第2章细胞的基本功能生理学

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1、第2章 细胞的基本功能 学 习 目 标1举例说明细胞膜对物质转运的方式、特点2细胞受体的类型和特点3静息电位和动作电位的概念及产生机制4兴奋在同一细胞上的传导过程5肌肉收缩机制第1节 细胞膜对物质的转运功能 细胞膜的基本结构一、生物膜的化学成分（一）磷脂（二）膜蛋白（三）糖类 细胞膜的分子构型 “液态镶嵌模型”学说1、类脂分子呈双分子层排列，构成 膜的主体2、蛋白质分子嵌入类脂双分子层3、多糖分子形成糖链伸出膜外 细胞膜的“液态镶嵌模型”细胞膜对物质转运形式 1、单纯扩散 2、易化扩散 3、主动转运 4、入胞 5、胞吐 单 纯 扩 散1、概念：2、转运物质：脂溶性小分子物质3、特点：顺浓度差，

2、不消耗能量4、影响因素：浓度差、通透性 易 化 扩 散1、概念：借助膜蛋白质的帮助2、转运物质：非脂溶性物质（离子、小分子）3、方式：通道运输、载体运输4、特点：顺浓度差，不消耗能量 特异性，饱和性，竞争性抑制5、影响因素：浓度差、通透性 易化扩散的两种转运方式 1 1、载体扩散、载体扩散特点：（1）特异性（2）饱和性（3）竞争性抑制2 2、通道扩散、通道扩散特点：（1）离子选择性（2）门控特性 主 动 转 运1、概念：泵（NaK依赖式ATP酶）2、转运物质：离子、小分子3、方式：原发性，继发性4、特点：逆浓度差、耗能5、影响因素：浓度差、通透性 钠钾泵的转运过程 钠-钾泵的生理意义 1、建立

3、一种势能贮备，是易化扩散、兴 奋性和生物电现象的基础。2、维持Na-H交换，使P-H值相对稳定。3、是继发性主动转运的动力。4、阻止细胞外Na+以及相伴随的水进入细 胞，对防止细胞水肿，维持细胞正常体 积有一定的意义。入入 胞胞1、概念：2、转运物质：大分子、团块物质（见于蛋白质、脂肪颗粒，细菌、病毒、激素）4、类型：胞饮、吞噬 胞胞 吐吐 1、概念：2、转运物质：大分子、团块物质 （见于糖原、消化酶分泌，激素分泌，神经递质释放）细细 胞胞 膜膜 的的 不不 同同 转转 运运 形形 式式 比比 较较单纯扩散易化扩散易化扩散主动转运大分子物质的转运载体载体通道入胞作用出胞作用物质大小小分子小分子

4、离子小分子大分子、团块物质物质性质脂溶性非脂溶性非脂溶性均可均可浓度梯度高低高低高低低高进入细胞排出细胞是否耗能不耗能不耗能不耗能耗能膜动耗能蛋白帮助不需要需要载体需要通道需要泵需要膜运动转运物质O2、CO2葡萄糖Na+、K+离子吞噬分泌释放 二二 细胞膜的受体功能细胞膜的受体功能1、受体概念：大分子糖蛋白2、受体分布：细胞膜、细胞浆细胞核 细胞内功能的变化细胞内功能的变化 代谢酶的磷酸化改变细胞的代谢 离子通道的磷酸化 影响通道的启闭 转录因子的磷酸化 改变基因的表达 肌肉收缩蛋白的磷酸化 影响肌肉的 收缩和舒张细胞骨架的磷酸化 改变细胞的形态 和运动 5、受体的特性一、特异性二、饱和性三、

5、可逆性 6、膜受体功能 （1）识别和结合特异系性化学物质 （2）激活酶系统产生放大的生物 学效应 受体作用的两大类现象受体作用的两大类现象一、受体激动剂：与受体结合能发挥特定生理 效应的二、受体阻断剂：与受体结合不能引起特定生 理效应的 肌肉收缩的概念及过程肌肉收缩的概念及过程（一）肌肉收缩 指肌肉长度的缩短或肌肉张力的增加。（二）肌肉收缩过程 肌肉收缩并非是肌丝本身的长度缩短，而是由细肌丝向粗肌丝滑行导致的肌 小节缩短的结果。1.骨骼肌的微细结构 肌细胞肌细胞（肌纤维）由肌膜、肌浆，细胞核组成。肌浆内充满了平行排列的肌原纤维，它是由许多段相 互连续的肌小节构成。肌小节肌小节 是肌组织结构和功

6、能的基本单位。骨骼肌的微细结构示意图肌丝、肌管系统示意图肌丝的微细结构示意图2、肌肉收缩的基本过程 当肌细胞膜的动作电位沿横管传导到三联体当肌细胞膜的动作电位沿横管传导到三联体时，贮存在终末池内的时，贮存在终末池内的CaCa2+2+顺浓度递度扩散至肌浆顺浓度递度扩散至肌浆中，使肌浆中中，使肌浆中CaCa2+2+浓度增大。浓度增大。CaCa2+2+可与细肌丝上肌可与细肌丝上肌钙蛋白结合，使其构型发生变化，牵拉原肌凝蛋钙蛋白结合，使其构型发生变化，牵拉原肌凝蛋白移位，暴露出与横桥结合的位点，粗肌丝上的白移位，暴露出与横桥结合的位点，粗肌丝上的横桥即与肌纤蛋白结合，激活了横桥上的横桥即与肌纤蛋白结合

7、，激活了横桥上的ATPATP酶，酶，释放能量供横桥摆动，从而使细肌丝向粗肌丝滑释放能量供横桥摆动，从而使细肌丝向粗肌丝滑行，肌小节缩短，完成肌肉收缩过程。行，肌小节缩短，完成肌肉收缩过程。横 桥 摆 动示 意 图 当肌膜肌膜的电位传导减弱或消失时，终末的电位传导减弱或消失时，终末池池对Ca2+通透性下降而钙泵开始运转，将肌浆内的Ca2+泵入终池中，使肌浆中Ca2+浓度骤降，结果肌钙蛋白与Ca2+脱离，恢复静息构型，原肌球蛋白回到原位，而把肌动蛋白上的结合位点重新覆盖，使横桥不能接触到细肌丝，则肌小节回位，肌肉进入舒张过程。兴奋 收缩耦联一、概念二、结构基础：“三联体”三、关键（耦联）因子：Ca

8、2+四、过程（主要步骤）：1、电兴奋传入横管 2、“三联体”的信息传递 3、终池对钙的释放和回收 三、肌肉收缩的形式三、肌肉收缩的形式（一）等长收缩和等张收缩 与所遇负荷有关 前负荷与后负荷 前负荷：主要改变肌肉的初长度，在一定范围内，初长增加，肌肉收缩力增加。达到最大收缩力时的初长为最适初长度。后负荷：肌肉对抗后负荷即克服阻力做功的过程，此过程中一般肌肉的长度不变，主要是增加肌肉张力。等长收缩与等张收缩 等长收缩：肌肉长度不变，而张力变化的收缩形式。等张收缩：张力增加至能克服后负荷时，则肌肉发生长度的变化，而此时张力不变。这种动态收缩是骨骼肌做功的表现。单收缩和强直收缩 单收缩单收缩：刺激频

9、率较慢时，每一次刺激都在肌肉完整收缩之后，产生单收缩；强直收缩强直收缩：若刺激频率加快，连续刺激落在前一次收缩活动的舒张期内，形成在不完全舒张后的收缩现象，为不完全强直收缩；若刺激频率再加快，连续刺激落在前一次收缩活动的收缩期内，形成强大的、融合的收缩相的现象，为完全强直收缩。因正常体内由运动神经传至骨骼肌的冲动均为快速、连续的，故体内的骨骼肌的收缩形式均属于强直收缩。它也是骨骼肌完成随意动作，并克服后负荷做功的主要形式。小 结肌细胞的收缩原理 骨骼肌收缩的形式一、等长收缩和等张收缩一、等长收缩和等张收缩1、等长收缩、等张收缩的概念 影响因素：负荷大小2、前负荷、后负荷 的概念 负荷对收缩的影响 3、整体内骨骼肌收缩的的形式 二、单收缩和强直收缩二、单收缩和强直收缩1、单收缩：一次肌细胞的缩短和舒张 不完全性强直收缩2、强直收缩 完全性强直收缩3、影响因素：刺激频率4、体内骨骼肌收缩形式：强直收缩 骨骼肌收缩的原理一、滑行学说二、肌丝分子组成与作用三、兴奋 收缩耦联 兴奋-收缩耦联1、兴奋-收缩耦联：肌细胞的电兴奋与肌细胞的机械收缩联系起来的中介过程。2、Ca2+是兴奋-收缩耦联的关键因子。使用说明：在播放幻灯片前，将“宏”的“安全性”设置为“低”时，在幻灯片放映过程中，随时用鼠标点击右上角的数字，即可显示当前的时间。