生理学基础第二章细胞的基本功能.ppt

人民卫生出版社 第二章细胞的基本功能 生理学基础 章目录 细胞膜的物质转运功能 细胞的生物电现象 肌细胞的收缩功能 重点与难点 细胞膜转运物质的主要方式及特点 静息电位和动作电位的概念和产生的离子基础 细胞生物电产生原理 骨骼肌收缩机制 第一节细胞膜的物质转运功能 细胞膜 是包被在细胞表面的薄膜 是具有特殊结构和功能的半透膜 将细胞内容物与细胞外液隔开 使细胞独立地存在 直接与内环境接触 是物质进出细胞及信息传递的必经之路 液态镶嵌模型学说 1 脂质双分子层 2 蛋白质 3 糖类 取决于 膜两侧该物质的浓度差 膜对该物质的通透性 脂溶性分子大小 一 单纯扩散 1 定义 脂溶性小分子物质由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程 2 转运的物质 O2 CO2 特点 不需要外力帮助 也不消耗能量 被动过程 二 易化扩散 1 定义 非脂溶性小分子物质或离子由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程 2 帮助易化扩散的膜蛋白载体 通道 不需要外力帮助 也不消耗能量 被动过程 类型 经载体扩散 经通道扩散 特点 载体转运特点 特异性 饱和性 竞争性抑制 不同的通道有不同的离子选择性 Na 通道 K 通道 Ca2 通道 Cl 通道 不同的通道有不同的开闭控制条件 化学门控通道 电压门控通道 1 膜两侧 外侧 化学信号 2 膜两侧的电位差 3 机械刺激 通道转运特点 机械门控通道 离子移动的方向取决于该离子在膜两侧的浓度差和电位差 三 主动转运 1 定义 逆浓度差逆电位差消耗能量 膜上 泵 的作用 由低浓度一侧向高浓度一侧转运 2 特点 3 意义 膜内外不均衡离子分布 正常情况下 K Na 在细胞内外的分布有很大的不同 以神经细胞为例 K Na 细胞内 细胞外 30倍 12倍 这种不均衡的离子分布在所有细胞膜两侧普遍存在 是通过消耗能量来形成和维持的 主动转运与被动转运的区别 主动转运 被动转运 顺浓度差顺电位差 逆浓度差逆电位差 不直接耗能 消耗能量 入胞 指细胞外大分子物质或物质团块 细菌 病毒 异物等 进入细胞的过程 吞噬 吞饮 四 入胞和出胞 出胞 第二节细胞的生物电现象 任何组织细胞在产生功能活动之前 最先在细胞膜上产生的是生物电变化 生物电现象 静息电位 动作电位 一 静息电位的概念安静时细胞膜两侧的电位差神经细胞 骨骼肌细胞 70mV 90mV平滑肌细胞 55mV红细胞 10mV 一 静息电位 RP 膜电位状态 极化 安静时膜两侧稳定的内负外正的状态 去极化 膜内负电位减小的过程 反极化 膜内电位由零变为正值的过程 复极化 膜电位恢复到极化的过程 超极化 膜内负电位超过静息电位的过程 只对K 有通透性对其他离子通透性极低 K 外流 K 外流的动力 膜内的高K 势能 K 外流的条件 安静时膜对K 有通透性 二 静息电位的产生机制 条件 安静时膜内高K 安静时膜对K 的通透性高 细胞受到有效刺激时 细胞膜在静息电位的基础上发生一次快速的 可传导的电位变化 称为动作电位 是细胞兴奋的标志 1 上升支 去极相 2 下降支 复极相 一 动作电位的概念 二 动作电位 AP 70mv 30mv 30mv 70mv 细胞受刺激产生AP时 1 膜对Na 通透性突然增大 2 Na 大量内流并达Na 平衡电位 AP的顶点 AP上升支的产生机制 Na 快速内流 二 动作电位的产生机制 在Na 通道失活的同时 激活K 通道 使之开放 K 外流 AP下降支的产生机制 K 外流 三 动作电位的引起和传导 动作电位的引起 膜内负电位去极化到能引起动作电位的临界值 阈电位的绝对值比静息电位小10mV 20mV 阈值 阈强度 阈刺激 阈电位 引起细胞产生AP所需要的最小刺激强度 阈上刺激 比阈刺激强的刺激 阈下刺激 比阈刺激弱的刺激 所以 AP引起的关键是 刺激要达阈值 阈电位 AP 膜去极化 大量Na 通道开放 即 不管哪种性质的刺激 物理 化学 机械 电 只要能使膜去极化达阈电位 即可自动引起AP的爆发 局部反应 局部电位 在细胞受到阈下刺激的局部所产生的小于阈电位的去极化 特点 1 不是 全或无 2 电紧张传播 不能远传 3 可以叠加 2 动作电位的传导 局部电流 动作电位特征 1 全或无 性质 动作电位的幅度和形状是 全或无 的 2 可传播性 动作电位能沿细胞膜向周围不衰减性传导 第三节肌细胞的收缩功能 肌组织的分类 形态学特点 横纹肌 平滑肌功能特性 骨骼肌 心肌 平滑肌神经支配 随意肌 非随意肌 一 骨骼肌的收缩原理 骨骼肌细胞内含有大量的肌原纤维 骨骼肌 横纹肌 的细微结构 肌原纤维和肌小节 肌小节是指肌原纤维上相邻两条Z线之间的区域 是肌细胞收缩 舒张的最基本功能单位 肌动蛋白 肌纤蛋白 原肌球蛋白 原肌凝蛋白 和肌钙蛋白组成 细肌丝 粗肌丝 肌球蛋白 肌凝蛋白 组成 形似豆芽 分为头部 横桥 和杆部 肌丝的分子组成 1 Ca2 肌钙蛋白与Ca2 结合 2 肌钙蛋白变构 原肌凝蛋白变构 移位 暴露肌动蛋白上横桥的结合位点 横桥与之结合 3 横桥ATP酶激活 ATP供能 横桥扭动 肌小节缩短 4 Ca2 肌钙蛋白与Ca2 分离 横桥与肌动蛋白分离 细肌丝弹性回位肌小节恢复初长 原肌凝蛋白复位 收缩的过程 肌丝滑行学说 概念 将肌细胞的兴奋和机械收缩联系起来的中介过程 称为兴奋 收缩耦联 结构基础 肌管系统 关键部位为三联管结构 二 骨骼肌的兴奋 收缩耦联 肌膜上的AP经横管传向肌细胞深处 三联管结构处的信息传递 肌质网对Ca2 的释放和再聚集 兴奋 收缩耦联的主要步骤 Ca2 结构基础 三联管 关键物质 三 骨骼肌的收缩形式 一 等长收缩与等张收缩 等长收缩 肌肉收缩时只有张力的增加而无长度的缩短 等张收缩 肌肉收缩时只有长度的缩短而肌张力保持不变 二 单收缩与强直收缩 章小结 1 细胞膜是细胞的屏障 也是各类物质进出细胞的场所 它以单纯扩散 易化扩散 主动转运和入