生理学细胞的基本功能演示文稿学习教案

1、会计学1生理学细胞的基本功能演示生理学细胞的基本功能演示(ynsh)文稿文稿第一页，共40页。第一节第一节 细胞的基本结构跨膜物质细胞的基本结构跨膜物质(wzh)转运功能转运功能一、细胞膜的结构一、细胞膜的结构(jigu)基本基本(jbn)骨架骨架镶嵌蛋白质镶嵌蛋白质糖类伸出于外表面糖类伸出于外表面第1页/共40页第二页，共40页。（一）被动（一）被动(bidng)转运转运概念概念(ginin)：脂溶性小分子物质由膜的高浓度到低浓度：脂溶性小分子物质由膜的高浓度到低浓度决定扩散速度决定扩散速度(sd)的因素：浓度差；膜的通透性的因素：浓度差；膜的通透性转运的物质：转运的物质：氧气、二氧化碳、脂

2、类等氧气、二氧化碳、脂类等二、细胞膜的跨膜物质转运功能二、细胞膜的跨膜物质转运功能1.单纯扩散单纯扩散第2页/共40页第三页，共40页。2.易化扩散易化扩散(kusn)概念概念(ginin)：非脂溶性或脂溶性小的小分子：非脂溶性或脂溶性小的小分子、离子物、离子物 质在膜蛋白的帮助下，由高浓度一侧向质在膜蛋白的帮助下，由高浓度一侧向 低浓度一侧移动通过细胞膜的方式低浓度一侧移动通过细胞膜的方式转运转运(zhun yn)的物质：葡萄糖；氨基酸；的物质：葡萄糖；氨基酸；无机盐无机盐易化扩散易化扩散通道扩散：无机盐通道扩散：无机盐载体扩散：葡萄糖和氨基酸载体扩散：葡萄糖和氨基酸第3页/共40页第四页，

3、共40页。载体载体(zit)转运转运通道通道(tngdo)扩散扩散通道的状态通道的状态(zhungti)：通道的分类：通道的分类：特点特点：特异性；：特异性； 饱和性；饱和性； 竞争抑制竞争抑制第4页/共40页第五页，共40页。（二）主动（二）主动(zhdng)转运转运特点特点: 需要消耗能量需要消耗能量,能量由分解能量由分解ATP来提供；来提供； 依靠特殊膜蛋白质依靠特殊膜蛋白质(泵泵)的的“帮助帮助(bngzh)”； 是逆电是逆电-化学梯度进行的化学梯度进行的概念概念:指小分子物质逆浓度梯度或电位梯度的转运指小分子物质逆浓度梯度或电位梯度的转运(zhun yn)过程。过程。第5页/共40页

4、第六页，共40页。1.1.原发性主动原发性主动(zhdng)(zhdng)转运转运 Na+-K+ Na+-K+泵又称泵又称Na+-K+-ATPNa+-K+-ATP酶，简称钠泵。酶，简称钠泵。 当 膜 内 钠当 膜 内 钠离 子离 子 或或膜外钾离子膜外钾离子时，都被时，都被激 活激 活 ( j ( j hu)hu)，ATPATP分解产生能分解产生能量，将胞内量，将胞内3 3个个Na+Na+移至移至胞外和将胞胞外和将胞外外2 2个个K+K+移移入胞内。入胞内。第6页/共40页第七页，共40页。生物电产生的基础；生物电产生的基础；是其它物质继发主动转运的动力是其它物质继发主动转运的动力细胞内高钾是

5、胞浆内许多代谢反应所必需的细胞内高钾是胞浆内许多代谢反应所必需的防止细胞内水肿防止细胞内水肿钠泵活动钠泵活动(hu dng)的意义：的意义：第7页/共40页第八页，共40页。2.继发性主动继发性主动(zhdng)转运转运继发性主动继发性主动(zhdng)转运示意图转运示意图转运转运Na+Na+的同时的同时(tngsh)(tngsh)伴随着其它物伴随着其它物质的转运质的转运第8页/共40页第九页，共40页。入胞出胞（三）出入(chr)胞作用第9页/共40页第十页，共40页。第二节细胞第二节细胞(xbo)的生物电现象的生物电现象概念：细胞在活动时伴有电现象概念：细胞在活动时伴有电现象(xinxin

6、g)的产生的产生生物电生物电（跨膜电位）（跨膜电位）静息静息(jn x)电位电位动作电位动作电位第10页/共40页第十一页，共40页。证明证明(zhngmng)RP(zhngmng)RP的的实验实验 （ 甲 ） 当（ 甲 ） 当 A A 、 B B 电 极电 极(dinj)(dinj)都位于细胞膜外都位于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无，无电位改变，证明膜外无电位差。电位差。（乙）当（乙）当A A电极位于细胞膜外电极位于细胞膜外,B,B电电极 插 入 膜 内 时 ， 有 电 位 改 变极 插 入 膜 内 时 ， 有 电 位 改 变(gibin)(gibin)，证明膜内、外有电，证明膜内、外有电

7、位差。位差。（丙）当（丙）当A A、B B电极都位于细胞膜电极都位于细胞膜内，无电位改变，内，无电位改变，证明膜内无电位证明膜内无电位差差。一、静息电位一、静息电位( (RP)RP)（一）概念（一）概念：细胞处于安静状态：细胞处于安静状态 下，细胞膜两侧的电位差下，细胞膜两侧的电位差大小大小：-70-90mv第11页/共40页第十二页，共40页。(1)(1)静息状态下细胞膜内、外离子静息状态下细胞膜内、外离子(lz)(lz)分布不匀分布不匀（二）静息电位（二）静息电位(din wi)(din wi)的产生机制的产生机制1.RP1.RP的产生的产生(chnshng)(chnshng)条件条件主要

8、离子分布主要离子分布：膜内膜内：膜外膜外：第12页/共40页第十三页，共40页。(2)(2)静息静息(jn(jn x) x)状态下膜对离子有选择性通透性状态下膜对离子有选择性通透性 通透性：通透性：K+ K+ Cl- Cl- Na+ Na+ A- A-结论结论:RP:RP的产生主要是的产生主要是K K外流所形成外流所形成(xngchng)(xngchng)的电化学平衡电位。的电化学平衡电位。第13页/共40页第十四页，共40页。二、动作电位二、动作电位(AP)(AP) （一）概（一）概 念念 可兴奋细胞可兴奋细胞(xbo)(xbo)受到刺激，膜在受到刺激，膜在RPRP基础上发生一基础上发生一

9、次短暂的、可逆的次短暂的、可逆的, ,可扩布的电位波动。可扩布的电位波动。第14页/共40页第十五页，共40页。去去 极极 化化上上 升升 支支下降支下降支刺激刺激局部电位局部电位阈电位阈电位去极化去极化零电位零电位反极化（超射）反极化（超射）复极化复极化（负、正）后电位（负、正）后电位超射阈电位(din wi)第15页/共40页第十六页，共40页。AP的特征的特征 不衰减传导不衰减传导; “全或无全或无”现象现象; 脉冲式脉冲式 。AP的意义的意义(yy) AP是细胞兴奋的客观标志。是细胞兴奋的客观标志。 第16页/共40页第十七页，共40页。小结：与小结：与APAP相关的概念相关的概念 极

10、极 化化: :膜外正内负的状态。膜外正内负的状态。 去极过程去极过程: :膜内外膜内外(niwi)(niwi)电位差向小于电位差向小于RPRP值的方向变化。值的方向变化。超极化超极化: :膜内外膜内外(niwi)(niwi)电位差向大于电位差向大于RPRP值的方向变化。值的方向变化。复极化复极化: :去极化后再向极化状态恢复的过程。去极化后再向极化状态恢复的过程。反极化反极化: :膜外带正电膜内带等量的负电。膜外带正电膜内带等量的负电。 阈电位阈电位: :引发引发APAP的临界膜电位数值。的临界膜电位数值。局部电位局部电位: :低于阈电位的去极化电位。低于阈电位的去极化电位。第17页/共40页

11、第十八页，共40页。1.AP产生的基本条件产生的基本条件 (1)膜内外膜内外(niwi)存在存在Na+差差(2)膜受到刺激时，对离子通透性增加膜受到刺激时，对离子通透性增加（二）动作电位的产生（二）动作电位的产生(chnshng)(chnshng)机制机制第18页/共40页第十九页，共40页。2.AP2.AP的产生的产生(chnshng)(chnshng)机制机制（APAP下降下降(xijing)(xijing)支）支）刺激刺激膜上膜上少量少量NaNa+ +通道开放通道开放NaNa+ +顺浓度差少量内流顺浓度差少量内流局部电局部电位位 阈电位阈电位NaNa通道大量开放通道大量开放Na+Na+内

12、流内流NaNa+ + i i、KK+ + O O 激活激活NaNa+ +K K+ +泵泵APAP上升支上升支NaNa+ +内流停内流停+ +同时同时K K+ +通道激活通道激活K K迅速外流迅速外流离子恢复到兴奋前水平离子恢复到兴奋前水平第19页/共40页第二十页，共40页。APAP的产生的产生(chnshng)(chnshng)机制（放大过程）机制（放大过程）APAP上升上升(shngshng)(shngshng)支支APAP下降下降(xijing)(xijing)支支膜外膜内第20页/共40页第二十一页，共40页。结论结论 1. AP上升支由上升支由Na内流形成，内流形成， 下降支是下降支

13、是K外流形成，外流形成， 后电位与后电位与NaK泵活动有关泵活动有关(yugun)。 2. AP=K+ Na的平衡电位。的平衡电位。第21页/共40页第二十二页，共40页。（三）阈电位（三）阈电位(din wi)和动作电位和动作电位(din wi)的引起的引起阈电位与阈强度的区别？阈电位与阈强度的区别？局部电位与动作电位的区别？局部电位与动作电位的区别？局部电位的特点：局部电位的特点：1.电位幅度小并衰减电位幅度小并衰减(shui jin)；2.无全和无现象；无全和无现象；3.可以总合；可以总合；4.无不应期。无不应期。第22页/共40页第二十三页，共40页。（四）动作电位的传导（四）动作电位

14、的传导(chundo)机理机理传导机制：局部传导机制：局部(jb)电流电流第23页/共40页第二十四页，共40页。传导方式传导方式无髓鞘无髓鞘N N纤维纤维(xinwi)(xinwi)：近距离局部电流；：近距离局部电流；有髓鞘有髓鞘N N纤维纤维(xinwi)(xinwi)：远距离局部电流：远距离局部电流( (跳跃式跳跃式) )。有髓神经纤维(shn jn xin wi)无髓神经纤维(shn jn xin wi)第24页/共40页第二十五页，共40页。（五（五) ) 细胞兴奋细胞兴奋(xngfn)(xngfn)后兴奋后兴奋(xngfn)(xngfn)性的变化性的变化 绝对不应期：无论多强的刺激

15、也不能再次兴奋的期间绝对不应期：无论多强的刺激也不能再次兴奋的期间(qjin)(qjin)。 相对不应期：较强的刺激强度才能再次兴奋期间相对不应期：较强的刺激强度才能再次兴奋期间(qjin)(qjin)。 超常期：较小的刺激强度便能再次兴奋的期间超常期：较小的刺激强度便能再次兴奋的期间(qjin)(qjin)。 低常期：较强的刺激强度才能再次兴奋的期间低常期：较强的刺激强度才能再次兴奋的期间(qjin)(qjin)。第25页/共40页第二十六页，共40页。第三节第三节 骨骼肌细胞的收缩功能骨骼肌细胞的收缩功能(gngnng)(gngnng)一、一、NMNM接头处的兴奋传递接头处的兴奋传递 （一

16、）（一）N-MN-M接头的结构接头的结构(jigu)(jigu) 接头前膜：囊泡内含接头前膜：囊泡内含 ACh ACh 接头间隙：约接头间隙：约50-60nm50-60nm 接头后膜：又称终板膜。存在接头后膜：又称终板膜。存在 ACh ACh受体（受体（N2N2受体）受体） 能与能与AChACh发生特异性发生特异性 结合。无电压性门结合。无电压性门 控性钠通道。控性钠通道。接头接头(ji tu)间隙间隙第26页/共40页第二十七页，共40页。（二）（二）N-MN-M接头处的兴奋传递接头处的兴奋传递(chund)(chund)过程过程APAP传到轴突末稍传到轴突末稍膜膜Ca2Ca2通道开放通道开

17、放(kifng)(kifng)，Ca2Ca2向膜内流动向膜内流动接头前膜内囊泡移动、融合、破裂接头前膜内囊泡移动、融合、破裂(pli)(pli)，囊泡中的囊泡中的AChACh释放释放( (量子释放量子释放) )AChACh与终板膜上的与终板膜上的AChACh门控通道结合门控通道结合膜对膜对NaNa、K K ( (尤其是尤其是NaNa) )通透性通透性终板膜去极化终板膜去极化终板电位终板电位（EPPEPP）EPPEPP电紧张性扩布至肌膜电紧张性扩布至肌膜去极化达到阈电位去极化达到阈电位爆发肌细胞膜爆发肌细胞膜APAP临床有机磷中毒第27页/共40页第二十八页，共40页。 （三）N-M接头(ji

18、tu)处的兴奋传递特征 1.是电-化学-电的过程 2.具1对1的关系 接头(ji tu)前膜一个AP，能引起肌细胞兴奋和 收缩一次 神经末梢的一次AP只能引起一次肌细胞兴奋 和收缩（终板膜含丰富的胆碱酯酶，能迅速 水解ACh）。 3.时间延搁 4.易受环境变化的影响第28页/共40页第二十九页，共40页。一、骨骼肌细胞的微细一、骨骼肌细胞的微细(wix)结构结构第29页/共40页第三十页，共40页。 是肌细胞收缩是肌细胞收缩(shu (shu su)su)的基本结构和功能的基本结构和功能单位。单位。（一）肌管系统（一）肌管系统(xtng) (xtng) 横管系统横管系统(xtng)(xtng)

19、：T T管。管。 纵管系统纵管系统(xtng)(xtng)：L L管。管。 三联管：三联管：T T管管+ +终池终池2 2（二）肌原纤维和肌小节（二）肌原纤维和肌小节(xioji) (xioji) 第30页/共40页第三十一页，共40页。 ( (一）肌丝的分子结构一）肌丝的分子结构粗肌丝：横桥粗肌丝：横桥 （1 1）能与细肌丝上结合位点可逆性结合）能与细肌丝上结合位点可逆性结合; ; （2 2）具有）具有ATPATP酶作用酶作用, ,与结合位点结合与结合位点结合 后后, ,分解分解ATPATP提供横桥扭动（肌提供横桥扭动（肌 丝滑行丝滑行(huxng)(huxng)）和作功的能量。）和作功的能

20、量。 细肌丝细肌丝: : 肌动蛋白：有与横桥结合肌动蛋白：有与横桥结合(jih)(jih)位点，静息时被原肌球蛋位点，静息时被原肌球蛋白掩盖；原肌球蛋白：静息时掩白掩盖；原肌球蛋白：静息时掩盖横桥结合盖横桥结合(jih)(jih)位点；肌钙蛋位点；肌钙蛋白：与白：与Ca2+Ca2+结合结合(jih)(jih)变构后变构后, ,使原肌球蛋白位移，暴露出结合使原肌球蛋白位移，暴露出结合(jih)(jih)位点。位点。二、骨骼肌的收缩二、骨骼肌的收缩(shu su)原理原理第31页/共40页第三十二页，共40页。（二）骨骼肌收缩（二）骨骼肌收缩(shu su)过程过程第32页/共40页第三十三页，共

21、40页。1. 1.兴奋兴奋- -收缩耦联收缩耦联 三个主要三个主要(zhyo)(zhyo)步骤步骤 (1) (1)肌膜电兴奋的传导；肌膜电兴奋的传导；(2)(2)三联管处的信息传递；三联管处的信息传递； (3) (3)肌浆网释放肌浆网释放Ca2+ Ca2+ ； Ca2+ Ca2+是兴奋是兴奋- -收缩耦联的耦联物收缩耦联的耦联物第33页/共40页第三十四页，共40页。按任意键飞入横桥摆动(bidng)动画肌节缩短肌节缩短(sudun)=(sudun)=肌细胞收缩肌细胞收缩牵拉细肌丝朝肌节中央牵拉细肌丝朝肌节中央(zhngyng)(zhngyng)滑行滑行横桥摆动横桥摆动横桥与结合位点结合，分横桥与结合位点结合，分解解ATPATP释放能量释放能量原肌球蛋白位移，原肌球蛋白位移，暴露细肌丝上的结合位点暴露细肌丝上的结合位点CaCa2+2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合肌钙蛋白的构型改变肌钙蛋白的构型改变终池膜上的钙通道开放终池膜上的钙通道开放终池内的终池内的CaCa2+2+进入肌浆进入肌浆2.2.肌丝滑行肌丝滑行第34页/共40页第三十五页，共40页。 （一）等长收缩与等张收缩（一）等长收缩与等张收缩 等长收缩等长收缩: :收缩时收缩时, ,只有张力增加而长度不只有张力增加而长度不 变的收缩变的收缩, ,称为称为(chn(ch