第二章细胞的基本功能
生理学第二章_细胞的基本功能
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)
第二章 细胞的基本功能
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小分子 或离子 物质 转运 大分子 或团块
单纯扩散 易化扩散 主动转运
不耗能
耗能 入胞 出胞
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物质跨膜转运的方式
1. 单纯扩散 （simple diffusion）
2. 易化扩散（facilitated diffusion）
3. 主动转运（active transport）
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几个概念：
极化Polarization
去极化
Depolarization 反极化 超极化 Hyperpolarization
复极化
Repolarization
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（二） RP的产生机制
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1. 离子在细胞膜内外的不均匀分布
第二章 细胞的基本功能
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本章主要内容
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
第二节 细胞的信号转导 第三节 细胞的电活动
第四节 肌细胞的收缩
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第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
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为什么要去极化到阈电位才能产生AP？
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去极化与Na+ 内流的正反馈 再生性循环
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（二）局部兴奋 1. 形态
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2. 局部兴奋的形成
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（三）AP和局部兴奋的特点
1. AP的特点：① “全或无”(all or none) 现象，指在同一细胞上动作电位大小不随 刺激强度的增大而增大；②不衰减性传播。 2. 局部兴奋的基本特性：①不是“全或无” 的，而是随着刺激强度的增大而增大；② 电紧张性扩布；③可以发生时间和空间的 总和。 为什么局部兴奋和AP有上述不同特点？
生理学-第二章-细胞的基本功能
③等张收缩。 正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式的,而且总是等长收缩在前,当肌 张力增加到超过后负荷时,才出现
复习思考题
1.试述神经肌肉接头传递的过程及其特点。 2.何谓兴奋-收缩偶联？其结构基础是什么？Ca2+起何 作用？ 3.几种收缩蛋白质各起什么作用？ 4.肌细胞收缩是怎样发生的？ 5.何谓单收缩和强直收缩？
2.后负荷：
在等张收缩条件下观察负荷对肌缩 张力和速度的影响。 后负荷为 0→肌缩速度、幅度 ↑ 和 张力最小；后负荷 ↑ →肌缩速度、幅度 ↓ 和张力 ↑； 后负荷 ↓ →肌缩速度、幅 度↑和张力↓。 ∴后负荷过大，虽肌缩张力 ↑， 但 肌缩速度、幅度 ↓， 不利作功 ； 后负荷 过小，虽肌缩速度、幅度 ↑，但肌缩张 力↓，也不利作功。
①肌膜电兴奋的传导:指肌膜产生AP后,AP由横管系统迅速
传向肌细胞深处，到达三联管。 • ②激活Ca2+通道,促使Ca2+释放入胞质。 ③胞质中Ca2+浓度的升高,促使肌钙蛋白与Ca2+结合并引发 肌肉收缩。 (4). 激活LSR膜上的钙泵, 将Ca2+泵回终池,使胞质中Ca2+降低, 肌肉舒张。
∴Ca2+是兴奋-收缩耦联的关键物质(耦联物).
（四）骨骼肌舒张机制
兴奋-收缩耦联后
肌膜电位复极化 终池膜对Ca2+通透性↓ 肌浆网膜Ca2+泵激活 肌浆网 [Ca2+]↓ 原肌凝蛋白复盖 结合位点 Ca2+与肌钙蛋白解离 骨骼肌舒张
小结：骨骼肌收缩全过程
1.兴奋传递 (AP)传到N末梢
N末梢对Ca2+通透性 Ca2+内 流↓ 促使ACh释放 ACh释放入接头间隙 ACh与终板膜受体结合 终板膜对Na+的通透性增加 产生终板电位(EPP)
专升本生理学第2章细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能一、名词解释1.单纯扩散2.易化扩散3.经载体的易化扩散4.经通道的易化扩散5.被动转运6.主动转运7.受体8.静息电位9.极化10.去极化11.超级化12.复极化13.动作电位14.阈电位15.局部兴奋16.绝对不应期17.终板电位18.兴奋--收缩耦联19.前负荷20.后负荷21.等长收缩22.等张收缩23.单收缩24.强直收缩答案： 1.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。
2.易化扩散是指某些非脂溶性或脂溶性很小的物质，在膜蛋白的帮助下顺浓度差的跨膜转运。
3.经载体的易化扩散是指一些亲水性小分子物质经载体蛋白的介导，顺浓度梯度的跨膜转运。
4.经通道的易化扩散是指各种带电离子经通道蛋白的介导，顺浓度梯度或电位梯度的跨膜转运。
5.被动转运是指物质顺浓度梯度和(或)电位梯度进行的跨膜转运，不需消耗能量。
包括单纯扩散和易化扩散。
6.主动转运是指某些物质在膜蛋白的帮助下由细胞代谢提供能量而实现的逆电-化学梯度的跨膜转运。
7.受体是指存在于细胞膜上或细胞内，能识别并结合特异性化学信息，进而引起细胞产生特定生物学效应的特殊蛋白质。
8.静息电位是指静息时细胞膜两侧存在的电位差。
9.极化是指静息电位存在时细胞膜所处的“外正内负”的稳定状态。
10.去极化是指静息电位的减小即细胞内负值的减小。
11.超极化是指静息电位的增大即细胞内负值的增大。
12.复极化是指细胞膜去极化后再向静息电位方向的恢复。
13.动作电位是指在静息电位基础上，给细胞一个有效的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动。
它是细胞产生兴奋的标志。
14.阈电位是指能触发动作电位的膜电位临界值。
15.局部兴奋是指细胞受到阈下刺激时产生的较小的、只限于膜局部的去极化。
16.绝对不应期是指组织细胞在兴奋后最初的一段时间，无论给予多大的刺激也不能使它再次兴奋。
17.终板电位是指神经-骨骼肌接头处的终板膜产生的去极化电位。
细胞的基本功能
细胞的基本功能
细胞是生命的基本单位，具有以下基本功能：
1. 新陈代谢：细胞通过代谢反应从外部环境中获取营养物质和能量，并利用这些物质和能量维持生命活动和生长。
2. 储存遗传信息：细胞内包含着遗传信息，这些信息决定了细胞的结构和功能，并且可以被遗传到下一代细胞。
3. 复制：细胞可以通过细胞分裂的过程进行复制，使得一个细胞可以变成两个完整的细胞。
4. 传递信号：细胞可以通过细胞膜和内部信号传导通路来感知和响应外部环境的变化，从而调节其内部的生命活动。
5. 调节物质的运输和交换：细胞通过细胞膜和细胞器来调节物质的运输和交换，保持细胞内部环境的稳定和适应外部环境的需要。
6. 保持形态和结构：细胞具有不同的形态和结构，可以根据不同的功能需求改变自己的形态和结构，从而适应不同的环境和任务。
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生理学基础习题第二章 细胞的基本功能
第二章细胞的基本功能一、名词解释1．单纯扩散2．易化扩散3．主动转运4．受体5．静息电位6．动作电位7．极化8．去极化9．超极化10．兴奋-收缩耦联11．等长收缩12．等张收缩二、填空题1．细胞膜的物质转运形式有、、、四种。
2．在细胞膜的物质转运形式中，不耗能的有和，耗能的有、和。
3．C02和02等脂溶性物质进出细胞是通过___ 转运形式进行的。
4．易化扩散是指一些不溶于脂质或在脂质中溶解度很少的物质，借助于膜上的帮助出入细胞的过程。
5．参与易化扩散的蛋白质有两种，一种是，另一种是。
6．主动转运与被动转运不同之处在于前者是逆梯度和能量的转运过程。
7．从生物电角度看，兴奋表现为细胞膜的，抑制表现为细胞膜的。
8．从生物电现象看，兴奋的标志是产生；细胞生理静息状态的标志是。
9.在静息状态下，膜对____有较大的通透性，所以静息电位又称____的平衡电位。
10.当神经细胞受刺激，局部产生去极化达到____ 水平时，膜对____的通透性突然增大，从而引起动作电位的产生。
11.动作电位上升支（去极化）的出现是由于膜对____的通透性突然增大，而下降支（复极化）则与随后出现的通透性的增大有关。
12.在同一细胞上动作电位的传导机制是通过兴奋部位与安静部位之间产生的____ 的结果。
14.骨骼肌细胞兴奋-收缩耦联的结构是，耦联因子是。
-骨骼肌接头处释放的递质是。
16.肌肉收缩按其刺激频率表现为____ 收缩和____ 收缩。
17．强直收缩分为、。
18.正常体内骨骼肌收缩绝大多数属于强直收缩，这是因为运动神经传出的通常是一连串的。
收缩，然后才有收缩。
三、选择题A1型题1．O2、CO2进出细胞过程属于：A．单纯扩散B．易化扩散C．主动转运D．入胞E．出胞2．静息电位产生的机制是：A．Na+内流B．Na+外流C．K+内流D．K+外流E．Ca2+内流3．物质在特殊膜蛋白的帮助下，顺电-化学梯度通过细胞膜的过程属于：A．单纯扩散B．易化扩散c．主动转运D．出胞E．入胞4．离子被动跨膜转运的动力是：A．电位差B．浓度差C．电-化学梯度D．钠泵供能E．自由运动5．安静时K+由细胞内流向细胞外属于：A．单纯扩散B．通道转运C．载体转运D．主动转E．出胞6．关于钠泵的论述，不正确的是：A．又称为Na+-K+ ATP酶B．排出K+摄入Na+C．对细胞膜内Na+、膜外K+浓度变化敏感D．一次转运排出3个Na+，摄人2个K+E．转运N a+ - K+过程是耦联过程7．细胞膜的主动转运是借助于膜上：A．载体蛋白的耗能过程B．通道蛋白的耗能过程C．泵蛋白的耗能过程D．受体蛋白的耗能过程E．泵蛋白的非耗能过程8．被动转运和主动转运的共同特点是：A．消耗能量B．顺浓度梯度C．借助膜蛋白帮助D．转运的物质都是小分子E．转运的物质都是脂溶性9．细胞膜上的泵、通道和载体的共同点是：A．转运脂溶性物质B．均消耗能量C．均是化学门控D．均是电压门控E．转运小分子物质或离子10．中性粒细胞的吞噬过程属于:A．出胞B．入胞C．主动转运D．单纯扩散E．易化扩散11．静息状态的标志是:A．极化B．抑制C．阈值D．动作电位E．兴奋12．动作电位去极化产生的离子基础是:A．Na+内流B．Na+外流C．K+外流D．K+内流E．Ca2+内流13．引起肌细胞收缩的直接动因是:A．Ca2+的释放B．Ca2+的回收C．Na+的释放D．Cl-的释放E．Mg2+的释放14．后负荷无限大时，肌肉的收缩形式是:A．单收缩B．等长收缩C．等张收缩D．全强直收缩E．完全强直收缩15．可兴奋细胞受到阈刺激后将产生:A．静息电位B．动作电位C．阈电位D．局部电位E．上述电位都可能16．当静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时，称为: A．极化B．去极化C．复极化D．反极化E．超极化17．肌肉开始收缩时，表现为张力增加而长度不变。
生理学课件 第二章 细胞的基本功能
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）。
第二章细胞的基本功能(8学时)
ABCDE
第三节 肌细胞的Βιβλιοθήκη 缩Sti一、神经-骨骼肌接头处兴奋的传递
神经-肌接头Neuromuscular junction
神经肌接头动画
重点内容
（一）传递过程：
当AP传到神经末梢时，接头前膜去极化→电
胆碱酯酶 压门控Ca2+通道开放，Ca2+内流→囊泡向接头
前膜靠近、融合， ACh 释放到接头间隙→与
Na+
K+ ClCa2+
145
3 120 1.2
18
140 7 0.1 umol/L
+56
-102 -76 +125
1、离子在膜内外不均匀分布：
K+内>>K+外 Na+内<<Na+外
膜外 膜内
2、膜对不同离子通透性不同
安静时：膜对K+通透性大
K+平衡电位（Ek）—静息电位
膜内
膜外
Nernst公式计算
第二章 细胞的基本功能
The basic function of cells
目 录
第一节 细胞膜的物质转运功能 第二节 细胞的电现象 第三节 肌细胞的收缩
第一节 细胞膜的物质转运功能
膜蛋白质的作用：
（ 1）构成膜的载体、通道或离子泵，与物质转 运有关。 （ 2）构成膜的受体，与激素结合后把信息传入 细胞内。 （3）酶：起催化作用。
基强度
图：可兴奋组织 的强度-时间曲线
时间
正反馈
膜去极化 Na+内流 Na+通道开放
局部反应及其特性
（1）概念：P42 （2）特点： a. 电位随刺激强度增 大而增大—非“全或无” b.呈电紧张性扩布； c.可以叠加（总和）， 包括空间总和与时间 总和。
生理学第二章细胞基本功能习题及答案
第一章细胞的基本功能【习题】一、名词解释1.易化扩散2.阈强度3.阈电位4.局部反应二、填空题1.物质跨越细胞膜被动转运的主要方式有_______和_______。
2.一些无机盐离子在细胞膜上_______的帮助下，顺电化学梯度进行跨膜转动。
3.单纯扩散时，随浓度差增加，扩散速度_______。
4.通过单纯扩散方式进行转动的物质可溶于_______。
5.影响离子通过细胞膜进行被动转运的因素有_______，_______和_______。
6.协同转运的特点是伴随_______的转运而转运其他物质，两者共同用同一个_______。
7.易化扩散必须依靠一个中间物即_______的帮助，它与主动转运的不同在于它只能浓度梯度扩散。
8.蛋白质、脂肪等大分子物质进出细胞的转动方式是_______和_______。
通过红细胞膜的方式是_______；神经末梢释放递质的过程属于。
和CO210.正常状态下细胞内K＋浓度_______细胞外，细胞外Na＋浓度_______细胞内。
11.刺激作用可兴奋细胞，如神经纤维，使之细胞膜去极化达_______水平，继而出现细胞膜上_______的爆发性开放，形成动作电位的_______。
12.人为减少可兴奋细胞外液中_______的浓度，将导致动作电位上升幅度减少。
13.可兴奋细胞安静时细胞膜对_______的通透性较大，此时细胞膜上相关的_______处于开放状态。
14.单一细胞上动作电位的特点表现为_______和_______。
15.衡量组织兴奋性常用的指标是阈值，阈值越高则表示兴奋性_______。
16.细胞膜上的钠离子通道蛋白具有三种功能状态，即_______，_______和_______。
17.神经纤维上动作电位扩布的机制是通过_______实现的。
18.骨骼肌进行收缩和舒张的基本功能单位是_______。
当骨骼肌细胞收缩时，暗带长度，明带长度_______，H带_______。
2版第二章 细胞的基本功能PPT课件
而是来自原发性主动转运所形成的离子浓度 梯度而进行的物质逆浓度梯度和（或）电位 梯度的跨膜转运方式。
实质：继发性主动转运就是经载体易化扩散
与原发性主动转运相耦联的主动转运系统。
举例：葡萄糖、氨基酸在小肠黏膜上皮细胞
的主动吸收。 20
继发性主动转运示意图
21
如果膜对正负两种离子均有通透性，那么这
开放，如神经元上的Na+通道； (2)化学门控通道：受膜环境中某些化学物质的影响
而开放,这类化学物质（配体）主要来自细胞外液， 如激素、递质等； (3)机械门控通道：当膜的局部感受牵张刺激而变形 时被激活，如触觉的神经末梢、听觉的毛细胞等 都存在这类通道。
15
(二)主动转运
主动转运
原发性主动转运
(active transport) 继发性主动转运
16
1. 原发性主动转运 (primary active transport) 概念：
钠-钾泵 钙泵
17
通道转运与钠-钾泵转运模式图
18
钠－钾泵 (sodium potassium pump)
简称钠泵，也称Na+, K+-ATP 酶 (Na+, K+-ATPase)。
作用：在消耗ATP的情况下逆浓度差将细胞内的3个Na+ 移出膜外，同时把细胞外的2个K+移入膜内，因而保 持了膜内高K+和膜外高Na+的不均衡离子分布 。
12
(2) 经通道进行的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
转运的物质:各种带电离子
13