高中生物肌肉的兴奋与收缩奥赛PPT课件.ppt

第四章肌肉的兴奋与收缩 2019 12 20 1 第一节骨骼肌的结构与肌原纤维的亚显微结构骨骼肌 随意肌 心肌平滑肌 肌肉 横纹肌 2019 12 20 2 骨骼肌的微细结构图4 11 1肌原纤维与肌小节骨骼肌肌纤维 C T肌纤维 musclefiber 肌原纤维 其它细胞质肌原纤维 myofibril 肌小节 粗肌丝 细肌丝 横纹肌小节 sarcomere 1 2明带 暗带 1 2明带 明带 I带 Z线 暗带 A带 H带 2019 12 20 3 肌原纤维肌小节 1 2明带暗带1 2明带 2019 12 20 4 1 2粗肌丝与细肌丝粗肌丝 thickmyofilament 由肌球蛋白 myosin 组成 双球形头部 具有ATP酶活性 颈部尾部 2019 12 20 5 细肌丝 thinmyofilament 球形肌动蛋白 actin 组成双螺旋肌动蛋白原肌球蛋白 tropomyosin 肌钙蛋白 troponin 复合体图4 7 4 11 组成 2019 12 20 6 第二节肌肉收缩的原理2 1肌丝滑行学说的提出证据 1 肌肉收缩与舒张时明暗带的变化图4 8 2019 12 20 7 2 粗细肌丝的重叠程度与肌小节收缩产生的张力有关粗肌丝1 6 无突起0 2 细肌丝2 053 652 25张力 图4 9 3 652 25 2019 12 20 8 2 2肌丝滑行学说 sliding filamenttheoryofmusclecontraction 基本内容 肌肉收缩时没有肌丝或某些物质分子结构的缩短 而只是发生了细肌丝在粗肌丝之间的滑行 也就是说由Z线发出的细肌丝向暗带中央移动 结果相邻的各Z线相互靠近 肌小节长度变短 表现为整个肌C和肌肉的收缩 2019 12 20 9 由于肌肉收缩时 只是细肌丝在粗肌丝之间滑行 而粗肌丝的长度不变 所以暗带的宽度不变 细肌丝的长度虽然也没变 但粗细肌丝的重叠发生了变化 所以代表纯粹粗肌丝的H带变窄 甚至消失 代表纯粹细肌丝的I带也变窄 2019 12 20 10 2 3肌丝滑行学说的分子基理 1 横桥 cross bridge 水解ATP 储备了化学能 与细肌丝垂直 但不能与肌动蛋白结合 因为细肌丝上的原肌球蛋白遮盖了肌动蛋白上能与横桥结合的位点 P73图4 12 2 胞浆中Ca2 升高时 肌钙蛋白与Ca2 结合 构象发生变化 原肌球蛋白移动 横桥与肌动蛋白结合 P73图4 12 2019 12 20 11 3 横桥构象改变 向其尾部方向摆动 并拖动细肌丝向H带中心滑动 横桥所储备的化学能用来克服肌肉的外负荷 肌小节缩短 ADP解离 P72图4 10 4 ADP解离后 横桥重新结合一个ATP 回到原来的构象 又重新与细肌丝垂直 而此时由于细肌丝已发生了滑动 横桥面对的是新的更接近Z线的肌动蛋白的结合位点 P72图4 10 2019 12 20 12 在横桥的一次摆动中 肌球蛋白将水解ATP所释放的化学能转变为肌动蛋白的机械能 上述横桥与ATP结合 摆动 复位 再结合的过程 称为横桥周期 cross bridgecycling 1 在一个肌C内横桥的活动是异步的 2 即使肌小节不缩短 也消耗能量 2019 12 20 13 2 4Ca2 在肌丝滑行中的作用肌钙蛋白是脊椎动物横纹肌肌丝中仅有的能与Ca2 结合的蛋白质 当肌浆中Ca2 浓度低于0 5 10 7mol时 肌肉不能收缩 2019 12 20 14 第三节兴奋 收缩耦联 excitation contractioncoupling 概念 肌膜上的AP触发肌原纤维收缩的一系列过程 P74图4 13 结构基础 三联管 2019 12 20 15 3 1三联管 肌管 系统横管 transversetube 系统 肌细胞膜内陷 在Z线处 纵管系统 滑面内质网融合成侧囊 lateralsac 终末池三联管 每一横管和来自两侧肌小节的纵管 2019 12 20 16 3 2肌管的作用横管 传AP至肌细胞深部纵管 贮存 释放 再回收钙三联管 兴奋 收缩耦联的结构基础 2019 12 20 17 3 3兴奋 收缩耦联全过程 1 电兴奋通过横管传到肌纤维深部 2 三联管传递信息 3 肌浆网对钙的释放 4 肌丝滑行 肌肉收缩 5 肌质网对钙的再聚积 肌肉舒张 2019 12 20 18 3 4神经肌肉兴奋的产生及过程教科书P764 4章节 图4 16 2019 12 20 19 前四章重点内容总结 一膜 细胞膜物质转运 二耦联 去极化 释放 兴奋 收缩 三传导 神经冲动在神经元上的传导 突触传递 兴奋在肌细胞上的传导就是兴奋 收缩耦联 四学说 膜 离子 钠钾泵 肌丝滑行 2019 12 20 20 第四节肌肉的等张收缩与等长收缩 等张收缩 isotoniccontraction 肌肉收缩时 肌肉的张力不发生变化 肌肉的长度发生变化的收缩 等长收缩 isometriccontraction 肌肉两端固定 收缩时肌肉的长度几乎不发生变化 肌肉的张力发生变化的收缩 2019 12 20 21 当一条肌纤维发生等长收缩时 其所处的长度不同 产生的张力也不一样 肌纤维产生最大张力的长度叫做这个肌纤维的最适长度 optimallength 60 最适长度减小 0解释 图4 9肌丝滑行 2019 12 20 22 最适长度的生理意义 体内绝大多数骨骼肌都附着在骨骼上 每块骨骼肌的肌纤维的静息长度都接近于最适长度 可产生最大张力 另外 由于肌肉附着在骨骼上 骨骼肌长度的变化很少超过最适长度的30 避免了骨骼肌过度拉伸和紧缩 2019 12 20 23 一般的躯体运动都不是单纯的等张收缩或等长收缩 而是两种收缩不同程度的复合 2019 12 20 24 第五节刺激强度 刺激频率与肌肉收缩的关系 2019 12 20 25 5 1刺激强度和肌肉收缩的关系阈强度 thresholdintensity 引起肌肉作最小收缩反应的刺激强度 顶强度 maximalintensity 引起肌肉组织作最大收缩反应的最小刺激强度 运动单位 motorunit 由一个运动神经元及其传出纤维所支配的纤维组成 2019 12 20 26 5 2刺激频率和收缩反应的关系单收缩 singletwitch 肌肉受低频刺激而出现的独立收缩 图4 18潜伏期 latentperiod 收缩期 contractionperiod 舒张期 relaxationperiod 单收缩 2019 12 20 27 增大刺激的频率 使得后一次收缩发生在前一次收缩的舒张期中 形成不完全强直收缩 incompletetetanus 继续增大刺激频率 使得后一次收缩发生在前一次收缩的收缩期中 形成完全强直收缩 completetetanus 产生完全强直收缩所需最低刺激频率叫做临界融合频率 2019 12 20 28 强直收缩产生的张力比单收缩要高得多 它所产生的最大张力约为单收缩的4倍 在正常机体中 骨骼肌的收缩大都属于强直收缩 2019 12 20 29 肌肉的兴奋和收缩是两个不同的过程 在 不 完全强直收缩中 收缩虽然 不 完全融合 但肌肉的AP并不融合 而是各自分离的 2019 12 20 30 2019 12 20 31 第六节肌肉的杠杆活动肢体弯曲或朝向身体的运动叫做屈曲 flexion 肢体伸直或离开身体的运动叫做伸展 extension 肢体的弯曲或伸展都是不同肌肉收缩的结果 图4 22这种使肢体产生相反方向运动的肌肉群叫做颉颃 xi h ng 肌 antagonistmuscles 也叫拮抗肌 2019 12 20 32 体内的肌肉 骨骼和关节构成了杠杆系统 图4 24A 这套杠杆系统虽然不省力 但却可以放大肌肉的运动 图4 24B 比较慢的肌肉收缩速度可以产生比较快的手的运动 2019 12 20 33 第七节肌肉的能量代谢就骨骼肌来说 有三种途经可以供应ATP 磷酸肌酸CP creatinephosphate 糖酵解氧化磷酸化 有氧氧化 2019 12 20 34 第八节平滑肌的结构与机能特点8 1平滑肌 smoothmuscle 的结构特点 1 小 呈梭形 2 无横纹 2019 12 20 35 8 2平滑肌的类型 1 多单位平滑肌 multi unitsmoothmuscle 又叫运动单位平滑肌 motor unitsmoothmuscle 特点 各自独立 且每个肌纤维均接受一个或多个神经元的传出神经末梢支配 几乎无自发收缩活动 2019 12 20 36 2 一单位平滑肌 single unitsmoothmuscle 又叫内脏平滑肌 visceralsmoothmuscle 特点 具有自发性收缩 细胞间的连接多为缝隙连接 各细胞可通过细胞间的电耦联进行同步性活动 对牵拉刺激较敏感 平滑肌这两种类型的划分并不严格 有些平滑肌兼有两类平滑肌的特点 2019 12 20 37 8 3平滑肌的电活动多单位平滑肌 一般不产生AP 产生的是局部电位 一单位平滑肌 1 基本电节律 basicelectricrhythm BER 有节律地反复进行的去极化和复极化活动 2 AP 锋形或有平台的AP机制 有钠内流但以钙内流为主 2019 12 20 38 8 4平滑肌的收缩活动和骨骼肌相比 平滑肌细胞没有Z线结构 细肌丝连接到致密体上 其作用相当于Z线 但却不像Z线那样排列成一行 而是分散存在的 而且粗细肌丝的排列也没有一定的秩序 这使粗细肌丝间几乎总有一些重叠 可解释为什么平滑肌被拉伸到相当大的长度仍有主动性紧张 由平滑肌组成的许多器官 比如胃 膀胱在被食物或尿充胀的情况下仍能维持主动性紧张 2019 12 20 39 平滑肌中没有肌钙蛋白 但有一种与肌钙蛋白相类似的调钙素 钙与调钙素结合形成钙 调钙素 钙 调钙素再与一种蛋白激E形成复合体 并使此蛋白激酶活化 进而使肌球蛋白头部磷酸化 进而与肌动蛋白相互