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1、生理学生理学-细胞膜物质转运细胞膜物质转运-生生物电现象物电现象-肌组织收缩肌组织收缩第二章 细胞的基本功能 学 习 目 标1举例说明细胞膜对物质转运的方式、特点2静息电位和动作电位的概念及产生机制3兴奋在同一细胞上的传导过程4肌肉收缩机制第一节 细胞膜的物质转运功能 细胞膜的基本结构一、生物膜的化学成分（一）磷脂（二）膜蛋白（三）糖类 细胞膜的分子构型 “液态镶嵌模型”学说1、类脂分子呈双分子层排列（简称：脂质双分子层） ，构成膜的主体2、蛋白质分子嵌入类脂双分子层3、多糖分子形成糖链伸出膜外 细胞膜的“液态镶嵌模型” 。 细胞膜对物质转运形式 1、单纯扩散 2、易化扩散 3、主动转运 4、
2、入胞出胞 一、单 纯 扩 散1 1、概念：脂溶性小分子物质从细胞、概念：脂溶性小分子物质从细胞膜高浓度一侧向低浓度一侧转运的膜高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程，过程，如：如：O2、CO2、NH3、乙醇、乙醇等。等。2 2、转运物质：脂溶性小分子物质、转运物质：脂溶性小分子物质3 3、特点：顺浓度差，不消耗能量、特点：顺浓度差，不消耗能量 。 二、易 化 扩 散1、概念：水溶性或脂溶性小的小分子，借助膜蛋白质的帮助借助膜蛋白质的帮助，由膜的高浓度高浓度一侧向低浓度低浓度一侧转运的过程2、转运物质：水溶性物质（离子、小分子）3、方式：载体运输、通道运输4、特点：顺浓度差，不消耗能量 1、经载体的易
3、化扩散、经载体的易化扩散 载体在细胞膜的一侧与所要转运的物质结载体在细胞膜的一侧与所要转运的物质结合，通过自身的变构效应，将物质转运合，通过自身的变构效应，将物质转运到细胞膜的另一侧。到细胞膜的另一侧。（见图（见图2-2） 特点：特点： 特异性：一种载体通常只转运一种物质。特异性：一种载体通常只转运一种物质。 饱和性：被转运物质增加到一定浓度时，饱和性：被转运物质增加到一定浓度时，转运量不再随浓度转运量不再随浓度 增加而增加。增加而增加。 竞争性：一种载体同时转运两种以上相似竞争性：一种载体同时转运两种以上相似物质时，某一物浓度增加会抑制另一物物质时，某一物浓度增加会抑制另一物的转运。的转运。
4、 2、经通道的易化扩散 细胞膜上有装置类似于闸门的通道，故细胞膜上有装置类似于闸门的通道，故又称门控通道。又称门控通道。 当闸门开启时物质通过，闸门关闭时物当闸门开启时物质通过，闸门关闭时物质不能通过。（见图质不能通过。（见图2-3）如：如：NA+、K+、CA2+通道。通道。又可分为两种：又可分为两种：电压门控通道：膜两侧电位差引起闸门启电压门控通道：膜两侧电位差引起闸门启闭。闭。化学门控通道：膜两侧化学物质浓度差引化学门控通道：膜两侧化学物质浓度差引起闸门启闭。起闸门启闭。 。 三、主 动 转 运1 1、概念：离子或小分子物质在膜、概念：离子或小分子物质在膜泵的作用下，逆浓差或电位差的泵的作
5、用下，逆浓差或电位差的耗能转运的过程耗能转运的过程2 2、转运物质：离子、小分子、转运物质：离子、小分子3 3、特点：逆浓度差、耗能、特点：逆浓度差、耗能 四、入胞出胞入胞出胞入胞1、概念：细胞外大分子或团块物质，通过细胞膜的运动进入细胞内的过程2、转运物质：大分子、团块物质（见于蛋白质、脂肪颗粒，细菌、病毒、激素）4、类型：胞饮（吞饮）、吞噬入胞出胞 出出 胞胞 1、概念：细胞内大分子或团块物质，通过细胞膜的运动排出细胞的过程2、转运物质：大分子、团块物质 （见于糖原、消化酶分泌，激素分泌，神经递质释放）细细细细 胞胞胞胞 膜膜膜膜 的的的的 不不不不 同同同同 转转转转 运运运运 形形形形
6、 式式式式 比比比比 较较较较单纯扩散单纯扩散易化扩散易化扩散易化扩散易化扩散主动转运主动转运大分子物质的转运大分子物质的转运载体载体载体载体通道通道入胞作用入胞作用出胞作用出胞作用物质大物质大物质大物质大小小小小小分子小分子小分子小分子小分子小分子小分子小分子离子离子离子离子小分子小分子小分子小分子大分子、团块物质大分子、团块物质大分子、团块物质大分子、团块物质物质性物质性物质性物质性质质质质脂溶性脂溶性脂溶性脂溶性非脂溶非脂溶非脂溶非脂溶性性性性非脂溶非脂溶非脂溶非脂溶性性性性均可均可均可均可均可均可均可均可浓度梯浓度梯浓度梯浓度梯度度度度高高高高低低低低高高高高低低低低高高高高低低低低低
7、低低低高高高高进入细进入细进入细进入细胞胞胞胞排出细排出细排出细排出细胞胞胞胞是否耗是否耗是否耗是否耗能能能能不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能不耗能耗能耗能耗能耗能膜动耗能膜动耗能膜动耗能膜动耗能蛋白帮蛋白帮蛋白帮蛋白帮助助助助不需要不需要不需要不需要需要载体需要载体需要载体需要载体需要通道需要通道需要通道需要通道需要泵需要泵需要泵需要泵需要膜运动需要膜运动需要膜运动需要膜运动转运物转运物转运物转运物质质质质OO2 2、COCO2 2葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖NaNa+ +、KK+ +离子离子离子离子吞噬吞噬吞噬吞噬分泌释分泌释分泌释分泌释放放放放第二节 细胞的
8、生物电现象 一、静息电位及其产生机制一、静息电位及其产生机制 （一）静息电位：静止状态下，存在于细（一）静息电位：静止状态下，存在于细胞膜两侧的电位差叫做静息电位或静息膜胞膜两侧的电位差叫做静息电位或静息膜电位。通常把膜外的电位设为电位。通常把膜外的电位设为0，则膜内为，则膜内为70mV左右。左右。 极化：静止时，细胞膜外为正电位、膜极化：静止时，细胞膜外为正电位、膜内为负电位的状态称为极化或极化状态。内为负电位的状态称为极化或极化状态。 超极化：静息电位负值增大叫超极化。超极化：静息电位负值增大叫超极化。 去极化：静息电位减小直至去极化：静息电位减小直至0，叫去极化。，叫去极化。 （二）静息
9、电位产生机制静息电位产生的前提：静息电位产生的前提：（1）细胞内外离子种类、浓度分布不）细胞内外离子种类、浓度分布不均。均。（2）细胞膜在不同状态下对离子的透）细胞膜在不同状态下对离子的透性存在差异，即：静止状态时，对性存在差异，即：静止状态时，对K+的通透性较大，对的通透性较大，对NA+和和cl-的通的通透性很小。透性很小。（3）膜对蛋白质等大分子物质不通过）膜对蛋白质等大分子物质不通过. 静息电位 静息电位的产生 (5K+) ( 155K+） K+ K+ Na+ 二、动作电位及产生机制二、动作电位及产生机制 （一）动作电位（一）动作电位概念：细胞在接受刺激时，在静息电概念：细胞在接受刺激时
10、，在静息电位的基础上产生一快速的、可扩布的位的基础上产生一快速的、可扩布的电位变化，称为动作电位。电位变化，称为动作电位。（见图（见图2-7） 动作电位动作电位 （二）动作电位产生机制 1、刺激、刺激 Na+缓慢流向膜内缓慢流向膜内 逐渐达到逐渐达到阈电位；阈电位； 2、一旦膜电位负值减小达到阈电位、一旦膜电位负值减小达到阈电位 膜上膜上Na+通道即突然、大量开放通道即突然、大量开放 Na+快速、快速、大量内流；大量内流； 3、快速、大量、快速、大量Na+内流：膜电位迅速上升内流：膜电位迅速上升（负值减小）（负值减小） 直至直至0（去极化）（去极化） 继续继续升高升高 正值（如正值（如30mv
11、）,形成动作电位上形成动作电位上升支。升支。 145Na+ 15Na+动作电位下降支 动作电位下降支：动作电位下降支： 当动作电位达峰值后，当动作电位达峰值后，Na+通道迅速关闭，通道迅速关闭，K+通道迅速开放通道迅速开放 K+快速、大量外流，快速、大量外流，膜电位迅速下降直至负值（复极化），形膜电位迅速下降直至负值（复极化），形成动作电位下降支。成动作电位下降支。 “Na+-K+泵泵”启动：细胞内启动：细胞内Na+增、增、K+减减少少 激活激活Na+泵，将细胞内多出的泵，将细胞内多出的Na+泵泵出，同时将流到细胞外的出，同时将流到细胞外的K+泵回细胞内泵回细胞内（三）动作电位的传导 动作电位
12、传导：动作电位在同一细胞动作电位传导：动作电位在同一细胞上的扩布称为传导，动作电位在神经上的扩布称为传导，动作电位在神经纤维上的传导称神经冲动。纤维上的传导称神经冲动。 动作电位传导特点：动作电位传导特点： 1、不衰减性、不衰减性 2、“全或无全或无”现象现象 3、双向传导、双向传导 第三节第三节 肌纤维的收缩功能肌纤维的收缩功能一、骨骼肌的收缩原理一、骨骼肌的收缩原理肌丝滑行学说肌丝滑行学说该学说认为，肌纤维收缩不是肌丝该学说认为，肌纤维收缩不是肌丝缩短或卷曲，而是细肌丝在粗肌丝缩短或卷曲，而是细肌丝在粗肌丝之间滑行的结果。之间滑行的结果。骨骼肌的结构（复习） 肌细胞肌细胞（肌纤维） 由肌膜
13、、肌浆，细胞核组成。肌由肌膜、肌浆，细胞核组成。肌浆内充满了平行排列的肌原纤维，浆内充满了平行排列的肌原纤维，它是由许多段相互连续的肌节构它是由许多段相互连续的肌节构成。成。 肌节肌节 是肌组织结构和功能的基本单位。是肌组织结构和功能的基本单位。骨骼肌的微细结构示意图肌丝、肌管系统示意图 。肌丝的微细结构示意图 肌收缩的基本过程 当肌细胞膜的动作电位沿横管传导到三当肌细胞膜的动作电位沿横管传导到三联体时，贮存在终池内的联体时，贮存在终池内的CaCa2+2+顺浓度递度扩顺浓度递度扩散至肌浆中，使肌浆中散至肌浆中，使肌浆中CaCa2+2+浓度增大。浓度增大。CaCa2+2+可与细肌丝上肌钙蛋白结合
14、，使其构型发可与细肌丝上肌钙蛋白结合，使其构型发生变化，暴露出与横桥结合的位点，粗肌生变化，暴露出与横桥结合的位点，粗肌丝上的横桥头部即与细肌纤蛋白结合，激丝上的横桥头部即与细肌纤蛋白结合，激活了横桥头部的活了横桥头部的ATPATP酶，释放能量供横桥摆酶，释放能量供横桥摆动，从而使粗肌丝两端的细肌丝向粗肌丝动，从而使粗肌丝两端的细肌丝向粗肌丝中央滑行，肌小节缩短，完成肌肉收缩过中央滑行，肌小节缩短，完成肌肉收缩过程。程。 肌舒张过程 当肌膜当肌膜的电位传导减弱或消失时，的电位传导减弱或消失时，终池对终池对CaCa2+2+通透性下降而钙泵开始通透性下降而钙泵开始运转，将肌浆内的运转，将肌浆内的C
15、aCa2+2+泵入终池中，泵入终池中，使肌浆中使肌浆中CaCa2+2+浓度骤降，导致横桥浓度骤降，导致横桥解除结合回到原位，肌节松弛回位，解除结合回到原位，肌节松弛回位，肌肉进入舒张状态。肌肉进入舒张状态。 二、兴奋 收缩耦联一、概念：肌膜的兴奋引发肌原纤维收缩的中介过程称兴奋-收缩藕连。二、结构基础：“三联体”三、关键（耦联）因子：Ca2+四、过程（主要步骤）： 1、电兴奋传入横小管 2、横小管的变化引起终池膜变构，Ca2+释放入肌浆 3、终池对钙的释放和回收 三、肌肉收缩的形式三、肌肉收缩的形式（一）等长收缩和等张收缩（一）等长收缩和等张收缩等长收缩：肌肉收缩时长度不变而张力增加。等长收缩
16、：肌肉收缩时长度不变而张力增加。等张收缩：肌肉收缩时张力不变而长度缩短。等张收缩：肌肉收缩时张力不变而长度缩短。 （二）单收缩和强直性收缩（二）单收缩和强直性收缩 单收缩：一次刺激引起一次收缩单收缩：一次刺激引起一次收缩 强直性收缩：连续刺激引起持续收缩强直性收缩：连续刺激引起持续收缩 因正常体内由运动神经传至骨骼肌的因正常体内由运动神经传至骨骼肌的冲动均为快速、连续的，故体内的骨冲动均为快速、连续的，故体内的骨骼肌的收缩形式均属于强直收缩。骼肌的收缩形式均属于强直收缩。 小 结肌细胞的收缩原理 骨骼肌收缩的形式一、等长收缩和等张收缩一、等长收缩和等张收缩1、等长收缩、等张收缩的概念2、整体内骨骼肌收缩的的形式 二、单收缩和强直收缩二、单收缩和强直收缩1、单收缩：一次肌细胞的缩短和舒张 不完全性强直收缩2、强直收缩 完全性强直收缩3、影响因素： 刺激频率4、体内骨骼肌收缩形式：强直收缩 骨骼肌收缩的原理一、滑行学说二、肌丝分子组成与作用三、兴奋 收缩耦联 兴奋-收缩耦联1、兴奋-收缩耦联：肌细胞的电兴奋与肌细胞的机械收缩联系起来的中介过程。 2、Ca2+是兴奋-收缩耦联的关键因子。 再再 见见 ！
