02 第二章细胞的基本功能

1、第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能第一节第一节 细胞膜的物质转运和信号转导功能细胞膜的物质转运和信号转导功能 第二节第二节 细胞的生物电现象及其产生机制细胞的生物电现象及其产生机制 第三节第三节 骨骼肌细胞的收缩功能骨骼肌细胞的收缩功能 一、物质的跨膜转运一、物质的跨膜转运（一）单纯扩散（一）单纯扩散1.定义定义：脂溶性，跨膜，顺浓度差扩散：脂溶性，跨膜，顺浓度差扩散 2.转运物质转运物质o2、co2、n2、no、乙醇、尿素和类固醇激素等、乙醇、尿素和类固醇激素等 3.决定因素决定因素：浓度差、通透性：浓度差、通透性第一节第一节 细胞膜的物质转运和信号转导功能细胞膜的物质转运和信号转导

2、功能 （二）易化扩散（二）易化扩散1.定义定义：非脂溶性或脂溶性很小，跨膜，顺浓度差扩散，：非脂溶性或脂溶性很小，跨膜，顺浓度差扩散，特殊蛋白质帮助特殊蛋白质帮助 2.经载体易化扩散经载体易化扩散特点特点：结构特异性、饱和性、竞争性抑制：结构特异性、饱和性、竞争性抑制转运物质转运物质：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等：葡萄糖、氨基酸、核苷酸等 葡葡萄萄糖糖经经载载体体转转运运细胞外液细胞外液细胞内液细胞内液3.经通道易化扩散经通道易化扩散转运物质：转运物质：na+、k+、ca2+、cl 等等离子通道特征离子通道特征选择性选择性门控特性门控特性激活激活-开放；备用或失活开放；备用或失活-关闭关闭电压门控

3、、化学门控、机械门控通道电压门控、化学门控、机械门控通道 钠通道门控状况钠通道门控状况激活激活-通道开放通道开放备用备用-通道关闭通道关闭失活失活-通道关闭通道关闭（三）主动转运（三）主动转运1.定义定义：跨膜，逆浓度差和（或）逆电位差扩散，消：跨膜，逆浓度差和（或）逆电位差扩散，消耗能量耗能量2.原发性主动转运原发性主动转运直接利用分解直接利用分解atp释放的能量释放的能量离子泵介导：离子泵介导：钠钠-钾泵钾泵、钙泵、钙泵 、质子泵、质子泵3.继发性主动转运继发性主动转运间接利用分解间接利用分解atp释放的能量释放的能量包括同向转运和逆向转运包括同向转运和逆向转运 钠钠-钾泵钾泵（简称钠泵）

4、（简称钠泵）1.化学本质化学本质：na+-k+-atp酶酶 2.作用作用：分解：分解atp释放能量，泵出释放能量，泵出3个个na+，泵入，泵入2个个k+ 3.意义意义：细胞内外离子分布的不均衡细胞内外离子分布的不均衡具有重要意义具有重要意义 建立势能储备建立势能储备细胞代谢活动的必须条件细胞代谢活动的必须条件维持细胞一定的形态和功能维持细胞一定的形态和功能 钠钠泵泵主主动动转转运运（四）入胞与出胞（四）入胞与出胞1.入胞入胞：大分子溶质或团块物质进入细胞：大分子溶质或团块物质进入细胞 吞噬吞噬：固态物质，如细菌、组织碎片等：固态物质，如细菌、组织碎片等吞饮吞饮：液态物质：液态物质2.出胞出胞：

5、大分子物质以分泌囊泡形式排出细胞：大分子物质以分泌囊泡形式排出细胞 举例：分泌激素、酶原，神经递质释放举例：分泌激素、酶原，神经递质释放 出胞出胞入胞入胞吞噬吞噬吞饮吞饮二、跨膜信号转导二、跨膜信号转导1.跨膜信号转导定义跨膜信号转导定义体内化学信号（神经递质、激素和细胞因子等）、体内化学信号（神经递质、激素和细胞因子等）、电信号和机械刺激信号等，通过细胞膜的信号转电信号和机械刺激信号等，通过细胞膜的信号转导对细胞的增殖、分化和代谢等进行调节导对细胞的增殖、分化和代谢等进行调节 2.转导路径转导路径g蛋白耦联受体介导蛋白耦联受体介导 离子通道介导离子通道介导 酶联型受体介导酶联型受体介导 g蛋

6、蛋白白耦耦联联受受体体 介介导导胞液胞液受体受体信使物质信使物质细胞外液细胞外液蛋白激酶蛋白激酶a腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶离子通道介导离子通道介导离子通道型受体离子通道型受体经通道离子流经通道离子流酶联型受体介导酶联型受体介导 酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶受体 改变细胞代谢、改变细胞代谢、蛋白质合成蛋白质合成一、静息电位及其产生机制一、静息电位及其产生机制（一（一)静息电位概念和特点静息电位概念和特点1.概念概念：细胞未受刺激时膜内外两侧的电位差：细胞未受刺激时膜内外两侧的电位差 2.特点特点：跨膜电位：跨膜电位 、外正内负、直流电位、外正内负、直流电位 3.重要术语重要术语极化极化外正内负状态外

7、正内负状态 去极化去极化使静息电位绝对值减小使静息电位绝对值减小 超极化超极化使静息电位绝对值增大使静息电位绝对值增大 复极化复极化细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复 第二节第二节 细胞的生物电现象及其产生机制细胞的生物电现象及其产生机制 （二）静息电位产生机制（二）静息电位产生机制1.膜离子流学说膜离子流学说 细胞膜内外离子呈不均衡分布（见教材表细胞膜内外离子呈不均衡分布（见教材表2-1）不同状态下细胞膜对各种离子通透性不同不同状态下细胞膜对各种离子通透性不同 2.基本原因基本原因：k+外流外流k+平衡电位平衡电位3.静息电位实测值略小于静息电位实测值略小于

8、k+平衡电位平衡电位4.静息电位受膜内外静息电位受膜内外k+浓度的影响浓度的影响 二、动作电位及其产生机制二、动作电位及其产生机制（一）动作电位概念和特点（一）动作电位概念和特点1.概念概念：静息电位基础上，可兴奋细胞受刺激后产生：静息电位基础上，可兴奋细胞受刺激后产生的可传播的电位变化的可传播的电位变化2.过程过程上升支上升支-去极相（去极化和反极化或超射）去极相（去极化和反极化或超射）下降支下降支-复极相（复极化）复极相（复极化）3.特点特点：“全或无全或无”现象现象 、不衰减性传导、不衰减性传导 、脉冲式、脉冲式 神神经经细细胞胞动动作作电电位位超射超射后电位后电位去极相去极相复极相复极

9、相静息电位静息电位阈电位阈电位膜内电位（膜内电位（mv）刺激器刺激器记录仪器记录仪器（二）动作电位产生机制（二）动作电位产生机制三、刺激引起动作电位的基本原理三、刺激引起动作电位的基本原理（一）刺激及其阈强度（一）刺激及其阈强度1.刺激定义刺激定义：生物体或组织细胞所处环境的变化：生物体或组织细胞所处环境的变化2.刺激条件刺激条件：强度、持续时间、强度：强度、持续时间、强度-时间变化率时间变化率 3.阈强度阈强度：刚引起细胞产生动作电位的最小刺激强度：刚引起细胞产生动作电位的最小刺激强度 4.阈刺激阈刺激 、阈下刺激、阈下刺激 、阈上刺激、阈上刺激 （二）组织细胞的兴奋性及其周期性变化（二）组

10、织细胞的兴奋性及其周期性变化 1.兴奋性定义兴奋性定义：细胞受刺激后发生兴奋的能力：细胞受刺激后发生兴奋的能力动作电位和兴奋被看作是同义语动作电位和兴奋被看作是同义语 兴奋与兴奋性的区别兴奋与兴奋性的区别 兴奋性衡量指标兴奋性衡量指标-阈值：两者呈阈值：两者呈反变关系反变关系 2.兴奋性的兴奋性的周期性变化周期性变化 绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期动作电位与兴奋性变化关系动作电位与兴奋性变化关系abab- -绝对不应期绝对不应期bcbc- -相对不应期相对不应期cdcd- -超常期超常期de-de-低常期低常期膜内电位（膜内电位（mv）兴奋性变化曲

11、线兴奋性变化曲线动作电位变化曲线动作电位变化曲线时间（时间（ms）正常正常水平水平（三）阈电位与再生性循环（三）阈电位与再生性循环 1.局部反应局部反应：阈下刺激引起，超极化和去极化：阈下刺激引起，超极化和去极化 2.阈电位阈电位：膜去极化达到可引发动作电位的膜电位临界值：膜去极化达到可引发动作电位的膜电位临界值 3.再生性循环再生性循环：正反馈过程：正反馈过程去极化去极化钠通道开放钠通道开放na+内流内流进一步去极化进一步去极化 4.阈电位与阈强度的区别阈电位与阈强度的区别 （四）局部兴奋及其总和（四）局部兴奋及其总和 1.局部兴奋局部兴奋：阈下刺激引起，局部细胞膜微小去极化：阈下刺激引起，

12、局部细胞膜微小去极化 2.特点特点等级性电位等级性电位衰减性传导（电紧张传播）衰减性传导（电紧张传播）总和效应总和效应 （时间总和、空间总和）（时间总和、空间总和）产生动作电位的必要条件产生动作电位的必要条件膜去极化达到阈电位膜去极化达到阈电位阈电位的引起阈电位的引起一次阈刺激或阈上刺激一次阈刺激或阈上刺激 两次以上阈下刺激两次以上阈下刺激 时间总和时间总和空间总和空间总和阈下刺激阈下刺激阈下刺激阈下刺激阈电位阈电位动作电位动作电位四、动作电位在同一细胞上的传导四、动作电位在同一细胞上的传导 1.传导机制：局部电流传导机制：局部电流2.有髓鞘神经纤维有髓鞘神经纤维跳跃式传导跳跃式传导去极化部位

13、去极化部位兴奋传导兴奋传导兴奋兴奋跳跳跃跃式式传传导导朗飞结朗飞结 传导方向传导方向 第三节第三节 骨骼肌细胞的收缩功能骨骼肌细胞的收缩功能 一、骨骼肌神经一、骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递肌接头处的兴奋传递 （一）神经（一）神经-肌接头处的结构肌接头处的结构 1.接头前膜接头前膜：运动神经末梢，囊泡，含：运动神经末梢，囊泡，含乙酰胆碱（乙酰胆碱（ach）2.接头间隙接头间隙：细胞外液：细胞外液3.接头后膜接头后膜（终板膜（终板膜 ）：分布）：分布n2型型ach受体离子通道受体离子通道 ，胆碱酯酶胆碱酯酶 神经神经-肌接头结构及其传递肌接头结构及其传递动作电位动作电位运动神经末梢运动神经末梢骨

14、骼肌细胞膜骨骼肌细胞膜囊泡囊泡运动终板运动终板电压门控电压门控ca2+通道通道乙酰胆碱酯酶乙酰胆碱酯酶n n型胆碱能受体型胆碱能受体（二）兴奋传递过程（二）兴奋传递过程 1.运动神经元兴奋运动神经元兴奋接头前膜去极化接头前膜去极化ca2+内流内流2.前膜释放递质前膜释放递质ach（量子式释放）（量子式释放）终板膜终板膜n2型型ach受体离子通道受体离子通道结合结合3.na+内流内流终板电位终板电位（局部兴奋）（局部兴奋）4.相邻肌膜去极化达阈电位而爆发动作电位相邻肌膜去极化达阈电位而爆发动作电位 （三）影响兴奋传递的因素（三）影响兴奋传递的因素1.细胞外液理化性质细胞外液理化性质ca2+或或m

15、g2+，ach释放增加；反之释放减少释放增加；反之释放减少 2.药物药物阻碍阻碍ach释放释放：肉毒梭菌、破伤风毒素肉毒梭菌、破伤风毒素 促进促进ach释放释放：黑寡妇蜘蛛毒素黑寡妇蜘蛛毒素与与ach竞争受体竞争受体：加拉碘铵、美洲箭毒、：加拉碘铵、美洲箭毒、 -银环蛇毒银环蛇毒 胆碱酯酶抑制剂胆碱酯酶抑制剂：有机磷农药、新斯的明：有机磷农药、新斯的明 二、兴奋二、兴奋-收缩耦联收缩耦联 1.概念概念：肌细胞兴奋与收缩的中间过程：肌细胞兴奋与收缩的中间过程 2.基本过程基本过程动作电位沿横管深入到细胞深部的终池旁动作电位沿横管深入到细胞深部的终池旁三联管结构处的信息传递三联管结构处的信息传递终

16、池对终池对ca2+的释放和再聚集的释放和再聚集3.耦联因子耦联因子 ：ca2+兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联接头间隙接头间隙横管横管终板膜终板膜ach受体受体轴突末梢释放轴突末梢释放ach，与终板膜，与终板膜受体受体结合，结合，产生终板电位，使肌细胞爆发动作电位产生终板电位，使肌细胞爆发动作电位 肌膜肌膜肌质网肌质网（终池）（终池）终池释放终池释放ca2+ca2+与肌钙蛋白结合，与肌钙蛋白结合，暴露结合位点暴露结合位点横桥活动，横桥活动，肌肉收缩肌肉收缩原肌球蛋白掩盖结原肌球蛋白掩盖结合位点，肌肉舒张合位点，肌肉舒张ca2+运回终池运回终池动作电位沿肌动作电位沿肌膜传导到横管膜传导到横管三、肌细胞

17、收缩的分子机制三、肌细胞收缩的分子机制概述概述骨骼肌细胞有大量肌原纤维，后者由肌节连接而成骨骼肌细胞有大量肌原纤维，后者由肌节连接而成 肌节肌节是肌细胞收缩的基本结构与功能单位是肌细胞收缩的基本结构与功能单位 （一）肌丝的分子结构与功能（一）肌丝的分子结构与功能 1.粗肌丝：肌球蛋白，头部称横桥，具有粗肌丝：肌球蛋白，头部称横桥，具有atp酶活性酶活性 2.细肌丝：肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白细肌丝：肌动蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白 肌肌原原纤纤维维和和肌肌节节肌原纤维肌原纤维肌节肌节粗肌丝粗肌丝细肌丝细肌丝骨骼肌骨骼肌细肌丝细肌丝粗肌丝粗肌丝肌球蛋白肌球蛋白 肌钙蛋白肌钙蛋白 原肌球蛋白原肌球蛋白 肌球蛋白肌球蛋白结合位点结合位点 肌动蛋白分子肌动蛋白分子 肌动蛋白肌动蛋白 横桥横桥肌动蛋白肌动蛋白 结合位点结合位点atp酶酶肌节肌节 细肌丝细肌丝粗肌丝粗肌丝 z线线 （二）肌细胞收缩的分子机制（二）肌细胞收缩的分子机制滑行理论滑行理论 1.理论观点：细肌丝在粗肌丝之间滑行造成肌节缩短理论观点：细肌丝在粗肌丝之间滑行造成肌节缩短2.基本过程基本过程肌肉收缩肌肉收缩：横桥摆动，牵引细肌丝向：横桥摆动，牵引细肌丝向m线方向滑行，线方向滑行，导致肌节缩短导致肌节缩短 肌肉舒张肌肉舒