最新2 细胞的基本功能
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细胞的基本功能
单纯扩散：脂溶性物质由细胞膜的高浓度一侧 向低浓度一侧的转运过程。
转运物质：O2、CO2 特点： 顺浓度差，不消耗能量
影响因素：①物质的浓度差 ②膜的通透性
易化扩散：非脂溶性物质，在膜蛋白的帮助下 由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一 侧的扩散过程。
特点：１.由高到低 ２.有选择性 ３.结构和功能受调控
兴奋性：组织或细胞接受刺激发生反应的能力 兴奋性：细胞在受刺激时产生动作电位的能力
静息电位：
细胞在未受刺 激时，存在于 细胞内外两侧 的电位差。
极化：静息电位存在时，膜内外两侧所保持的 外正内负的状态。
去极化：以静息电位为准，膜内电位向负值减 小的方向变动。
超极化：以静息电位为准，膜内电位向负值增 大的方向变动。
３.机械门控通道：内耳毛细胞、
传导过程： 激素与受体结合→激活G蛋白→激活效应器酶 （腺苷酸环化酶、磷脂酶C等）→生成第二信使 （环磷酸腺苷、三磷酸肌醇、二酰甘油等） → 引发生理效应。
传导过程： 胰岛素（各种细胞因子）与酪氨酸激酶膜外段 结合→激活膜内段蛋白激酶活性→使膜内段蛋 白激酶酪氨酸残基磷酸化或底物酪氨酸残基磷 酸化→引发细胞内功能改变。
在一定范围内， 前负荷越大，肌 肉的初长度越长 ，肌肉的收缩力 量越大——最适 初长度
后负荷减小， 收缩时张力 减小、收缩 速度增大； 后负荷增大， 收缩时张力 增大、收缩 速度减慢。
先是等长收 缩，再是等 张收缩。
载体转运：葡萄糖、氨基酸、
化学门控通道 通道转运：离子、
电压门控通道
主动转运：细胞通过耗能过程，将物质由膜的 低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。
特点：逆浓度差或逆电位差，消耗能量。
细胞的基本功能知识点总结
细胞的基本功能知识点总结一、知识概述《细胞的基本功能》①基本定义：细胞就像一个小小的生命工厂，它的基本功能就是细胞为了维持自身生存和正常运作所必须具备的能力，例如从外界获取营养、把营养转化成能量、把细胞内的物质排出到外界等功能。
②重要程度：这是整个细胞生物学的基础内容，就像建造大楼的基石一样。
如果不理解细胞的基本功能，后续学习细胞如何构成组织、器官，乃至整个生物体这些知识就会非常困难。
③前置知识：你得对细胞的基本结构有点了解，知道细胞膜、细胞质、细胞核这些大概部分都在哪儿是咋回事。
至少要知道细胞大概长啥样，就像你要了解一个机器的功能，你得先知道这机器大概的构造是差不多的道理。
④应用价值：在医学上，要是细胞摄取营养或者排出废物的功能出问题了，那就可能是疾病的根源，比方说某些肾脏疾病就是细胞的排泄功能受损。
在生物技术领域，研究细胞功能有助于开发新的药物或者基因治疗方法。
二、知识体系①知识图谱：在细胞生物学里，细胞的基本功能是基础的核心知识点，就像树干一样，分支出去，像细胞的物质运输与能量转换等都跟它紧密相连。
②关联知识：和细胞结构知识相关，因为功能是建立在结构基础上的。
比如说线粒体的功能是产生能量，就和它双层膜结构、含有多种酶这些特殊的结构分不开。
还和生物化学中的部分知识点相关，像葡萄糖怎么在线粒体里分解产生能量的化学过程。
③重难点分析：- 掌握难度：对于初学者来说有点抽象。
特别是细胞的跨膜运输，像主动运输、被动运输这些概念有点复杂。
- 关键点：理解每一种功能背后的机制。
拿离子通道来说，理解离子怎么按照浓度梯度，靠离子通道蛋白进行跨膜运输的过程很关键。
④考点分析：- 在考试中的重要性：非常重要，每次细胞生物学的考试都基本会涉及。
- 考查方式：选择题会考查概念，像问哪种运输是逆浓度梯度的；简答题可能让你阐述细胞呼吸的过程等。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：- 细胞膜的物质运输功能：细胞就像一个有城墙（细胞膜）的小城，膜上有各种各样的“城门”（运输蛋白）。
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配体与离子通道型受体结合后，引起离子通道的开放或关闭，改变细胞内外离子的浓度， 从而产生生物效应。
胞内受体介导的信号传导途径
胞内受体与配体结合
胞内受体位于细胞内，与进入细胞内的配体结合后，通过改变构象 等方式激活下游信号通路。
激活基因表达
胞内受体与配体结合后，可进入细胞核内，与DNA结合，调节基因 的表达，从而产生长期的生物效应。
专能性分化
细胞只能分化成一种或少数几种细胞类型，如肌肉细胞、神经细 胞。
转分化
已分化的细胞在特定条件下转变为另一种细胞类型，如肿瘤细胞。
衰老过程中生理变化
基因组不稳定性增加
DNA损伤累积，导致基因突变 和染色体异常。
蛋白质稳态失衡
蛋白质合成和降解失衡，导致 错误折叠蛋白累积。
代谢重编程
细胞代谢途径发生改变，如线 粒体功能障碍和氧化应激增加 。
光合作用
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把 二氧化碳和水转化成储存能量的有机 物，并且释放出氧气的过程。
呼吸作用与光合作用
呼吸作用类型
包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，其中有氧呼吸是主要的呼吸 方式。
光合作用过程
包括光反应和暗反应两个阶段，分别在叶绿体的类囊体薄膜和基质 中进行。
呼吸作用与光合作用的联系
参与蛋白质的加工、分类和运 输。
内质网
与蛋白质合成、加工、运输及 脂类代谢等有关。
溶酶体
含有多种水解酶，能分解衰老 、损伤的细胞器。
中心体
与细胞的有丝分裂有关，形成 纺锤丝。
PART 02
物质运输与能量转换
REPORTING
WENKU DESIGN
物质进出细胞方式
2.细胞的基本功能-调整
Na+- K+ pump意义：
维持细胞正常的渗透压和形态。
形成和保持细胞内外Na + 、 K +不均匀分 布是兴奋性的基础。 建立的Na +浓度势能储备是营养物质跨膜主 动转运的能量来源。
2.继发性主动转运
（secondary active transport） 指某种物质的逆浓度梯度的转运是 依赖于另一物质的浓度差造成的势能 而实现的。
（二）易化扩散（facilitated diffusion）
在体内，一些不溶于脂质或溶解度 甚小的物质，在细胞膜上一些特殊蛋白 质的帮助下，由细胞膜的高浓度的一侧 向低浓度的一侧转运。如：葡萄糖，氨 基酸及各种离子等。
1、以通道为中介的易化扩散
主要参与离子的跨膜转运 大部分通道的开放与关闭是由阀 门控制的，称门控机制。
（一）兴奋性的概念 广义：指活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力 或特性。 狭义：细胞受到刺激后产生动作电位的能力。 （二）兴奋的概念 就是指产生了动作电位
（三）细胞兴奋性的影响因素
静息电位水平
阈电位水平 离子通道的状态
（四）细胞兴奋后兴奋性的周期性变化 （1）绝对不应期（absolute refactory period, ARP） （2）相对不应期（relative refactory period, RRP） （3）超常期（supernormal peroid, SNP） （4）低常期（subnormal peroid）
实验现象
动作电位的时相
1、静息相 -70~-90mv
2、去极相
-70~-90mv+20~+40mv
超射（overshoot）值：膜内电位由零变 为正的数值。
细胞的基本功能
特点： ①转运方向是逆电-化学梯度进行的； ②需要消耗能量； ③依靠特殊膜蛋白质的“帮助” 。
分类： 原发性主动转运：直接由ATP供能 继发性主动转运：间接由ATP供能
（2）原发性主动转运 (primary active transport)
是指离子泵利用分解ATP产生的能量将离子 逆浓度梯度和（或)电位梯度进行跨膜转运的过 程。
离子通道在未激活时是关过程 称为门控过程。
（3）分类：
电压门控通道 受膜电位水平调控 化学门控通道 受膜环境中某些化学物质调控 机械门控通道 受机械刺激调控
（4）离子通道的特点 ①转运速度快 ②离子选择性 ③门控特性
2、载体介导的跨膜转运
特点: ①结构特异性 ②饱和现象 ③竞争性抑制
(1)脂溶性物质；(2)顺浓度梯度
(3)不消耗能量；(4)没有膜蛋白的参与
3、通过单纯扩散跨膜转运的物质 O2、CO2、N2、H2O、乙醇、尿素、甘油等。
4、影响单纯扩散的因素
(1)细胞膜两侧物质浓度差 (2)细胞膜对该物质的通透性：
①物质脂溶性的大小 ②分子大小
（二）膜蛋白介导的跨膜转运
被动转运 主动转运
（二）细胞膜的蛋白
主要存在形式α-螺旋或球形，约占细胞膜重 量的55%。
表面蛋白 按形式分为 整合蛋白
分类
酶蛋白
按功能分为 转运蛋白
受体蛋白
（二）细胞膜的蛋白
主要为a-螺旋蛋白或球形蛋白。
分类
表面蛋白（20～30％）
按存在形式分 整合蛋白（70～80％）
按功能分
酶蛋白 转运蛋白 受体蛋白
（三）细胞膜的糖类
经通道介导的易化扩散
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？。
细胞的基本功能
细胞的基本功能细胞是构成人体的最基本的结构和功能单位。
每种细胞分布于机体的特定部位，执行特殊的功能。
细胞的基本功能包括：细胞膜的物质转运、细胞的信号转导、细胞膜的生物电现象和肌细胞的收缩。
一、细胞膜的物质转运功能：细胞新陈代谢过程中，需要不断选择性的通过细胞膜摄入和排出某些物质。
物质的跨膜转移途径有：（1）单纯扩散：是一种简单的物理扩散，即脂溶性高和分子量小的物质从膜的高浓度一侧向低浓度一侧跨膜运动。
扩散的方向和速度取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。
浓度差越大，通透性越高，则单位时间内物质扩散的量就越多。
扩散的最终结果是使该物质在膜两侧浓度达到平衡。
（2）经载体和通道膜蛋白介导的易化扩散：带电离子和水溶性分子的跨膜转运需要膜蛋白的介导，其中经载体和通道蛋白介导的易化扩散属于被动转运，是物质顺浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运，不需要消耗能量。
（3）主动转运：是由离子泵和转运体膜蛋白组介导的消耗能量、逆浓度梯度和/或电位梯度的跨膜转运，分为原发性主动转运和继发性主动转运。
二、细胞的跨膜信号转导调节机体内各种细胞在时间和空间上有序的增值及分化，协调它们的代谢、功能和行为，主要是通过细胞间数百种信号物质实现的。
这些信号物质包括激素、神经递质和细胞因子等，根据细胞膜感受信号物质受体蛋白结构和功能特性，跨膜信号转导的路径大致分为G蛋白耦联受体、离子通道受体介导的信号转导和酶偶联受体介导的信号转导三类。
三、细胞的生物电现象（1）静息电位：静息电位是指细胞在未受到刺激时存在于细胞膜内外侧的电镀电位差。
安静状态下，细胞膜对各种离子的通透性以钾离子为最高，细胞膜中存在持续开放的非门控钾通道，因此静息电位就相当于钾离子平衡电位。
（2）动作电位：在静息电位基础上接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动，称为动作电位。
四、肌细胞的收缩（1）神经-骨骼肌接头的兴奋传递：运动神经末梢与肌细胞特殊分化的动脉膜构成神经—肌接头。
细胞的基本功能 ppt课件
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
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 提供了动力(如葡萄糖、氨基酸的吸收：以Na+-载
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竞争性(∵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)。
(三)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。
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、细胞膜的分子结构
(一)细胞膜的脂质
以液态的脂质 双分子层为基架， 具有稳定性和流动 性。
低浓度一侧移动的过程。
(2)分类： ①通道介导的易化扩散 ②载体介导的易化扩散
1.通道介导的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质：各种带电离子
2.载体介导的易化扩散
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
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
细胞的四个基本功能
细胞的四个基本功能
细胞的四个基本功能是生物学上的基本特征，这些功能包括：
1. 细胞的自我复制：细胞具有自我复制的能力，可以通过分裂产生新的细胞。
这是生物体生长和繁殖的基础。
2. 细胞的代谢：细胞通过代谢过程来获取能量和物质，以维持自身的生存和功能。
代谢包括吸收、消化、合成和分解物质等一系列化学反应。
3. 细胞的分化：细胞分化是指细胞从未分化状态转变为特定功能的细胞类型。
在多细胞生物体中，细胞分化是形成不同组织和器官的基础。
4. 细胞的调控：细胞通过内部和外部信号来调控其生理过程和功能。
这些信号可以来自细胞内的遗传物质或外部环境的因素，例如激素、神经传递物质等。
细胞的调控使其能够适应环境的变化并保持稳态。
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参考文献
1. 神经生物学纲要 徐科 科学出版社 2000 Ch.2
2. 外周神经系统电生理学 神经生理学手册(1) S.W.Kuffler等 上海科学技术出版社 1984 Ch.3
1.细胞的静息电位 细胞在安静时，存在于细胞膜内外两侧的
电位差，称为跨膜静息电位，简称静息膜电位或 静息电位。
• 通常以膜外电位为0，则静息电 位常用负值来表示。现已证明， 几乎所有的细胞都存在静息电位， 一般在 -10 ~ -100 mV。
• 在现代生理学文献中，将细胞在 静息时膜外侧带正电，膜内侧带 负电的状态称为极化状态； 极化状态加大时，称为超极化； 极化状态减小时，称为去极化。
• 直到上世纪四十年代，Hodgkin等开始利用枪乌鲗的巨大神 经轴突进行了一系列有意义的实验，不仅对经典膜学说关 于静息电位产生机制的假说予以证实，而且对动作电位的 产生提出了新的解释和论证。
• 可以认为，目前关于静息电位和动作电位产生的最一般原 理已得到阐明，即细胞各种生物电现象的表现，主要是由 于某些带电离子在细胞膜两侧的不均衡分布，以及膜在不 同情况下对这些离子的通透性发生改变所造成的。
胞外 胞内
低K+ 高K+
K+ +
+
K+
+
+
K+
+ +
EK
(细胞膜仅对K+通透)
静息 状态
胞外
高Na+
细胞的基本功能
1 细胞的基本功能一、细胞膜的结构与物质转运功能：4 2：哺乳动物细胞细胞膜具有物质转运、能量转换、物质识别、细胞识别、细胞免疫、神经传导、代谢调控、特殊的药物作用及肿瘤发生作用等功能细胞内部也存在着类似的细胞膜的膜性结构1、细胞膜的结构①脂质双分子层模型：认为细胞的膜是由两层脂质分子组成的，两分子的碳氢链端相对排列、垂直于表面。
②流体镶嵌模型认为膜的共同结构特点是以液态脂质双分子层机架，其中镶嵌着具有不同分子结构，因而也具有不同生理功能的蛋白质，有的蛋白质分子贯穿分子层。
有的只穿过部分双分子层。
2、细胞膜的成分各种膜结构主要由脂质、蛋白质、糖以及水、金属离子等物质组成。
①脂质双分子层：磷脂 70％以上胆固醇少于30％酯类少量磷脂类结构如下：碱基-Pi-CH2-CH-CH2-脂酸︱脂酸磷脂结构特点：热力学稳定→解释细胞膜受张力变形而不破裂使膜具有流动性：只横向运动，不能掉头②蛋白质表面蛋白质 20～30％与膜脂质两种结合形式结合蛋白质 70～80％③糖类：含量少，主要是寡糖和多糖链糖链的意义：在于以其单糖排列顺序上的特异性，作为它们所在细胞或它们所结合的蛋白质的特异性“标志”。
3、细胞膜的跨膜物质转运功能常见的跨膜物质转运形式：①被动转运：指物质从高浓度的一侧通过细胞膜运送到低浓度的一侧，即顺浓度的方向跨膜转运的过程。
特点：a、顺浓度差 b、消耗化学势能，不需ATPa、单纯扩散：物质分子按扩散原理作跨膜运动或转运，是一种单纯的物理过程。
Eg:O2、CO2、甘油、尿素等b、易化扩散：G和aa等稍大些的极性分子和有些带电离子通过C膜时，不是通过膜的脂质分子间隙，而是依靠膜上一些具有特殊结构的膜蛋白的帮助而完成的转运过程。
载体介导的：两种方式化学一丛性通道通道介导的(具有选择性) 电压依从通道②主动转运：指物质逆浓度方向跨膜转运的过程。
特点：递电——化学梯度，消耗ATP，同向或反向，有选择性抑制。
主动转运是机体最重要的物质转运形式。
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主动转运（active transport）
定义：逆电－化学梯度（低 高），需要消耗能量 分类：原发性主动转运 （primary active transport ）
2 细胞的基本功能
第一节 细胞概述 一、细胞的基本结构
1.细胞：生命有机体结构和功能基本单位。 2.细胞的组成:（图）
细胞膜：能量转换、物质转运、信号转导等 细胞质：多种细胞器如线粒体、内质网、高尔基体等 细胞核：染色体等遗传物质
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二、细胞膜的结构特点
（一）细胞膜的结构——“液态镶嵌模型 ” (fluid mosaic model): 1972年，Singer和Nicolson提出：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 蛋白质。
继发性主动转运（secondary active transport） 钠钾泵：钠泵，Na+-K+依赖式ATP酶,是一种跨膜蛋白质（图） 机制：分解1分子ATP，可使3个Na+移出膜外，2个K+移入膜 内。 意义：①造成细胞膜内高K+和膜外高Na+的不均衡离子分布， 为细胞正常代谢及功能发挥所必需；
2.细胞膜的不对称性
细胞膜的不对称性指细胞膜内外两层的结构和功能上存在很 大差异。①脂质分布不对称；②膜蛋白的分布也不对称；这样 就导致了细胞膜功能上的不对称。
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第二节 细胞膜的物质转运功能
两种形式：主动转运和被动转运
被动转运的两种形式 单纯扩散（简单扩散）和易化扩散
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被动转运（passive transport）
如N-型ACH受体
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化学门控通道——N-型ACH受体
Na+通道
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Ach与后膜上受体结合,Na+进入肌细胞e-gated channel）
是由几个亚基组成的多聚体蛋白质，分子结构中存在着对 跨膜电位改变敏感的结构或压单位，因通道的开/放取决于膜电 位的变化，故称为电压门控通道。如 Na+，K+，Ca2+的电压门 通道。
②建立势能储备：继发性主动转运（secondary active transport）所需（图）;
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其它离子泵：
钙泵：Ca2+-Mg2+ATP酶，肌浆网膜。 碘泵：甲状腺上皮细胞膜，依赖钠泵，主动泵入I-。 氢泵：H+-K+ATP酶，胃粘膜壁细胞膜。 特点：分子本身一般都具有ATP酶活性，可分解ATP， 释放能量，并利用此能量进行离子的逆势能差转运。
③糖类：寡糖链和多糖链，与膜上脂质或蛋白质结合形成糖
脂或糖蛋白呈树枝状突出细胞表面。由于单糖排列顺序存在 特异性，因而形成了各种细胞表面特异的标志。
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（三）细胞膜的特性 1.细胞膜的流动性: “液晶态”
细胞膜的流动性是指膜脂和膜蛋白处于不断运动的状态。膜 的流动性一般只允许脂质分子在同一单层内做横向扩散运动或 沿自身长轴做旋转运动。膜蛋白的运动以横向扩散和旋转运动 为主，但往往局限于某一特定的区域。
（2）出胞：指某些大分子物质或团块由细胞排出的
过程。例如，腺细胞分泌某些酶和粘液，内分泌腺分泌激 素以及神经末稍释放递质等都属于出胞作用。（图）
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第三节 细胞的跨膜信息传递功能
一、跨膜信息传递的概念
transmembrane signaling transmission
外界信号作用于细胞表面，通过引起膜结构中 特殊蛋白质分子的变构作用，将外界信息以新的信 号形式传向膜内，引起靶细胞产生相应的生物学效 应的过程。
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（二）细胞膜的化学组成
①脂质双分子层：磷脂双分子层
磷脂：70%，长杆状，亲水端由磷酸和碱基组成，疏水性端由脂肪酸烃链组成 胆固醇：30%,与膜的流动性大小有关。
②蛋白质：球形蛋白，包括周围蛋白和结合蛋白。
运输蛋白：载体、通道和离子泵等。 受体蛋白：辨认和接受特异的化学性刺激或与信号有关的
蛋白质。 配体 + 受体 细胞特异的生理生化反应 识别蛋白：细胞标志作用，供免疫系统或免疫物质辨认 肌动蛋白：参与细胞膜运动。
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4.入胞（endocytosis）和出胞（ ex（oc1y）to入si胞s)：指细胞外某些大分子物质或团块（例如
侵入动物体内的细菌、病毒或大分子蛋白质等）被整批转 入细胞的过程。 （图） “受体介导的入胞” 如进入的物质是固体物质，便称为吞噬（phagocytosis） 如进入的是液体物质，则称为吞饮（pinocytosis）
1.单纯扩散（简单扩散，simple diffusion）
定义：顺电－化学梯度（高低），脂溶性分子如乙醚，小分子 水溶性物质，如水、甲醇和溶解的气体等。 特点：被动转运，无须载体。扩散量 浓度梯度 膜通透性。
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2.易化扩散 (facilitated diffusion)
定义：顺电－化学梯度（高低），但需要特殊蛋白帮助；非脂溶性物质 或脂溶性小的物质如葡萄糖、氨基酸及各种离子等；属于被动转运。 以“载体”为中介的易化扩散（carrier）：glucose, amino acid等(图) 特点：结构特异性，饱和现象，竞争抑制。 机制：载体蛋白分子内部的变构 以“通道”为中介的易化扩散（channel）：Na+,K+,Ca2+离子(图) 特点：通道的构型和功能状态受各种理化因素的影响；有一定特异性。
即：外界信号 膜蛋白变构 胞内信号
细胞功能改变
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二、跨膜信息传递的主要方式
（一）由离子通道介导的跨膜信号转导 （二）由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导 （三）酶耦联受体介导的跨膜信号转导
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一、由离子通道介导的跨膜信号转导
（一）化学门控通道（ chemically-gated channel ）
大多数是由α2、β、γ、δ亚基组成的一 种五聚体蛋白质，其 结构中的α亚基具有与化学信号(如Ach)特异性结合的能力，并因 此引起其通道开放，靠相应离子的易化扩散完成跨膜信号传递， 这种靠化学信号作用而开放的通道称为化学门控通道 ， 因通道本身为受体蛋白，故也称为通道型受体或促离子型受体。