴奋的传递过程
1. 突触囊泡的释放是由进入突触末梢的Ca2＋触发的
电刺激
终板电位
ACh受体
11
一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
17
二、横纹肌细胞的微细结构
横纹肌细胞在结构上最突出之 处，是它们含有大量的肌原纤维 和高度发达的肌管系统。
18
二、横纹肌细胞的微细结构
（一）肌原纤维和肌节
骨骼肌解剖结构
骨骼肌
肌束
骨骼肌细胞
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横纹肌细胞的微细结构
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LM
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二、横纹肌细胞的微细结构
（二）肌管系统
横管或T管（T tubule）：走行方向与肌原 纤维垂直，肌膜向内凹陷形成
缺少Ca2+→肌细胞可兴奋，但不能引 发收缩→兴奋收缩脱耦联
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三、横纹肌的兴奋-收缩耦联
（一）横纹肌细胞的电活动
骨骼肌和心肌的收缩都是由动作电位引 发的。骨骼肌动作电位的形态与神经纤维的 相似，呈尖锋状，只是时程较长，约2~4ms， 形成机制也与神经纤维的相似。心肌细胞动 作电位的形态因部位不同而有差异（见第四 章）。
就不能再继续减小了。此时对支配肌肉的神经施加刺激，可能没反应，也可能
产生1个0.4mV左右的EPP，或产生1个其幅度相当于0.4mV整数倍的EPP。这个
0.4mV左右的EPP与自发出现的MEPP在时程上也完全相同。如果给神经上百次
刺激，并把每次产生的EPP电位幅度的发生频数做成直方图，可见直方图的每
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一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
（二）神经－肌肉接头处兴奋的传递过程
2. ACh的量子式释放、微终板电位及其与终板电位的关系
ACh的量子式释放与EPP和MEPP的关系可由以下实验来分析。已知神经末
梢部位的Ca2＋内流是触发ACh释放的关键因素，因而当把标本浸浴液中Ca2＋浓
度逐渐降低时，EPP的幅度也随之减小，但是当EPP的幅度减小到0.4mV左右时
（一）神经－肌肉接头处的结构
运动神经末梢
其所接触的骨骼肌细胞膜
在接近肌细胞处失去髓 鞘，裸露的末梢嵌入到肌 其中与接头前膜相对的肌膜
细胞膜上的膜凹陷中
接
头
接头前膜
间
隙
接头后膜或终板膜
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一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
（一）神经－肌肉接头处的结构
运动神经轴突 髓鞘
神经末梢
ACh结合位点
电压门控式 Ca2+通道
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一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
（三）神经－肌肉接头处兴奋传递的异常
1.ACh释放异常
如：肉毒杆菌毒素中毒
2.ACh与N2型ACh受体结合异常
如：重症肌无力
3. 接头后膜上ACh酯酶作用的异常
如：有机磷农药中毒
抗ACh受体抗体
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肌细胞的收缩
一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递 二、横纹肌细胞的微细结构 三、横纹肌的兴奋-收缩耦联 四、横纹肌的收缩机制 五、影响横纹肌收缩效能的因素
（二）神经－肌肉接头处兴奋的传递过程
1. 突触囊泡的释放是由进入突触末梢的Ca2＋触发的
ACh受体
Ca2+C螯a2合+ 剂
终板电位
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一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
（二）神经－肌肉接头处兴奋的传递过程
2. ACh的量子式释放、微终板电位及其与终板电位的关系
神经末梢释放ACh的量不是一个连续的变量，而是以一个囊泡所 含的一定数目的ACh分子（约1万个）作为变化的最小单位量，“倾 囊”或成“份”地释放，这个单位量就相当于一个量子，因此，这 种递质分子的释放形式，称为量子式释放。 在静息状态下，在终板区还可以记录到一种自发出现的去极化的 电位波动，其频率平均约每秒1次，幅度仅约0.4mV。这种自发出现 的去极化电位波动，称为微终板电位（miniature endplate potential， MEPP）。 终板电位（EPP）是神经冲动到达末梢时大量的（约100~200个） 量子同步释放，在终板膜上产生大量的MEPP并发生叠加而形成的。
突触囊泡
（含乙酰胆 碱—ACh）
接头前膜 电压门控式 接 Na头+通间道隙
ACh受体 接头后膜 （N2型ACh受体阳或 A离C终h子板 酯通膜 酶道6）
一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
（二）神经－肌肉接头处兴奋的传递过程
动作电位
动作电位
动作电位 终板电位
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一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递
（二）神经－肌肉接头处兴奋的传递过程
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心肌细胞肌管系统示意图
肌细胞的收缩
一、骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递 二、横纹肌细胞的微细结构 三、横纹肌的兴奋-收缩耦联 四、横纹肌的收缩机制 五、影响横纹肌收缩效能的因素
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三、横纹肌的兴奋-收缩耦联
兴奋-收缩耦联：把肌细胞的电兴奋与机械
收缩连接起来的中介机制。
关键因素：Ca2+
肌细胞兴奋时，肌质中Ca2+比安静时 高100倍左右；