细胞生理课件.
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⑵不需膜蛋白的帮助
（四）影响因素：扩散通量 (mol/s·cm2)
⑴浓度差—动力 ⑵通透性—物质通过细胞膜的难易程度
二、易化扩散
（一）概念: 一些非脂溶性或脂溶性甚 小的物质，在特殊膜蛋白质的 “帮助”下，由膜的高浓度一侧 向低浓度一侧移动的过程。
（二）转运的物质：小分子亲水物质 离子
（三）特点： １、顺浓度差、电位差，不耗能 ２、需要膜蛋白的帮助 ３、具有选择性
•下降支：复极相 Na+通道失活→K+通透性升高→ Na+内流停止， K+外流→膜内电位由正向负值变化→静息电位
（二）动作电位的机制
阈电位和锋电位的引起 刺激阈电位AP
1、阈电位： 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，
2、阈强度：使细胞膜去极化到阈电位的最小 刺激强度
Na+、K+ 在细胞内外的分布
Na+ Na+
K+ Na+
Na+
K+ K+ K+ K+ K+ Na+ K+ K+ Na+ K+
K+ K+
Na+
Na+
Na+
K+ Na+
钠-钾泵的功能
⑴具有ATP酶的活性，分解ATP ⑵对Na+ 、K+进行逆浓度差、逆电位
差跨膜转运（3：2）
[k+]o↑、[Na+]i↑ → ATP酶激活→分解ATP
载体转运的特点
⑴ 特异性 ⑵ 饱和性 ⑶ 竞争性抑制
三、主动转运
（一）概念：细胞通过本身的耗能过程，将 某物质从膜的低浓度一侧向高浓度一 侧移动的过程
由生物泵完成 （二）特征 1、逆电化学梯度
2、耗能
（三）分类： 原发性主动转运：直接利用能量 继发性主动转运：间接利用能量
1、原发性主动转运
通道转运与钠-钾泵转运模式图
(二)静息电位形成的机制
离子跨膜扩散的两个条件 1. 细胞膜内K+浓度是膜外的30倍 2. 安静时，膜主要对K+通透
RP形成的离子机制
RP形成的机制
在上述条件下，K+顺浓度差从膜内向 膜外扩散（负电物质不能外移）→膜外 侧形成一层正电荷（正电位）、膜内侧 为一层负电荷（负电位）→膜外侧的电 场力与[K+]差的动力达到平衡时，K+的 净通量为零，此时的MP即RP，相当于K+ 的平衡电位（EK）.
原发性
主动转运
继发性
出胞和入胞
跨膜物质转运方式的比较
转运方式
单纯扩散
易 通道
化 运输
扩 散
载体
运输ห้องสมุดไป่ตู้
主动转运
转运物质
脂溶性 小分子
非脂溶性 小分子 离子
膜蛋白
通道 蛋白 载体 蛋白 生物泵
入胞出胞 大分子团块
电化学梯度与耗能
顺浓度、电位差 不耗能
逆浓度差、电位差 耗能 耗能
第二节 细胞的生物电现象
一、静息电位(RP)
细胞的跨膜电位(MP）：指存在于细胞膜 两侧的电位差）
安静时： 静息电位（RP） 受刺激时：动作电位（AP） (一) RP的记录及概念
RP的纪录
RP的概念：
安静时存在于细胞膜两侧的电位差。
RP范围：﹣10～﹣100mV. 骨骼肌细胞:﹣90mV， 神经细胞:﹣70mV， 平滑肌细胞:﹣55mV， RBC:﹣10mV
阈电位 阈电位≈静息电位＋15 mV
意义:
动作电位是可兴奋细胞产生兴奋的标 志,只有先产生兴奋及产生动作电位, 然后才表现出各自特定的生理功能.
特点
“全或无”现象： 不衰减传导: 脉冲式:不会融合
（三）动作电位的传导：局部电流学说
第二章 细胞的基本功能
跨膜物质转运 跨膜信号转导 细胞生物电现象 肌细胞的收缩活动
细胞的基本结构
细胞质
细胞核 细胞膜
第一节 细胞膜的物质 转运功能
细胞膜的基本结构
组 成：脂质，蛋白质，糖类 基本结构：液态鑲嵌模型
（一）脂质双分子层
组成： 70％磷脂， 30％ 胆固醇 存在形式：双分子层 特点： 具有流动性 功能： 1. 屏障作用
MP的状态：
极化:静息时内负外正 反极化: 内正外负 去极化:膜电位绝对值减小，-90mv- -70mv
超级化:膜电位绝对值增大，-90mv- -100mv 复极化: 去极化 极化
特征：
静息电位在大多数细胞是一种稳定的直流 电位,但不细胞的静息电位数值可以不同; 只要细胞未受刺激、生理条件不变,这种 电位将持续存在。
→ Na+ 、k+逆浓度差转运
→
恢复细胞内外不均衡分布
生理意义：钠泵造成Na+、 K+ 的不均衡分 布
① 是细胞代谢的必要条件 ② 是细胞产生生物电的基础 ③ 为继发性主动转运提供能量来源
2、继发性主动转运
概念：某一物质的逆浓度差的主动转运需要 依赖另一物质的浓度差所造成的势能， 而浓度势能是由于消耗ＡＴＰ建立的。
2. 传递信息
脂质双分子层
物 质 的 跨 膜 转 运 方式
单纯扩散 易化扩散 小分子 主动转运 入胞和出胞 大分子
一、单纯扩散
(一)概念:一些脂溶性小分子物质由膜的高浓 度一侧向低浓度一侧移动的过程。
（二）转运物质： 脂溶性小分子物质： O2、CO2、 NH3 、N2 其他：尿素、乙醇
（三）特点： ⑴顺浓度梯度，不耗能（ATP）
（四）分类： 膜蛋白
1.通道转运：通道蛋白 2.载体转运：载体蛋白
转运物质 离子 小分子亲水物质
１、通道转运
通道转运的特点
(1) 选择性：Na+通道，K+通道，Ca+2通道 (2) 门控性
化学门控通道：膜外侧化学信号控制 电压门控通道：膜两侧电位差控制
机械门控通道：由机械运动控制
２、载体转运
钠泵→ Na＋浓度差→葡萄糖逆浓度差转运
继发主动转运－协同转运－同向转运
●：葡萄糖 ◆：氯化钠
四、入胞和出胞
入胞：细菌、异物的清除， 药物、大分子营养物质的吸收
出胞：激素、神经递质、酶的分泌
入胞
入胞
中性粒细胞吞噬细菌
出胞
细胞膜的物质转运
单纯扩散
被动转运
通道转运
易化扩散
载体转运
膜蛋白介导
二、动作电位（AP）
（一）AP的记录、特性、概念
细胞受刺激产生兴奋时，发生短暂的、 可逆的膜内电位变化称动作电位
0mV
AP
神经纤维
刺激
（二）动作电位的机制
产生条件：
1.细胞膜外Na+ 浓度是膜内的12倍 2.受刺激时，膜主要对Na+通透
产生的机制
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(≧阈刺激) →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
（四）影响因素：扩散通量 (mol/s·cm2)
⑴浓度差—动力 ⑵通透性—物质通过细胞膜的难易程度
二、易化扩散
（一）概念: 一些非脂溶性或脂溶性甚 小的物质，在特殊膜蛋白质的 “帮助”下，由膜的高浓度一侧 向低浓度一侧移动的过程。
（二）转运的物质：小分子亲水物质 离子
（三）特点： １、顺浓度差、电位差，不耗能 ２、需要膜蛋白的帮助 ３、具有选择性
•下降支：复极相 Na+通道失活→K+通透性升高→ Na+内流停止， K+外流→膜内电位由正向负值变化→静息电位
（二）动作电位的机制
阈电位和锋电位的引起 刺激阈电位AP
1、阈电位： 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，
2、阈强度：使细胞膜去极化到阈电位的最小 刺激强度
Na+、K+ 在细胞内外的分布
Na+ Na+
K+ Na+
Na+
K+ K+ K+ K+ K+ Na+ K+ K+ Na+ K+
K+ K+
Na+
Na+
Na+
K+ Na+
钠-钾泵的功能
⑴具有ATP酶的活性，分解ATP ⑵对Na+ 、K+进行逆浓度差、逆电位
差跨膜转运（3：2）
[k+]o↑、[Na+]i↑ → ATP酶激活→分解ATP
载体转运的特点
⑴ 特异性 ⑵ 饱和性 ⑶ 竞争性抑制
三、主动转运
（一）概念：细胞通过本身的耗能过程，将 某物质从膜的低浓度一侧向高浓度一 侧移动的过程
由生物泵完成 （二）特征 1、逆电化学梯度
2、耗能
（三）分类： 原发性主动转运：直接利用能量 继发性主动转运：间接利用能量
1、原发性主动转运
通道转运与钠-钾泵转运模式图
(二)静息电位形成的机制
离子跨膜扩散的两个条件 1. 细胞膜内K+浓度是膜外的30倍 2. 安静时，膜主要对K+通透
RP形成的离子机制
RP形成的机制
在上述条件下，K+顺浓度差从膜内向 膜外扩散（负电物质不能外移）→膜外 侧形成一层正电荷（正电位）、膜内侧 为一层负电荷（负电位）→膜外侧的电 场力与[K+]差的动力达到平衡时，K+的 净通量为零，此时的MP即RP，相当于K+ 的平衡电位（EK）.
原发性
主动转运
继发性
出胞和入胞
跨膜物质转运方式的比较
转运方式
单纯扩散
易 通道
化 运输
扩 散
载体
运输ห้องสมุดไป่ตู้
主动转运
转运物质
脂溶性 小分子
非脂溶性 小分子 离子
膜蛋白
通道 蛋白 载体 蛋白 生物泵
入胞出胞 大分子团块
电化学梯度与耗能
顺浓度、电位差 不耗能
逆浓度差、电位差 耗能 耗能
第二节 细胞的生物电现象
一、静息电位(RP)
细胞的跨膜电位(MP）：指存在于细胞膜 两侧的电位差）
安静时： 静息电位（RP） 受刺激时：动作电位（AP） (一) RP的记录及概念
RP的纪录
RP的概念：
安静时存在于细胞膜两侧的电位差。
RP范围：﹣10～﹣100mV. 骨骼肌细胞:﹣90mV， 神经细胞:﹣70mV， 平滑肌细胞:﹣55mV， RBC:﹣10mV
阈电位 阈电位≈静息电位＋15 mV
意义:
动作电位是可兴奋细胞产生兴奋的标 志,只有先产生兴奋及产生动作电位, 然后才表现出各自特定的生理功能.
特点
“全或无”现象： 不衰减传导: 脉冲式:不会融合
（三）动作电位的传导：局部电流学说
第二章 细胞的基本功能
跨膜物质转运 跨膜信号转导 细胞生物电现象 肌细胞的收缩活动
细胞的基本结构
细胞质
细胞核 细胞膜
第一节 细胞膜的物质 转运功能
细胞膜的基本结构
组 成：脂质，蛋白质，糖类 基本结构：液态鑲嵌模型
（一）脂质双分子层
组成： 70％磷脂， 30％ 胆固醇 存在形式：双分子层 特点： 具有流动性 功能： 1. 屏障作用
MP的状态：
极化:静息时内负外正 反极化: 内正外负 去极化:膜电位绝对值减小，-90mv- -70mv
超级化:膜电位绝对值增大，-90mv- -100mv 复极化: 去极化 极化
特征：
静息电位在大多数细胞是一种稳定的直流 电位,但不细胞的静息电位数值可以不同; 只要细胞未受刺激、生理条件不变,这种 电位将持续存在。
→ Na+ 、k+逆浓度差转运
→
恢复细胞内外不均衡分布
生理意义：钠泵造成Na+、 K+ 的不均衡分 布
① 是细胞代谢的必要条件 ② 是细胞产生生物电的基础 ③ 为继发性主动转运提供能量来源
2、继发性主动转运
概念：某一物质的逆浓度差的主动转运需要 依赖另一物质的浓度差所造成的势能， 而浓度势能是由于消耗ＡＴＰ建立的。
2. 传递信息
脂质双分子层
物 质 的 跨 膜 转 运 方式
单纯扩散 易化扩散 小分子 主动转运 入胞和出胞 大分子
一、单纯扩散
(一)概念:一些脂溶性小分子物质由膜的高浓 度一侧向低浓度一侧移动的过程。
（二）转运物质： 脂溶性小分子物质： O2、CO2、 NH3 、N2 其他：尿素、乙醇
（三）特点： ⑴顺浓度梯度，不耗能（ATP）
（四）分类： 膜蛋白
1.通道转运：通道蛋白 2.载体转运：载体蛋白
转运物质 离子 小分子亲水物质
１、通道转运
通道转运的特点
(1) 选择性：Na+通道，K+通道，Ca+2通道 (2) 门控性
化学门控通道：膜外侧化学信号控制 电压门控通道：膜两侧电位差控制
机械门控通道：由机械运动控制
２、载体转运
钠泵→ Na＋浓度差→葡萄糖逆浓度差转运
继发主动转运－协同转运－同向转运
●：葡萄糖 ◆：氯化钠
四、入胞和出胞
入胞：细菌、异物的清除， 药物、大分子营养物质的吸收
出胞：激素、神经递质、酶的分泌
入胞
入胞
中性粒细胞吞噬细菌
出胞
细胞膜的物质转运
单纯扩散
被动转运
通道转运
易化扩散
载体转运
膜蛋白介导
二、动作电位（AP）
（一）AP的记录、特性、概念
细胞受刺激产生兴奋时，发生短暂的、 可逆的膜内电位变化称动作电位
0mV
AP
神经纤维
刺激
（二）动作电位的机制
产生条件：
1.细胞膜外Na+ 浓度是膜内的12倍 2.受刺激时，膜主要对Na+通透
产生的机制
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(≧阈刺激) →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