生理学课件细胞的基本功能ppt

膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以又称 为膜电位（membrane potential）。
习惯叫法:因膜内电位低于膜外，习惯上RP 指的是膜内负电位。
RP值:哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞 为-70～-90mV，红细胞约为-10mV左右。
RP值描述: RP↑→膜内负电位↑(-70→-90mV)=超极化 RP↓→膜内负电位↓(-70→-50mV)=去极化
出胞：
粗面内质网合成蛋白性分泌物 高尔基复合体
膜性结构包被=分泌囊泡 囊泡向质膜内侧移动
囊泡膜与质膜的某点接触并融合 融合处出现裂口 分泌物排出
囊泡的膜成为细胞膜的组成部分
入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合=复合物
复合物向膜表面的“有被小窝”移动 “有被小窝”处的膜凹陷
凹陷膜与细胞膜断离=吞食泡 吞食泡与胞内体的膜性结构相融合
4.动作电位的特征：
①是非衰减式传导的电位。
②具有“全或无”的现象：即同一细胞 上的AP大小不随刺激强度和传导距离而改 变的现象。
5.动作电位的意义：
AP的产生是细胞兴奋的标志。
6.与AP相关的概念:
极 化:以膜为界，外正内负的状态。
去极化:膜内外电位差向小于RP值的方向变化的过程。 超极化:膜内外电位差向大于RP值的方向变化的过程。 复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程。 反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负
(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 [Na+]i＞[Na+]o≈1∶10, [K+]i＞[K+]o≈30∶1 [Cl-]i＞[Cl-]o≈1∶14, [A-]i＞[A-]o≈ 4∶1
主要离子分布： 膜内：
膜外：
(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-
(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。
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。
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
（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
1.单纯扩散(simple diffusion)
∵静息状态下①细胞膜内外离子分布不均；②细胞
膜对离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A-
∴
[K＋]i顺浓度差向膜外扩散
[A-]i不能向膜外扩散
[K+]i↓、[A-]i↑→膜内电位↓(负电场) • [K+]o↑→膜内电位↑(正电场)
膜外为正、膜内为负的极化状态
当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP
(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。 [O2]o ＞[O2]i
[CO2]i ＞ [CO2]o
(2)特点:
①扩散速率高 ②无饱和性
③不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”
④不需另外消耗能量 ⑤扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关， 用扩散通量（mol or mol数/min.cm2)表示。
一、离子通道介导的信号转导
离子通道大体有：化学、电压、机械性门控通道 如：化学性胞外信号(ACh)
ACh + 受体=复合 体 终板膜变构=离子通道开放
Na+内流
终板膜电位
骨骼肌收缩
二、G蛋白偶联受体介导的信号转导 (一) cAMP信号通路
神经递质、激素等（第一信使）
膜外N端：识别、结合第一信使
结合G蛋白偶联受体 膜内C端：激活G蛋白
结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。
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( ) D 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
多细胞生物体必须具备完善的信号转导系统以协 调其正常的生理功能。细胞间传递信息的物质多达 几百种：如递质、激素、细胞因子等。
跨膜信号转导主要涉及到：胞外信号的识别与结 合、信号转导、胞内效应等三个环节。
跨膜信号转导方式大体有以下三类：
① 离子通道介导的信号转导 ② G蛋白偶联受体介导的信号转导 ③ 酶偶联受体介导的信号转导
载体-葡萄糖、Na+-载体-氨基酸的复合体形式进行 的联合转运）。
2.继发性主动转运
概念：间接利用ATP能量的主动转运过程。
即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非 直 接 来 自 ATP 的 分 解 ， 是 来 自 膜 两 侧 [Na+] 差 ， 而 [Na+]差是Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。
(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 激递质等结合。
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
●被动转运
指物质顺 电位或化学梯 度的转运过程。
●主动转运
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）； ③入胞和出胞式转运。
1.泵转运——Na+-K+泵
Na+-K+泵又称Na+-K+-ATPase，简称钠泵。
浓度一侧移动的过程。
(2)分类: ①经通道的易化扩散 ②经载体的易化扩散
（1）经通道的易化扩散
[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”
一、细胞的生物电现象 ●静息电位：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内
外存在的恒定电位差。
●动作电位：细胞活动时，细胞膜内外存在的变化
的电位波动。
2.RP实验现象：
（一）静息电位(resting potential RP)
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。
2.实验现象：
3.证明RP的实验：
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(active transport)
概念：指物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。
第二章信号转导功能 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 细胞的跨膜物质转运功能
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。
离子分布不均，存在浓度差；
②对离子有选择性通透的膜。
膜 两 侧 [K+] 差 是 促 使 K+ 扩
散的动力，但随着K+的不断扩
散，膜两侧不断加大的电位差
选择性通透膜
是K+继续扩散的阻力，当动力
和阻力达到动态平衡时，K+的
净扩散通量为零→膜两侧的平
衡电位。
（二）静息电位的产生机制
1.静息电位的产生条件
激活G蛋白(与β、γ亚单位分离)
兴奋性G蛋白(GS)
激活腺苷酸环化酶(AC) ATP cAMP（第二信
使）
激活cAMP依赖的蛋白激 酶A
细胞内生物效应
(二) 磷脂酰肌醇信号通路
激素（第一信使）
结合G蛋白偶联受体 膜外N端：识别、结合第一信使
膜内C端：激活G蛋白
激活G蛋白(与β、γ亚单位分离)
兴奋性G蛋白(GS)
的极性反转过程。
阈电位:引发AP的临界膜电位数值。 局部电位:低于阈电位的去极化电位。 后电位：锋电位下降支最后恢复到RP水平以前，一
种时间较长、波动较小的电位变化过程。 包括：负后电位=去极化后电位，
正后电位=超去极化后电位。
二、生物电现象的产生机制
（一）化学现象
要在膜两侧形成电位差，必
通透膜
须具备两个条件：①膜两侧的
（甲）当A、B电极都位 于细胞膜外，无电位改变， 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。
（丙）当A、B电极都位 于细胞膜内，无电位改变， 证明膜内无电位差。
4.与RP相关的概念：
静息电位:细胞处于相对安静状态时，细胞 膜内外存在的电位差。
（二）动作电位(action potential AP)