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1、第一章第一章 细胞的基本功能细胞的基本功能 第一节第一节 细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能 一一、细胞膜的结构、细胞膜的结构液态镶嵌模型液态镶嵌模型 以液态的脂质双分子层为基架，其中镶以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构和生理功能的蛋白嵌着具有不同分子结构和生理功能的蛋白质分子。质分子。第一章 细胞的基本功能二、细胞膜的跨膜物质转运功能二、细胞膜的跨膜物质转运功能（一一）被动转运）被动转运：当同种物质不同浓度的两种溶：当同种物质不同浓度的两种溶液相邻放在一起时，溶质的分子会顺着浓度差和液相邻放在一起时，溶质的分子会顺着浓度差和电位差产生净流动称电位差产生净流动称。1.
2、单纯扩散单纯扩散：物质的分子或离子顺着电化学梯度：物质的分子或离子顺着电化学梯度通过细胞膜的方式，称通过细胞膜的方式，称。如。如O2 和和CO2。第一章 细胞的基本功能 2.易化扩散易化扩散：一些不溶于脂质或溶解度很小的物：一些不溶于脂质或溶解度很小的物质，在膜结构中的一些蛋白质的帮助下，从膜的质，在膜结构中的一些蛋白质的帮助下，从膜的高浓度一侧扩散到低浓度的一侧，称高浓度一侧扩散到低浓度的一侧，称。以载体为中介的易化扩散以载体为中介的易化扩散：如葡萄糖：如葡萄糖 特点：高度的结构特异性；特点：高度的结构特异性；饱和现象；饱和现象；竞争性抑制。竞争性抑制。第一章 细胞的基本功能 由载体中介的易
3、化扩散以通道为中介的易化扩散以通道为中介的易化扩散：如：如Na+，K+，Ca2+等。等。特点：速度快；特点：速度快；具有选择性；具有选择性；机械门控（压力）机械门控（压力）门控性门控性 电压门控（电位差）电压门控（电位差）化学门控（化学信号）化学门控（化学信号）第一章 细胞的基本功能 由通道中介的易化扩散（二二）主动转运）主动转运：指细胞通过本身的某种耗：指细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物质分子或离子逆着电化学能过程，将某种物质分子或离子逆着电化学梯度由膜的一侧移向另一侧的过程。梯度由膜的一侧移向另一侧的过程。特点：特点：（1）需载体需载体 （2）需能量需能量 （3）逆浓度差）逆浓度差 第
4、一章 细胞的基本功能（1）原发性主动转运）原发性主动转运：所需能量由：所需能量由ATP直接提供。直接提供。例：钠例：钠-钾的主动转运（钠钾的主动转运（钠-钾泵，简称钾泵，简称Na+泵）：泵）：每水解一分子每水解一分子ATP，便有，便有3个个Na+流出和流出和2个个K+进进入细胞。入细胞。Na+的泵出伴随着泵的磷酸化，的泵出伴随着泵的磷酸化，K+泵入是继泵入是继酶脱磷酸反应之后的一个反应过程。酶脱磷酸反应之后的一个反应过程。构象改变，亲合力改变。构象改变，亲合力改变。（2）继发性主动转运）继发性主动转运：逆着浓度差转运的能量间：逆着浓度差转运的能量间接来自接来自ATP的主动转运过程。的主动转运过
5、程。第一章 细胞的基本功能 钠-钾-ATP依赖式酶第一章 细胞的基本功能第一章 细胞的基本功能（三）出胞与入胞式（三）出胞与入胞式转运：转运：一些大分子物质或物一些大分子物质或物质团块（固态或液态）质团块（固态或液态）能通过更复杂的结构和能通过更复杂的结构和功能变化通过细胞膜。功能变化通过细胞膜。包括：包括：1.出胞出胞：如内分泌腺分：如内分泌腺分泌泌H。2.入胞入胞：如白细胞吞噬：如白细胞吞噬病毒。病毒。第二节第二节 细胞的跨膜信号转导细胞的跨膜信号转导一、信息到达靶细胞的方式一、信息到达靶细胞的方式1.远距离分泌远距离分泌：由内分泌腺分泌的：由内分泌腺分泌的H和其它体液性调节和其它体液性调
6、节因子，经血液循环到达靶细胞。因子，经血液循环到达靶细胞。2.突触传递突触传递：由神经末梢释放的神经递质和调质，在极由神经末梢释放的神经递质和调质，在极短的距离经突触间隙扩散到突触后神经元或效应器细短的距离经突触间隙扩散到突触后神经元或效应器细胞膜上。胞膜上。3.旁分泌旁分泌：由细胞分泌的化学物质在细胞外液以扩散的：由细胞分泌的化学物质在细胞外液以扩散的方式到达邻近细胞膜上。方式到达邻近细胞膜上。4.自分泌自分泌：细胞自身分泌的物质又作用于自身的膜上。：细胞自身分泌的物质又作用于自身的膜上。第一章 细胞的基本功能 细胞间信息传递的方式二、跨膜信号转导（跨膜信号传递）二、跨膜信号转导（跨膜信号传
7、递）各种形式的外界信号作用于细胞时，不需要进入细胞各种形式的外界信号作用于细胞时，不需要进入细胞内直接影响细胞内过程，只需作用于细胞膜，通过引起内直接影响细胞内过程，只需作用于细胞膜，通过引起细胞膜上一种或数种特异蛋白质分子的变构作用，将外细胞膜上一种或数种特异蛋白质分子的变构作用，将外界环境变化的信息以一种新的信号形式传递到膜内，再界环境变化的信息以一种新的信号形式传递到膜内，再引起被作用细胞（即靶细胞）相应功能的改变，包括细引起被作用细胞（即靶细胞）相应功能的改变，包括细胞出现的电反应或其它功能改变。这一过程称胞出现的电反应或其它功能改变。这一过程称。方式有：方式有：1.由离子通道介导的跨
8、膜信号转导由离子通道介导的跨膜信号转导 2.由由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导 3.由酶耦联受体完成的跨膜信号转导由酶耦联受体完成的跨膜信号转导第三节第三节 细胞的兴奋性和生物电现象细胞的兴奋性和生物电现象一、细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件一、细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件（一）相关概念（一）相关概念 兴奋兴奋：由相对静止状态变为显著活动状态或由活：由相对静止状态变为显著活动状态或由活动弱变为活动强的过程。动弱变为活动强的过程。抑制抑制：由显著活动状态变为相对静止状态或由活动：由显著活动状态变为相对静止状态或由活动强变为活动弱的过程。强变为活动弱的过程。刺激
9、刺激：能被生物体感受并引起生物体发生反应的环：能被生物体感受并引起生物体发生反应的环境变化。境变化。兴奋性兴奋性：活组织或细胞对刺激发生反应的能力。：活组织或细胞对刺激发生反应的能力。可兴奋组织或可兴奋细胞可兴奋组织或可兴奋细胞：神经细胞、肌细胞和腺神经细胞、肌细胞和腺体细胞体细胞兴奋性较高，较弱刺激也能引起反应。兴奋性较高，较弱刺激也能引起反应。(二二)神经肌肉标本神经肌肉标本 1刺激神经引起组织兴奋刺激神经引起组织兴奋 2.兴奋沿神经干传导兴奋沿神经干传导 3兴奋从神经到肌肉兴奋从神经到肌肉 4.肌肉收缩肌肉收缩 第一章 细胞的基本功能(三三)刺激引起兴奋的条件刺激引起兴奋的条件 1.强度
10、强度 阈强度阈强度：在一定的时间内，引起组织：在一定的时间内，引起组织兴奋的最低刺激强度，也叫阈值，阈刺兴奋的最低刺激强度，也叫阈值，阈刺激。有阈上刺激和阈下刺激。激。有阈上刺激和阈下刺激。2.持续时间持续时间 3.强度对时间变化率强度对时间变化率第一章 细胞的基本功能强度强度-时间曲线时间曲线：把把能能够够引引起起兴兴奋奋的的不不同同刺刺激激强强度度和和它它们们相相对对应应的的作作用用时时间间描描绘绘在在坐坐标标纸纸上上得得到到的的一一条条曲曲线线，称称。第一章 细胞的基本功能 刺激强度与肌肉收缩强度的关系(四四)兴奋性的变化兴奋性的变化 例例：首先给神经一个阈上刺激以引起神经的兴首先给神经
11、一个阈上刺激以引起神经的兴奋，然后间隔不同的时间再给第二个电刺激（检奋，然后间隔不同的时间再给第二个电刺激（检验电刺激），用来检验神经兴奋性的变化，即求验电刺激），用来检验神经兴奋性的变化，即求出第二个刺激的阈强度，发现神经受刺激后兴奋出第二个刺激的阈强度，发现神经受刺激后兴奋性的变化分为四个时期。性的变化分为四个时期。1绝对不应期绝对不应期：兴奋性：兴奋性=0 2相对不应期相对不应期：兴奋性：兴奋性 正常正常 4低常期低常期：兴奋性：兴奋性 K+外外=20-50倍，倍，A-内内A-外外=10倍，倍，Na+外外Na+内内=5-14倍，倍，Cl-外外Cl-内内=4-25倍倍 b：膜对：膜对K+有
12、通透性有通透性：K+顺浓度差向膜外扩散。顺浓度差向膜外扩散。c：膜内外：膜内外K+浓度差（浓度差（K+外流动力）与电位差（外流动力）与电位差（K+外流外流阻力）达平衡时，阻力）达平衡时，K+跨膜净转运等于跨膜净转运等于0，膜内外电位动，膜内外电位动态稳定于一定水平，即形成态稳定于一定水平，即形成R.P.。R.P.实质上是实质上是K+外流的跨膜电位外流的跨膜电位（or称称K+的平衡电位）的平衡电位）第一章 细胞的基本功能枪乌贼巨大轴突及脊椎动物神经元的跨膜浓度及平衡电位2.2.动作电位（动作电位（action potential,A.P.)action potential,A.P.)是细胞兴奋的
13、标志。是细胞兴奋的标志。概念概念：当神经或肌肉细胞受一次短促的：当神经或肌肉细胞受一次短促的阈刺激阈刺激或或阈上阈上刺激刺激而发生兴奋，细胞膜在静息电位的基础上会发生而发生兴奋，细胞膜在静息电位的基础上会发生一次迅速而短暂的、可向周围扩布的电位波动，称。一次迅速而短暂的、可向周围扩布的电位波动，称。包括三个基本过程：包括三个基本过程：a.去极化去极化 b.反极化反极化 c.复极化复极化 产生机制产生机制实质上是实质上是 Na+的跨膜电位的跨膜电位。a.当细胞受刺激而兴奋时当细胞受刺激而兴奋时膜对膜对Na+的通透性突然增大的通透性突然增大 Na+迅速内流迅速内流去极化和反极化。去极化和反极化。b
14、.膜对膜对 K+通透性增大通透性增大 K+外流外流复极化。复极化。动作电位的形成及其记录方法三、阈电位和兴奋在同一个细胞上的传导三、阈电位和兴奋在同一个细胞上的传导1.阈电位阈电位：能进一步诱发动作电位去：能进一步诱发动作电位去极化的临界值，称极化的临界值，称。阈电位是可。阈电位是可兴奋细胞的一项重要功能指标，一兴奋细胞的一项重要功能指标，一般比正常静息电位低般比正常静息电位低10-15mv。2局部兴奋和局部电位（自学）局部兴奋和局部电位（自学）第一章 细胞的基本功能 3.兴奋在同一细胞上的传导兴奋在同一细胞上的传导（1）局部电流传导）局部电流传导：兴奋部位与静息部位存在：兴奋部位与静息部位存
15、在电位差电位差局部电流局部电流刺激邻近的静息部位，使刺激邻近的静息部位，使膜去极化，这种去极化足以达到阈电位水平膜去极化，这种去极化足以达到阈电位水平引发新的引发新的A.P.。动作电位沿神经纤维（细胞）的传导就是动作电位沿神经纤维（细胞）的传导就是神经冲动神经冲动。（2）跳跃式传导）跳跃式传导：有髓鞘的神经纤维，因髓鞘：有髓鞘的神经纤维，因髓鞘的脂质不导电或不允许带电离子通过，只有在的脂质不导电或不允许带电离子通过，只有在髓鞘暂时中断的朗飞氏结传导，使兴奋以跳跃髓鞘暂时中断的朗飞氏结传导，使兴奋以跳跃的方式向前传导。的方式向前传导。第一章 细胞的基本功能 动作电位在神经纤维上的传导第一章 细胞
16、的基本功能 神经元的结构模式图神经元的结构模式图第一章 细胞的基本功能第四节第四节 兴奋在细胞间的传递兴奋在细胞间的传递 一一经典的突触（化学突触）传递经典的突触（化学突触）传递（一一）突触微细结构）突触微细结构：突触前膜、突触间隙、：突触前膜、突触间隙、突触后膜。突触后膜。（二二）经典的突触传递过程）经典的突触传递过程 是一个电是一个电-化学化学-电的过程电的过程。第一章 细胞的基本功能 突触前过程突触前过程 神经冲动神经冲动突触前膜突触前膜前膜去极化前膜去极化 Ca2+通道通道开放开放(Ca2+从间隙从间隙进入膜内）进入膜内）突触小泡与突突触小泡与突触前膜接触、融合及破裂触前膜接触、融合及破裂神经递质释放。神经递质释放。第一章 细胞的基本功能突触后过程突触后过程 神经递质神经递质间隙间隙扩散扩散突触后膜，作用于突触后膜，作用于后膜上的特异受体或化学门控通道后膜上的特异受体或化学门控通道后膜上后膜上某些离子通道通透性发生改变某些离子通道通透性发生改变 一定程度的一定程度的去极化和超级化。去极化和超级化。突触后膜上的电位变化称突触后电位，有突触后膜上的电位变化称突触后电位，有兴奋性突触
