細胞生理課件一

Thecellularbasicfunction

第三章

細胞基本功能1/47第一節(jié)

細胞膜物質轉運功能

附細胞膜構造概述2/47

1.單純擴散

脂溶性小分子物質從高濃度側通過細胞膜向低濃度側凈移動過程，稱單純擴散。體內肯定單純擴散物質是O2、CO2、乙醇、尿素等。特點：膜無妨礙；順濃度梯度。（一）被動轉運——擴散一、細胞膜對小分子物質和離子轉運3/47

2.易化擴散

非脂溶性或脂溶性很小小分子物質或離子在細胞膜蛋白質幫助下從高濃度向低濃度一側跨膜移動過程稱易化擴散。易化擴散突出特點是：細胞膜有妨礙，需借助細胞膜蛋白質。⑴以“載體”為中介易化擴散：（一）被動轉運——擴散4/47“載體”特點：①特異性即選擇性轉運某種小分子物質能力；②飽和現(xiàn)象即載體在單位時間內物質轉運量不能超出某一程度。其是由載體數(shù)目有限決定；③競爭性抑制作用是指構造近似物質能夠搶占同一“載體”。其也是由載體數(shù)目有限決定。

“載體”擴散轉運小分子有機物，如葡萄糖、氨基酸易化擴散。

（一）被動轉運——擴散5/47

通道特點：①特異性；②無飽和現(xiàn)象和競爭性抑制。通道一經開放離子擴散就完全取決于跨膜電化學梯度而與其他原因無關，體現(xiàn)為純物理現(xiàn)象；③在一定電壓或化學原因條件下開放，故有電壓門控式通道和化學門控式通道之稱。⑵以通道為中介易化擴散轉運物：主要轉運離子。（一）被動轉運——擴散6/47以通道為中介易化擴散7/47三、積極轉運——原發(fā)性

1.概念:

非脂溶性小分子物質和離子在細胞膜耗能下，借助膜蛋白由膜低濃度側向高濃度側轉運過程稱積極轉運。它是體內最主要物質轉運形式。

2.特點：

①逆電化學梯度；②需要細胞膜消耗能量；③借助稱為“泵”膜蛋白，是細胞膜上特異性蛋白質，有ATP酶活性，可分解ATP提供能量。細胞膜積極轉運逆電化學梯度運轉電解質和小分子有機物。一、細胞膜對小分子物質和離子轉運8/47

3.鈉泵:鈉-鉀泵，也稱Na+-K+-ATP酶

（二）積極轉運——原發(fā)性9/47鈉泵作用：逆電化學差將3個Na+移出膜外，同步將2個K+移入膜內。

生理意義：維持細胞膜內、外不均勻Na+

、K+

分布。

（二）積極轉運——原發(fā)性10/474.繼發(fā)性積極轉運——是指葡萄糖、氨基酸借助于鈉離子泵活動逆濃度梯度轉運過程。（二）積極轉運——原發(fā)性11/47（一）入胞作用

大分子物質和物質團塊由胞外經細胞膜包繞內陷進入細胞過程。若進入細胞為固體物，稱吞噬；若入胞為液體，則稱吞飲。（二）出胞作用

大分子物質和物質團塊由胞內經細胞膜包繞“外吐”出細胞過程。二、細胞膜對大分子物質和物質團塊轉運子情境一

細胞膜物質轉運功能

12/47入胞出胞13/47

1.細胞膜對小分子物質轉運方式不含（）

A.單純擴散B.易化擴散

C.被動轉運D.積極轉運E入胞和出胞2.與單純擴散相比，易化擴散特點是（）

A.順濃度梯度B.膜不耗能C.擴散通量大D.膜無阻E借助膜蛋白

PBL知識點題例反饋3.鈉泵存在于（）

A細胞膜

B.細胞漿C.細胞核D.細胞膜及細胞漿E.整個細胞中4.K+從較高溶度細胞內跨膜至細胞外是（）

A.積極轉運B.被動轉運C通道易化擴散D.載體易化擴散E.單純擴散14/47

子情境二細胞跨膜信號轉導

一、細胞受體功能（一）概念：能夠選擇性識別和結合化學信息物質，并轉發(fā)生理效應存在于細胞膜和細胞內特殊蛋白質構造。（二）受體基本功能：

1.識別、結合化學信息物質；

2.轉發(fā)（觸發(fā)）生理效應。（三）分類：膜受體；胞漿受體；胞核受體。15/47膜受體介導信息傳遞胞內受體介導信息傳遞二、細胞膜跨膜信號轉導16/47

（一）G-蛋白耦聯(lián)受體介導信號轉導自學內容17/47

1.受體-G蛋白-AC（腺苷酸環(huán)化酶）途徑2.受體-G蛋白-PLC（磷脂酶C）途徑（一）G-蛋白耦聯(lián)受體介導信號轉導18/47化學性胞外信號(Ach)Ach+化學門控通道終板膜上離子通道開放Na+內流終板膜電位骨骼肌興奮（二）離子通道受體介導信號轉導二、細胞膜跨膜信號轉導19/47膜外N端：識別、結合第一信使膜內C端：具有酪氨酸激酶活性（三）酶耦聯(lián)受體介導信號轉導二、細胞膜跨膜信號轉導20/475.腺體分泌蛋白質激素是（）A.積極轉運 B.易化擴散C.排泄D.被動轉運

E.出胞作用6.形成動作電位Na+

內流是（）A.積極轉運 B.被動轉運C.載體易化擴散 D通道易化擴散E.單純擴散7.受體（）A.是細胞膜蛋白質B.轉發(fā)生理效應C.能識別化學信息物質D.結合化學信息物質E.以上均是PBL知識點題例反饋21/47小結一：易化擴散有以“載體”為中介和以“通道”為中介兩種形式，前者轉運小分子有機物，后者轉運離子。

“載體”特點是：①特異性；②飽和現(xiàn)象；③競爭性抑制作用。

“通道”特點是：①特異性；②在一定電壓或化學原因條件下開放，故有電壓依賴性通道和化學依賴性通道之稱；③無飽和現(xiàn)象和競爭性抑制。3分鐘小結22/47

小結二：

Na+泵是存在于細胞膜一種Na+-K+依賴式ATP酶，又稱膜ATP酶，逆電化學梯度轉運Na+、K+和葡萄糖。一般生理情況下，鈉泵分解1分子ATP,能夠使3個Na+移出膜外，同步將2個K+移入膜內。受體基本功能：1.識別攜帶化學信息活性物質，并能與之結合；2.轉發(fā)化學信息，即受體與信息物質特異結合后，發(fā)生一系列變化，以一定信號形式把信息送到細胞對應部位觸發(fā)生理效應。3分鐘小結23/47

第三節(jié)細胞生物電現(xiàn)象

概述恩格斯在100數(shù)年前就指出：“地球上幾乎沒有一種變化發(fā)生而不一樣步顯示出電變化”。人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在電活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象（bioelectricity）。

24/47細胞生物電現(xiàn)象任務及目標25/47（一）靜息電位概念：（restingpotential）

細胞安靜時，存在細胞膜內外兩側電位差，稱靜息電位，又稱跨膜靜息電位，簡稱膜電位。一、靜息電位及其產生機制一、靜息電位及其產生機制26/47（二）證明RP試驗：1.當A、B電極都位于細胞膜外，無電位變化，證明膜外無電位差。2.當A電極位于細胞膜外，B電極插入膜內時，有電位變化，證明膜內、外間有電位差。3.當A、B電極都位于細胞膜內，無電位變化，證明膜內無電位差。一、靜息電位及其產生機制27/47

①內負外正。神經纖維和骨骼肌細胞膜內電位為－70mv。②細胞安靜時，膜內負外正電位相稱穩(wěn)定狀態(tài)。這種狀態(tài)稱極化狀態(tài)。

（三）靜息電位特點：

有關概念：極化狀態(tài)加大（膜內電位負值加大）稱超極化；極化狀態(tài)減?。入娢回撝禍p?。┓Q除極化；極化狀態(tài)反轉（膜內電位變正）稱反極化；極化狀態(tài)恢復（膜內電位負值復原）稱復極化。一、靜息電位及其產生機制28/47（四）生理意義

是細胞安靜標志。（五）產生機制

1.產生條件：

①細胞膜內外不均勻離子分布：膜內[K+]/膜外[K+]高30倍；膜外[Na+]/膜內[Na+]高13倍。②安靜時，細胞膜只對K+通透，對Na+幾乎不通透，對有機負離子(A-)不通透。一、靜息電位及其產生機制29/47一、靜息電位及其產生機制30/472.RP產生機制:

[K＋]內順濃度差向膜外擴散[A-]內不能向膜外擴散[K+]內↓→膜內負電荷過剩，電位↓[K+]外↑→膜外正電荷過剩，電位↑膜外為正、膜內為負極化狀態(tài)當K+外擴散與電場斥力達成動態(tài)平衡時=RPPBL知識點:

靜息電位主要是由K+外流形成平衡電位。電場斥力一、靜息電位及其產生機制31/47（一）動作電位（actionpotential）概念：

活細胞接收有效刺激，在細胞膜靜息電位基礎上爆發(fā)一次短暫性、可逆性和可擴布性電位波動，稱為動作電位。二、動作電位及其產生機制二、動作電位及其產生機制32/47（二）動作電位形態(tài)和時程以神經纖維和骨骼肌細胞為例：電刺激0mv神經纖維AP33/470mv

去極化反極化

（上升支）復極化（下降支）

神經纖維動作電位（峰電位）時相劃分－70mv＋20～30mv膜電位除極化，膜內電位由-70mv迅速升高至零mv，繼續(xù)上升并反極化至＋20~30mv,組成動作電位上升支，也稱除極過程。膜內電位自自動作電位頂峰迅速復之-70mv，組成動作電位下降支，也稱復極過程。

（二）動作電位形態(tài)和時程34/47產生條件：

①細胞膜內外不均勻離子分布：膜外[Na+]/膜內[Na+]高13倍。②接收有效刺激后，膜電位除極化達閾電位，膜Na+通道突然開放，達頂峰后該通道關閉，K+通道開放。

1.上升支產生原理：細胞膜除極化達閾電位，Na+通道突然開放，Na+順電化學梯度迅速內流，使膜內電位迅速升高，產生電位反轉和電場斥力，制止Na+內流，直至電場斥力與Na+內流力量完全平衡相等，Na+通道迅速關閉，Na+內流停頓，形成動作電位上升支。

（三）動作電位產生機制35/47

上升支是Na+迅速內流造成。動力是順電-化學梯度；條件是膜對Na+通透性突然增加；機制是Na+內流平衡電位。（三）動作電位產生機制36/472.峰電位下降支：

峰電位下降支是K+外流所致，同靜息電位產生機制。

PBL知識點：

①

Na+通道可稱為快通道，可被河豚毒阻斷。②動作電位復極完成后，鈉泵活動，泵出Na+，泵入K+，由于出入離子電性平衡，故電位穩(wěn)定在靜息電位水平。

（三）動作電位產生機制37/47活用知識點小結：AP產生機制:AP上升支Na+內流平衡電位AP下降支K+外流平衡電位38/47

去極化有效刺激

Na+通道突然開放動作電位上升支產生機制閾電位AP頂峰Na+迅速內流（四）動作電位產生條件39/47閾電位靜息電位膜電位波動-70mV動作電位-551閾電位(TP)與動作電位：是指導起膜電位除極化，造成膜Na+通道突然開放膜電位臨界值，即引發(fā)AP臨界膜電位值。（四）動作電位產生條件40/47（五）動作電位特點及意義

1、動作電位特點

①脈沖式②不衰減性傳導；③“全或無”現(xiàn)象；2、生理意義

細胞興奮標志。41/47（六）動作電位傳導：

基本原理是局部電流學說+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+--+-+-+神經纖維（六）動作電位傳導42/47膜外鄰近未興奮電位部位高于興奮部位膜內興奮部位電位高于鄰近未興奮部位在興奮部位和靜息部位之間存在著電位差膜外電荷由未興奮部位向興奮部位流動膜內電荷由興奮部位未興奮部位向流動形成局部電流細胞膜鄰近未興奮部位除極化除極化達成閾電位，鄰近膜爆