人卫生理学第二章细胞的基本功能2

人卫版生理学第二章细胞的基本功能演示文稿第一页，共六十四页。人卫版生理学第二章细胞的基本功能第二页，共六十四页。大庆医学高等专科学校苏莉芬生理学第二章细胞的基本功能第三页，共六十四页。第一节细胞的跨膜物质转运功能第二节

细胞的信号转导功能第四节肌细胞的收缩功能第三节细胞的生物电现象

第二章细胞的基本功能第四页，共六十四页。

细胞膜的结构♦基架：液态的脂质双分子层♦中间：镶嵌许多结构和功能不同的蛋白质液态镶嵌模型第五页，共六十四页。♦单纯扩散♦易化扩散♦主动转运♦膜泡运输第一节细胞的跨膜物质转运功能物质的跨膜转运方式第六页，共六十四页。一、单纯扩散（simplediffusion）1.概念：

脂溶性物质由膜高浓度一侧向低浓度一侧的转运（如：O2，CO2…）。2.决定因素：浓度差膜的通透性第一节细胞的跨膜物质转运功能第七页，共六十四页。

二.易化扩散（facilitateddiffusion）1.概念：非脂溶性物质在膜蛋白质的协助下，由膜高浓度一侧向低浓度一侧的扩散。2.类型经载体经通道第一节细胞的跨膜物质转运功能第八页，共六十四页。（一）载体易化扩散小分子亲水性物质经载体蛋白的介导，顺浓度梯度的跨膜转运。第一节细胞的跨膜物质转运功能转运代谢物质:葡萄糖、氨基酸第九页，共六十四页。1.结构特异性3.竞争性抑制

2.饱和现象顺浓度梯度转运—载体完成第一节细胞的跨膜物质转运功能载体易化扩散特点第十页，共六十四页。(二)通道易化扩散转运带电离子

(Na+、K+、Ca2+…)第一节细胞的跨膜物质转运功能第十一页，共六十四页。顺浓度梯度转运——通道蛋白完成通道的功能状态激活：开放，离子转运失活：关闭第一节细胞的跨膜物质转运功能通道易化扩散特点1.转运速度快2.离子选择性3.门控特性通道类型电压门控性通道化学门控性通道机械门控性通道第十二页，共六十四页。

三.主动转运（activetransport）概念:

在膜蛋白的参与下，细胞通过本身的耗能过程，将物质分子或离子逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运过程。

特点：逆浓度和电位梯度转运消耗能量第一节细胞的跨膜物质转运功能第十三页，共六十四页。泵3Na+2K+ATP细胞内ADP第一节细胞的跨膜物质转运功能1.原发性主动转运钠—钾泵（钠泵）：

Na+-K+-ATP酶作用:

分解ATP供能，

逆浓度差转运Na+、K+直接利用ATP获能第十四页，共六十四页。1）概念:指某些物质间接利用分解ATP释放的能量而实现的主动转运过程。

2.继发性主动转运第一节细胞的跨膜物质转运功能第十五页，共六十四页。3）类型♦同向转运：小肠葡萄糖的吸收♦逆向转运：Na+-H+交换2）特点♦间接耗能（钠泵）♦膜转运体（特殊蛋白质）第一节细胞的跨膜物质转运功能第十六页，共六十四页。

泵Na+K+ATPADP转运体Na+ＧＧNa+Ｇ细胞GH+H+同向转运逆向转运继发性主动转运第一节细胞的跨膜物质转运功能第十七页，共六十四页。♦概念指大分子和颗粒物质进入细胞的过程。四.膜泡运输1.入胞（endocytosis）♦形式吞噬吞饮第一节细胞的跨膜物质转运功能第十八页，共六十四页。♦概念大分子或团块物质排出细胞的过程。2.出胞（exocytosis）♦形式腺体分泌激素释放神经递质释放第一节细胞的跨膜物质转运功能第十九页，共六十四页。

被动与主动转运方式的比较

被动转运主动转运

单纯扩散易化扩散通道载体

原发性继发性转运方向高浓度→低浓度低浓度→高浓度膜蛋白否需需需需饱和现象无有无有有化学特异性无有有有有代谢能量及来源

不消耗直接消耗ATP

间接消耗离子浓度差转运物质O2，CO2Na+K+Ca+葡萄糖氨基酸Na+、K+Ca+、H+葡萄糖氨基酸第二十页，共六十四页。

一、细胞跨膜信号转导信号:含有信息内容的一种物质或刺激。机体内的信号:存在于细胞外液中含有信息内容的化学物质,或机械的、电的、电磁波等刺激。第二节细胞的信号转导功能第二十一页，共六十四页。各种能量形式的外界信号作用于靶细胞时，并不需要进入细胞内直接影响细胞内的过程。而是作用于细胞膜表面，通过引起膜结构中的一种或数种特殊蛋白质分子的变构作用，将外界环境变化的信息以新的信号形式传递到膜内，再引发被作用细胞相应的功能改变，这一过程称为跨膜信号转导。第二节细胞的信号转导功能细胞跨膜信号转导：第二十二页，共六十四页。二、跨膜信号转导的途径和方式

(一)G蛋白耦联受体介导的信号转导(二)离子通道受体介导的信号转导(三)酶联型受体介导的信号转导第二节细胞的信号转导功能第二十三页，共六十四页。神经递质、激素等（第一信使）兴奋性G蛋白(GS)激活腺苷酸环化酶(AC)ATPcAMP细胞内生物效应激活cAMP依赖的PK结合G蛋白偶联受体激活G蛋白

G蛋白耦联受体介导的信号转导过程：第二节细胞的信号转导功能(一)

由G蛋白耦联受体介导的信号转导第二十四页，共六十四页。第二信使主要有:cAMP(环-磷酸腺苷)IP3(三磷酸肌醇)DG(二酰甘油)cGMP(环-磷酸鸟苷)Ca2+等.第二节细胞的信号转导功能第二十五页，共六十四页。

(二)离子通道受体介导的信号转导化学门控通道：（骨骼肌终板膜）电压门控通道：（心肌细胞L型钙通道）机械门控通道：（血管内皮细胞）第二节细胞的信号转导功能第二十六页，共六十四页。1.化学门控通道

当神经末梢释放的乙酰胆碱(Ach)与骨骼肌细胞终板膜上的胆碱能受体(AChR)结合后，受体构型发生改变，通道开放，Na+、K+等离子跨膜移动，由此引起终板电位的产生。第二节细胞的信号转导功能第二十七页，共六十四页。2.电压门控通道主要分布在神经和肌肉细胞表面膜中的Na+、K+、Ca+等通道。控制这类通道的开放与否的因子是通道所在膜两侧的跨膜电位的改变。第二节细胞的信号转导功能第二十八页，共六十四页。3.机械门控通道如内耳毛细胞，其顶部有纤毛，受到切向力时，由于纤毛受力使其根部的膜变形（牵拉），直接激活了其附近膜中的机械门控通道而出现离子跨膜移动。第二节细胞的信号转导功能第二十九页，共六十四页。（三）酶联型受体介导的信号转导大部分生长因子1.酪氨酸激酶受体信号分子+受体

酪氨酸激酶活性结构域激活受体自身及细胞内靶蛋白磷酸化信号分子+受体酪氨酸激酶受体自身及细胞内靶蛋白磷酸化2.酪氨酸激酶结合型受体各种细胞因子第二节细胞的信号转导功能第三十页，共六十四页。3.鸟苷酸环化酶受体心房钠尿肽，NO等信号分子+受体鸟苷酸环化酶活性结构域激活PKGcGMP底物蛋白磷酸化GTP（三）酶联型受体介导的信号转导第二节细胞的信号转导功能第三十一页，共六十四页。

第三节细胞的生物电现象♦静息电位♦动作电位第三十二页，共六十四页。0mV

一、静息电位（RestingPotential,RP）

当A、B电极都位于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差。

当A电极位于细胞膜外，B电极插入膜内时，有电位改变，证明膜内、外间有电位差。

第三节细胞的生物电现象第三十三页，共六十四页。细胞处于生理静息状态时，细胞膜内外两侧存在的电位差。RP特点膜内较膜外为负为稳定的直流电RP数值-10～-100mV如:神经细胞-70mV,肌细胞-90mV

第三节细胞的生物电现象(一)静息电位的概念第三十四页，共六十四页。*电生理学名词

第三节细胞的生物电现象+神经纤维+++++++++RP:-70mV-50mV1.极化Rp时，膜两侧保持的内负外正状态2.去极化RP减小第三十五页，共六十四页。+神经纤维+++++++++

RP:-70mV-100mV-50mV1.极化

Rp时，膜两侧保持的内负外正状态2.去极化

RP减小3.复极化膜去极后，向RP方向恢复的过程4.超极化Rp增大*电生理学名词

第三节细胞的生物电现象第三十六页，共六十四页。♦细胞内外离子分布不均[K+]i＞[K+]o39倍♦静息时，细胞膜对K+的通透性高（即K+通道开放）♦K+的平衡电位,Nernst公式计算RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。∴RP=K+的平衡电位结论(二)RP产生机制

第三节细胞的生物电现象第三十七页，共六十四页。二、动作电位(ActionPotential,AP)

第三节细胞的生物电现象第三十八页，共六十四页。1.概念：细胞受刺激时在RP基础上产生的快速可扩布性的电位变化。2.AP的波形锋电位后电位动作电位去极化（-700mV）反极化（0+30mV）负后电位正后电位上升支下降支复极化（+30-70mV）

第三节细胞的生物电现象（一）AP概念、波形及组成

第三十九页，共六十四页。

下降支：复极相:K+外流形成（Na+通道关闭）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→静息电位静息期（复极后）:钠泵活动↑,Na+、K+交换

（二）Ap产生的机制泵出Na+泵入K+上升支：去极相（Na+的平衡电位）细胞受有效刺激→部分Na+通道开放→少量Na+通道开放→膜去极化→阈电位→大量Na+通道开放→大量Na+内流→去极化、反极化

第三节细胞的生物电现象第四十页，共六十四页。①

“全或无”特性：同一细胞上的AP的大小不随刺激强度改变的现象②不衰减式传导:同一细胞上AP的大小与传导距离无关.③脉冲式

动作电位的特征动作电位的意义AP的产生是细胞兴奋的标志。

第三节细胞的生物电现象第四十一页，共六十四页。1.阈电位(thresholdpotential）♦概念:能诱发AP（钠通道大量激活）的临界膜电位值♦数值：比RP值小10～20mV♦意义：是AP产生的条件

第三节细胞的生物电现象（三）AP的产生条件第四十二页，共六十四页。2.局部兴奋♦概念

阈下刺激引起局部膜电位的较小去极化♦产生机制♦特点

时间～空间～

①幅度大小呈等级性②传导呈衰减式③可以叠加（总和）少量Na+内流形成

第三节细胞的生物电现象第四十三页，共六十四页。局部反应与AP的区别

区别局部反应AP刺激强度阈下刺激阈或阈上刺激钠通道开放数少多膜电位变化幅度小大全或无特点无有总和现象有无传播特点电紧张扩布不衰减扩布

第三节细胞的生物电现象第四十四页，共六十四页。3.组织的兴奋性及其周期性变化

第三节细胞的生物电现象动作电位与兴奋性变化的时间关系ab.锋电位

绝对不应期bc.负后电位的前部分

相对不应期；cd.负后电位的后部分超常期；de.正后电位低常期第四十五页，共六十四页。1.传导机制

局部电流学说：无髓纤维，依次传导，速度慢+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+--+-+-+（四）动作电位的传导神经纤维

第三节细胞的生物电现象第四十六页，共六十四页。有髓神经纤维——跳跃式传导，速度快2.影响传导的因素细胞直径髓鞘温度

第三节细胞的生物电现象第四十七页，共六十四页。一、神经-肌接头处的兴奋传递（一）形态结构—运动终板

递质囊泡（Ach）③运动终板膜②接头间隙①接头前膜第四节肌细胞的收缩功能第四十八页，共六十四页。（二）兴奋传递过程Ca2+进入末梢运动N兴奋传至N末梢Ach量子式释放Ach与后膜N2受体结合Na+内流、K+外流后膜去极化（终板电位）总和肌细胞膜AP第四节肌细胞的收缩功能第四十九页，共六十四页。（三）兴奋传递特征1.单向传递2.时间延搁3.易受内环境因素影响筒箭毒：竞争受体肉毒杆菌：阻止Ach释放有机磷中毒：抑制胆碱酯酶→肌痉挛肌松弛第四节肌细胞的收缩功能第五十页，共六十四页。二、骨骼肌的兴奋－收缩偶联

（一）概念将骨骼肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介过程。（二）基本过程

第四节肌细胞的收缩功能1.肌细胞膜AP—三联管---终池释放Ca2＋

--肌肉收缩2.钙泵激活---Ca2＋回收--肌肉舒张（三）关键部位及耦联因子：三联管、Ca2＋第五十一页，共六十四页。三、骨骼肌的收缩机制（一）肌原纤维和肌小节第四节肌细胞的收缩功能肌纤维膜肌细胞核终末池线粒体三联管T管肌质网细胞液肌原纤维肌细胞第五十二页，共六十四页。（肌肉收缩、舒张的最基本单位）第四节肌细胞的收缩功能第五十三页，共六十四页。第四节肌细胞的收缩功能由肌球蛋白组成（收缩蛋白质）*横桥的特性：具有ATP酶活性，供能与细肌丝可逆结合、向Ｍ线摆动（二）肌丝的组成1.粗肌丝球状部—横桥长杆状主干第五十四页，共六十四页。2.细肌丝原肌球蛋白肌动蛋白肌钙蛋白肌动蛋白（actin）原肌球蛋白（tropomyosin）肌钙蛋白（troponin）——收缩蛋白质调节蛋白质第四节肌细胞的收缩功能第五十五页，共六十四页。（三）肌肉收缩过程肌浆［Ca2+］↑肌钙蛋白与Ca2+结合，构象改变原肌球蛋白移位，暴露位点横桥与肌动蛋白结合横桥向Ｍ线摆动，耗能拖动细肌丝滑向粗肌丝（反复进行）肌小节缩短（横桥循环）第四节肌细胞的收缩功能第五十六页，共六十四页。肌丝滑行学说第四节肌细胞的收缩功能第五十七页，共六十四页。

四、骨骼肌收缩效能及其影响因素

（一）骨骼肌的收缩效能产生张力和缩短的程度及速度

（二）骨骼肌的形式1.等长收缩（isometriccontraction