生理学-细胞膜物质转运-生物电现象-肌组织收缩

1、第二章 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静息电位和动作电位的概念及产 生机制 3兴奋在同一细胞上的传导过程 4肌肉收缩机制 第一节 细胞膜的物质转运功能 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（简称：脂 质双分子层） ，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、入胞出胞 一、单 纯 扩 散 1 1、概念：、概念：小分

2、子物质从细胞小分子物质从细胞 膜膜一侧向一侧向一侧转运的一侧转运的 过程，过程，如：如：O2、CO2、NH3、乙醇、乙醇 等。等。 2 2、转运物质：、转运物质： 3 3、特点：、特点： 。 二、易 化 扩 散 1、概念：或脂溶性小的小分子， ，由膜的 一侧向一侧转运的过程 2、转运物质：水溶性物质（离子、小分 子） 3、方式： 4、特点：顺浓度差，不消耗能量 1、经载体的易化扩散、经载体的易化扩散 2、经通道的易化扩散 。 。 三、主 动 转 运 1 1、概念：离子或小分子物质在膜、概念：离子或小分子物质在膜 泵的作用下，逆浓差或电位差的泵的作用下，逆浓差或电位差的 耗能转运的过程耗能转运的

3、过程 2 2、转运物质：离子、小分子、转运物质：离子、小分子 3 3、特点：逆浓度差、耗能、特点：逆浓度差、耗能 四、入胞出胞入胞出胞 入胞 1、概念：细胞外大分子或团块物质， 通过细胞膜的运动进入细胞内的过程 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（吞饮）、吞噬 入胞出胞 出出 胞胞 1、概念：细胞内大分子或团块物质，通 过细胞膜的运动排出细胞的过程 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

4、运 大分子物质的转运 载体载体通道入胞作用出胞作用 物质大物质大 小小 小分子小分子小分子小分子离子离子小分子小分子大分子、团块物质大分子、团块物质 物质性物质性 质质 脂溶性脂溶性 非脂溶非脂溶 性性 非脂溶非脂溶 性性 均可均可均可均可 浓度梯浓度梯 度度 高高低低高高低低高高低低低低高高 进入细进入细 胞胞 排出细排出细 胞胞 是否耗是否耗 能能 不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能耗能耗能膜动耗能膜动耗能 蛋白帮蛋白帮 助助 不需要不需要需要载体需要载体需要通道需要通道需要泵需要泵需要膜运动需要膜运动 转运物转运物 质质 O2、 CO2 葡萄糖葡萄糖 Na+、 K+ 离子离子吞噬吞噬

5、分泌释分泌释 放放 第二节 细胞的生物电现象 一、静息电位及其产生机制一、静息电位及其产生机制 （一）（一）静息电位静息电位：静止状态下，存在于细胞膜：静止状态下，存在于细胞膜 两侧的电位差叫做静息电位或静息膜电位。通常两侧的电位差叫做静息电位或静息膜电位。通常 把膜外的电位设为把膜外的电位设为0，则膜内为，则膜内为70mV左右。左右。 极化极化：静止时，细胞膜外为正电位、膜内为：静止时，细胞膜外为正电位、膜内为 负电位的状态称为极化或极化状态。负电位的状态称为极化或极化状态。 超极化超极化：静息电位负值增大叫超极化。：静息电位负值增大叫超极化。 去极化去极化：静息电位减小直至：静息电位减小直

6、至0，叫去极化。，叫去极化。 （二）静息电位产生机制 静息电位 静息电位的产生 (5K+) ( 155K+） K+ K+ Na+ 二、动作电位及产生机制二、动作电位及产生机制 （一）动作电位（一）动作电位 概念：细胞在接受刺激时，在静息电概念：细胞在接受刺激时，在静息电 位的基础上产生一快速的、可扩布的位的基础上产生一快速的、可扩布的 电位变化，称为动作电位。电位变化，称为动作电位。 （见图（见图2-7） 动作电位动作电位 （二）动作电位产生机制 1、刺激、刺激 Na+缓慢流向膜内缓慢流向膜内 逐渐达到逐渐达到 阈电位；阈电位； 2、一旦膜电位负值减小达到阈电位、一旦膜电位负值减小达到阈电位

7、膜上膜上 Na+通道即突然、大量开放通道即突然、大量开放 Na+快速、快速、 大量内流；大量内流； 3、快速、大量、快速、大量Na+内流：膜电位迅速上升（负值减内流：膜电位迅速上升（负值减 小）小） 直至直至0（去极化）（去极化） 继续升高继续升高 正值（如正值（如30mv）,形成动作电位上升支。形成动作电位上升支。 145Na+ 15Na+ 动作电位下降支 动作电位下降支：动作电位下降支： 当动作电位达峰值后，当动作电位达峰值后，Na+通道迅速关闭，通道迅速关闭，K+通通 道迅速开放道迅速开放 K+快速、大量外流，膜电快速、大量外流，膜电 位迅速下降直至负值（复极化），形成动作电位位迅速下降

8、直至负值（复极化），形成动作电位 下降支。下降支。 “Na+-K+泵泵”启动：细胞内启动：细胞内Na+增、增、K+减少减少 激活激活Na+泵，将细胞内多出的泵，将细胞内多出的Na+泵泵 出，同时将流到细胞外的出，同时将流到细胞外的K+泵回细胞内泵回细胞内 （三）动作电位的传导 动作电位传导：动作电位在同一细胞动作电位传导：动作电位在同一细胞 上的扩布称为传导，动作电位在神经上的扩布称为传导，动作电位在神经 纤维上的传导称神经冲动。纤维上的传导称神经冲动。 动作电位传导特点：动作电位传导特点： 1、不衰减性、不衰减性 2、“全或无全或无”现象现象 3、双向传导、双向传导 第三节第三节 肌纤维的收

9、缩功能肌纤维的收缩功能 一、骨骼肌的收缩原理一、骨骼肌的收缩原理 肌丝滑行学说肌丝滑行学说 该学说认为，肌纤维收缩不是肌该学说认为，肌纤维收缩不是肌 丝缩短或卷曲，而是细肌丝在粗肌丝缩短或卷曲，而是细肌丝在粗肌 丝之间滑行的结果。丝之间滑行的结果。 骨骼肌的结构（复习） 由肌膜、肌浆，细胞核组成。肌由肌膜、肌浆，细胞核组成。肌 浆内充满了平行排列的肌原纤维，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节构它是由许多段相互连续的肌节构 成。成。 是肌组织结构和功能的基本单位。是肌组织结构和功能的基本单位。 骨骼肌的微细结构示意图 肌丝、肌管系统示意图 图7 -2 骨 骼 肌 肌 原

10、纤 维 结 构 模 式 图 肌 细 胞 暗 带 明 带 Z 线 肌 原 纤 维 M线 H 带 H 带 粗 肌 丝 细 肌 丝 粗 肌 丝 细 肌 丝 横 断 面 明 带 H 带 M线 暗 带 。 肌丝的微细结构示意图 肌收缩的基本过程 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，贮存在终池内的时，贮存在终池内的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，暴露出与横桥钙蛋白结合，使其构型发生变化，暴

11、露出与横桥 结合的位点，粗肌丝上的横桥头部即与细肌纤蛋结合的位点，粗肌丝上的横桥头部即与细肌纤蛋 白结合，激活了横桥头部的白结合，激活了横桥头部的ATPATP酶，释放能量供横酶，释放能量供横 桥摆动，从而使粗肌丝两端的细肌丝向粗肌丝中桥摆动，从而使粗肌丝两端的细肌丝向粗肌丝中 央滑行，肌小节缩短，完成肌肉收缩过程。央滑行，肌小节缩短，完成肌肉收缩过程。 肌舒张过程 当肌膜当肌膜的电位传导减弱或消失的电位传导减弱或消失 时，终池对时，终池对CaCa2+ 2+通透性下降而钙泵 通透性下降而钙泵 开始运转，将肌浆内的开始运转，将肌浆内的CaCa2+ 2+泵入终 泵入终 池中，使肌浆中池中，使肌浆中C

12、aCa2+ 2+浓度骤降，导 浓度骤降，导 致横桥解除结合回到原位，肌节松致横桥解除结合回到原位，肌节松 弛回位，肌肉进入舒张状态。弛回位，肌肉进入舒张状态。 二、兴奋 收缩耦联 一、概念：肌膜的兴奋引发肌原纤维收缩的中介过程 称兴奋-收缩藕连。 二、结构基础：“三联体” 三、关键（耦联）因子：Ca2+ 四、过程（主要步骤）： 1、电兴奋传入横小管 2、横小管的变化引起终池膜变构，Ca2+释放入肌 浆 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（一）等长收缩和等张收缩 等长收缩：肌肉收缩时长度不变而张力增加。等长收缩：肌肉收缩时长度不变而张力增加。 等张收缩：肌肉收缩时张力不变而长度缩短。等张收缩：肌肉收缩时张力不变而长度缩短。 （二）单收缩和强直性收缩（二）单收缩和强直性收缩 单收缩：一次刺激引起一次收缩单收缩：一次刺激引起一次收缩 强直性收缩：连续刺激引起持续收缩强直性收缩：连续刺激引起持续收缩 因正常体内由运动神经传至骨骼肌的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。骼肌的收缩形