第一章细胞生理ppt课件

1、一、细胞膜的根本构造一、细胞膜的根本构造与物质转运功能与物质转运功能二、细胞间的信息传送二、细胞间的信息传送细胞生理一、细胞膜的根本构造与物质转运功能一、细胞膜的根本构造与物质转运功能1、膜的化学组成和分子构造、膜的化学组成和分子构造2、膜物质转运功能、膜物质转运功能半透膜半透膜单纯分散单纯分散Simple diffusion易化分散易化分散Faciliated diffusion自动转运自动转运Active transport入胞和出胞作用入胞和出胞作用Endocytosis and Exocytosis细胞生理“液态镶嵌模型液态镶嵌模型Fluid mosaic model 膜以液态的脂质双

2、分子层为支架，其中镶嵌的不膜以液态的脂质双分子层为支架，其中镶嵌的不同构造和功能的蛋白质同构造和功能的蛋白质Singer & Nicolson 1972 细胞生理膜膜 脂：磷脂、胆固醇脂：磷脂、胆固醇膜蛋白：镶嵌于脂质双层介导细胞功能的实现膜蛋白：镶嵌于脂质双层介导细胞功能的实现膜膜 糖：糖： 糖脂、糖蛋白起细胞标识的作用糖脂、糖蛋白起细胞标识的作用构成膜的骨架构成膜的骨架细胞生理半透膜方式图半透膜方式图细胞生理单纯分散单纯分散Simple diffusion： 靠这种方式进展转运的物质较少，例如：二氧化碳、氧气靠这种方式进展转运的物质较少，例如：二氧化碳、氧气条条 件件 1细胞膜两侧

3、存在物质细胞膜两侧存在物质的浓度差或电位差；的浓度差或电位差；指一些小的脂溶性物质依托分指一些小的脂溶性物质依托分子运动从浓度高的一侧经过细胞膜子运动从浓度高的一侧经过细胞膜的脂质双分子层向浓度低的一侧分的脂质双分子层向浓度低的一侧分散的方式。散的方式。2细胞膜对该物质有通透性。细胞膜对该物质有通透性。 细胞生理易化分散易化分散Facilitated diffusion： 某些物质可以依托细胞膜上的特殊蛋白的协助，顺电某些物质可以依托细胞膜上的特殊蛋白的协助，顺电-化学梯度经过细胞膜的转运方式。化学梯度经过细胞膜的转运方式。分分 类：类： 1载体介导的易化分散；载体介导的易化分散；特特 点：点

4、： 1顺电顺电-化学梯度进展转运，转运过程不耗费化学梯度进展转运，转运过程不耗费ATP； 2转运过程中必需有膜蛋白的协助介导。转运过程中必需有膜蛋白的协助介导。2离子通道介导的易化分散。离子通道介导的易化分散。细胞生理细胞生理特特 点：点： 自动转运自动转运Active transport： 在细胞膜上载体的协助在细胞膜上载体的协助下，经过耗费下，经过耗费ATP，将某种，将某种物质逆浓度梯度进展转运的物质逆浓度梯度进展转运的过程。过程。1逆浓度梯度转运；逆浓度梯度转运；2耗能耗能ATP 。 动画动画细胞生理 是指某些物质与细胞膜接触，导是指某些物质与细胞膜接触，导致接触部位的质膜内陷以包被该物

5、质，致接触部位的质膜内陷以包被该物质，然后出现膜构造交融和断裂，使该物然后出现膜构造交融和断裂，使该物质连同包被它的质膜一同进入胞浆的质连同包被它的质膜一同进入胞浆的过程，含吞饮过程，含吞饮Pinocytosis和吞噬和吞噬Phagocytosis。出胞作用出胞作用Exocytosis： 出胞与入胞相反，指某些大分子物质或颗粒从细胞排出出胞与入胞相反，指某些大分子物质或颗粒从细胞排出的过程，主要见于细胞的分泌活动等。的过程，主要见于细胞的分泌活动等。入胞作用入胞作用Endocytosis：动画动画细胞生理细胞生理1、细胞的生物电景象及其产活力制、细胞的生物电景象及其产活力制2、细胞膜的信号转导

6、系统、细胞膜的信号转导系统二、细胞间的信息传送二、细胞间的信息传送 动物体各种器官之间的功能协调以及整体一致性的维持主要依托组织与组织之间、细胞与细胞之间的信息传送来完成的。细胞生理1细胞的静息电位细胞的静息电位Resting potential2细胞的动作电位细胞的动作电位Action potential3兴奋的引起与传导兴奋的引起与传导 一个活的细胞无论是它处于安静形状还是活动形状都是存在电活动，这种电活动称为生物电景象。其中包括静息电位和动作电位。1 1、细胞的生物电景象及其产活力制：、细胞的生物电景象及其产活力制：细胞生理静息电位静息电位 细胞在静息形状下存细胞在静息形状下存在于细胞膜

7、两侧的电位差，在于细胞膜两侧的电位差，称为静息电位，也称跨膜称为静息电位，也称跨膜静息电位。静息电位。静息电位产生的机制静息电位产生的机制细胞生理静息电位静息电位静息电位产生的机制静息电位产生的机制K+Na+Cl-Na+Cl-K+膜内膜内膜外膜外281111330离子浓度差离子浓度差= =电位差电位差 在静息形状下，细胞膜内在静息形状下，细胞膜内K+的高浓度和安静时膜主要的高浓度和安静时膜主要对对K+的通透性，是大多数细的通透性，是大多数细胞产生和维持静息电位的主要胞产生和维持静息电位的主要缘由。缘由。K+的平衡电位的平衡电位细胞生理动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制术语术语

8、 指可兴奋细胞遭指可兴奋细胞遭到刺激而兴奋时，在到刺激而兴奋时，在静息电位的根底上膜静息电位的根底上膜两侧的电位发生快速两侧的电位发生快速而可逆的倒转和复原而可逆的倒转和复原的过程。的过程。细胞生理动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制极化极化polarization膜两侧存在的膜两侧存在的内负外正的电位形状。内负外正的电位形状。去极化去极化Depolarization膜电位绝膜电位绝对值逐渐减小的过程。对值逐渐减小的过程。超极化超极化Over-polarization膜电膜电位绝对值高于静息电位的形状。位绝对值高于静息电位的形状。复极化复极化Repolarization膜电位去

9、膜电位去极化后逐渐恢复极化形状的过程。极化后逐渐恢复极化形状的过程。术语术语细胞生理动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制术语术语第一阶段：动作电位上升支的构成第一阶段：动作电位上升支的构成 去极化相的构成去极化相的构成 产生缘由：由于刺激引起膜对产生缘由：由于刺激引起膜对Na+的通透性瞬间增大的通透性瞬间增大Na离子通离子通道被激活，膜外的道被激活，膜外的Na+内流，使内流，使膜电位由膜电位由-70mV添加至添加至0mV，进而，进而上升为上升为+30mV，Na+通道随之失活。通道随之失活。细胞生理动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制术语术语第二阶段：动作电位下降

10、支构成：第二阶段：动作电位下降支构成： Na+通道失活后，膜恢复了对通道失活后，膜恢复了对K+的通透性，大量的的通透性，大量的K+外流。使膜电外流。使膜电位由正值向负值转变，构成了动作位由正值向负值转变，构成了动作电位的下降支。电位的下降支。 动作电位是在极短的时间内产生动作电位是在极短的时间内产生的，因此，在体外描记的图形为一的，因此，在体外描记的图形为一个短促而锋利的脉冲图形，似山峰个短促而锋利的脉冲图形，似山峰般，称为峰电位般，称为峰电位Spike potential。细胞生理动作电位动作电位动作电位产生的机制动作电位产生的机制术语术语第三阶段：后电位的构成：第三阶段：后电位的构成： 当

11、膜电位接近静息电位程当膜电位接近静息电位程度时，度时，K+的跨膜转运停顿。的跨膜转运停顿。随后，膜上的随后，膜上的Na+-K+泵泵Na+-K+-ATP酶被激活，酶被激活，将膜内的将膜内的Na+离子向膜外转运，离子向膜外转运，同时，将膜外的同时，将膜外的K+向膜内运向膜内运输，构成了负后和正后电位。输，构成了负后和正后电位。细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导一切活组织在遭到刺激时，都可以应对性地出现一切活组织在遭到刺激时，都可以应对性地出现一些特殊的反响和暂时性的机能改动。一些特殊的反响和暂时性的机能改动。可兴奋组织可兴奋组织Exitable tissue遭到刺激遭到刺激时，可以产

12、生动作电位的组织。时，可以产生动作电位的组织。兴奋性的变化兴奋性的变化兴兴 奋奋Exitation细细 胞遭到刺激后产生胞遭到刺激后产生动作电位的过程。动作电位的过程。兴奋性兴奋性Exitability细胞遭到刺激后具细胞遭到刺激后具有产生动作电位的才干。有产生动作电位的才干。细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导刺刺 激激引起组织产引起组织产生反响的各种内生反响的各种内外环境的变化。外环境的变化。刺激引起兴奋的条件：刺激引起兴奋的条件： 刺激强度刺激强度 刺激时间刺激时间 刺激强度对于时间的变化率刺激强度对于时间的变化率兴奋性的变化兴奋性的变化上述三种条件均到达阈值才干引起兴奋。上

13、述三种条件均到达阈值才干引起兴奋。细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导 在比较不同组织的兴奋性时，采用强度在比较不同组织的兴奋性时，采用强度-时间曲线较困难，因此，时间曲线较困难，因此，普通固定刺激时间，仅采用刺激强度大小来判别。普通固定刺激时间，仅采用刺激强度大小来判别。 阈刺激阈刺激产生动作电位所需的最小刺激强度。产生动作电位所需的最小刺激强度。 阈上刺激阈上刺激大于阈刺激的刺激强度。大于阈刺激的刺激强度。 阈下刺激阈下刺激小于阈刺激的刺激强度。小于阈刺激的刺激强度。 阈下刺激不能引起动作电位或组织、细胞的兴奋，但并非对组织细阈下刺激不能引起动作电位或组织、细胞的兴奋，但并非对

14、组织细胞不产生任何影响。胞不产生任何影响。兴奋性的变化兴奋性的变化细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导“部分电流学说部分电流学说 细胞膜上任何一个部位受细胞膜上任何一个部位受刺激后所产生的动作电位，都刺激后所产生的动作电位，都可以沿着细胞膜向周围扩布，可以沿着细胞膜向周围扩布，使兴奋部位与未兴奋部位之间使兴奋部位与未兴奋部位之间构成部分电流，导致整个细胞构成部分电流，导致整个细胞膜都阅历一次跨膜离子挪动，膜都阅历一次跨膜离子挪动，实现动作电位在膜上的传导。实现动作电位在膜上的传导。兴奋性的变化兴奋性的变化1、绝对不应期：、绝对不应期： 锋电位上升支与下降支初期锋电位上升支与下降支初

15、期 特点：对任何刺激均不产生反响。特点：对任何刺激均不产生反响。2、相对不应期：、相对不应期： 锋电位下降支的后期锋电位下降支的后期 特点：对阈上刺激反响。特点：对阈上刺激反响。3、超凡期：负后电位、超凡期：负后电位 特点：对阈下刺激产生反响。特点：对阈下刺激产生反响。4、低常期：正后电位、低常期：正后电位 特点：对阈上刺激产生反响。特点：对阈上刺激产生反响。 细胞生理兴奋的引起兴奋的引起兴奋的传导兴奋的传导兴奋性的变化兴奋性的变化细胞生理细胞生理各种化学物质以及非化学性的外界刺激信号，各种化学物质以及非化学性的外界刺激信号，大多数作用到细胞膜上，经过跨膜信号传送大多数作用到细胞膜上，经过跨膜信号传送transmembrane signaling，引起细胞功能活，引起细胞功能活动的改动。动的改动。第一信使：激素、神经递质和细胞因子第一信使：激素、神经递质和细胞因子2、细胞膜的信号转导系统：、细胞膜的信号转导系统：细胞生理 根据参与信号转导蛋白质种类的不同可将信号转导系统分为以下三大类：1、G蛋白耦联受体介导的信号转导蛋白耦联受体介导的信号转导2、酶耦联受体介导的信号转导、酶耦联受体介导的信号转导3、离子通道介导的信号转导、离子通道介导的信号转导细胞生理G蛋白耦联受体介导信号转导的主要步骤蛋白耦联受体介导信号转导的主要步骤配体配体+受体受体G蛋白