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1、第二章 细胞的基本功能生理教研室第一节 细胞膜的结构和物质转运功能一、细胞膜的结构概述 Singer and Nicholson 1972年 “液态镶嵌模型”二、物质的跨膜转运（一）单纯扩散（simple diffusion）指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。 物质：O2、CO2、N2等气体。 扩散通量：指物质每秒通过每平方厘米假想平面的摩尔或毫摩尔数mol/（s.cm2）。 影响因素：1、浓度差 2、通透性（二）、易化扩散（facilitated diffusion） 非脂溶性或脂溶性很小的物质，在膜蛋白帮助下，顺浓度差的跨膜转运过程。1、通道转运物质：各种离子影
2、响因素：浓度差、电场力门控通道类型：化学门控 电压门控 机械门控2、载体转运转运物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质特点：（1）特异性 （2）饱和现象 （3）竞争性抑制被动转运：单纯扩散和易化扩散的动力来源于膜两侧的浓度差或电位差， 不需要细胞代谢提供能量。（三）主动转运（active transport） 物质逆浓度差、逆电位差，在生物泵的帮助下需要细胞代谢供能的转运方式。1、原发性主动转运ATP分解供能钠-钾泵（钠泵）钠-钾依赖式ATP酶激活条件：细胞内Na浓度升高或细胞外K浓度升高钠泵的意义：1、高K环境是细胞内代谢反应必需的2、细胞生物电产生前提条件3、维持细胞渗透压和细胞容积4、维持
3、pH值的稳定5、维持细胞内Ca2浓度6、活动是生电性的7、Na在膜两侧浓度差是其他物质吸收的动力2、继发性主动转运ATP间接供能 钠泵活动 钠顺浓度差转运物质逆浓度差联合转运或协同转运转运方式不同：1、同向转运 如：葡萄糖、氨基酸的吸收 2、逆向转运 如：钠-钙交换、钠-钾交换 主动转运与被动转运的区别主动转运与被动转运的区别主动转运主动转运被动转运被动转运需由细胞提供能量需由细胞提供能量逆电逆电-化学势差化学势差使膜两侧浓度差更大使膜两侧浓度差更大不需外部能量不需外部能量顺电顺电-化学势差化学势差使膜两侧浓度差更小使膜两侧浓度差更小（四）入胞和出胞 大分子物质或团快物质进出细胞的过程。第二节
4、 细胞的跨膜信号转导一、G蛋白耦联受体介导的信号转导（一）参与G蛋白耦联受体跨膜信号转导的信号分子1、G蛋白耦联受体2、G蛋白（鸟苷酸结合蛋白）3、G蛋白效应器 AC、PLC、PLA2、GC、PDE4、第二信使 cAMP、IP3、DG、cGMP、Ca2（二）G蛋白耦联受体信号转导的主要途径1、受体G蛋白AC途径 配体受体复合物 Gs或Gi AC ATP cAMP PKA2、受体G蛋白PLC途径配体受体复合物 Gi或Gq PLC PIP2 IP3和DG Ca2和PKC二、离子通道受体介导的信号转导化学门控通道、电压门控通道、机械门控通道三、酶耦联受体介导的信号转导四、细胞内受体介导的信号转导第三
5、节 细胞的生物电现象生物电现象：一切活细胞无论处于静息状态还是活动状态都存在电现象膜电位。生物电静息电位动作电位一、静息电位（resting potential RP） （一）概念 指细胞处于静息状态时，细胞膜两侧存在的电位差。“外正内负”极化状态去极化超极化（二）静息电位产生的机制离子流学说 1、条件：（1） 细胞内外各种离子的浓度分布不均，存在浓度差。 胞外钠：胞内钠12：1胞内钾：胞外钾39：1胞外氯：胞内氯31：1（2）在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性不同。安静状态时，膜对离子通透性 KCl-Na+（极小）A-（不通透）2、静息电位形成K平衡电位二、动作电位（action pot
6、ential AP） （一）概念 指细胞受刺激时在静息电位基础上产生的可传布的电位变化。极极 化化 静息电位存在时膜两侧静息电位存在时膜两侧 保持的内负外正保持的内负外正 的状态。的状态。 去极化去极化 静息电位减小甚至消失静息电位减小甚至消失 的过程。的过程。反极化反极化 膜内电位由零变为正值膜内电位由零变为正值 的过程。的过程。超射值超射值 膜内电位由零到反极化膜内电位由零到反极化 顶点的数值。顶点的数值。复极化复极化 去极化、反极化后恢复去极化、反极化后恢复 到极化的过程。到极化的过程。超极化超极化 静息电位增大的过程。静息电位增大的过程。 AP的特点： （1）“全或无”现象 （2） 不
7、衰减性传导 （3） 脉冲式传布（二）AP的产生机制离子流学说锋电位上升支Na+大量、快速内流Na+平衡电位 下降支K+快速外流 后电位钠泵活动的结果河豚毒素（TTX）Na+通道 四乙胺K+通道易化扩散（三）AP的产生条件与阈电位阈电位（threshold potential TP）指能触发动作电位的膜电位临界值。局部反应：产生于膜的局部、较小的去极化反应。特点：电位幅度小且呈衰减性传导 不是全或无式的 有总和效应 （四）动作电位的传导与局部电流 1、无髓神经纤维局部电流学说2、有髓神经纤维跳跃式传导第四节 肌细胞的收缩功能一、神经-骨骼肌接头处的兴奋传递（一）神经-骨骼肌接头处的结构（三）神经
8、-骨骼肌接头处兴奋传递的特点 1、单向性传递 2、时间延搁 3、易受环境变化的影响 阻断剂箭毒 肌松剂 有机磷农药 胆碱脂酶 解磷定二、骨骼肌的兴奋收缩耦联 指骨骼肌细胞兴奋时肌膜产生的电变化导致肌肉收缩的机械变化的过程。 （一）肌管系统 （二）过程三、骨骼肌的收缩原理（一）肌原纤维和肌小节肌原纤维肌小节1/2明带+暗带+1/2明带（二）骨骼肌细胞的收缩机制肌丝滑行学说 1、肌丝的分子结构粗肌丝肌凝蛋白细肌丝肌动蛋白原肌凝蛋白肌钙蛋白2、收缩过程 肌膜肌膜AP经横管传至三联管，终池释放钙致肌浆钙经横管传至三联管，终池释放钙致肌浆钙 增多，肌增多，肌钙蛋白与钙结合而变构，原肌凝蛋白变构、解抑，横
9、桥与肌纤钙蛋白与钙结合而变构，原肌凝蛋白变构、解抑，横桥与肌纤蛋白结合并分解蛋白结合并分解ATP，横桥内扭、解离、复位、再结合而不断横桥内扭、解离、复位、再结合而不断循环将细肌丝拖向循环将细肌丝拖向M线，肌小节缩短（收缩）；线，肌小节缩短（收缩）； 钙泵将钙泵入终池，肌浆钙减少，肌钙蛋白脱下钙而变构，钙泵将钙泵入终池，肌浆钙减少，肌钙蛋白脱下钙而变构，原肌凝蛋白变构并重建阻抑，细肌丝滑回原位（舒张）。原肌凝蛋白变构并重建阻抑，细肌丝滑回原位（舒张）。四、骨骼肌的收缩形式 （一）等长收缩和等张收缩 1、等长收缩 肌肉收缩时只有张力的增加而无长度的缩短。 2、等张收缩 肌肉收缩时只有长度的缩短而无
10、张力的变化。 （二）单收缩和强直收缩 1、单收缩 2、强直收缩：不完全强直收缩 完全强直收缩 五、影响骨骼肌收缩的主要因素 （一）前负荷（preload） 指肌肉收缩前所承受的负荷。 初长度：肌肉收缩前在前负荷作用下所处的长度。 肌张力（kg)肌初长（cm）最大张力最适初长（二）后负荷（afterload） 指肌肉收缩过程中承受的负荷。（三）肌肉收缩能力 指与前负荷和后负荷无关的肌肉内在的收缩 特性。Ca 2、肾上腺素 收缩力酸中毒、缺氧 收缩力重点掌握：1、细胞的跨膜物质转运方式 2、静息电位和动作电位、阈电位 的概念及其机制。 3、神经-骨骼肌接头处的兴奋传 递过程、骨骼肌的兴奋收缩耦 联过程。
