细胞的基本生理过程课件

第一节 细胞膜的结构和物转运功能第二章 细胞的基本生理过程(P21-28)人体大约有200余种，500万～600万亿个细胞。1一、细胞膜的基本结构——液态镶嵌模型脂质双分子层：屏障作用。蛋白质：物质和信号交换。糖类：糖蛋白和糖脂，受体和抗原功能。2液态镶嵌模型特点：3有序性；流动性不对称性。二、物质的跨膜转运4根据转运过程中是否需要膜额外提供能量分为被动转运和主动转运。被动转运(passivetransport)---物质顺电位差或顺化学梯度的转运。主动转运(active

transport)---物质逆电位差或逆化学梯度的转运。原发性主动转运：ATP直接供能。继发性主动转运：利用Na+-K+泵产生的势能。(一)单纯扩散概念：脂溶性小分子物质和少数水溶性小分子物质由膜高浓度侧向低浓度侧移动的过程。转运物质：O2,CO2,NH3,N2,尿素,类固醇激素等。特点：扩散速率高，不依靠膜蛋白帮助，不耗能，扩散量与浓度梯度和膜通透性正相关。5（二）膜蛋白介导的跨膜转运概念：水溶性小分子物质和所有离子，均在膜蛋白的帮助下进行跨膜转运。分类：通道介导的跨膜转运；载体介导的跨膜转运。6通道：贯穿脂质双层，中央带有亲水性孔道的膜蛋白。通道基本特征：离子选择性，门控特性7根据通道对不同性质刺激的反应，将通道分为以下几种：电压门控通道化学门控通道机械门控通道非门控通道离子通道开放产生离子流引起生物电现象81.经通道易化扩散概念:带电离子借助膜蛋白(通道)帮助，顺浓度差或电位差的跨膜转运。9特点：转运速率快，离子选择性和门控特性。载体：贯穿脂质双层的整合蛋白。102.经载体易化扩散概念：水溶性小分子物质，经膜蛋白（载体）介导，顺浓度梯度的跨膜转运。转运物质：葡萄糖、氨基酸和核苷酸进入细胞。11经载体易化扩散特点：12选择性：一种载体只能特异性转运一种或几种结构相似的物质；饱和现象：被转运物浓度升高到一定数值时，转运速度达到最大值，并不再增加。竞争性抑制：两种结构相似的物质被同一

载体转运，浓度较低的物质转运受到抑制。3.原发性主动转运(Primary

activity

transport)例：Na+-K+泵(Na+-K+依赖式ATP酶)13Na+-K+泵活动当[Na+]i↑、[K+]o↑激活钠-钾泵分解ATP产生能量维持细外高Na+、细胞内高K+的不均匀分布状态2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外144.继发性主动转运Na+-K+泵在膜外形成Na+的高势能。物质利用Na+的高势能与Na+内流耦联，从而被转运。举例：葡萄糖和氨基酸在小肠粘膜的主动吸收。15根据溶质跨细胞膜时与钠离子转运方向是否相同分为：同向转运、逆向转运H+out

inNa+out

inNa+glucoseCo-transport

Counter-transport16（三）入胞与出胞大分子物质或物质团块不能直接穿越细胞膜，通过形成被质膜包被的囊泡，借助膜运动出入细胞。17

入胞：大分子物质或团块(细菌、病毒、异物等)借助于细胞膜吞噬泡或吞饮泡进入细胞的过程。吞噬：特殊细胞。如单核、巨噬细胞、中性粒细胞。消灭细菌、病毒或异物。吞饮：细胞本身的固有活动。受体介导式入胞：被转运物与膜受体特异性结合，选择性入胞。18出胞：胞质内大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。19一、静息电位（Resting

potential）（一）静息电位概念概念：细胞在静息状态下，细胞膜内外存在的电位差（内负外正）。不同细胞的RP水平哺乳动物神经、骨骼肌和心肌细胞-70～-90mV人红细胞：-10mv20第二节 细胞的电活动3.RP实验现象214.RP的变化22极化：安静时，膜两侧电位（外正内负）超极化：膜两侧电位差加大,膜内负值增大去极化：膜两侧电位差减小, 膜内负值变小反极化：去极化至零电位后膜电位进一步变为正值超射：膜电位高于零电位的部分复极化：去极化后，膜内电位向RP恢复（二）静息电位产生机制⒈

静息电位的产生条件（1）细胞内外各种离子的浓度分布不均23（2）不同状态下细胞膜对离子通透性不同24产生RP的条件：膜内高钾环境；安静状态下膜主要对K+通透。安静时膜对离子的通透性：K+

＞

Cl-＞

Na+＞

A-2.离子跨膜扩散的驱动力和平衡电位253.膜对离子的通透性与RP的形成[K＋]i

顺浓度差向膜外扩散

[A-]i不能向膜外扩散[K+]i↓、[A-]i↑→膜内电位↓□

[K+]o↑→膜外电位↑膜外为正、膜内为负的极化状态扩散动力与电位差达到平衡

＝

K+平衡电位26根据Nernst公式可计算出某种离子的平衡电位27Nernst方程:(Ta为29.2℃)[K+]o[K+]iEK＝-90～-100ENa＝+50～+70KE

＝59.5

lg———(mV)K＋平衡电位K+扩散平衡时净通量为零K＋平衡电位:-90～-100神经和骨骼肌RP-70～-90mv，其负值小于K＋平衡电位原因：静息状态下，膜对Na+也有一定通透性，Na+内流部分抵消K+外流形成的膜内负电位。不同细胞对K+、Na+通透性不同，决定了不同细胞RP水平不同。28三、动作电位(action

potential,AP）（一）AP的概念⒈概念:可兴奋细胞受到刺激,细胞膜在RP基础上发生一次短暂的,并可向周围扩布的电位波动。292.AP实验现象303.动作电位的图形锋电位AP上升支(-70mV→+35mV下降支

(+35mV→-70mV)负后电位＜RP31后电位正后电位＞RP4.AP产生的过程去极化上升支下降支刺激局部电位阈电位去极化零电位反极化(超射）复极化后电位32阈电位(threshold

potential,TP,“燃点”)33触发AP的膜电位临界值：一般比RP绝对值小10～20mV阈电位引发Na+通道开放，Na+迅速大量内流后，爆发AP。（二）AP产生机制34电压门控Na+通道与K+通道分子结构的区别：Na+通道35K+通道上升支：Na＋内流 下降支：K＋外流钾离子外流钠离子内流36刺激引起膜上少量Na+通道开放少量Na+内流→膜轻度去极化膜去极化达到阈电位水平，Na＋通道大量开放AP去极化Na+通道失活，Na+停止内流

K+通道开放，K+迅速外流AP复极化AP产生过程小结：373.AP特点：38①非衰减式传导②具有“全或无” 现象4.AP意义：AP的产生是细胞兴奋的标志。（三）AP的传导1.传导方式(1)无髓神经纤维：近距离“局部电流”(2)有髓神经纤维：远距离“跳跃式传导”39生理完整性双向性相对不疲劳性绝缘性不衰减性传导402.神经纤维传导AP的特点（四)缝隙连接相邻两细胞间间隙连接点柱状颗粒6个亚单位利于离子，营养物质交换和冲动的传递。41四、局部反应⒈概念：细胞膜发生低于阈电位的去极化,称为局部反应或局部兴奋。42①没有“全或无”现象②电紧张方式扩布，幅值随传播距离增加而减小③无不应期,可发生时间性和空间性总和2.特征-700-90+60

ENaEkMembranepotentialMagnitudeofstimulus0StimulusappliedRestingpotentialTime43五、组织细胞的兴奋和兴奋性44兴奋性：可兴奋组织、细胞对刺激发生反应(即产生动作电位)的能力。衡量兴奋性高低的指标——阈值兴奋性与阈值成反变关系。兴奋：可兴奋组织在刺激下产生AP的过程。3.刺激：内外环境的变化。45刺激三要素：强度、持续时间、强度—时间变化率。阈强度（阈值）:刺激持续时间和强度—时间变化率固定，引起细胞或组织产生AP的最小刺激强度。阈刺激：具有阈强度的刺激。阈上刺激：阈下刺激：绝对不应期：无论多强的刺激也不能再次兴奋。相对不应期：大于原先的刺激强度才能再次兴奋。超常期：小于原先的刺激强度便能再次兴奋。低常期：大于原先的刺激强度才能再次兴奋。（二）细胞兴奋后兴奋性的变化46兴奋性周期性变化分期：绝对不应期（absolute

refractory

period）Na+通道失活，兴奋性为零相对不应期（relative

refractory

period）钠通道部分复活，兴奋性﹤正常超

常 期（supranormal

period）膜电位接近阈电位，兴奋性﹥正常低

常 期（subnormal

period

）膜电位远离阈电位，兴奋性﹤正常47A.Na+外流

C.Na+内流48B.K+内流

D.K+外流极化状态时膜电位表现为

，由

形成？AP去极化与以下哪种离子有关？AP复极化与以下哪种离子有关？AP的特