《《生理学》第二章 细胞的基本功能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《生理学》第二章 细胞的基本功能（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 细胞膜的物质转运功能,第二章 细胞的基本功能,一、细胞膜的结构,（一）脂质双分子层 液态的脂质双分子层 （二）细胞膜蛋白质 镶嵌或贯穿于脂质双分子层中,（三）细胞膜糖类 多为短糖链，形成糖脂或糖蛋白。有些作为抗原决定族=免疫信息（血型）；有些作为膜受体的“可识别”部分，能特异地与激递质等结合。,二、物质的跨膜转运 （一）单纯扩散 （二）易化扩散 1、经载体的易化扩散 2、经通道的易化扩散 （三）主动转运 1、原发性主动转运 2、继发性主动转运 (四）入胞和出胞,（一）.单纯扩散 (1)概念:脂溶性小分子物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。,(2)特点: A、扩散速率高 B、无饱
2、和性 C、不依靠特殊膜蛋白质的“帮助” D、不需另外消耗能量 E、扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正 相关， 表示方法：扩散通量（mol or mmol数/min.cm2) F、转运的物质：O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素 等少数几种。,只需要有浓度差即可转运,（二）易化扩散 1、经通道的易化扩散 (1)概念: 一些水溶性或脂溶性很小的物质,在膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。,1、经载体的易化扩散,转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质,定义：载体在细胞膜的一侧与被转运物质结合，本身构型改变将物质运至另一侧 (3)特点: 特异性
3、 需依靠特殊膜蛋白质 饱和性 竟争性抑制 不需另外消耗能量 选择性 浓度和电压依从性,2、经通道的易化扩散,转运的物质:各种带电离子,（1）、化学门控通道 由化学物质控制通道的开关,如图示,（2）电压门控通道 由膜电位改变控制通道的开关,电压依从性 钠通道,1800个氨基酸形成4个结构相同的a-螺旋结构域(domain)，每个结构域中有6个片段(S1S6)。,由4个S2围成了通道亲水性通路；,由带精氨酸和赖氨酸等阳离子的S4形成了电压依从性门控机制。,（3）、机械门控通道 由机械运 动改变控制通道 内耳毛细胞顶部的听毛弯曲时，引起其根部所在的膜变形，直接激活通道，改变其活动状态。,（4）、细胞
4、间通道,图示,这种结构主要存在于心肌和平滑肌的肌细胞之间。,定义：离子或小分子物质在膜上“泵”的作用下， 逆浓度差或逆电位差的耗能转运过程 1、原发性主动转运 物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。 原理：膜内外Na+-K+ 分布不均匀 特点：需要消耗能量,能量由分解ATP来提 供； 依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”； 是逆电-化学梯度进行的。 如:Na+-K+泵、H+-K+泵等,三、主动转运,泵转运Na+-K+泵（Na+-K+-ATPase）,通道转运与钠-钾泵转运模式图,维持Na+o高、K+i高 原先的不均匀分布状态,2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外,分解ATP产生能量,当Na+i/K+
5、o激活,钠-钾泵: Na+外高内低 K+外低内高,2、继发性主动转运 概念： 即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量来自膜两侧Na+差，而Na+差是Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。,（四）入胞和出胞 细胞膜转运大分子或团块物质 出胞:细胞膜把大分子或团块物质由细胞内排出的过程。,入胞:指细胞外的大分子物质或团块物质进入细胞的过程。 1 吞噬 固体物质入胞 2 吞饮 液态物质入胞,出胞：,入胞:,练习： 1.物质跨越细胞膜被动转运的主要方式有_和_ 2.单纯扩散时，随浓度差增加，扩散速度_ 3.通过单纯扩散方式进行转动的物质可溶于_。 4.影响离子通过细胞膜进行被动转运的因素有_，_
6、_和_ 1.钠泵的作用是逆电化学梯度将Na运出细胞，并将K运入细胞。 ( ),单纯扩散,易化扩散,增快,脂肪,通透性,浓度差,电位差,1. 关于细胞膜结构与功能的叙述，哪项是错误的 ( ) A.细胞膜是具有特殊结构和功能的半透膜 B.细胞膜是细胞接受其他因素影响的门户 C. 细胞膜的结构是以脂质双分子层为基架，镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质 D. 水溶性物质一般能自由通过细胞膜，而脂溶性物质则不能 2. 白细胞吞噬细菌是属于 ( ) A.主动转运 B.易化扩散 C.被动转运 D.入胞作用(胞纳),D,D,3. 物质在特殊细胞膜蛋白质帮助下顺电化学递度通过细胞膜的过程属于( ) A.单纯扩散 B
7、.易化扩散 C.主动转运 D.出胞(胞吐) 4. 在一般生理情况下，钠泵每活动一个周期可使 ( ) A.2个Na移出膜外 B.2个K移入膜内 C.3个Na移出膜外，同时2个K移入膜内 D.2个Na移出膜外，同时3个K移入膜内,B,C,1. 以载体为中介的易化扩散 ( ) A.有结构特异性 B.有竞争性抑制 C.有饱和现象 D.不依赖细胞膜上的蛋白质 E.是一种被动转运 2. Na泵的作用有 ( ) A.将Na转运至细胞内 B.将细胞外的K转运至细胞内 C.将K转运至细胞外 D.将细胞内Na转运至细胞外 E.将Na或K同时转运至细胞外,BD,ABCE,概 述 恩格斯在100多年前就指出：“地球上
8、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伴有电活动，这种电活动称为生物电现象，包括： 静息电位 动作电位,第二节 细胞的生物电现象,一、静息电位（RP）及其产生机制 （一）细胞的静息电位 1.概 念 ：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外两侧存在的电位差。膜外电位规定为 0 ,2.RP实验现象：,3.证明RP的实验：,（甲）当A、B电极都位于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差。,（乙）当A电极位于细胞膜外， B电极插入膜内时，有电位改变，证明膜内、外间有电位差。,（丙）当A、B电极都位于细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差。,4.与RP相关的概念：
9、静息电位:细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。 膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以又称为膜电位。 极 化：细胞在安静状态下，膜外为正电位、膜内为负电 位的状态 超极化：静息电位增大的过程或者状态 (-70-90mV) 去极化：静息电位减小的过程或者状态(-70-50mV) 反极化：膜电位由负变正 复极化：细胞去极化或者反极化后向静息电位方向恢复 的过程,(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 Na+I ：Na+o110, K+I ：K+o301 Cl-I :Cl-o114, A-I :A-o 41,（二）静息电位产生的机制,1.静息电位的产生条件,膜内：,膜 外,细胞内液和细胞外
10、液中主要离子浓度和电位,表2-1（枪乌大神经）,细胞内液和细胞外液中主要离子浓度和电位,表2-2（哺乳动物骨骼肌）,静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：K+ Cl- Na+ A-,RP产生机制的膜学说:,Ki顺浓度差向膜外扩散 A-i不能向膜外扩散,K+i、A-i膜内电位(负电场) K+o膜外电位(正电场),膜外为正、膜内为负的极化状态,当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP,结论:RP的产生主要是K向膜外扩散的结果。 RP=K+的平衡电位,二、动作电位(AP)及其产生机制 AP概 念：细胞接受刺激时，在静息电位基础上发生一次快速、可扩布性的电位变化 AP实验现象：,去 极 化,上
11、 升 支,下降支,（一）细胞的动作电位,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,1.电化学驱动力：决定离子跨膜流动的方向和速度，某离子电化学驱动力应等于膜电位与该离子平衡电位之差。如Na+ ：EmENa=70mV-(+60mV)=-130mV AP产生的基本条件: 膜内外存在Na+差: Na+i ：Na+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。 2、动作电位期间膜电导的变化,（二）动作电位的产生机制,当细胞受到刺激,细胞膜上少量Na+通道激活而开放,Na+顺浓度差少量内流膜内外电位差局部电位,
12、当膜内电位变化到阈电位时Na通道大量开放,Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引再生式内流,膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支）,Na+通道关Na+内流停+同时K+通道激活而开放,K顺浓度差和膜内正电位的吸引K迅速外流,膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支）, Na+i、K+O激活Na+K+泵,Na+泵出、K+泵回，离子恢复到兴奋前水平后电位,2.AP的产生机制:,结论： 1、AP的上升支由Na内流形成，下降支是K外流形成的，后电位是NaK泵活动引起的 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
13、或无（2）传导性（3）不应期,(三)、动作电位的传导 1、动作电位的引起 阈电位：能够引起细胞膜上钠离子通道突然大量开放的的临界膜电位值 静息电位去极化达到阈电位（刺激） 2、动作电位的传导 定义：通过局部电流形成有效刺激沿着细胞膜 不断产生新动作电位的过程 原理：动作电位一旦在细胞的某一点发生，就 会沿细胞膜传遍整个细胞 传导：动作电位在同一细胞上的扩布 神经冲动：动作电位的神经纤维上的传导,3、传导机制：局部电流 方向：未兴奋点 兴奋点,3、传导方式：,无髓鞘N纤维为近距离局部电流,有髓鞘N纤维为远距离(跳跃式)局部电流,4、传导特点 1、不衰减性 相对不疲劳 2、双向传导 3、 “全或无
14、”现象 生理完整性 4、绝缘性 互不干扰（不触电） ,练习： 1.正常状态下细胞内K浓度_ _细胞外，细胞外Na浓度_细胞内 2.刺激作用可兴奋细胞，如神经纤维，使之细胞膜去极化达_水平，继而出现细胞膜上_的爆发性开放，形成动作电位的_ 3.人为减少可兴奋细胞外液中_的浓度，将导致动作电位上升幅度减少。 4.可兴奋细胞安静时细胞膜对_的通透性较大，此时细胞膜上相关的_处于开放状态。,高于,高于,.阈电位,钠通道,去极化,钠离子,K,K通道蛋白,1.只要是阈下刺激就不能引起兴奋细胞的任何变化。 ( ) 2.阈下刺激可引起可兴奋细胞生产局部反应，局部反应具有“全或无”的特性。 ( ) 3.局部反应
15、就是细胞膜上出现的较局限的动作电位。 ( ) 4.局部去极化电紧张电位可以叠加而增大，一旦达到阈电位水平则产生扩布性兴奋。( ) 5.单一神经纤维动作电位的幅度，在一定范围内随刺激强度的增大而增大。 ( ),1. 静息电位大小接近于 ( ) A.Na平衡电位 B.K平稳衡电位 C.Na平衡电位与K平衡电位之和 D.锋电位与超射之差 2. 在神经细胞动作电位的去极相，通透性最大的离子是 ( ) A.K B.Na C.Ca2 D.Cl- 3. 细胞受刺激而兴奋时，膜内电位负值减少称作 ( ) A.极化 B.去极化 C.复极化 D.超射 4. 安静时膜电位处于内负外正的状态，称为 ( ) A.极化 B.去极化 C.复极化 D.超极化,B,B,B,A,1. 关于神经纤维动作电位的叙述 ( ) A.它是瞬时变化的电位 B.它可作衰减性扩布 C.它可作不衰减性扩布
