生理学-细胞的基本功能2
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-考研-西医综合-章节练习-生理学-(二)细胞的基本功能(共52题)
-考研-西医综合-章节练习-生理学-（二）细胞的基本功能(共52题)1.神经细胞在静息时，电压门控钠通道对钠离子通透的门控状态是解析：略答案：( D )A.激活通道和失活通道都开放B.激活通道和失活通道都关闭C.激活通道开放失活通道关闭D.激活通道关闭失活通道开放2.影响细胞静息电位的主要因素解析：略答案：( ABD )A.K+的平衡电位B.膜两侧K+的浓度差C.Na+平衡电位D.膜对K+、Na+的相对通透性3.葡萄糖分子进入小肠上皮刷状缘时是解析：葡萄糖从小肠上皮刷状缘进入上皮细胞采用的方式是继发性主动转运（D对）。
单纯扩散（A错）主要介导脂溶性物质或少数不带电荷的极性小分子的物质转运，如O2、CO₂、N₂、NH₃、类固醇激素、乙醇、尿素、甘油、水等。
易化扩散（B错）包括经通道的易化扩散和经载体的易化扩散两种形式：经通道易化扩散主要以离子通道的形式（如Na ⁺通道、K⁺通道等）进行物质转运，Na⁺通过离子通道的跨膜转运过程属于此种方式；经载体的易化扩散主要介导葡萄糖、氨基酸等水溶性小分子物质进行顺浓度梯度的跨膜转运。
原发性主动转运（C错）通常以离子泵的形式（如Na⁺泵、Ca²⁺泵、H⁺泵等）转运各种带电离子，但其通过膜蛋白转运且为消耗能量的逆浓度运输。
A.单纯扩散B.易化扩散C.原发性主动转运D.继发性主动转运4.下列关于骨骼肌收缩耦联叙述正确的是解析：骨骼肌收缩耦联的过程（P48）为：①横管（T管）（A错）将电兴奋传入肌细胞深部，激活肌膜（横管膜）中的L型钙通道（B对）；②T管膜中的L型钙通道被激活后，L型钙通道的电压敏感肽段发生构象改变，产生“拔塞”样作用，使与T管膜对应的终池（即连接肌质网，JSR）中的钙释放通道开放，终池内的高浓度Ca²⁺顺浓度差释放到肌质中（C错）；③胞质中Ca²⁺浓度升高促使Ca²⁺与肌钙蛋白的钙结合亚基（肌钙蛋白C）结合（D错），触发肌肉收缩。
生理学第二章_细胞的基本功能
特点：主动、耗能、蛋白质参与、膜面积改变 形式：出胞（exocytosis）、入胞（endocytosis）
出胞(exocytosis)
胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。 例如
外分泌腺细胞排放酶原颗粒和粘液 内分泌腺细胞分泌激素 神经纤维末梢神经递质的释放。 形式 持续性出胞：安静自发 Байду номын сангаас调节性出胞：诱导释放
效应器酶：催化生成第二信使 腺苷酸环化酶 (AC)、磷脂酶C (PLC)、 磷脂酶A2 (PLA2)、鸟苷酸环化酶 (GC)
离子通道 转运蛋白
第二信使 （second messenger）
环磷酸腺苷(cAMP)、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环磷 酸鸟苷(cGMP)、Ca2+
作用：使靶蛋白（蛋白激酶、离子通道）磷酸化、构象变化
Ca2+信号系统 Ca2+
总结：G蛋白偶联受体介导的信号转导过程
第一信使
G蛋白耦联 受体
G蛋白 α α
G蛋白 GT
GDβγ
PP
细胞 功能 改变
…
…
效应器酶 第二信使
蛋白激酶 或通道
三、酶联型受体介导的信号转导
酶联型受体： 自身具有酶的活性或能与酶结合的膜受体 结构特征：
仅一个跨膜区段 胞外结构域含有可结合配体的部位 胞内结构域则具有酶的活性或含能与酶结合的位点
本质：载体或转运体（transporter）:贯穿脂质双层整合蛋白 对象：水溶性小分子（如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等） 特点：
（1）结构特异性 （2）饱和现象 （3）竞争性抑制 （4）顺浓差或电位差 机制： 载体蛋白分子内部的变构
（三）主动转运 (active transport)
出胞(exocytosis)
胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程。 例如
外分泌腺细胞排放酶原颗粒和粘液 内分泌腺细胞分泌激素 神经纤维末梢神经递质的释放。 形式 持续性出胞：安静自发 Байду номын сангаас调节性出胞：诱导释放
效应器酶：催化生成第二信使 腺苷酸环化酶 (AC)、磷脂酶C (PLC)、 磷脂酶A2 (PLA2)、鸟苷酸环化酶 (GC)
离子通道 转运蛋白
第二信使 （second messenger）
环磷酸腺苷(cAMP)、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DG)、环磷 酸鸟苷(cGMP)、Ca2+
作用：使靶蛋白（蛋白激酶、离子通道）磷酸化、构象变化
Ca2+信号系统 Ca2+
总结：G蛋白偶联受体介导的信号转导过程
第一信使
G蛋白耦联 受体
G蛋白 α α
G蛋白 GT
GDβγ
PP
细胞 功能 改变
…
…
效应器酶 第二信使
蛋白激酶 或通道
三、酶联型受体介导的信号转导
酶联型受体： 自身具有酶的活性或能与酶结合的膜受体 结构特征：
仅一个跨膜区段 胞外结构域含有可结合配体的部位 胞内结构域则具有酶的活性或含能与酶结合的位点
本质：载体或转运体（transporter）:贯穿脂质双层整合蛋白 对象：水溶性小分子（如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等） 特点：
（1）结构特异性 （2）饱和现象 （3）竞争性抑制 （4）顺浓差或电位差 机制： 载体蛋白分子内部的变构
（三）主动转运 (active transport)
《生理学》第二章细胞的基本功能
细胞膜在新陈代谢过程中所需的营养物质，以及细胞产生的代谢产物，都必须跨越细胞膜这 一屏障才能转到相应的部位，即物质转运。常见的细胞膜物质转运方式有以下几种。
第一节 细胞膜的物质转运功能
一、单纯扩散
第5 页
单纯扩散是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。单
纯扩散是一种简单的物理现象。一般来说，只有脂溶性的小分子物质才能通过脂质分子的间隙进
103～105个）。离子扩散速率的
大小除取决于膜两侧离子的浓度 差外，还受膜两侧电位差的影响。 浓度差和电位差合称为电化学梯 度。电化学梯度越大，驱动力就 越大。
每种通道只对一种或几种 离子有较大的通透性，其他离子 则不易或不能通过。根据离子选
择性，通道可分为Na+通道、K+ 通道、Ca2+通道和Cl－通道等。
哺乳动物细胞膜上普遍存在着钠-钾 泵，简称钠泵。钠泵是镶嵌在脂质双分 子层中的具有ATP酶活性的一种特殊蛋白 质，它能因细胞内Na+浓度升高和细胞外
K+浓度升高而激活，因此又称为Na+-K+依
赖式ATP酶。
第一节 细胞膜的物质转运功能
三、主动转运
第 12 页
（一）原发性主动转运
正常细胞膜外Na+浓度远高于细胞内， K+浓度远低于细胞内，当细胞受到有效刺激后，导致细胞 内Na+浓度升高（仍低于膜外）或细胞外K+浓度升高（仍低于膜内）时，钠泵被激活，分解ATP，释放 能量，将Na+从细胞内泵出，同时将细胞外的K+泵入。通常每分解1个ATP分子，可将3个Na+泵出膜外， 同时将2个K+泵入膜内（图2-3）。但这种化学定比关系在不同情况下可以改变。
生理学(第9版)第二章 细胞的基本功能 第二节
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（二）信号转导的生理意义 （三）主要的信号转导通路
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生理学（第9版）
几种主要信号转导通路的模式图 配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
生理学（第9版）
（四）信号网络系统
生理学（第9版）
一、信号转导概述
（一）信号转导的概念
1.信号转导（signal transduction） 2.跨膜信号转导（transmembrane signal transduction） 3.信号分子（signal molecule） 4.信使分子（messenger molecule） 5.信号转导通路（signal transduction pathway 或 signaling pathway）
目录
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第二章
细胞的基本功能
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第二节
细胞的信号转导
作者 : 汪萌芽
单位 : 皖南医学院
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（二）鸟苷酸环化酶受体
➢ 鸟苷酸环化酶受体-GC-cGMP-PKG通路
（三）丝氨酸/苏氨酸激酶受体
五、招募型受体介导的信号转导
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（二）信号转导的生理意义 （三）主要的信号转导通路
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生理学（第9版）
几种主要信号转导通路的模式图 配套题库请下载 医学猫 APP，执业、三基、规培、主治、卫生资格、正副高等题库都已入库。
生理学（第9版）
（四）信号网络系统
生理学（第9版）
一、信号转导概述
（一）信号转导的概念
1.信号转导（signal transduction） 2.跨膜信号转导（transmembrane signal transduction） 3.信号分子（signal molecule） 4.信使分子（messenger molecule） 5.信号转导通路（signal transduction pathway 或 signaling pathway）
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第二章
细胞的基本功能
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第二节
细胞的信号转导
作者 : 汪萌芽
单位 : 皖南医学院
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（二）鸟苷酸环化酶受体
➢ 鸟苷酸环化酶受体-GC-cGMP-PKG通路
（三）丝氨酸/苏氨酸激酶受体
五、招募型受体介导的信号转导
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02生理学-细胞
跳跃式传导
局部电流发生在相邻的郎飞氏结之间 传导速度快
第三节 肌细胞的收缩功能
一、神经—肌接头处的兴奋传递
（一）神经—肌接头处的结构
囊泡内含乙酰胆碱（ACh） 电压依从式钙通道 2、接头间隙： 细胞外液，50-60nm 3、接头后膜（终板膜）：
1、接头前膜（轴突末梢膜）：
皱褶
N2型ACh受体阳离子通道 胆碱酯酶
（三）动作电位的特征
1.“全或无”现象（all or none） 2.不衰减性传导 3.脉冲式
（四）动作电位的传导
在一般可兴奋细胞和无髓神经纤维：
—
局部电流
在有髓神经纤维：
—
跳跃式传导
局部电流
静息部位膜内 负外正，兴奋 部位膜极性反 转，兴奋区与 未兴奋区之间 存在电位差， 形成局部电流， 使邻近未兴奋 膜去极化达阈 电位而产生动 作电位。
概念 : 水溶性或脂溶性很小的小分子物质或离子，借助细胞 膜上特殊蛋白质的帮助，从细胞膜的高浓度一侧向低 浓度一侧转运的过程。
特点 : ⑴ 转运非脂溶性或脂溶性很小的物质 ⑵ 不耗能，顺浓度差转运，属被动转运 ⑶ 需要膜蛋白的帮助 分类 : ⑴ 载体转运 转运对象：葡萄糖（Glu） 氨基酸（AA） 特点：特异性 饱和性现象 竞争性抑制
eg.氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等 脂溶性小分子 水、乙醇、尿素、甘油等分子量小的极性分子
影响因素：⑴ 细胞膜两侧浓度差（正比） ⑵ 细胞膜对该物质的通透性（正比）
一、细胞膜的物质转运功能
常见的物质跨膜物质转运形式：
单纯扩散 易化扩散
主动转运
入胞和出胞
（二）易化扩散
生理学 细胞的基本功能(二)2024
生理学细胞的基本功能（二）引言概述：细胞是生物体内最基本的结构和功能单位，它们承载着一系列基本的生理学功能。
本文将深入探讨细胞的基本功能，并从五个大点详细阐述这些功能。
这些大点包括细胞的物质交换过程、细胞的能量转化、细胞的运动性、细胞的感知与响应、以及细胞的生殖和增殖。
正文：1. 物质交换过程a. 细胞膜的渗透与透析：细胞膜通过渗透作用实现对物质的选择性吸收和排出。
b. 细胞内部产生与利用的物质：细胞通过代谢过程产生必需的分子，并以此维持生命活动。
c. 基因传递：细胞通过DNA和RNA，将遗传信息传递给新细胞。
2. 能量转化a. 细胞呼吸：细胞通过将有机物氧化分解为CO2和H2O来释放能量。
b. 光合作用：植物和一些原核生物通过吸收光能将二氧化碳和水转化为有机物，并放出氧气。
c. ATP合成：细胞利用酶将化学能转化为ATP，并以ATP作为能量载体。
3. 运动性a. 细胞骨架：细胞内的微丝、中间丝和微管系统可支持细胞的形态维持和运动。
b. 肌原纤维收缩：肌原纤维通过肌动蛋白和肌间蛋白的结合，实现肌肉收缩和运动。
c. 鞭毛和纤毛运动：细胞表面的纤毛和鞭毛通过节律性摆动，推动细胞或周围液体的运动。
4. 感知与响应a. 受体与转导：细胞表面的受体感知外界信号，并通过信号转导途径传递到细胞内。
b. 细胞间通讯和信号传递：细胞通过细胞间连接和细胞外化学信号传递，实现信息的共享和协作。
c. 反应性调节：细胞根据外界和内部刺激作出相应反应，如分泌物质或改变细胞膜的通透性。
5. 生殖和增殖a. 有丝分裂和无丝分裂：细胞通过有丝分裂和无丝分裂两种方式进行增殖和生殖。
b. 细胞周期：细胞按照一定的顺序进行分裂和生长，即细胞周期。
c. 分化和特化：细胞在生长过程中经历分化和特化过程，形成各类器官和组织。
总结：细胞作为生物体最基本的单位，具有多样的功能。
本文从物质交换过程、能量转化、运动性、感知与响应，以及生殖和增殖等五个大点详细阐述了细胞的基本功能。
生理学 第二章 细胞的基本功能PPT课件
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11
以载体为中介的易化扩散
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
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12
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13
(3)特点:
①顺浓度差 ②不消耗能量
③需依靠特殊膜蛋白质的“帮助”
④特异性或选择性（∵特殊膜蛋白质本身有结构特异性） ⑤饱和性（∵结合位点是有限的） ⑥竞争性抑制（∵经同一特殊膜蛋白质转运） ⑦
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8
二、易化扩散(facilitated diffusion)
(1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,由
膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
(2)分类:
①以通道为中介的易化扩散
②一载体为中介的易化扩散
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9
以通道为中介的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
融合处出现裂口
分泌物一次性排出
囊泡的膜成为细胞膜的组成部分
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25
入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合形成复合物 结合处C膜凹陷 凹陷膜与细胞膜断离 整个进入细胞质内
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26
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27
作业：
1、比较单纯扩散和异化扩散的异同。 2、比较被动转运与主动转运的异同。
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第二节 细胞膜的受体功能
受体：是指镶嵌在C膜脂质双分子层中的各种 特异性蛋白质分子，它能选择性地和C膜外 的活性物质结合，实现跨膜信号传递或跨 膜信号转换，引起C膜的电位变化或C内生 理效应的变化。如C膜上的糖蛋白、脂蛋白、 糖脂蛋白等。
配体：凡能与受体特异性结合并产生效应的 物质，统称为配体或化学信号。如激素、 神经递质、抗原、药物等。
02 第二章 细胞的基本功能
阈电位：能触发动作电位的膜电位临界 值 。阈电位大约比正常静息电位的绝对 值小10～20mV 。 动作电位的产生条件：静息电位去极化 达到阈电位水平。
动作电位的特点
⑴动作电位呈“全或无”现象：动作电位一旦产 生就达到它的最大值，其变化幅度不会因刺激 的加强而增大； ⑵不衰减性传导：动作电位一旦在细胞膜的某一 部位产生，就会立即向整个细胞膜传布，而它 的幅度不会因为传布距离的增加而减小，可迅 速扩布到整个细胞膜； ⑶脉冲式：由于绝对不应期的存在，动作电位不 能重合在一起，动作电位之间总有一定的间隔 而形成脉冲式图形。
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
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有极少量的 糖类物质。
液态镶嵌模型学说：细胞膜是以液态脂质双分 子层为基架，其中镶嵌不同生理功能的蛋白质
细胞膜化学组成及意义
脂质双分子层：屏障作用
保持细胞内容物的相对稳定
细胞膜蛋白质：膜通道蛋白，载体蛋白，酶
高尔基复合体
膜性结构包被=分泌囊泡
囊泡向质膜内侧移动 囊泡膜与质膜的某点接触并融合 融合处出现裂口 分泌物排出
囊泡的膜成为细胞膜的组成部分
出胞：
入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合=复合物 复合物向膜表面的“有被小窝”移动
“有被小窝”处的膜凹陷
凹陷膜与细胞膜断离=吞食泡 吞食泡与胞内体的膜性结构相融合
骨骼肌的兴奋-收缩耦联
概念：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被称为兴 奋-收缩耦联（excitation-contraction coupling）。
三个步骤： ①电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处；
②三联管结构处的信息传递；
动作电位的特点
⑴动作电位呈“全或无”现象：动作电位一旦产 生就达到它的最大值，其变化幅度不会因刺激 的加强而增大； ⑵不衰减性传导：动作电位一旦在细胞膜的某一 部位产生，就会立即向整个细胞膜传布，而它 的幅度不会因为传布距离的增加而减小，可迅 速扩布到整个细胞膜； ⑶脉冲式：由于绝对不应期的存在，动作电位不 能重合在一起，动作电位之间总有一定的间隔 而形成脉冲式图形。
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
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有极少量的 糖类物质。
液态镶嵌模型学说：细胞膜是以液态脂质双分 子层为基架，其中镶嵌不同生理功能的蛋白质
细胞膜化学组成及意义
脂质双分子层：屏障作用
保持细胞内容物的相对稳定
细胞膜蛋白质：膜通道蛋白，载体蛋白，酶
高尔基复合体
膜性结构包被=分泌囊泡
囊泡向质膜内侧移动 囊泡膜与质膜的某点接触并融合 融合处出现裂口 分泌物排出
囊泡的膜成为细胞膜的组成部分
出胞：
入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合=复合物 复合物向膜表面的“有被小窝”移动
“有被小窝”处的膜凹陷
凹陷膜与细胞膜断离=吞食泡 吞食泡与胞内体的膜性结构相融合
骨骼肌的兴奋-收缩耦联
概念：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被称为兴 奋-收缩耦联（excitation-contraction coupling）。
三个步骤： ①电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处；
②三联管结构处的信息传递；
生理学课件 第二章 细胞的基本功能
特点：需细胞消耗能量 逆浓度梯度或电位梯度进行 意义：细胞可以根据生理需要主动选择物质的吸收或排除；保持细胞内外 离子分布的不均衡性（细胞内高K+、细胞外高Na+）
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的结构：脂质双分子层液态镶嵌结构
一、单纯扩散
概念：是指脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程。 特点：顺浓度差；不需细胞消耗能量 物质：CO2、O2、NH3、乙醇等 注：某种物质能否通过单纯扩散方式过膜，除了取决于膜两侧浓度差， 还取决于细胞膜的通透性。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的结构：脂质双分子层液态镶嵌结构
一、单纯扩散
概念：是指脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程。 特点：顺浓度差；不需细胞消耗能量 物质：CO2、O2、NH3、乙醇等 注：某种物质能否通过单纯扩散方式过膜，除了取决于膜两侧浓度差， 还取决于细胞膜的通透性。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
细胞的基本功能-医学生理学-课件1-02
钠离子
钾离子
2. 电压门控通道 (voltage-gated ion channel)
电压门控通道跨膜信号 转导过程：
跨膜电位的改变； 结构域中精氨酸或赖 氨酸产生位移； 诱发通道“闸门”的 开放； 细胞膜出现新的电变 化。
钠离子 钾离子
上海第二医科大学生理教研室
3.机械门控通道（mechanically- gated channel） 触发因素是机械性刺激： 如内耳毛细胞听毛 受基底膜振动。
又称Ca2+-ATP酶 分布在细胞膜、肌浆网和内质网 分解一个ATP 胞浆 胞外 1Ca++ 1Ca++ 机制 作用是维持细胞内外的钙离子浓度梯度
4.继发性主动转运
（secondary active transport）
定义
—许多物质在进行逆浓度梯度或
电位梯度的跨膜转运时，所 需的能量并不直接来自ATP 的分解，而是来自Na+在膜两 侧的浓度势能差，后者是钠 泵利用分解ATP释放的能量建立 的。这种间接利用ATP能量的主 动转运过程称为~。
第二章 细胞的基本功能
细胞—人体的最基本的功能单位
本章内容： 细胞膜的物质转运功能 细胞膜的生物电现象 细胞的信号转导功能 肌细胞的收缩功能
第一节
细胞膜的结构和物质转运功能
细胞膜的作用： 细胞膜是细胞和环境之间的屏障； 细胞膜有物质转运功能； 细胞膜还有跨膜信息传递功能。
一、膜的化学组成和分子结构
钠-钾泵的作用
维持细胞膜两侧 Na+、K+的不均衡 分布； 其活动是生电性的
3 2
二、细胞的动作电位
（一）细胞的动作电位
定义：细胞膜受到阈刺激或阈上刺
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电化学驱动力：跨膜的离子浓度差和电位差的代数和。
第三节 细胞的电活动
（二）静息电位形成的离子机制
第三节 细胞的电活动
静息电位形成的机制
在上述条件下，K+顺浓度差从膜内向膜外扩散（负电物质不 能外移，极少Na+内移）→膜外侧形成一层正电荷（正电 位）、膜内侧为一层负电荷（负电位）→膜外侧的正电场力 与[K+]差的动力达到平衡时，K+的净通量为零，此时的MP即 RP，相当于K+的平衡电位（EK）。
第三节 细胞的电活动
2、改变膜外[K+] → MP ？ 一定范围，[K+]o RP，反之则反
Changing K+ concentration
0
-30 mV -60
-90
Amplifier
第三节 细胞的电活动
mV
-20 -40 -60 -80 -100 -120 -140 -160 -180
0.1
第三节 细胞的电活动
AP的波形及构成 AP，锋电位（spike potential, SP） 构成：AP=去极相（上升支）+复极相（下降支）
Depolarization Hyperpolarization
Repolarization Over shoot
第三节 细胞的电活动
静息电位产生机制 （一）离子跨膜扩散的两个条件
1、膜两侧的离子浓度差 [Na+]O 是膜内的10倍，[K+]i 是膜外的30倍 2、膜对离子的通透性 安静时，膜主要对K+通透
状态的过程。
➢ 超极化（Hyperpolarization）：膜电位绝对值高于静息电位
的状态。
➢ 超射（Overshoot）：膜电位去极化到0电位如进一步变为正
值则称为反极化，膜电位高于0电位的部分称为超射。
第三节 细胞的电活动
60
0
Resting potential -70 -90
Time
Membrane potential (mV)
第三节 细胞的电活动
静息电位 RP范围：﹣10～﹣100mV. 骨骼肌细胞：﹣90mV， 神经细胞：﹣70mV， 平滑肌细胞：﹣55mV， RBC：﹣10mV
RP的概念：安静时存在于细胞膜两侧外正内负的电位差。
第三节 细胞的电活动
膜电位变化中的几种状态
➢ 极化（Polarization）：膜两侧存在的内负外正的电位状态。 ➢ 去极化（Depolarization）：膜电位绝对值逐渐减小的过程。 ➢ 复极化（Repolarization）：膜电位去极化后逐步恢复极化
动作电位（action potential, AP）
第三节 细胞的电活动
Zero potential difference when two electrodes are in the bath.
Reference electrode
microelectrode
0 <0.1 m
-30 mV -60
-90
Amplifier
Recording electrode
第三节 细胞的电活动
Zero potential difference when two electrodes are in the bath.
Reference electrode
0
-30 mV -60
-90
Amplifier
Recording electrode
安静时主要是GK（PK） GK=IK/(EM－EK)
第三节 细胞的电活动
结论 因为细胞膜在安静状态下对K＋的通透性最大，所以细胞膜 电位最接近K＋的平衡电位（EK）。
➢ RP—K+顺化学梯度由膜内向膜外扩散所形成的 电-化学平衡电位
第三节 细胞的电活动
当达到K+平衡电位时：E A、细胞膜两侧K+浓度梯度为零 B、细胞膜外K+浓度大于膜内 C、细胞膜两侧电位梯度为零 D、细胞膜内较膜外电位相对较正 E、细胞膜内侧K+的净外流为零
生理学
Physiology
第8版
高清网络课堂
主讲人:
第二章 细胞的基本功能
第三节 细胞的电活动
第三节 细胞的电活动
细胞的生物电现象 一切活细胞无论处于静息或活动状态都存在着电活动，这种电 活动称为生物电。 细胞膜内外在静息状态下存在着电位差（静息电位） 在一定的刺激下，膜内外的电位差会发生变化，产生动作电位。 记录方法：
细胞外记录法 细胞内微电极记录法
第三节 细胞的电活动
细胞的 生物电 现象
+ + + + + +
一个活的细胞无论是它处于安静 状态还是活动状态都是存在电活 动，这种电活动称为生物电现象。 其中包括静息电位和动作电位。
5
第三节 细胞的电活动
细胞的跨膜电位：（transmembrane potential, TMP，MP） 指存在于细胞膜两侧的电位差。 MP：静息电位（resting potential, RP）
第三节 细胞的电活动
（三） RP机制的证明 1、用Nernst公式计算的EK理论值与实测的RP非常接近。 Nernst公式：Ex= RT/ZF·ln[x+]o/[ x+]i R气体常数，T绝对温 度，F法拉第常数，Z原子价 在温度为29.2℃，离子价位单价时， 上式简化为Ex = 60lg[x+]o/[ x+]i 则 EK = 60lg[K+]o/[ K+]i (mV)
Measured value
EK=60log
[K+]o 140
1
10
100
[K+]o (mmol/L)
第三节 细胞的电活动
偏差解释： ① 有少量Na+内漏（极少; Cl-）； ② 钠泵生电作用的影响
第三节 细胞的电活动
RP机制的证明 3、用四乙铵（TEA）阻断K+通道RP或消失 4、测离子电流（I）或电导（G）
A、Na+
B、K+
C、Ca2+
D、CI-
当神经细胞处于静息电位时，电化学驱动力最小的离子是：B 当神经细胞处于静息电位时，电化学驱动力最大的离子是：C
第三节 细胞的电活动
动作电位（action potential，AP） 指膜受刺激后在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电 位的快速而可逆的倒转和复原。
第三节 细胞的电活动
When the recording electrode enters the axon, a negative potential difference is seen.
Inside axon +- -+ +- +- 0
-30 mV -60
-90
Amplifier
-+ -+ -+ -+
第三节 细胞的电活动
（二）静息电位形成的离子机制
第三节 细胞的电活动
静息电位形成的机制
在上述条件下，K+顺浓度差从膜内向膜外扩散（负电物质不 能外移，极少Na+内移）→膜外侧形成一层正电荷（正电 位）、膜内侧为一层负电荷（负电位）→膜外侧的正电场力 与[K+]差的动力达到平衡时，K+的净通量为零，此时的MP即 RP，相当于K+的平衡电位（EK）。
第三节 细胞的电活动
2、改变膜外[K+] → MP ？ 一定范围，[K+]o RP，反之则反
Changing K+ concentration
0
-30 mV -60
-90
Amplifier
第三节 细胞的电活动
mV
-20 -40 -60 -80 -100 -120 -140 -160 -180
0.1
第三节 细胞的电活动
AP的波形及构成 AP，锋电位（spike potential, SP） 构成：AP=去极相（上升支）+复极相（下降支）
Depolarization Hyperpolarization
Repolarization Over shoot
第三节 细胞的电活动
静息电位产生机制 （一）离子跨膜扩散的两个条件
1、膜两侧的离子浓度差 [Na+]O 是膜内的10倍，[K+]i 是膜外的30倍 2、膜对离子的通透性 安静时，膜主要对K+通透
状态的过程。
➢ 超极化（Hyperpolarization）：膜电位绝对值高于静息电位
的状态。
➢ 超射（Overshoot）：膜电位去极化到0电位如进一步变为正
值则称为反极化，膜电位高于0电位的部分称为超射。
第三节 细胞的电活动
60
0
Resting potential -70 -90
Time
Membrane potential (mV)
第三节 细胞的电活动
静息电位 RP范围：﹣10～﹣100mV. 骨骼肌细胞：﹣90mV， 神经细胞：﹣70mV， 平滑肌细胞：﹣55mV， RBC：﹣10mV
RP的概念：安静时存在于细胞膜两侧外正内负的电位差。
第三节 细胞的电活动
膜电位变化中的几种状态
➢ 极化（Polarization）：膜两侧存在的内负外正的电位状态。 ➢ 去极化（Depolarization）：膜电位绝对值逐渐减小的过程。 ➢ 复极化（Repolarization）：膜电位去极化后逐步恢复极化
动作电位（action potential, AP）
第三节 细胞的电活动
Zero potential difference when two electrodes are in the bath.
Reference electrode
microelectrode
0 <0.1 m
-30 mV -60
-90
Amplifier
Recording electrode
第三节 细胞的电活动
Zero potential difference when two electrodes are in the bath.
Reference electrode
0
-30 mV -60
-90
Amplifier
Recording electrode
安静时主要是GK（PK） GK=IK/(EM－EK)
第三节 细胞的电活动
结论 因为细胞膜在安静状态下对K＋的通透性最大，所以细胞膜 电位最接近K＋的平衡电位（EK）。
➢ RP—K+顺化学梯度由膜内向膜外扩散所形成的 电-化学平衡电位
第三节 细胞的电活动
当达到K+平衡电位时：E A、细胞膜两侧K+浓度梯度为零 B、细胞膜外K+浓度大于膜内 C、细胞膜两侧电位梯度为零 D、细胞膜内较膜外电位相对较正 E、细胞膜内侧K+的净外流为零
生理学
Physiology
第8版
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主讲人:
第二章 细胞的基本功能
第三节 细胞的电活动
第三节 细胞的电活动
细胞的生物电现象 一切活细胞无论处于静息或活动状态都存在着电活动，这种电 活动称为生物电。 细胞膜内外在静息状态下存在着电位差（静息电位） 在一定的刺激下，膜内外的电位差会发生变化，产生动作电位。 记录方法：
细胞外记录法 细胞内微电极记录法
第三节 细胞的电活动
细胞的 生物电 现象
+ + + + + +
一个活的细胞无论是它处于安静 状态还是活动状态都是存在电活 动，这种电活动称为生物电现象。 其中包括静息电位和动作电位。
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第三节 细胞的电活动
细胞的跨膜电位：（transmembrane potential, TMP，MP） 指存在于细胞膜两侧的电位差。 MP：静息电位（resting potential, RP）
第三节 细胞的电活动
（三） RP机制的证明 1、用Nernst公式计算的EK理论值与实测的RP非常接近。 Nernst公式：Ex= RT/ZF·ln[x+]o/[ x+]i R气体常数，T绝对温 度，F法拉第常数，Z原子价 在温度为29.2℃，离子价位单价时， 上式简化为Ex = 60lg[x+]o/[ x+]i 则 EK = 60lg[K+]o/[ K+]i (mV)
Measured value
EK=60log
[K+]o 140
1
10
100
[K+]o (mmol/L)
第三节 细胞的电活动
偏差解释： ① 有少量Na+内漏（极少; Cl-）； ② 钠泵生电作用的影响
第三节 细胞的电活动
RP机制的证明 3、用四乙铵（TEA）阻断K+通道RP或消失 4、测离子电流（I）或电导（G）
A、Na+
B、K+
C、Ca2+
D、CI-
当神经细胞处于静息电位时，电化学驱动力最小的离子是：B 当神经细胞处于静息电位时，电化学驱动力最大的离子是：C
第三节 细胞的电活动
动作电位（action potential，AP） 指膜受刺激后在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电 位的快速而可逆的倒转和复原。
第三节 细胞的电活动
When the recording electrode enters the axon, a negative potential difference is seen.
Inside axon +- -+ +- +- 0
-30 mV -60
-90
Amplifier
-+ -+ -+ -+