《细胞的基本功能ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞的基本功能ppt课件（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第二章 细胞的根本功能胞的根本功能v第一节 细胞膜的构造和物质转运功能v第二节 细胞的跨膜信号转导功能v第三节 细胞的生物电景象v第四节 肌细胞的收缩功能本章要求掌掌 握握1.单纯分散、易化分散的概念、方式和特点；分散、易化分散的概念、方式和特点；2.原原发性自性自动转运的概念和运的概念和转运机制；运机制；3.静息静息电位、位、动作作电位的概念及位的概念及产活力制；活力制；4.动作作电位、部分反响的特点；位、部分反响的特点；5.兴奋在同一在同一细胞上胞上传导的方式及特点；的方式及特点；6.兴奋-收收缩耦耦联的概念及其耦的概念及其耦联物物质。第一节 细胞膜的构造和物质转运功能一、一、细胞膜
2、的构造概述胞膜的构造概述 细胞膜主要由脂胞膜主要由脂质和蛋白和蛋白质组成，成，此外此外还有极少量的糖有极少量的糖类物物质。 液液态镶嵌模型嵌模型fluid mosaic modelfluid mosaic model的根本内容是：的根本内容是：膜以液膜以液态的脂的脂质双分子双分子层为基架，其中基架，其中镶嵌着具有不同分嵌着具有不同分子构造和生理功能的蛋白子构造和生理功能的蛋白质。细胞膜的液胞膜的液态镶嵌模型嵌模型二、二、细胞膜的物胞膜的物质转运功能运功能( (一一) ) 单纯分散分散概念：是一种概念：是一种简单的物理分散，没有生的物理分散，没有生物学的物学的转运机制参与。运机制参与。分散的方向
3、和速度：取决于物分散的方向和速度：取决于物质在膜两在膜两侧的的浓度差和膜度差和膜对该物物质的通透性。的通透性。影响分散量的要素：影响分散量的要素：浓度差：是物度差：是物质分散的分散的动力；力；通透性：通透性愈大，通透性：通透性愈大，分散量也愈大。分散量也愈大。 ( (二二) ) 易化分散易化分散v1.载体介体介导的易化分散的易化分散 v载体蛋白体蛋白质有有较高的构造特异性。高的构造特异性。v饱和景象。和景象。v竞争性抑制。争性抑制。载体介导的易化分散 通道介导的易化分散表示图通道介通道介导的易化分散的易化分散门控离子通道分控离子通道分为三三类：1. 1. 电压门控通道：在膜去极化到一定控通道：
4、在膜去极化到一定电位位时开放，开放，如神如神经元上的元上的Na+ Na+ 通道；通道；2. 2. 化学化学门控通道：受膜控通道：受膜环境中某些化学物境中某些化学物质的影响的影响而开放而开放, ,这类化学物化学物质配基主要来自配基主要来自细胞外液，胞外液，如激素、如激素、递质等；等；3. 3. 机械机械门控通道：当膜的部分受控通道：当膜的部分受牵拉拉变形形时被激活，被激活，如触如触觉的神的神经末梢、听末梢、听觉的毛的毛细胞等都存在胞等都存在这类通道。通道。三自三自动转动v概念：概念：细胞胞经过本身的某种耗能本身的某种耗能过程，将某种物程，将某种物质的分子或离子由膜的低的分子或离子由膜的低浓度一度
5、一侧移向高移向高浓度一度一侧的的过程。程。v分分类：原：原发性自性自动转运、运、继发性自性自动转运运v二者区二者区别：v原原发性自性自动转运：直接利用运：直接利用ATP能量能量v继发性自性自动转运：运：间接利用接利用ATP能量能量钠钾泵sodium-potassium pump 简称钠泵，也称Na+-K+依赖式。作用：在耗费代谢能的情况下逆浓浓度差将细胞内的3个Na+移出膜外，同时把细胞外的2个K+移入膜内，因此坚持了膜内高K+和膜外高Na+的不平衡离子分布 。意义：钠泵活动呵斥的细胞内高K+是许多代谢过程的必需条件；钠泵将Na+排出细胞将减少水分子进人细胞内，对维持细胞的正常体积有一定意义；
6、钠泵活动最重要的在于它能逆浓度差和电位差进展转运，因此建立起一种势能贮备。这种势能是细胞内外Na+和K+等顺着浓度差和电位差挪动的能量来源。原发性自动转运表示图继发性性自自动转运运四入四入 胞胞 和和 出出 胞胞第二第二节细胞的跨膜信号胞的跨膜信号转导功能功能跨膜信号跨膜信号转导方式分方式分为三三类： G G蛋白耦蛋白耦联受体介受体介导的信号的信号转导； 酶耦耦联受体介受体介导的信号的信号转导； 离子通道介离子通道介导的信号的信号转导。 每每类都都经过各自不同的各自不同的细胞信号分子胞信号分子完成信号完成信号转导。 由膜受体-G-蛋白-膜效应器酶组成的跨膜信号传送系统和第二信使类物质的生成第三
7、第三节 细胞的生物胞的生物电景象景象v生物生物电bioc-lectricity ：是指一切活：是指一切活细胞无胞无论处于静息形状于静息形状还是活是活动形状都存在形状都存在的的电景象。景象。v两种表两种表现方式：安静方式：安静时具有的静息具有的静息电位和位和受刺激受刺激时产生的生的动作作电位。位。 一静一静 息息 电 位位v静息静息电位位resting potential，RP是指是指细胞胞处于静息形状于静息形状时，细胞膜两胞膜两侧存在的存在的电位差。位差。v意意义：是：是动作作电位位产生的根底。生的根底。静息电位测定表示图A: 电极A与B均置 于细胞外外表B：电极A置于 细胞外，电 极B插入细
8、 胞内，记录 到细胞内外 的电位差静息静息电位位产生的机制生的机制产生条件主要有两个：生条件主要有两个：细胞内外各种离子的胞内外各种离子的浓度分布不均，度分布不均，即存在即存在浓度差；度差； 在不同形状下，在不同形状下，细胞膜胞膜对各种离子的各种离子的通透性不同。通透性不同。 膜电位几种形状v极极 化：安静化：安静时存在于膜两存在于膜两侧的的稳定的内定的内负 外正的形状。外正的形状。v超极化：膜内超极化：膜内负电位增大。位增大。 v去极化：膜内去极化：膜内负电位减小。位减小。v复极化：复极化：细胞胞发生去极化后，膜生去极化后，膜电位有恢位有恢 复到极化形状。复到极化形状。二二动 作作 电 位位
9、v概念：概念：动作作电位位(action potential,AP)(action potential,AP)是是指指细胞受刺激胞受刺激时在静息在静息电位根底上位根底上产生的生的可可扩布的布的电位位变化。化。 v意意义：是：是细胞胞处于于兴奋形状的形状的标志。志。v 单一一神神经纤维的的动作作电位位表表示示图v 动 作作 电 位位 的的 产 活活力力制制动作作电位的位的产生条件与生条件与阈电位位v阈电位：能触位：能触发动作作电位的膜位的膜电位位临界界值 。阈电位大位大约比正常静息比正常静息电位的位的绝对值小小101020mV 20mV 。v动作作电位的位的产生条件：静息生条件：静息电位去极化到
10、位去极化到达达阈电位程度。位程度。动 作作 电 位位 的的 特特 点点 v动作电位呈“全或无景象：动作电位一旦产生就到达它的最大值，其变化幅度不会因刺激的加强而增大；v不衰减性传导：动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生，就会立刻向整个细胞膜传布，而它的幅度不会由于传布间隔的添加而减小，可迅速扩布到整个细胞膜；v脉冲式：由于绝对不应期的存在，动作电位不能重合在一同，动作电位之间总有一定的间隔而构成脉冲式图形。v 局局 部部 兴 奋部分部分兴奋的根本特性的根本特性 1 1不是不是“全或无的，而是随着全或无的，而是随着阈下下 刺激的增大而增大；刺激的增大而增大；2 2不能在膜上作不能在膜上作远间隔的隔
11、的传播；播； 3 3部分部分兴奋是可以相互叠加的，是可以相互叠加的， 包括包括 空空间性性总和和 时间性性总和和 兴奋在在同同一一细胞胞上上的的传导 A静息时B发生兴奋后C传导过程中第四第四节 肌肌细胞的收胞的收缩功能功能本本节主要以骨骼肌主要以骨骼肌为例例讨论以下内容：以下内容： 运运动神神经的的兴奋如何如何传送送给骨骼肌骨骼肌细胞而使它胞而使它产生生兴奋； 骨骼肌骨骼肌细胞的胞的兴奋如何引如何引发它收它收缩； 肌肌细胞的收胞的收缩机制；机制； 骨骼肌的收骨骼肌的收缩方式；方式； 影响骨骼肌收影响骨骼肌收缩的要素。的要素。 一骨骼肌神一骨骼肌神经- -肌接肌接头处兴奋的的传送送v骨骼肌的神骨
12、骼肌的神经-肌接肌接头处的构造的构造 ：v接接头前膜：是运前膜：是运动神神经末稍嵌入肌末稍嵌入肌细胞膜的部位胞膜的部位 ；v接接头后膜运后膜运动终板或板或终板模：是与板模：是与头前膜相前膜相v 对应的肌的肌细胞膜；胞膜；v接接头间隙隙 ：间隔隔约50nm ，充溢了，充溢了细胞外液。胞外液。 神经-肌接头处的超微构造表示图 二神经-骨骼肌接头处的兴奋传送过程神神经- -骨骼肌接骨骼肌接头处兴奋传送的特点送的特点v单向性向性传送送: : 即即兴奋只能从接只能从接头前膜前膜传向接向接头后后膜，而不能反膜，而不能反传；v时间延延搁: : 神神经- -骨骼肌接骨骼肌接头处的的兴奋传送送过程程须经过许多步
13、多步骤、耗、耗时较长，一次，一次兴奋传送送约需需0.50.51.0ms1.0ms；v易受易受环境境变化的影响化的影响: : 因接因接头间隙充溢了隙充溢了细胞外胞外液，而液，而细胞外液的成分易受内外胞外液的成分易受内外环境境变化的影响，化的影响，如如Ca+Ca+、H+ H+ 等等浓度及浸透度及浸透压改改动、胆碱、胆碱酯酶活性、活性、某些某些药物等，都可影响物等，都可影响兴奋传送送过程。程。三骨骼肌的三骨骼肌的兴奋- -收收缩耦耦联v概念：骨骼肌概念：骨骼肌细胞胞兴奋时肌膜肌膜产生的生的电变化化导致致肌肉收肌肉收缩的机械的机械变化的化的过程被称程被称为兴奋-收收缩耦耦联excitation-con
14、traction coupling。v三个步三个步骤：v电兴奋经过横管系横管系统传向肌向肌细胞的深胞的深处；v三三联管构造管构造处的信息的信息传送；送；v肌肌浆网即网即纵管系管系统对 Ca2+释放和再聚放和再聚积。 骨骼肌细胞的肌原纤维和肌管系统骨骨骼骼肌肌的的收收缩机机制制四骨骼肌的收四骨骼肌的收缩方式方式1.等等长收收缩和等和等张收收缩等等长收收缩：肌肉收：肌肉收缩时不不产生生长度的度的变化而化而仅产生肌生肌张力的添加，力的添加，这种方式的肌肉收种方式的肌肉收缩称称为等等长收收缩；等等张收收缩：在一定的：在一定的张力根底上力根底上产生肌肉的收生肌肉的收缩时，肌肉的肌肉的张力不力不变而而产生
15、肌肉的生肌肉的缩短，短，这种方式的收种方式的收缩称称为等等张收收缩。 2.单收收缩和和强直收直收缩单收收缩：骨骼肌遭到一次有效刺激，引起肌肉一次迅：骨骼肌遭到一次有效刺激，引起肌肉一次迅速的收速的收缩，称，称为单收收缩。强直收直收缩：肌肉遭到延：肌肉遭到延续的有效刺激的有效刺激时，当刺激，当刺激频率率到达一定程度到达一定程度时，引起肌肉收，引起肌肉收缩的交融而出的交融而出现强而而继续的收的收缩，称，称为强直收直收缩 。单 收收 缩 和和 强 直直 收收 缩五影响骨骼肌收五影响骨骼肌收缩的主要要素的主要要素v1.前前负荷：当肌肉前荷：当肌肉前负荷逐荷逐渐增大增大时，它每，它每次收次收缩所所产生的
16、自生的自动张力也相力也相应地增大；地增大；当前当前负荷超越最适初荷超越最适初长度后，再添加前度后，再添加前负荷反而会使自荷反而会使自动张力越来越小，以致最后力越来越小，以致最后下降到零。下降到零。 v2.后后负荷荷 ： 后后负荷添加，收荷添加，收缩张力添加而力添加而收收缩速度减小，当后速度减小，当后负荷增大到一定程度荷增大到一定程度时肌肉肌肉产生最大的生最大的张力，而力，而缩短速度短速度为零。零。 v3.肌肉收肌肉收缩才干：肌肉收才干：肌肉收缩才干加才干加强，使肌，使肌肉收肉收缩的的张力添加、收力添加、收缩速度加快，使它速度加快，使它的作效果率添加。的作效果率添加。 肌肉初长度对肌肉收缩的影响
17、不同初长度时粗、细肌丝重合程度和产生张力的关系表示图二、二、 心心 肌肌心肌收心肌收缩具有以下特点：具有以下特点： 1. “1. “全或无式收全或无式收缩 2. 2. 对细胞外液胞外液Ca2+Ca2+的依的依赖性性 3. 3. 心肌心肌细胞能抵抗胞能抵抗过度延伸的特性度延伸的特性复复习题1.1.细胞膜的物胞膜的物质转运方式有哪些？运方式有哪些？简述述钠- -钾泵的作用及意的作用及意义。2.2.简述静息述静息电位的位的产活力制及影响静息活力制及影响静息电位大小的要素。位大小的要素。3.3.何何谓动作作电位？位？简述述动作作电位的位的产生原理及特点。生原理及特点。4.4.神神经纤维动作作电位的位的传导方式有哪些？其方式有哪些？其传导的特征是什的特征是什么？么？ 5.5.试述骨骼肌神述骨骼肌神经- -肌接肌接头的的兴奋传送送过程及其特点。程及其特点。6.6.何何谓兴奋- -收收缩偶偶联？其构造根底是什么？其构造根底是什么？钙起何作用？起何作用？思思 考考 题1.在生理实验中，人工的轻度添加细胞外液K+浓度时，其静息电位和动作电位有何变化？为什么？2.改动刺激强度，单一神经纤维的动作电位有何变化？何谓“全或“无式的？3.当刺激神经肌肉标本的神经干时，假设肌肉不发生收缩，能够有哪些缘由？
