第二章细胞的基本功能

《第二章细胞的基本功能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章细胞的基本功能（43页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、三三 细胞的生物电现象细胞的生物电现象一 细胞膜的基本结构细胞膜的基本结构二二 跨膜物质转运功能跨膜物质转运功能第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能（一）细胞膜的化学组成和结构（一）细胞膜的化学组成和结构（二）受体（二）受体 一 细胞膜的基本结构细胞膜的基本结构1、细胞膜的化学组成、细胞膜的化学组成（1）脂类：磷脂类（70%以上）、胆固醇（30%）熔点低，呈液态，具有流动性（2）蛋白质：如受体（信号转导）、载体蛋白、通道蛋白、离子泵（物质转运）、ATP酶（能量转化）。有两种形式（外周蛋白和整合蛋白）。（3）糖类：少量（10%），它们与蛋白质和脂类结合，分别形成糖蛋白和糖脂。一细胞膜的基本

2、结构细胞膜的基本结构（一）细胞膜的化学组成和结构（一）细胞膜的化学组成和结构2、细胞膜的分子排列结构：细胞膜的分子排列结构：目前最为公认的是20世纪70年代初期由Singer等人提出的“液态镶嵌模型”这一学说的基本内容是：细胞膜是以液态的脂基本内容是：细胞膜是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同不同生理功能生理功能的蛋白质。的蛋白质。一 细胞膜的基本结构细胞膜的基本结构（二）（二）受体受体1、概念：受体是细胞上的一类特殊蛋白质，它概念：受体是细胞上的一类特殊蛋白质，它能选择性地与某些化学物质相结合，引起细胞能选择性地与某些化学物质相结合，引起细胞产生生

3、理效应。产生生理效应。2、基本功能：、基本功能：具有识别与结合能力：特异性、具有识别与结合能力：特异性、饱和性、可逆性饱和性、可逆性；能转发化学信息，激活细能转发化学信息，激活细胞内多种酶系统产生生理效应。胞内多种酶系统产生生理效应。一细胞膜的基本结构细胞膜的基本结构（一）被动转运（一）被动转运（二）主动转运（二）主动转运（三）入胞和出胞（三）入胞和出胞二二 跨膜物质转运功能跨膜物质转运功能被动转运：物质从高浓度一侧向低浓度一侧扩散，不需要耗能被动转运：物质从高浓度一侧向低浓度一侧扩散，不需要耗能（ATP）的转运方式。）的转运方式。1、单纯扩散、单纯扩散 脂溶性物质顺着浓度差跨膜转运的方式称为

4、单纯扩散。如O2、CO2、NH3、2、易化扩散、易化扩散 非脂溶性或脂溶性很低的小分子物质或离子小分子物质或离子，在膜特殊蛋白质的帮助下，顺浓度差扩散，这种转运形式称易化扩散易化扩散。类型：类型：以载体为中介以载体为中介以通道为中介以通道为中介 （一）被动转运（一）被动转运电压门控、电压门控、化学门控、机械门控化学门控、机械门控）主动转运：物质由低浓度一侧向高浓度一侧转主动转运：物质由低浓度一侧向高浓度一侧转运，需要耗能（运，需要耗能（ATP）的转运方式。）的转运方式。v 钠-钾泵（ATP酶的活性）（二）主动转运（二）主动转运（二）主动转运（二）主动转运 钠-钾泵、细胞膜上的蛋白质，具有酶的活

5、性、作用：消耗能将膜内3Na+泵出细胞外，将膜外2K+泵入细胞内。、生理意义使细胞内高钾，K+是细胞内进行代谢反应代谢反应的必要条件；将Na+排出细胞，将减少水分子进入细胞，有利于维持细胞正常维持细胞正常形态和功能形态和功能；建立起一种势能贮备，钠泵活动形成膜内外Na+浓度差，是维持Na+-H+、Na+-K+交换及葡萄糖、氨基酸等物质跨膜转运的动力；钠泵活动造成膜内外Na+和K+浓度差，是细胞生物电活动的前提。1、入胞：入胞：是指膜外大分子物质或物质团块进入细胞内的过程。v 如：大分子营养物质、脂蛋白颗粒、细菌等v 分吞噬（固体）、吞噬（固体）、吞饮（液体）吞饮（液体）2 2、出胞：出胞：是指

6、细胞大分子内容物排出细胞的过程。v 如：各种腺体的分泌活动 神经末梢释放递质 原理：借助细胞膜的变形原理：借助细胞膜的变形运动运动物质跨膜转运的几种基本方式二二 跨膜物质转运功能跨膜物质转运功能小结哪些转运方式需膜上蛋白质的帮助，是何种类？v细胞膜物质转运的作用是细胞维持正常代谢、进行各项生命活动的基础。v跨膜转运的物质应考虑：脂溶性还是水溶性？（性质）大分子还是小分子？（分子量）顺浓度差还是逆浓度差？（是否耗能）离子还是小分子？二二 跨膜物质转运功能跨膜物质转运功能小结 体内各细胞的生命活动中伴随着电现象，即生物电。体内各细胞的生命活动中伴随着电现象，即生物电。膜电位（膜电位（跨膜电位跨膜电

7、位）：存在于细胞膜内外两侧的电位）：存在于细胞膜内外两侧的电位差。差。（一）（一）静息电位（静息电位（RP）与与 （二）动作电位（二）动作电位（AP）与与 Na+平衡电位平衡电位 （三）（三）局部电位局部电位三三 细胞的生物电现象细胞的生物电现象 2、现象现象 膜外为正，膜内为负（即内负外正状态）亦称为极化状态（一）（一）RP与与 1、RP概念：在安静状态下，存在于细胞膜内外概念：在安静状态下，存在于细胞膜内外两侧的电位差。两侧的电位差。部分细胞的部分细胞的RP值值RBC（人）（人）-10mv，心室肌，心室肌-90mv，神经细胞神经细胞、肌肉细胞、肌肉细胞-70mV -90mV3 3、静息电位

8、形成的机制、静息电位形成的机制（1）细胞内外钠钾等离子不均匀，细胞内K+及带负电荷的蛋白质多，细胞外钠、钙及氯离子多（2）安静状态时，细胞膜对钾离子通透性高，膜内带负电荷的蛋白质有随钾外流的倾向，但不能出膜，形成与钾离子隔膜相吸的极化状态。（3）K K+的平衡电位的平衡电位 当浓度差（促进细胞内的钾外流）与电位差（阻止K+继续外流）各自作用达到相对平衡时，即形成静息电位。1、动作电位（、动作电位（AP）2、刺激引起兴奋的机制刺激引起兴奋的机制3、细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的规律变化细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的规律变化4、兴奋在同一细胞上的传导兴奋在同一细胞上的传导（二）（二）AP与与 Na

9、+平衡电位平衡电位（1 1）概念）概念：细胞受刺激时，细胞膜在静息电位的基础上发生一次迅速而短暂的电位波动，细胞兴奋时发生的这种短暂的电位波动称为动作作电位。AP幅值为90-130mV，即从原来膜内为 -70mV -90 mV变到变到+20mV +40mV 意义意义：细胞发生兴奋的标志。1、动作电位、动作电位(2)动作电位的波形特征及形成机制动作电位的波形特征及形成机制二、动作电位二、动作电位锋电位锋电位 上升支（去极相）上升支（去极相）：由Na+迅速内流形成，是Na+的平衡电位。下降支（复极相）下降支（复极相）：由K+迅速外流形成。后电位后电位 Na+-K+泵泵（3 3）几个概念）几个概念极

10、化：极化：在安静时存在于膜两侧的电位差，呈内负外正状呈内负外正状态态去极化：去极化：静息电位向膜内负值减小膜内负值减小的方向变化超极化：超极化：静息电位向膜内负值加大膜内负值加大的方向变化复极化：发生去极化后，膜电位又向极化状态恢复的过复极化：发生去极化后，膜电位又向极化状态恢复的过程程反极化：反极化：膜内电位去极化至零电位后进一步变为正值的至零电位后进一步变为正值的过程过程（4 4）动作电位的特点）动作电位的特点“全或无全或无”现象：现象：同一细胞上AP的幅度不随刺激强度而改变 可扩播性：可扩播性：神经纤维上扩布的动作电位称神经冲动。神经纤维上扩布的动作电位称神经冲动。不衰减性传导：不衰减性

11、传导：动作电位的传导不因传导距离的加大而减小l动作电位之后有不应期：动作电位之后有不应期：给可兴奋细胞一次有效刺激发生兴奋后，在一定时间内该细胞失去对其他刺激的反应能力。2 2、刺激引起动作电位的机制、刺激引起动作电位的机制（1 1）细胞受到刺激时，引起）细胞受到刺激时，引起局部产生去极化局部产生去极化，达，达阈电位阈电位时，时，a通道大量开放，通道大量开放，a内流产生内流产生动作电位。动作电位。（2 2）阈电位：阈电位：细胞受到刺激，膜电位减少（指绝对值）到能使细胞膜上的a通道大量开放，a大量内流时的一个临界膜电位。阈电位一般比静息电位的绝对值小阈电位一般比静息电位的绝对值小10-20mV。

12、在神经肌肉细胞，阈电位为在神经肌肉细胞，阈电位为-50 -70mV3、细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的规律变化、细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的规律变化 当可兴奋细胞受到一次有效刺激后，其兴奋性会发生一次有次序的规律变化v绝对不应期：绝对不应期：在细胞发生兴奋后的较短时间内，无论给予多大刺激，都不会再发生兴奋。（兴奋性兴奋性=0=0，阈，阈值无穷大值无穷大）v相对不应期：相对不应期：绝对不应期之后的一个时期，此时兴奋性有所恢复，但（强度必须强度必须 阈值阈值）才能产生兴奋。v超常期：超常期：相对不应期之后，细胞的兴奋性高于正常水平此时用（强度强度 阈值阈值）才能引起兴奋3.细胞兴奋及其恢复过程中兴

13、奋性的变化细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的变化 分分 期期 兴奋性兴奋性 反应反应绝对不应期绝对不应期 零零 对任何刺激不起反应对任何刺激不起反应相对不应期相对不应期 低于正常低于正常 对阈上刺激起反应对阈上刺激起反应超常期超常期 稍高于正常稍高于正常 对阈下刺激可起反应对阈下刺激可起反应低常期低常期 稍低于正常稍低于正常 对阈上刺激起反应对阈上刺激起反应4 4、动作电位的传导、动作电位的传导 细胞膜在任何一处发生兴奋，所产生的动作电位都细胞膜在任何一处发生兴奋，所产生的动作电位都可沿细胞膜向周围扩布。这种在单一细胞上的动作电可沿细胞膜向周围扩布。这种在单一细胞上的动作电位的扩布称为传导（位的扩

14、布称为传导（conduction)conduction)v传导机制：局部电流传导机制：局部电流v 传导方式传导方式v近距离局部电流近距离局部电流:无髓鞘N纤维或细胞膜v跳跃式传导：跳跃式传导：有髓鞘神经纤维的髓鞘有电绝缘性，兴奋的传布只能在相邻的两个郎飞氏结之间形成局部电流。局部电位（反应、兴奋）局部电位（反应、兴奋）：阈下刺激阈下刺激引起的细胞膜上的电位变化，只局限于受刺激局部的细胞膜，故又称局部反应或局部兴奋。机制：机制：受刺激的局部细胞膜少量通道开放，引起少量 内流 意义：意义：可以提高细胞膜的兴奋性。特点：特点：（1）不是不是全或无的：全或无的：在阈下刺激范围内，电位随刺激强度增加而递

15、增；（2）电紧张传播：电紧张传播：不能远传，只限于局部；（3）可以叠加：时间总和可以叠加：时间总和和空间总和空间总和（三）局部电位（三）局部电位 静息电位（概念、形成原理）动作电位（概念、形成原理和特点）局部电位（概念、特点）归纳几个常用的电生理学术语极化与反极化去极化与复极化 去极化与超极化 阈电位与阈值的关系局部电位与局部电流三三 细胞的生物电现象细胞的生物电现象小结课堂思考题：课堂思考题：1、区别：阈值与阈电位的概念2、动作电位与局部电位的关系课堂思考题：课堂思考题：1、比较阈值和阈电位区别：前者是外加给细胞的刺激强度，后者是从细胞膜本身膜电位的数值来考虑的。但结果相同：即都会产生动作电

16、位。2、动作电位与局部电位的关系 阈刺激和阈上刺激则产生动作电位；阈下刺激则引起局部电位，可通过总和使 静息电位减小到阈电位时，细胞膜便可产生一次动作电位。练习题：练习题：A糖类 B脂质 C蛋白质 D糖脂 E胆固醇1、细胞膜组成中，占重量百分比最多的是2、细胞膜组成中，分子数最多的是A单纯扩散 B易化扩散 C主动转运 D入胞作用3、Na+进入细胞内的转运方式是4、Na+从细胞内的出来的转运方式是5、K+从细胞内出来的转运方式是6、葡萄糖进入细胞7、O2进入细胞8、可兴奋细胞处于安静状态时，其膜电位的状态是（）A 除极化 B 超极化 C 极化 D复极化9、兴奋的产生与传导的本质是（）A 动作电位

17、 B 静息电位 C局部电位 D阈电位10、动作电位的幅度接近于A钾平衡电位 B钠平衡电位 C超射值 D静息电位绝对值与超射值之和11、组织兴奋后处于绝对不应期时，其兴奋性（）A 等于零 B 无限大 C 高于正常 D 低于正常12、神经纤维中相邻两个锋电位的时间间隔至少应大于A相对不应期 B绝对不应期 C超常期 D超射 E超极化13蛙的脊髓神经纤维动作电位持续时间为2ms，理论上每秒钟内所能产生和传导的动作电位数量不可能超过（）A.200次 B.300次 C.400次 D.500次14.参与神经细胞静息电位形成的主要离子是（）A、K+B、Na+C、Ca2+D、Cl-填空1.细胞膜的跨膜物质转运的形式可分为 、和 等5种。2细胞膜上的通道主要可分为 门控通道、门控通道和 门控通道。3可兴奋组织安静时在膜两侧存在 电位，受刺激时产生 电位。4动作电位时程大体分为两个时相，和。5局部兴奋的特点是 、和 。名词解释 受体、单纯扩散、被动转运、主动转运、兴奋、兴奋性、静息电位、动作电位、神经冲动、阈强度、阈上刺激、阈电位课后复习题：1、试述细胞膜物质转运的形式与原理？2、试述钠-钾泵活动的意义。3、静息电位的概念及产生机制。4、动作电位的概念、产生机制、特点和意义。5、刺激引起兴奋的条件及兴奋传导的机制。6、细胞发生兴奋后，兴奋性有何规律性变化？