生理学课件细胞的基本功能

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生理学课件 第二章 细胞的基本功能

生理学课件 第二章  细胞的基本功能
特点:需细胞消耗能量 逆浓度梯度或电位梯度进行 意义:细胞可以根据生理需要主动选择物质的吸收或排除;保持细胞内外 离子分布的不均衡性(细胞内高K+、细胞外高Na+)
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)。

动物医学-动物生理学《细胞的基本功能》课件

动物医学-动物生理学《细胞的基本功能》课件

4. 动作电位的特征
(1)不衰减传导;
(2)“全或无”现象. “无”:刺激小于阈值,不能产生动作电位; “全”:刺激达到或>阈值 静息电位(绝对值)
阈电位爆发动作电位.
动作电位一旦产生,其不再随阈上刺激而改变,也不随传播距离的增 加而减小,这种在同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离 而改变的特性,称为动作电位的全或无特性。
(2)时间-强度曲线
能引起反应的刺激一般要具备3个条件:一 定的强度,一定的持续时间,一定的持续时间 和一定的强度-时间变化率。
在一定范围内,引起组织兴奋所需的最小刺 激与改刺激的作用时间呈反比关系,即所用的 刺激强度较大时,引起组织兴奋的作用时间越 短。
把刺激强度和相对应的作用时间描绘在坐标 线上,可得到一条近似双曲线的曲线,称强度 -时间曲线。能反应组织细胞的兴奋性。
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 第二节 细胞的跨膜信号转导功能 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 细胞膜的结构和物质转运功能
一、细胞膜的结构特征
组成:
蛋白质、脂类
为主,糖类只
脂பைடு நூலகம்
占一小部分。

结构:


液态镶嵌模型 (Singer Nicholson , 1972年): 是以液态
6. 动作电位的传导
无髓神经纤维:局部电流 有髓神经纤维:跳跃式传导, 局部电流在郎飞氏结间产生
在两段髓鞘之间是无髓鞘的 部分,称为郎飞氏结
三、 局部兴奋
概念: 阈下刺激引起的
低于阈电位的去极 化(即局部电位), 称局部反应或局部
兴奋。
特点:
①不具有“全或无”现 象。其幅值可随刺激强 度的增加而增大。

细胞的基本功能-医学生理学-课件1-02

细胞的基本功能-医学生理学-课件1-02

钠离子
钾离子
2. 电压门控通道 (voltage-gated ion channel)
电压门控通道跨膜信号 转导过程:
跨膜电位的改变; 结构域中精氨酸或赖 氨酸产生位移; 诱发通道“闸门”的 开放; 细胞膜出现新的电变 化。
钠离子 钾离子
上海第二医科大学生理教研室
3.机械门控通道(mechanically- gated channel) 触发因素是机械性刺激: 如内耳毛细胞听毛 受基底膜振动。
又称Ca2+-ATP酶 分布在细胞膜、肌浆网和内质网 分解一个ATP 胞浆 胞外 1Ca++ 1Ca++ 机制 作用是维持细胞内外的钙离子浓度梯度
4.继发性主动转运
(secondary active transport)
定义
—许多物质在进行逆浓度梯度或
电位梯度的跨膜转运时,所 需的能量并不直接来自ATP 的分解,而是来自Na+在膜两 侧的浓度势能差,后者是钠 泵利用分解ATP释放的能量建立 的。这种间接利用ATP能量的主 动转运过程称为~。
第二章 细胞的基本功能
细胞—人体的最基本的功能单位
本章内容: 细胞膜的物质转运功能 细胞膜的生物电现象 细胞的信号转导功能 肌细胞的收缩功能
第一节
细胞膜的结构和物质转运功能
细胞膜的作用: 细胞膜是细胞和环境之间的屏障; 细胞膜有物质转运功能; 细胞膜还有跨膜信息传递功能。
一、膜的化学组成和分子结构
钠-钾泵的作用
维持细胞膜两侧 Na+、K+的不均衡 分布; 其活动是生电性的

3 2
二、细胞的动作电位
(一)细胞的动作电位
定义:细胞膜受到阈刺激或阈上刺

生理学教学课件:第二章 细胞的基本功能

生理学教学课件:第二章 细胞的基本功能
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
温医生理教研室 金芃芃
二、生理G学蛋课件白偶联受体介导的信号转 导 神(一经)递c质AM、P激信素号等通(路第一信使)
温医生理教研室 金芃芃
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通道对离子的选择性,决定于通道开放时它的水相孔道 的几何大小和孔道壁的带电情况,因而对离子的选择性 没有载体蛋白那样严格。
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②有不同功能状态,且功能状态受因素调控
离子通道有静息,激活,失活等功能状态
温医生理教研室 金芃芃
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通道的功能状态受不同因素调控---“门控” 通道分类:
温医生理教研室 金芃芃
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(二)细胞膜蛋白质
1、分类 1)表面蛋白(peripheral protein) 2)整合蛋白(integral protein)
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2、功能
1)物质转运功能: 如通道蛋白,载体蛋白,泵蛋白 2)辨认,接受和传递信息: 如受体蛋白 3)起细胞标志作用: 如抗原 4)其他: 尚不清楚
1、概念:细胞通过耗能将物质逆电位或化学梯度的转运过程。
2、特点: ①需要耗能(能量由分解ATP来提供) ②依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助” ③逆电-化学梯度进行
3、分类: ①原发性主动转运 如:Na+-K+泵、H+-K+泵等 ②继发性主动转运 如:肠对葡萄糖重吸收
温医生理教研室 金芃芃
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生理学—细胞的基本功能

生理学—细胞的基本功能

前负荷与后负荷
前负荷 后负荷
肌肉收缩之前肌肉所承受的负荷,即具有一定的初长度 肌肉开始收缩时才遇到的负荷或阻力
骨骼肌收缩的形式
等长收缩与等张收缩
等长收缩 等张收缩
只有肌肉张力增大而长度并无缩短 肌肉长度明显缩短而张力始终不变
单收缩
迅速而短暂的收缩+舒张(刺激频率较低)
单收缩和强直收缩
不完全强直收缩
后一个刺激落在前一个刺激引起的收缩过程的舒张期
总介绍
配体
结合
脂溶性配体
胞内受体
亲水性配体 结合 膜受体
受体
G蛋白耦联受体
G蛋白
G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导
参与的有关组件及其效应
参与的信号蛋白
G蛋白效应器
AC、PLC、PDE、Ca或Na通道
第二信使
cAMP、IP3,Ca+、DG、cGMP
蛋白激酶
PKA、PKC、PKG
几种主要信号转导通路
受体-G蛋白-AC-cAMP-PKA信号转导通路 受体-G蛋白-PLC-磷脂酰肌醇信号转导通路
产生原理
1、膜两侧离子分布不均匀:膜内高钾,膜外高钠; 2、膜对离子的选择透过性:k+通透性高,Na+、蛋白质通透性低
静息电位≈K+平衡电位
可兴奋细胞 有效刺激 电位波动
动作电位
波形基本特征
去极相(去极化、反极化)(锋电位) 复极相(后电位—去极化/超极化后电位)
是可兴奋细胞兴奋的标志
全或无定律
特性
跳跃式传导
骨骼肌细胞收缩 平滑肌的收缩功能
明带,暗带
肌原纤维和肌节
M线,H带,Z线 粗肌丝,细肌丝
骨骼肌微细结构

生理学-细胞的基本功能

生理学-细胞的基本功能

▪ 影响通量的主要因素
• 浓度差
• 通透性
二、易化扩散(facilitated diffusion)
▪ 概念
非脂溶性小分子
高(浓度或电位)
低(浓度或电位)
特殊蛋白质的帮助
▪ 类型
• 载体转运(carrier transport):GL、AA等
– 特点:特异性、饱和性、竞争性抑制
• 通道转运(channel transport):Na+、K+等
Ca2+与肌钙蛋白结合
原肌球蛋白变构,暴露出 肌动蛋白上的活化位点
处于高势能状态的横桥与 肌动蛋白结合
横桥头部发生变构并摆动 细肌丝向粗肌丝滑行 肌节缩短
❖ 骨骼肌的兴奋—收缩耦联
▪ 概念: 兴奋 收缩 中介过程 ▪ 基本过程(三个步骤)
• 肌膜上的动作电位经过横管膜到达三联体 • 三联体处的信息传递 • 终池对Ca2+的释放、再摄取、贮存 ▪ 结构基础:三联体 ▪ 关键离子: Ca2+
钠-钾泵转运模式图
❖ 钠泵意义: 1.膜内外Na+、K+ 浓度梯度(兴奋性的基础) 2.为继发性主动转运提供能量 3.稳定晶体渗透压,防止细胞水肿 4.细胞代谢的必需条件
四、入胞(endocytosis)和出胞(exocytosis)
大分子或团块状物质 (入胞)膜内
膜的运动
膜外(出胞)
入胞(胞吞) 分类:吞噬=转运固体物质 吞饮=转运液体物质
▪ 肌肉收缩能力(contractility):与前、后负荷无关的肌 肉本身的功能状态和内在的收缩特性
▪ 根据肌肉受刺激的频率的变化,可分为单收缩或强直收缩
本章小结
细胞膜的物质转运功能 细胞的跨膜信号转导

生理学 第二章 细胞的基本功能PPT课件

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分类:
①同向转运 ②逆向转运
18
⦁ 2.继发性主动 转运-----某 物质的主动转 运所需要的能 量不是直接来 自ATP的分解, 而是来自膜外 Na+的高势能 (间接来自 ATP的分解) 人们把这种转
~ 运形式称 ,
又叫联合转运。
GS继发性主动转运模式图 19
3.入胞和出胞式转运
一些大分子物质或团块进出细胞,是通过细胞本身 的吞吐活动进行的,亦可属于主动转运过程。
15
通道转运与钠-钾泵转运模式图
16
钠-钾泵: 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
维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
排Na+吸K+的生理意义:
1、维持[Na]o高、
[K+]i高正常的离子分布.
2、贮备离子势能。
3、钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运的提供了动力
(一)膜的化学组成: 脂质(62%)---主要由磷脂
(。70%)和胆固醇(25%);还有
少量的鞘脂(5%)。磷脂中最 多的是磷脂酰胆碱,最少的 是磷脂酰甘油和磷脂酰肌醇。
蛋白质(35%)---从分子数
看,脂>蛋100倍,从重量看,蛋 >脂1--4倍。
糖类(3%)
3
(二) 膜的分子结构
流体镶嵌模型:以液态
4
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。
5
(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(ATP).(转运动力依赖物质的电-化

高教版中职生理学基础(第4版)《细胞的基本功能》PPT课件

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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。
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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
第二节
细胞的跨膜信号转导功能
(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。 (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。
1.泵转运——Na+-K+泵
Na+-K+泵又称Na+-K+-ATPase,简称钠泵。
当 [Na+]i↑ [K+ ]o↑ 时 , 都可被激活, ATP 分 解 产 生能量,将 胞内的3个 Na+ 移 至 胞 外和将胞外 的 2 个 K+ 移 入胞内。
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠-钾泵: 当[Na+]i↑/[K+]o↑激活
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”
• 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)
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
(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)
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞的跨膜物质转运功能
第二节
第三节 第四节
细胞的跨膜信号转导功能
细胞的跨膜电变化 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。
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。
分类:
①同向转运
②逆向转运
3.入胞和出胞式转运
一些大分子物质或团块进出细胞 , 是通过 细胞本身的吞吐活动进行的 , 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。
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
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
(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。

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。

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
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
分解ATP产生能量 2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外 维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转 运的提供了动力 (如葡萄糖 、氨基酸的吸收:
Na+-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。
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