细胞的基本功能12903ppt课件

第2单元 细胞的基本功能,学习目标,1掌握细胞膜的物质转运功能的形式和特点。 2熟悉静息电位和动作电位及其产生机理。 3了解细胞的跨膜信号转导、细胞膜的受体功能。 4能解释某些气体、液体、固体及离子穿越细胞膜的现象。 5能举例说明生物电现象在医学及相关领域中的应用。 6激发培养学生学习的兴趣，培养学生的团队合作精神。,第一节 细胞膜的物质转运功能,一、小分子物质和离子的跨膜转运,(一)被动转运（passive transport） 1. 单纯扩散（simple diffusion） （1）扩散：溶质分子从高浓度向低浓度的净移动 （图2-1） （2）单纯扩散的概念 脂溶性小分子物质顺浓度差和电位差跨膜转 运的方式（图2-2）,（3）单纯扩散的特点 顺电-化学梯度 不耗能 （4）单纯扩散的条件 电-化学梯度 膜通透性 脂溶性物质：O2、CO2 、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素 等少数几种。,2. 易化扩散（facilitated diffusion） *易化扩散的概念 脂溶性很低或非脂溶性的小分子 物质或离子，借 助特殊膜蛋白质的帮助，顺浓度差和电位差的跨膜 转运方式,*类型 （1）载体易化扩散 （2）通道易化扩散,（1）载体易化扩散 *概念 通过细胞膜中载体蛋白构型变化将物质（如葡萄 糖和氨基酸）顺浓度差和电位差转运的方式 （图2-3）,*特点 特异性高 饱和现象 竞争性抑制,载体转运(carrier-mediated transport),转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质,（2）通道易化扩散 *概念 借细胞膜中通道蛋白的帮助，将物质（如 Na+、 K+、Ca2+）顺浓度差和电位差转运的方式,*通道类型 化学门控通道（图2-4） 电压门控通道（图2-5）,通道转运（channel transport）,转运的物质:各种带电离子,（二）主动转运（active transport） *概念 细胞借助膜上特殊蛋白（泵蛋白） 的作用，通过 耗能过程，将小分子物质或离子逆浓度差和电位 差的跨膜转运过程,*类型 1. 原发性主动转运 2. 继发性主动转运,1. 原发性主动转运 Na+-K+泵（图2-6） （1）结构：膜蛋白质，简称Na+泵。具有ATP酶活 性，又称Na+-K+-ATP酶,（2）功能特性：分解ATP，释放出能量，利用这 一能量，将3个Na+从胞内泵出胞 外，将2个K+从胞外泵入胞内,2. 继发性主动转运（图2-7） （1）定义：某些物质逆浓度梯度的主动转运过程， 所需能量间接来自ATP的分解，也称联 合转运,（3）条件：胞膜上存在转运体蛋白,（2）特点：Na+从胞外被动扩散至胞内释放的能量 用于另一物质的主动转运,*主动转运的特点 （1）逆电-化学梯度 （2）耗能,*主动转运和被动转运的区别 （1）转运的方向 （2）转运的能量 （3）转运的后果,通道转运与钠-钾泵转运模式图,二、大分子物质或物质团块的跨膜转运,（一）入胞作用（endocytosis） 1. 概念 一些大分子物质或团块物质从细胞外进入细胞内 的过程,2. 类型 （1）吞噬：如巨噬细胞和白细胞吞噬异物和细菌（固体） （2）吞饮：如小肠上皮细胞吸收营养物质（液体）,入胞:,（二）出胞作用（exocytosis） 1. 概念 大分子物质或固态、液态物质从细胞内排出细胞 外的过程,2. 举例 消化腺分泌消化液 内分泌细胞分泌激素 神经末梢释放神经递质,出胞：,恩格斯在100多年前就指出：“地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的变化”。人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动，这种电活动称为生物电现象（bioelectricity）。,第二节 细胞的生物电现象,*类型 一、静息电位 二、动作电位,一、静息电位及其产生机制,（一）静息电位（resting potential，RP）的概念 在细胞未受刺激时（静息状态下），存在于细胞膜内外两侧的电位差（膜内为负，膜外为正）（图2-8）,RP实验现象：,*静息状态的标志：静息电位和极化（图2-9） 1. 极化：细胞在静息时膜两侧保持内负外正的状态。 2. 超极化：以静息电位为准，若膜内电位向负值增大方向变化。 3. 去极化：以静息电位为准，膜内电位向负值减小方向变化。 4. 复极化：细胞发生去极化后，向原先的极化方向恢复。,从生物电来看，细胞的兴奋和抑制都以极化为基础，细胞去极化时表现为兴奋，超极化时则表现为抑制。,（二）静息电位产生的机制离子流学说,2. 机制（图2-10）,条件（表2-1） （1）静息状态下细胞膜内外离子分布不均衡 （2）静息状态下细胞膜对离子通透性不同,通透性：K+ Cl- Na+ A-,Na+iNa+o110, K+iK+o301 Cl-iCl-o114, A-iA-o 41,二、动作电位及其产生机制,（一）动作电位（action potential，AP）的概念 细胞膜受到刺激时，在静息电位基础上发生的一次可扩步的电位变化,AP实验现象：,去 极 化,上 升 支,下降支,动作电位产生过程,刺激,局部电位,阈电位,去极化,零电位,反极化（超射）,复极化,（负、正）后电位,AP产生的基本条件: 膜内外存在Na+差: Na+iNa+O 110； 膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加： 即电压门控性Na+、K+通道激活而开放。,（二）动作电位的产生机制,1. 上升支和Na+平衡电位（图2-12） （1）Na+内流膜去极化达到一定数值（阈电位） （2）膜对Na+通透性突然增大 （3）Na+内流至平衡为止 （4）锋电位= Na+平衡电位,2. Na+通道的失活和膜电位的复极（图2-13） （1）Na+通道失活：在去极化开始后的几个毫秒内 开放（激活），随后失活 （2）K+通道开放：膜去极化时被激活，在Na+通道 失活时开放，K+外流，膜电位 复极 （3）Na+通道的失活和膜电位的复极构成动作电位 的下降支,*小结： 1、上升支：Na+内流（Na+的平衡电位） 下降支：K+外流 负后电位：K+外流暂时性减弱 正后电位：Na+-K+泵的活动（图2-14） 2、AP的产生是不消耗能量的，AP的恢复是消耗能量的（NaK泵的活动）。 3、AP=Na的平衡电位。 4、动作电位的特点 （1）全或无（2）传导性（3）不应期,（三）动作电位的引起与传导 1. 动作电位的引起（图2-15） （1）阈电位的概念 膜去极化到达爆发动作电位的临界膜电位称为阈电位（threshold potential） *阈电位的特性：引起膜上电压门控性Na+通道大量开放 （2）引起动作电位的条件：膜去极化达到阈电位,（3）局部电位 *概念：阈下刺激引起的低于阈电位的去极化（即局部电位），又称局部兴奋,*特点： 等级性 电紧张性扩布 可总和,2. 动作电位的传导 （1）兴奋在同一细胞膜上的传导：局部电流学说（图2-16） （2）神经冲动：AP在神经纤维上的传导 （3）传导方式：无髓神经纤维：近距离局部电流（图2-17） 有髓神经纤维：跳跃式传导（图2-18）,（4）动作电位传导特点 不衰减性传导 “全或无”现象 双向性传导,本章测验,1. 钠泵本质是 A. ATP B. ATP酶 C. 膜蛋白 D. Na+-K+-ATP酶 E. 糖蛋白载体 2. 大分子蛋白质进入细胞膜的方式是 A. 单纯扩散 B. 易化扩散 C. 主动转运 D. 入胞作用 E. 以上都不对 3. 葡萄糖在小肠粘膜的重吸收是通过 A. 单纯扩散 B. 载体易化扩散 C. 通道易化扩散 D. 主动转运 E. 入胞作用,4. 以静息电位为准，膜内电位向负值减小方向变化称为 A. 极化 B. 超极化 C. 去极化 D. 复极化 E. 超射 5. 阈电位是指 A. 造成膜对K+通透性突然增大的临界膜电位 B. 造成膜对K+通透性突然减小的临界膜电位 C. 造成膜对Na+通透性突然增大的临界膜电位 D. 造成膜对Na+通透性突然减小的临界膜电位 E. 以上都不对,本章测验答案,1. D 2. D 3. D 4. C 5. C,你的回答正确吗,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,Cl-,Cl-,Cl-,图2-1 扩散,Na+,Cl-,图2-2 单纯扩散,A 细胞膜 B,图2-3 载体易化扩散,载体,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,图2-4 化学门控通道,通 道,图2-5 电压门控通道,通 道,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,图2-6 Na+-K+泵,Na+-K+泵,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,图2-7 继发性主动转运,转运体,+,+,-,-,A,+,+,-,-,B,+,+,-,-,C,图2-8 静息电位,膜电位(mv),+45,0,-70,-90,-45,图2-9 膜电位的变化,细胞膜外 细胞膜内 比例 膜通透性 Na+ 142 mmol/L 14 mmol/L 10:1 很小 K+ 5 mmol/L 155 mmol/L 1:31 最大 Cl- 110 mmol/L 8 mmol/L 14:1 次之 A- 15 mmol/L 60 mmol/L 4:1 无,表2-1 静息电位产生的条件,Na+,A-,K+,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Cl-,图2-10 静息电位产生的机制,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,A-,A-,A-,A-,A-,K+,Na+,Na+,膜外,膜内,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,A-,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,膜电位(mv),+35,0,-55,-70,时间 (ms),峰电位,阈电位,图2-11 动作电位的组成,刺激,图2-12 动作电位去极化产生的机制,膜外,膜内,K+,A-,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,A-,A-,A-,A-,A-,A-,A-,A-,A-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,A-,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,K+,图2-13 动作电位复极化产生的机制,膜外,膜内,A-,Cl-,Na+,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,K+,K+,Na+,A-,A-,A-,A-,A-,A-,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,Cl-,K+,A-,Na+,图2-14 动作电位正后电位产生的机制,膜外,膜内,A-,A-,A-,A-,A-,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na