細(xì)胞基本功能教學(xué)課件

1、生 理 學(xué)2021/7/9第二章 細(xì)胞的基本功能2021/7/9學(xué)習(xí)目標(biāo)：1掌握細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)形式，靜息電位和動作電位的概念及產(chǎn)生機(jī)制，閾電位的概念，骨骼肌興奮-收縮耦聯(lián)的概念及耦聯(lián)因子。2熟悉受體的概念及功能，骨骼肌興奮-收縮耦聯(lián)的過程，動作電位的傳導(dǎo)。3了解細(xì)胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，局部電位的特點(diǎn)，骨骼肌的收縮原理，骨骼肌的收縮形式及影響因素。4能運(yùn)用本章所學(xué)基本知識，解釋相關(guān)臨床應(yīng)用及原理（如心電圖、腦電圖、細(xì)胞水腫），并能進(jìn)行相關(guān)的健康教育及健康指導(dǎo)。5具有救死扶傷的責(zé)任感，刻苦鉆研，深刻理解細(xì)胞活動的過程和機(jī)制。 2021/7/93第一節(jié) 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能一、小分子物質(zhì)和離子的跨

2、膜轉(zhuǎn)運(yùn)(一)被動轉(zhuǎn)運(yùn)1單純擴(kuò)散2易化擴(kuò)散（1）經(jīng)載體易化擴(kuò)散（2）經(jīng)通道易化擴(kuò)散(二)主動轉(zhuǎn)運(yùn) 1. 原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)2. 繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)二、大分子物質(zhì)和顆粒物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)(一) 入胞1. 吞噬2. 吞飲3. 受體介導(dǎo)式入胞(二) 出胞2021/7/94(一)被動轉(zhuǎn)運(yùn)概念：是指物質(zhì)從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)（順濃度差）的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)形式，轉(zhuǎn)運(yùn)過程不需要細(xì)胞代謝提供能量，其動力為細(xì)胞膜兩側(cè)存在的濃度差(或電位差)。根據(jù)其跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程中是否需要細(xì)胞膜中特殊蛋白質(zhì)的幫助，被動轉(zhuǎn)運(yùn)可分為兩類：1單純擴(kuò)散2易化擴(kuò)散2021/7/951單純擴(kuò)散概念：是指脂溶性小分子物質(zhì)從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程，是一種簡

3、單的物理擴(kuò)散。方向：高濃度低濃度動力：濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)： O2、CO2、 N2等。O2O2膜外膜內(nèi)2021/7/962易化擴(kuò)散概念：是指非脂溶性小分子物質(zhì)或離子，在細(xì)胞膜中一些特殊蛋白質(zhì)的協(xié)助下，由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。方向：高濃度低濃度據(jù)膜蛋白質(zhì)的功能不同，可分為： 1)以載體為中介的易化擴(kuò)散 2)以通道為中介的易化擴(kuò)散2021/7/9 1)以載體為中介的易化擴(kuò)散蛋白質(zhì)類型:載體-與被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)結(jié)合,發(fā)生構(gòu)象改變轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)舉例: 葡萄糖 、氨基酸和中間代謝產(chǎn)物的進(jìn)出細(xì)胞特征： 高度的特異性 飽和現(xiàn)象 競爭性抑制2021/7/98 2)以通道為中介的易化擴(kuò)散蛋白質(zhì)類型:通道-帶有閘

4、門裝置的一條管道，開放時具有轉(zhuǎn)運(yùn)功能，具有離子選擇性。轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)舉例: 帶電離子，如Na+、 K+、 Ca2+、Cl-等。根據(jù)引起閘門開閉的原因不同，通道分成不同的類型： 化學(xué)門控通道 電壓門控通道 機(jī)械門控通道2021/7/99(二)主動轉(zhuǎn)運(yùn) 概念：是指細(xì)胞膜通過本身的某種耗能過程，將某種物質(zhì)的分子或離子從細(xì)胞膜的低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。根據(jù)是否直接利用分解ATP的能量，可分為：1原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)2繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)2021/7/9109、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022/7/182022/7/18Monday, July 18, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2

5、022/7/182022/7/182022/7/187/18/2022 10:31:16 PM11、人總是珍惜為得到。2022/7/182022/7/182022/7/18Jul-2218-Jul-2212、人亂于心，不寬余請。2022/7/182022/7/182022/7/18Monday, July 18, 202213、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022/7/182022/7/182022/7/182022/7/187/18/202214、抱最大的希望，作最大的努力。18 七月 20222022/7/182022/7/182022/7/1815、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么

6、。七月 222022/7/182022/7/182022/7/187/18/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/7/182022/7/1818 July 202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2022/7/182022/7/182022/7/182022/7/182021/7/9111原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)概念：細(xì)胞直接利用代謝產(chǎn)生的能量將物質(zhì)逆濃度差和（或）電位差進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。方向：低高介導(dǎo)蛋白質(zhì)：離子泵舉例：鈉泵、質(zhì)子泵、鈣泵等。2021/7/912N+-K+依賴式-ATP酶過程：當(dāng)Na+i/ K+o被激活A(yù)TP分解能量2K+i;3 Na+o生理意義： 造成的細(xì)

7、胞內(nèi)高K+是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必需條件； 造成的膜內(nèi)外K+、Na+的濃度差，是神經(jīng)、肌肉等可興奮細(xì)胞產(chǎn)生電活動，維持細(xì)胞興奮性的基礎(chǔ)； 形成的Na+勢能貯備，也是其它物質(zhì)繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)的動力。 胞外胞內(nèi)Na+-K+依賴式-ATP酶2021/7/9132. 繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)概念：間接利用ATP能量的主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程稱為繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(yùn)。方向：低高介導(dǎo)蛋白質(zhì)：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分類：同向轉(zhuǎn)運(yùn) 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)2021/7/9(一) 入胞概念：是指細(xì)胞外的大分子物質(zhì)或顆粒物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)的過程。如白細(xì)胞吞噬細(xì)菌等1. 吞噬2. 吞飲2021/7/91. 吞噬 顆粒物質(zhì)或團(tuán)塊進(jìn)入細(xì)胞的過程。如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等，

8、防御微生物的入侵，清除衰老和死亡的細(xì)胞。2. 吞飲 大分子液態(tài)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程。幾乎出現(xiàn)于所有的細(xì)胞。受體介導(dǎo)式入胞 通過被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)與細(xì)胞膜表面的特殊受體蛋白質(zhì)相互作用而引起的入胞現(xiàn)象。胰島素、某些細(xì)菌毒素等進(jìn)入細(xì)胞。(一) 入胞2021/7/9(二) 出胞大分子物質(zhì)或顆粒物質(zhì)通過細(xì)胞膜的運(yùn)動從細(xì)胞內(nèi)排到細(xì)胞外的過程稱為出胞。見于激素分泌、神經(jīng)遞質(zhì)釋放等。來源于醫(yī)學(xué)教學(xué)素材庫2021/7/9第二節(jié) 細(xì)胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能一、離子通道型受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)二、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)三、酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基本概念：信號分子 能在細(xì)胞間傳遞信息的物質(zhì)。受體（receptor）是指能與信號

9、分子做特異性結(jié)合而發(fā)揮信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用的特殊蛋白質(zhì)。配體（ligand） 與受體發(fā)生特異性結(jié)合的信號分子。2021/7/9一、離子通道型受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)配體+受體離子通道打開或關(guān)閉化學(xué)信號的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)2021/7/9二、G-蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)cAMP信號通路：2021/7/9三、酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)2021/7/9第三節(jié) 細(xì)胞的生物電活動一、靜息電位(一)靜息電位的概念(二)靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制二、動作電位(一)動作電位的概念(二)動作電位的產(chǎn)生機(jī)制(三)動作電位的特點(diǎn)(四)動作電位的引起與傳導(dǎo)三、局部電位2021/7/9一、靜息電位(一)靜息電位的概念（resting potentia

10、l，RP）是指細(xì)胞處于生理靜息狀態(tài)時存在于細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差。 靜息狀態(tài)的標(biāo)志：極化-安靜狀態(tài)下膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的狀態(tài)。-70mV-90mV 超極化-70mV-50mV 去極化-70mV0mV+30mV 反極化+30mV/-50mV -70mV 復(fù)極化 0mV2021/7/9(二)靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制1. 前提條件：1)細(xì)胞內(nèi)外的離子分布不均勻Na+iNa+o112, K+iK+o301 Cl-iCl-o114, A-iA-o 412)細(xì)胞膜在不同情況下，對不同離子的通透性不同2021/7/92. 靜息電位產(chǎn)生過程1)Ki順濃度差向膜外擴(kuò)散/A-i不能向膜外擴(kuò)散2)膜外帶正電,膜內(nèi)帶負(fù)電3)膜

11、外正電變?yōu)榱鲃幼枇?)當(dāng)動力(濃度差)=阻力(電位差)跨膜流動停止5)達(dá)到 K+的電化學(xué)平衡電位靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對K+的通透性最大2021/7/93. 靜息電位小結(jié)1) K+外流是靜息電位形成的主要原因，靜息電位就是K+的電化學(xué)平衡電位。2) 靜息狀態(tài)時細(xì)胞膜對Na+也有一定的通透性，理論計算值略高于實(shí)測值。3)靜息電位=極化狀態(tài)，但是是一個現(xiàn)象的的兩種表達(dá)方式。4)靜息電位的大小主要受細(xì)胞內(nèi)外K+濃度的影響，細(xì)胞代謝障礙也可影響靜息電位。2021/7/9二、動作電位(一)動作電位的概念（action potential ，AP） 是指細(xì)胞受刺激而興奮時，在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的迅速的可擴(kuò)布性電

12、位變化。2021/7/9(二)動作電位的產(chǎn)生機(jī)制2021/7/9產(chǎn)生機(jī)制：細(xì)胞受刺激時，細(xì)胞膜對Na+的通透性增大細(xì)胞膜上少量Na+通道激活而開放Na+順濃度差少量內(nèi)流，引起膜輕度去極化當(dāng)膜電位達(dá)到閾電位時，Na通道大量開放順著濃度差和電位差，膜外Na+大量、迅速內(nèi)流至電位膜內(nèi)膜外內(nèi)正外負(fù)的反極化（上升支）Na+通道關(guān)Na+內(nèi)流停,同時K+通道激活而開放順濃度差和膜內(nèi)正電位的吸引K迅速外流膜內(nèi)電位迅速下降，恢復(fù)到RP水平（下降支）Na+i、K+O激活Na+K+泵Na+泵出、K+泵回，離子恢復(fù)到興奮前水平后電位2021/7/9動作電位的去極化時相是由于Na+的大量、快速內(nèi)流形成；復(fù)極化時相是K+

13、快速外流的結(jié)果；動作電位是Na+的電化學(xué)平衡電位，該平衡電位接近超射值；上升支和下降支構(gòu)成鋒電位；峰電位是動作電位的標(biāo)志。2021/7/9(三)動作電位的特點(diǎn)全或無現(xiàn)象脈沖式不衰減性傳導(dǎo)(四)動作電位的引起與傳導(dǎo)1動作電位的引起1)能使膜上Na+通道突然開放，觸發(fā)動作電位的臨界膜電位值稱為閾電位（threshold potential，TP）。靜息電位去極化達(dá)到閾電位是產(chǎn)生動作電位的必要條件。2021/7/91動作電位的引起2)細(xì)胞興奮性的高低與細(xì)胞的靜息電位和閾電位的差值呈反變關(guān)系。2動作電位的傳導(dǎo)1)在受刺激的局部細(xì)胞膜產(chǎn)生的動作電位（即興奮），將沿細(xì)胞膜自動向鄰近未興奮的部位傳導(dǎo)。動作電

14、位傳導(dǎo)的機(jī)制用局部電流學(xué)說來解釋。2021/7/92動作電位的傳導(dǎo)2)動作電位在無髓神經(jīng)纖維的傳導(dǎo)是從興奮點(diǎn)依次傳遍整個細(xì)胞的，因此傳導(dǎo)速度較慢。在有髓神經(jīng)纖維，呈現(xiàn)一種跳躍式的傳導(dǎo)。無髓神經(jīng)纖維有髓神經(jīng)纖維2021/7/9三、局部電位1. 局部的去極化電位則稱之為局部電位（local potential），也稱局部興奮。2.局部電位的特點(diǎn)：電位幅度小，且呈衰減性傳導(dǎo)；沒有全或無的現(xiàn)象；總和效應(yīng)。3. 動作電位可以由一次閾刺激或閾上刺激引起，也可以由多個閾下刺激產(chǎn)生的局部電位的總和而引發(fā)。2021/7/9局部電位2021/7/9第四節(jié) 肌細(xì)胞的收縮功能一、骨骼肌的收縮原理骨骼肌的微細(xì)結(jié)構(gòu)骨骼肌

15、的收縮原理二、骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián)三、骨骼肌的收縮形式及影響因素骨骼肌的收縮形式影響骨骼肌收縮的主要因素2021/7/9一、骨骼肌的收縮原理骨骼肌的微細(xì)結(jié)構(gòu)1肌原纖維和肌節(jié)肌節(jié)是肌肉收縮和舒張的最基本單位。2021/7/9（一）骨骼肌的微細(xì)結(jié)構(gòu)2肌絲的分子組成1)粗肌絲由肌凝蛋白組成桿部粗肌絲的主干頭部橫橋（一是具有ATP酶的活性；二是在一定的條件下，橫橋可以和細(xì)肌絲相應(yīng)的位點(diǎn)進(jìn)行可逆性結(jié)合，并連續(xù)擺動）2021/7/9（一）骨骼肌的微細(xì)結(jié)構(gòu)2)細(xì)肌絲肌纖蛋白-細(xì)肌絲的主干,具有橫橋結(jié)合的位點(diǎn)原肌球蛋白-靜息時掩蓋橫橋結(jié)合位點(diǎn)肌鈣蛋白- C亞單位 Ca2+的受體；T亞單位 肌鈣蛋白的固定點(diǎn)；

16、 I亞單位傳遞信息。2021/7/93肌管系統(tǒng)橫管系統(tǒng)：T管 肌膜凹陷處縱管系統(tǒng)：L管 肌質(zhì)網(wǎng)三聯(lián)管：T管+兩側(cè)終池 興奮收縮耦聯(lián)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)（一）骨骼肌的微細(xì)結(jié)構(gòu)2021/7/9（二）骨骼肌的收縮原理1肌絲滑行學(xué)說 肌肉收縮時雖然在外觀上可以看到整個肌肉或肌纖維的縮短，但在肌細(xì)胞內(nèi)并無肌絲或它們所含的分子結(jié)構(gòu)的縮短或卷曲，只是在每一個肌節(jié)內(nèi)細(xì)肌絲向粗肌絲之間滑行，結(jié)果各相鄰的Z線都互相靠近，肌節(jié)長度變短，造成整個肌原纖維、肌細(xì)胞乃至整條肌肉長度的縮短。2021/7/92肌絲滑行的過程在肌肉的收縮和舒張過程中Ca2+發(fā)揮著非常重要的作用。（二）骨骼肌的收縮原理2021/7/9二、骨骼肌的興奮-收

17、縮耦聯(lián)1. 概念：把肌細(xì)胞膜的興奮和肌細(xì)胞的收縮銜接起來的中介過程稱為興奮收縮耦聯(lián)（excitation-contraction coupling）。2.主要步驟：肌細(xì)胞膜的興奮經(jīng)橫管系統(tǒng)傳到三聯(lián)管；三聯(lián)管處信息的傳遞；終池對Ca2+的釋放與回收。3. 三聯(lián)管是興奮收縮耦聯(lián)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)；Ca2+為耦聯(lián)因子。2021/7/9興奮-收縮耦聯(lián)2021/7/9三、骨骼肌的收縮形式骨骼肌的收縮形式1. 等長收縮和等張收縮只表現(xiàn)為張力增加而無長度的縮短，這種收縮形式稱為等長收縮（isometric contraction）。肌肉收縮時只有長度的縮短而無張力的變化稱為等張收縮(isotonic contrac

18、tion)。正常人體內(nèi)骨骼肌的收縮大多是混合式的，而且總是張力增加在先，長度縮短在后。2021/7/9（一）骨骼肌的收縮形式2. 單收縮和強(qiáng)直收縮2021/7/9（二）影響骨骼肌收縮的主要因素1. 前負(fù)荷 是指肌肉收縮前所承受的負(fù)荷。前負(fù)荷使肌肉收縮前處于初長度。此時肌肉收縮張力最大、速度最快、縮短的程度也最大，收縮效果最佳。在一定限度內(nèi)，肌肉的前負(fù)荷增加，肌肉初長度隨之增加，肌肉收縮產(chǎn)生的張力也隨之增大。但當(dāng)前負(fù)荷增加到超過某一定限度時，再增加前負(fù)荷，反而使肌張力變小。2021/7/92.后負(fù)荷 是指肌肉開始縮短后所遇到的負(fù)荷或阻力。后負(fù)荷越大，肌肉在縮短前產(chǎn)生的張力越大，肌肉長度縮短出現(xiàn)的

19、越晚，縮短的程度越小。（二）影響骨骼肌收縮的主要因素2021/7/93肌肉收縮能力 是與前負(fù)荷和后負(fù)荷無關(guān)的肌肉內(nèi)在的收縮特性。 肌縮能力肌縮速度、幅度和張力； 肌縮能力肌縮速度、幅度和張力。決定肌縮效應(yīng)的內(nèi)在特性主要是： .興奮-收縮耦聯(lián)期間胞漿內(nèi)Ca2+的水平； .肌球蛋白的ATP酶活性。 調(diào)節(jié)和影響肌縮效應(yīng)內(nèi)在特性的因素： 許多神經(jīng)遞質(zhì)、體液物質(zhì)、病理因素和藥物。（二）影響骨骼肌收縮的主要因素2021/7/9第二章 小結(jié)細(xì)胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)形式：單純擴(kuò)散、易化擴(kuò)散、主動轉(zhuǎn)運(yùn)、出飽和入胞靜息電位：指細(xì)胞處于生理靜息狀態(tài)時存在于細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差。靜息的標(biāo)志：極化-安靜狀態(tài)下膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)

20、的狀態(tài)。靜息電位產(chǎn)生機(jī)制：K+ 外流 2021/7/9動作電位：是指細(xì)胞受刺激而興奮時，在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的快速、可擴(kuò)布的電位變化。動作電位是可興奮細(xì)胞興奮的標(biāo)志。動作電位產(chǎn)生機(jī)制：去極化時相是由于Na+大量、快速內(nèi)流形成；復(fù)極化時相是K+快速外流的結(jié)果。動作電位的特點(diǎn)： 全或無現(xiàn)象；脈沖式；不衰減性傳導(dǎo)第二章 小結(jié)2021/7/9骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián)：把肌細(xì)胞膜的興奮和肌細(xì)胞的收縮銜接起來的中介過程稱為興奮-收縮耦聯(lián)。興奮-收縮耦聯(lián)的過程： 肌細(xì)胞膜的興奮經(jīng)橫管系統(tǒng)傳到三聯(lián)管；三聯(lián)管處信息的傳遞；終池對Ca2+的釋放與回收。三聯(lián)管是興奮-收縮耦聯(lián)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)；Ca2+為耦聯(lián)因子。第二章 小結(jié)2021/7/99、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。18-7月-2218-7月-22Monday, July 18, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。*7/18/2022 10:31:16 PM11、人總是珍惜為得到。18-7月-22*Jul-2218-Jul-2212、人亂于心，不寬余請。*Monday, July 18, 202213、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。18-7月-2218-7月-22*18 July 202214、