生理学第2章-细胞hk
02生理学-细胞
跳跃式传导
局部电流发生在相邻的郎飞氏结之间 传导速度快
第三节 肌细胞的收缩功能
一、神经—肌接头处的兴奋传递
（一）神经—肌接头处的结构
囊泡内含乙酰胆碱（ACh） 电压依从式钙通道 2、接头间隙： 细胞外液，50-60nm 3、接头后膜（终板膜）：
1、接头前膜（轴突末梢膜）：
皱褶
N2型ACh受体阳离子通道 胆碱酯酶
（三）动作电位的特征
1.“全或无”现象（all or none） 2.不衰减性传导 3.脉冲式
（四）动作电位的传导
在一般可兴奋细胞和无髓神经纤维：
—
局部电流
在有髓神经纤维：
—
跳跃式传导
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 未兴奋区之间 存在电位差， 形成局部电流， 使邻近未兴奋 膜去极化达阈 电位而产生动 作电位。
概念 : 水溶性或脂溶性很小的小分子物质或离子，借助细胞 膜上特殊蛋白质的帮助，从细胞膜的高浓度一侧向低 浓度一侧转运的过程。
特点 : ⑴ 转运非脂溶性或脂溶性很小的物质 ⑵ 不耗能，顺浓度差转运，属被动转运 ⑶ 需要膜蛋白的帮助 分类 : ⑴ 载体转运 转运对象：葡萄糖（Glu） 氨基酸（AA） 特点：特异性 饱和性现象 竞争性抑制
eg.氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等 脂溶性小分子 水、乙醇、尿素、甘油等分子量小的极性分子
影响因素：⑴ 细胞膜两侧浓度差（正比） ⑵ 细胞膜对该物质的通透性（正比）
一、细胞膜的物质转运功能
常见的物质跨膜物质转运形式：
单纯扩散 易化扩散
主动转运
入胞和出胞
（二）易化扩散
生理学--细胞 ppt课件
• 磷脂双层 • 双嗜性:
• ~8 nm thick
亲水性的头 疏水性的尾
Phospholipid
磷脂分子
• 脂肪酸尾
– 疏水性
• 磷酸基团头
– 亲水性
• 排列成双层
磷酸基团 脂肪酸链
N + (C H 3)3 CH2 CH2 O O P OO CH2 CH CH2
OO C OC O R1 R2
极性端 非极性端
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
Transport Across Cell Membrane
细胞在正常的新陈代谢中,需要不断从环境中得到 氧和营养物质,排出二氧花碳和其他代谢产物,这就需要 进 行物质的跨膜转运。
被动转运(Passive transport): 指物质顺电位或化学梯度 的转运过程。
主动转运 (Active transport): 指物质逆浓度梯度或电位 梯度的转运过程。
（1）经通道的易化扩散/ Channel - mediated
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质:各种带电离子
…”
第一节 细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能
The Basic Organization and Transporting Function of Cell Membrane
Cell membrane 7.5 to 10 nanometers thick, pliable, elastic
分类：①单纯扩散 (Simple diffusion) ②易化扩散 (Facilitated diffusion)
1. 单纯扩散 (Simple Diffusion)
(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。
生理学 第2章细胞
传播，但随着传播距离的增加，其电位变化幅度减
小最后消失故不能在膜上作远距离的传播； （3）可以总和 ①空间性总和 ②时间性总和
01:04
小结：局部反应与动作电位之比较
项 目 局 部 反 阈下刺激 较少 小（在阈电位以下波动） 有（时间或空间总和） 无 呈电紧张性扩布，随时间 和距离的延长迅速衰减， 不能连续向远处传播 应 动 作 电 多 大（达阈电位以上） 无 有 能以局部电流的形式 连续而不衰减地向远 处传播 位
01:04
（三）产生机制
产生条件主要有两个： • ①细胞内外各种离子的浓度分布不均（外Na+内K+状态）， 即存在浓度差； • ②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性不同。 安静状态时，细胞膜主要对K+通透，K+顺浓度差外流， 随着K+外流，膜内外K+浓度差（化学驱动力）↓ ， K+外 流引起的由细胞外向细胞内的电场力（阻力）↑，当动 力和阻力相等时，K+净移动为0，此时膜两侧的电位差 也稳定于某一数值，称为K+平衡电位。
01:04
受体是指细胞膜或细胞内一些能与某些化学物质特异 性结合并产生特定生理效应的蛋白质。可分为膜受体和胞 内受体，通常指膜受体。 受体基本功能： 1.能识别和结合体液中的特殊物质，具有高度特异性，
保证信息传递准确、可靠。
2.能转导各种化学信号，激发细胞内产生相应的生理 效应。
01:04
第三节 细胞的生物电现象
门控离子通道分为三类： 1) 电压门控通道：在膜去极化到一定电位时开放，如神经 元上的Na+ 通道；K+ 通道等。
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。
生理学课件02细胞(本)90页PPT
(四)缝隙连接
四、局部电位
阈电位(threshold potential)
在外加的有效刺激的作用下，使膜去极化达到某一临界 值时，爆发一次动作电位，这个临界膜电位即为阈电位,。
（threshold membrane potential）
• 阈刺激 • 阈上刺激 • 阈下刺激
细胞膜去极化到阈电位水平 AP
第一节 细胞膜的基本结构和物质转运功能
一、细胞膜的结构概述 液态镶嵌模型：膜是以液态的脂质双分子层为 基架，其中镶嵌着具有不同结构和生理功能 的、以α-螺旋或球形形式存在的蛋白质。
（一）脂质双分子层：磷脂、胆固醇、糖脂
（二）细胞膜的蛋白质
1、表面蛋白 2、整合蛋白 功能：跨膜转运各种物质
辨认和接受特异性的化学信号 催化细胞内外某中特异的化学反应 在细胞表面起标志作用
（3）继发性主动转运
（三） 出胞和入胞式转运
1、出胞
2、入胞
细胞膜的跨膜物质转运功能
小分子物质转 物质转运方
运方式
向
能量来源 物质转运条件
被 动
单纯扩散
顺电-化学梯度
该物质浓度势 能
脂溶性小 分子
转 运
易化扩散
顺电-化学梯度
该物质浓度势 能
相应通道或载 体开放
主
主动转运 逆电-化学梯度 细胞的ATP
渐小的浓度差（ K+外流的动力）和渐大的电位差（ K+ 外流的结果，也是K+外流的阻力）达到平衡， K+的净移动 停止，即达静息电位水平（近似与K+平衡电位）。
三、动作电位及其产生机制 （一）细胞的动作电位(action potential , AP)
mV
医学生理学期末重点笔记---第二章----细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能第一节细胞膜的跨膜物质转运功能一、膜的化学组成和分子结构<一>磷脂的分子组成以液态的脂质双分子层为基架,具有流动性<二>细胞膜蛋白质镶嵌或贯穿于脂质双分子层分类：表面蛋白、整合蛋白<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.二、细胞膜的跨膜物质转运功能被动转运〔passive transport〕：指物质顺浓度或电位梯度的转运过程.不消耗细胞提供的能量.主动转运〔active transport〕：指物质逆浓度或电位梯度的转运过程.需消耗细胞提供的能量.1.单纯扩散simple diffusion脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程.影响因素：浓度差通透性特点:①不依靠特殊膜蛋白质的"帮助"②不需另外消耗能量、顺浓度差转运物质：O2、CO2、N2、<NH3>2CO、乙醇、类固醇类激素等少数几种.2.易化扩散facilitated diffusion〔1〕概念:一些非脂溶性或脂溶性非常小的物质,在膜蛋白质的"帮助"下,顺电化学梯度进行跨膜转运的过程分类：原发性主动转运〔简称：泵转运〕、继发性主动转运〔简称：联合转运〕〔1〕原发性主动转运primary active transport概念：指物质在细胞膜"生物泵"的帮助下逆浓度梯度或电位梯度的转运过程.Na+-K+泵又称Na+-K+-ATP酶,简称钠泵.机制：当膜内[Na+]↑/胞外[K+]↑,钠泵激活↓ATP酶〔钠泵〕ATP------------------→ADP + 能量↓2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外↓维持[Na+]膜外高、[K+]膜内高的不均匀分布状态生理意义•胞内低Na,维持细胞体积•胞内高K,酶活性----新陈代谢正常进行•势能储备钠、钾的易化扩散继发性主动转运,联合转运•生电效能〔2〕继发性主动转运secondary active transport概念：间接利用ATP能量的主动转运过程.分类：①同向转运：Na+-葡萄糖同向转运体,Na+-氨基酸同向转运体〔小肠粘膜上皮细胞,肾小管上皮细胞〕②逆向转运：钠钙交换体〔心肌细胞〕4. 入胞和胞吐①离子通道耦联受体介导的跨膜信号转导②G-蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导③酶耦联受体介导的跨膜信号转导第三节细胞的生物电现象细胞的生物电现象〔跨膜电位〕：静息电位、动作电位一、静息电位resting potential、RP1.概念：静息时,细胞膜两侧存在的稳定的、外正内负的电位差.2.与RP相关的概念：••➢极化：RP存在时,细胞膜内负外正的状态称为极化.➢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:细胞膜由内负外正的极化状态变为内正外负的极性反转过程.3.机制原理：带电离子跨膜转运条件：①静息状态下细胞膜内、外离子分布不均匀②静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性,安静时,细胞膜主要对K+通透机制：K＋顺浓度差向膜外扩散；A-不能向膜外扩散↓[K+]内↓、[A-]内↑→膜内电位↓<负电场>• [K+]外↑→膜外电位↑<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结论: RP是K+的平衡电位影响因素：•细胞膜两侧离子的浓度差•细胞膜对离子的通透性•钠泵的活动二、动作电位action potential、AP1.概念：细胞膜受到有效刺激时,在RP的基础上发生的一个快速的、可逆的、可远距离传播的电位变化.2.动作电位变化过程3.特征：①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.②是非衰减式传导的电位.③动作电位之间不融和4.动作电位的意义：AP的产生是细胞兴奋的标志,即AP=兴奋5.与AP有关的概念➢兴奋性：活组织或细胞对刺激发生反应的能力.➢刺激：能引起细胞或组织发生反应的所有内、外环境的变化.➢反应：细胞或组织对刺激产生的应答表现.有两种形式：兴奋：组织受刺激后由静息→活动或由活动弱→强的过程.抑制：组织受刺激后由活动→静息或由活动强→弱的过程.●可兴奋组织：神经、肌肉和腺体●兴奋性的指标————阈值〔threshold>阈强度〔阈值〕：刚能引起细胞或组织产生反应的最小刺激强度.阈值与兴奋性的高低呈反变关系.●刺激强度的表示方法1、阈刺激:刚好引起组织产生反应的最小刺激.〔此刺激的强度即称为阈强度〕2、阈上刺激:3、阈下刺激:6.形成机制原理：带电离子跨膜转运条件：⑴. 细胞膜两侧离子的浓度差——电化学驱动力•等于膜电位和该离子平衡电位之差•对Na+的驱动力：E m -E Na =-70-60 = -130mv•对K+的驱动力：E m -E k = -70+90 = 20mv⑵.细胞膜通透性的变化——膜在受到阈刺激而兴奋时,对Na+的通透性增加,继而对K+通透性增加.结论：①AP的上升支由Na＋内流形成,下降支是K＋外流形成的,后电位是Na＋－K＋泵活动引起的.②AP去极相末=Na＋的平衡电位.7.相关实验和实验结论实验1：细胞膜通透性的变化——电压钳〔voltage clamp〕技术实验结论1•内向电流,形成AP上升支〔去极化〕；外向电流,形成AP下降支〔复极化〕.内向电流是Na+电流；外向电流是K+电流•时间依赖性——先产生内向电流〔Na+通透性↑〕,继而产生外向电流〔Na+通透性↓,K+通透性↑〕.实验结论2⑴细胞膜离子通透性的电压依赖性：如果刺激强度达到阈值,可使细胞膜去极化达到阈电位,则会产生膜去极化和钠电导之间存在正反馈〔图1〕,即再生性循环<regenerative cycle>,进一步去极化产生AP〔图2绿线示〕；〔如果刺激强度小于阈值,细胞膜去极化幅度低,没有达到阈电位,则不会产生这种再生性循环,无法产生AP〔图2黑和红线示〕图1 图2阈电位<threshold potential>：能触发动作电位的膜电位临界值因此动作电位的引起过程：阈刺激↓Na+内流,细胞膜去极化↓达阈电位↓Na+通道大量开放,Na+大量内流↓AP⑵.细胞膜离子通透性的时间依赖性：先Na+通透性↑,继而Na+通透性↓,K+通透性↑实验2：细胞膜通透性〔膜电导〕变化的实质——膜片钳技术<patch clamp technique>概念：指已兴奋与邻近未兴奋的心肌细胞之间形成电位差,出现电荷移动,称为局部电流电流方向：作用：使未兴奋部细胞膜去极化达到阈电位,产生AP.这样的过程在膜表面连续进行下去,就表现为兴奋在整个细胞的传导.有髓鞘N纤维AP的传导——跳跃式三、局部电位:local potential概念：阈下刺激引起的低于阈电位的去极化称局部电位.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；②衰减式传导；③具有总和效应：时间性和空间性总和第四节肌细胞的收缩功能<一>收缩形式1.单收缩和强直收缩<1>.单收缩：肌肉受到一次刺激,引起一次收缩和舒张的过程称为单收缩.<2>.复合收缩①不完全强直收缩:新刺激落在前一次收缩的舒张期内②完全强直收缩:新刺激落在前一次收缩的缩短期内2.等长收缩与等张收缩• 等长收缩:肌肉收缩时,只有张力增加而长度不变的收缩,称为等长收缩.当负荷等于或大于肌张力时,出现等长收缩等张收缩:肌肉收缩时,只有长度缩短而张力不变的收缩,称为等张收缩.当负荷小于肌张力时,出现等张收缩<二>影响收缩因素外在因素：前负荷和后负荷内在因素：肌肉的收缩能力1.前负荷或肌肉初长度：前负荷<preload>：肌肉在收缩之前所承载的负荷肌肉初长度<initial length>：前负荷使肌肉被拉长到某一长度可以用肌肉初长度表示前负荷的大小在一定范围内,随着前负荷↑,粗细肌丝重叠↑,肌缩速度、幅度和张力↑.反之亦然2.后负荷<after load>：肌肉收缩时遇到的负荷和阻力后负荷过大,虽肌缩张力↑,但肌缩速度、幅度↓,不利作功；后负荷过小,虽肌缩速度、幅度↑,但肌缩张力↓,也不利作功.3.肌肉收缩能力：指与负荷无关、决定肌肉收缩效应的内在特性.肌缩能力↑→肌缩速度、幅度和张力↑肌缩能力↓→肌缩速度、幅度和张力↓第二章小结练习• 1. Na+-K+-ATP酶每分解1分子A TP可将__个Na+移出胞外,同时将__个K+移入胞内.• 2. 在肌肉兴奋-收缩偶联过程中,起关键作用的物质是____.• 3. 细胞内外正常Na+、K+浓度的形成和维持是由于_______的作用• 4. 有机磷农药中毒时,可使〔〕A、乙酰胆碱释放增加B、乙酰胆碱释放减少C、胆碱酯酶活性增加D、胆碱酯酶活性降低E、骨骼肌终板处的乙酰胆碱受体功能障碍案例Case 1.A 43-year-old man presents to the physician’s clinic with plaints of epigastric pai n. After a thorough workup, the patient is diagnosed with peptic ulcer disease. He is started on a medication that inhibits the "proton pump" of the stomach.QUESTIONS：•What is the "proton pump" that is referred to above?•What type of cell membrane transport would this medication be blocking?•What are four other types of transport across a cell membrane?ANSWERS TO CASE 1: MEMBRANE PHYSIOLOGY•◆Proton pump: H+-K+-ATPase <adenosine triphosphatase> pump.•◆Type of cell membrane transport: Primary active transport.•◆Other types of transport: Simple diffusion, facilitated diffusion, secondary active transport <cotransport and countertransport [exchange]>, endocytosis and exocytosis.Case 2.某男性患者,16岁,近来运动后感到极度无力,尤其是在进食大量淀粉类食物后加重.门诊检查血清钾正常〔4.5 mmol／L〕,但运动后血清钾明显降低〔2.2 mmol／L〕,经补钾治疗后症状缓解.1.为什么低血钾会引起极度肌肉无力？2.为什么在进食大量淀粉后症状加重？3.血钾增高时对肌肉收缩有何影响？为什么？。
2024版年度生理学教学课件第2章细胞的基本功能
内质网在细胞内承担着多种重要功能，包括蛋白质合成、加工、运输以及脂质代谢等。此外， 内质网还参与细胞信号转导、细胞凋亡等生理过程。
2024/2/3
24
高尔基体在蛋白质加工中作用
2024/2/3
蛋白质分类与分选 高尔基体能够对内质网合成的蛋白质进行分类和分选，将 不同种类的蛋白质分别运送到细胞的不同部位。
姐妹染色单体分离
着丝粒分裂，姐妹染色单 体分别进入两个子细胞。
15
有丝分裂和减数分裂比较
有丝分裂
产生两个与亲代相同的子 细胞，维持遗传稳定性。
2024/2/3
减数分裂
产生四个单倍体子细胞， 实现遗传信息的重组和多 样性。
过程差异
减数分裂包括同源染色体 配对、交换和分离等特殊 过程。
16
增殖异常与疾病关系
囊泡运输障碍相关疾病
囊泡运输障碍可能导致细胞内物质运输受阻，引发多种疾病，如囊性纤维化、遗传性痉挛性 截瘫等。这些疾病的发生与囊泡运输过程中的关键蛋白质或脂质功能异常有关。
27
06
细胞自噬、凋亡与坏死过程
2024/2/3
28
自噬现象及其生理意义
2024/2/3
自噬现象
自噬是细胞在应激条件下，通过溶 酶体降解自身内部物质的过程，包 括大自噬、小自噬和分子伴侣介导 的自噬。
效应器反应
第二信使通过激活或抑制特定的效应器酶或离子通道， 引发细胞的一系列生理生化反应，如细胞增殖、分化、 凋亡、代谢等。
2024/2/3
11
信号转导调控机制
受体水平的调控
包括受体数量的调节、受体活性的调 节以及受体内部结构的调节等。
效应器水平的调控
包括效应器酶或离子通道的活性、定 位和相互作用的调节等。
生理学第二章 细胞
Carriers
Specific
Competive inhibition
Saturable
3. Active transport
Patch clamp recording
Suction
Glass microelectrode
1 µm
"Giga-seal"
P
Threshold stimulus
P0 T0 Intensity-duration curve T
2.Measurement of cell bioelectricity:
Extracellular record; Microelectrode and Intracellular record;
Part 2. Trans-membrane signal transduction
Part 3. Cellular bioelectricity
Part 4. Contraction of muscle cell
Part Ⅰ: Transport across cell membrane
Essential role of cell membrane:
Secondary active transport
co-transport (symport) counter-transport (antiport) out Na+ in
out
Na+
in
glucose
生理学 第二章 细胞
三.骨骼肌收缩的分子机制 （简）
1.肌丝的分子组成与横桥运动 2.肌丝滑行的基本过程
滑行学说：
肌肉收缩，是细肌 丝在粗肌丝之间滑 行的结果，并无肌 丝的缩短与卷曲。
四. 骨骼肌收缩的外部表现和力学分析
1. 肌肉收缩的外部表现 2. 肌肉收缩的力学分析
等长收缩：肌肉收缩时长度不变，但肌张力增 大的收缩形式，见于负荷>肌张力， 用于维持位置和姿势。
如果是等渗 溶液会如何 呢？
渗透压：溶质分子吸引水分子通过半透膜的能力。
渗透压与溶质分子颗粒数量（摩尔浓度）正相关，与 质量百分浓度无关。
逆浓度梯度，消耗代谢能量
原发性主动转运，如Na泵。 主动转运 继发性主动转运，如葡萄糖、氨 基酸在小肠或肾小管上皮细胞处 的吸收
Na泵：即Na-K泵，是一种具有ATP酶活性的
细胞的跨膜静息电位和动作电位
动作电位的分期
锋电位 上升支——去极相 下降支——复极相 后电位 负后电位 正后电位
动作电位的特性：
1. “全或无”现象 2. 可扩播性 3. 不衰减传导
（三） 生物电现象产生的机制
1. 细胞膜内外离子分布及膜对离子的通透性 2. 静息电位与K＋平衡电位 3. 动作电位和Na＋平衡电位
第二章 细胞的基本功能
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能
第二节 细胞的跨膜信号转导功能（略）
第三节 细胞的生物电现象 第四节 肌肉的收缩功能
第一节 细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能
一. 细胞膜的结构和化学组成
二. 细胞膜的跨膜物质转运功能
细胞膜的化学组成
1. 脂类 2. 蛋白质 3. 糖类
（一）生物电现象的观察和记录方法 （二）细胞的跨膜静息电位和动作电位
生理学第2章细胞生理ppt课件
3、局部电位的特点 1）无“全或无”现象 ：
其大小随刺激强度的变化而变化 2）递减式传播（电紧张性扩布）：
传播很小的距离就消失（指数衰减）
3）总和：时间总和 temporal summation
空间总和 Spatial summation
4）没有不应期
局部兴奋与动作电位的区别:
如：低密度脂蛋白的入胞
（遗传性高胆固醇血症）
结合Fe2+的运铁蛋白
物质转运方式
方 式
被动转运 （高→低）
单纯扩散：CO2、O2 等 易化扩散：通道、载体
主动转运 （低→高）
原发性主动转运 继发性主动转运 出胞和入胞
Na＋-K＋依赖式ATP酶(钠泵)
Ca2＋-Mg2＋依赖式ATP酶(钙泵)
H＋-K＋依赖式ATP酶(氢离子泵)
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
一、细胞膜的结构概述 1.细胞膜的功能
* 保护作用 * 物质交换 * 通透屏障 * 参与细胞的细胞的信息传递、细胞分 裂分化、免疫等过程。
2.流体镶嵌模型 Fluid mosaic model: 脂质、蛋白质、糖类 由液态的脂质双分子层为基架，其中
（二）静息电位产生的机制
静息电位的产生条件 (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
(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）负后电位(后去极化): 复极时外流的K+蓄积在膜外,阻碍了K+外流
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1.肉毒杆菌毒素：可抑制接头前膜Ach的释放，肌肉麻痹
×
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2.有机磷农药：可抑制胆碱酯酶活性，Ach堆积，出现肌 细胞震颤等症状。
有机磷农药
×
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3.美洲箭毒：可以同Ach竞争接头后膜上N2 型Ach受体，肌松剂
箭毒蛙（毒标 枪蛙）
胞外Na+浓度高；细胞内K+浓度高 ②细胞膜对各种离子有选择的通透性。安静
时对K+通透性大，对其它离子通透性很小 机制:
K+外流形成的电-化学平衡电位
极化 (polarization)：外正内负，膜两侧电位差 等于RP
去极化（depolarization)：膜两侧电位差向负值 减小的方向变化
超极化(hyperpolarization)：膜两侧电位差向负 值增大的方向变化
3.细胞是如何进行收缩的？ 骨骼肌的收缩机制
骨骼肌兴奋收缩的总过程
• 神经-肌接头处兴奋传递 • 兴奋收缩耦联 • 肌肉收缩
第一四、节神肌经细肌胞肉的接收头缩的功微能细结构
（终板膜）
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二、神经肌肉接头处兴奋的传递过程
动作电位传导至接头前膜并 使之去极化
电压门控Ca2+通道开放
正后电位
较低 70ms
钠通道大部分恢复， 与阈电位差值小
钠泵活动， 与阈电位差值大
（四）动作电位的传导
概念:动作电位在同一细胞膜上的扩布 方式:兴奋部位和未兴奋部位的膜存在电位差
形成局部电流,刺激未兴奋部位去极化到阈电 位，钠离子通道开放，产生动作电位。
无髓神经纤维动作电位的传导
有髓神经纤维动作电位的传导
物质:无机离子
三、主动转运
概念：由细胞膜内生物泵的作用，将物质由低浓 度一侧转运到高浓度一侧
特点：耗能,借助泵蛋白；逆浓度梯度进行 意义：细胞可以根据生理需要主动选择物质的吸
收或排出；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+)
1.原发性主动转运
钠-钾泵活动生理意义 *胞内高K+，酶活性----新陈代谢正常进行 *胞内低Na+，维持细胞正常形态和功能（防止细胞水肿） * 势能储备（生物电、继发性主动转运） * 影响膜电位（生电性：缺氧可使细胞膜去极化）
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特 殊膜蛋白质的帮助下，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;不消耗能量
②需要特殊膜蛋白的帮助 分类： 载体转运
通道转运
1.载体转运 特点:结构特异性;饱和性;竞争抑制性 物质:葡萄糖,氨基酸
2.通道转运
特点:转运速度快、选择性、门控性 受化学因素调控 化学门控通道 受电压因素调控 电压门控通道 受机械因素调控 机械门控通道
第2章
细胞的基本功能
生理教研室 韩坤
细胞的跨膜物质转运功能
第一节
细胞膜的基本结构
1.细胞膜的分子组成 主要由脂质、蛋白质和少量糖类组成。 膜中脂质的分子数超过蛋白质分子数100倍以上。
2． 液态相嵌模型 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
3.膜蛋白的作用 载体 通道 离子泵 受体 酶 收缩作用
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三、神经肌肉接头处兴奋传递的特点
单向传递 时间延搁 1:1传递
足量释放、及时清除 （胆碱酯酶）
易受药物和内环境变化的影响
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四、影响神经肌肉接头处兴奋传递的因素
1.肉毒杆菌毒素 2.有机磷农药 3.美洲箭毒 4.接头后膜上Ach受体功能异常
肉的收缩。 后负荷与 肌肉收缩速度成反比
肌肉收缩的长度成反比 肌肉收缩变短开始的时间延后
后负荷增大：先等长收缩后等张收缩
固定前负荷不变, 让肌肉在不同的后 负荷条件下进行等 张收缩。把肌肉所 产生的张力和缩短 初速度绘成坐标曲 线。
（三）肌肉收缩能力 肌肉收缩力是指肌肉本身固有的收缩能力钙
离子浓度、ATP酶活性， 减弱：缺氧，酸中毒 增强：钙离子，肾上腺素
2.继发性主动转运
同向转运：Na+-葡萄糖 逆向转运：3Na+-Ca2+（心室肌4期）
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.需消耗能量
吞噬（衰老红细胞、细菌）
入胞
分类
吞饮（大分子蛋白）
出胞 （递质释放，激素分泌）
入胞
出胞
细胞的生物电现象
一切活的细胞无论处于静息状态还是活动状态都存在电现象---生物电。
Ca2+进入神经末梢
囊泡往接头前膜移动并接 触、融合、破裂、释放Ach
Ach结合并激活Ach受体门 控通道
终板膜对Na+、K+，尤其是 Na+通透性增加
终板膜去极化（终板电位）
Ach被胆 碱酯酶
分解
动作电位（肌细胞兴奋）
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电信号 （AP） 化学信号 （Ach）
电信号 （AP）
不完全和完全强直收缩
影响骨骼肌收缩因素
（一）前负荷 肌肉收缩前已存在的负荷。 前负荷与肌肉初长度(收缩之前长度)正比
肌肉的初长度在一定范围内与肌收缩张力 成正比;但超过最适初长度，则是反比关系
产生最大张力的肌肉初长度称最适初长度 引起最适初长度的前负荷是最适前负荷
前负荷对肌肉收缩的影响
（二）后负荷 后负荷是指肌肉开始收缩时承受的负荷阻碍肌
能引起Na通道大量开放而爆 发AP的临界膜电位。
有效刺激本身可以引起膜部分 去极，当去极水平达到阈电位时 ，便通过再生性循环机制而正反 馈地使Na+通道大量开放。
阈电位和阈值区别
钠离子通道的再生性循环开放
钠离子通道的三种状态
2.局部兴奋和总和
概念:细胞膜受到阈下刺激时,细胞膜 产生的低于阈电位的轻度去极化。
动力
K+
--
动力
浓度梯度使K+
K+
向外易化扩散
+
电位梯度使K+
+
向外易化扩散
动力
浓度梯度使K+ 向外易化扩散
K+
+
K+ -+-
阻力
电位梯度阻碍K+
向外易化扩散
K+电化学平衡电位
复极化: K+外流
动作电位的特点
①“全或无”现象。 ②不衰减性传导。 ③脉冲式：不能总和。
（三）动作电位的产生条件
1. 阈电位
膜外暂时堆积，致使K+继续外 流速度减慢
正后电位: 钠泵活动增强
动力
浓度梯度使Na+ 向内易化扩散
Na+ ++
--
Na+
动力
电位梯度使Na+ 向内易化扩散
Na+ - -
动力
阻力
+
浓度梯度使Na+
Na+
向内易化扩散
电位梯度阻碍Na+
+
向内易化扩散
Na+电化学平衡电位
去极化: Na+内流形成的电-化学平衡电位 Na+ 通道失活
实验测定原理
枪乌贼神经轴突细胞内记录
一、静息电位
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.数值：神经细胞，肌细胞-70 ～ -90mV; 红细胞-10mV。
3.特点: 膜内为负膜外为正；相对稳定。
4.静息电位产生的机制
前提: ①细胞内外各种离子的浓度不均衡分布。细
特点: ①等级性：去极化随刺激强度增加而增强 ②电紧张性扩布：不能远传 ③可总和
3.组织的兴奋性及其周期性变化
分期
与AP对应关系 兴奋性 持续时间
产生机制
绝对不应期 锋电位
无
0.5-2ms 钠通道完全失活
相对不应期 负后电位前期 较低 3ms
钠通道少部分恢复
超常期 低常期
负后电位后期 较高 12ms
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4.接头后膜上Ach受体功能异 漯河医专优质课比赛
课堂总结
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1.神经肌肉接头传递兴奋的递质是 A.多巴胺 B.肾上腺素 C.Ca2+ D.乙酰胆碱 2.有机磷农药中毒时，可使有 A.骨骼肌终板处的乙酰胆碱受体 功能障碍 B.乙酰胆碱释放增加 C.乙酰胆碱释放减少 D.胆碱酯酶活性降低
三、骨骼肌的收缩机制
(一) 肌原纤维和肌小节
1.肌丝的分子结构
粗肌丝-----肌球蛋白 头部：横桥 与肌动蛋白结合 ATP酶活性（需与肌动蛋白结合 ） 杆部 ： 粗肌丝主杆
细肌丝
原肌球蛋白 阻止肌动蛋白与横挢结合
肌动蛋白 组成细肌丝主杆与横挢结合，激活其ATP酶
肌钙蛋白
TnT：与原肌球蛋白结合 TnI： 肌动蛋白结合 TnC：与Ca2+结合
一、单纯扩散
概念：脂溶性小分子物质从高浓度一侧
向低浓度一侧扩散的过程
特点：顺浓度差;不消耗能量
不需要特殊膜蛋白的帮助
物质: O2, CO2, NH3 ，N2，乙醇，尿素，甘油，水
影响因素
动力：浓度差 阻力：通透性（ permeability ） 通透性 ：物质通过膜的难易程度 浓度差增大、通透性增高，扩散增大
强直收缩
特点: ①双向性 ②不衰减 ③ “全或无”现象 ④有髓神经纤维比无髓神经 纤维传导速度快,节能