生理学课件细胞生理学()

主讲人主讲人黄志华黄志华主讲人黄志华1第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能CHAPTER 2 THE BISIC FUNCTIONS OF CELL 邱春復邱春復 主讲主讲医学生理学教研室医学生理学教研室生理学课件细胞生理学()2第一节 细胞膜的结构和物质转运功能细胞膜的结构和物质转运功能细细胞胞：构构成成机机体体的的最最基基本本的的结结构构和和功功能单位。能单位。一、细胞膜的基本结构一、细胞膜的基本结构 液态镶嵌模型液态镶嵌模型(图图)组成：脂质、蛋白质、糖类组成：脂质、蛋白质、糖类（图）（图）1脂质双分子层：细胞膜的基本骨架脂质双分子层：细胞膜的基本骨架含：磷脂、胆固醇、鞘脂。含：磷脂、胆固醇、鞘脂。磷脂磷脂磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇第一节细胞膜的结构和物质转运功能32蛋白质：多为球形蛋白质蛋白质：多为球形蛋白质表面蛋白质（外周蛋白质）表面蛋白质（外周蛋白质）整合蛋白质（镶嵌蛋白质）整合蛋白质（镶嵌蛋白质）功能：功能：物质转运功能物质转运功能受体功能受体功能（图）（图）识别功能识别功能连接功能连接功能催化功能催化功能3糖糖类类：糖糖蛋蛋白白或或糖糖脂脂是是细细胞胞的的特特异异性性“标志标志”2蛋白质：多为球形蛋白质4二、二、细胞膜的跨膜物质转运功能细胞膜的跨膜物质转运功能（一）（一）单纯扩散单纯扩散1定义定义扩散：扩散：单纯扩散：单纯扩散：脂溶性小分子物质由高浓度脂溶性小分子物质由高浓度向低浓度跨膜移动的过程。向低浓度跨膜移动的过程。2扩散通量：扩散通量：Mmol/s.cm2影响因素：膜内外物质浓度差、电压差影响因素：膜内外物质浓度差、电压差膜的通透性膜的通透性3转运的物质：转运的物质：O2，CO24特点：特点：高浓度高浓度低浓度低浓度不耗能不耗能二、细胞膜的跨膜物质转运功能5（二）膜蛋白介导的跨膜转运（二）膜蛋白介导的跨膜转运易化扩散易化扩散1定义定义非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质帮助下，由高浓度向低浓度一侧转运的过程。帮助下，由高浓度向低浓度一侧转运的过程。2特点特点高浓度高浓度低浓度低浓度不需耗能不需耗能具有选择性具有选择性通透性可改变通透性可改变（二）膜蛋白介导的跨膜转运63通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散-离子通道离子通道转运的物质：离子：转运的物质：离子：Na+、K+等等特特点点：a通通道道蛋蛋白白功功能能状状态态可可以以改改变变图图激活激活(开放开放)失活（关闭）失活（关闭）备用（静息）备用（静息）b通过通过“闸门闸门”进行调控进行调控c有选择性有选择性转运结果：电化学势能平衡转运结果：电化学势能平衡3通道介导的易化扩散-离子通道7分类：分类：化学门控通道：化学门控通道：N-Ach受体受体电压门控通道：电压门控通道：Na+通道通道机械门控通道：内耳毛细胞机械门控通道：内耳毛细胞4经载体介导的易化扩散经载体介导的易化扩散（图）（图）转运的物质：转运的物质：GS、AA进入一般细胞进入一般细胞共同特点：共同特点：结构特异性结构特异性饱和现象饱和现象竞争性抑制竞争性抑制分类：8被动转运：被动转运：单纯扩散单纯扩散易化扩散易化扩散主动转运主动转运:1定义：定义：指细胞膜将物质分子（或离子）指细胞膜将物质分子（或离子）逆浓度差和电位差转运的过程逆浓度差和电位差转运的过程2生物泵：实质就是生物泵：实质就是ATP酶酶如如“钠钠-钾泵钾泵”、“质子泵质子泵”等等钠泵钠泵:钠钠-钾泵或钾泵或Na+-K+-ATP酶酶（图）（图）激活：细胞内的激活：细胞内的Na+、细胞外的、细胞外的K+作用：作用：3个个Na+移到膜外移到膜外2个个K+移入细胞内移入细胞内被动转运：单纯扩散易化扩散9生理作用：生理作用：形成细胞外高形成细胞外高Na+、细胞内高、细胞内高K+a离离子子势势能能贮贮备备是是生生物物电电产产生生的的基基础础；促促进进某某些些物物质质的的逆逆浓浓度度差差的的跨跨膜膜转转运。如运。如GSb细胞内高细胞内高K+是某些生化反应必需是某些生化反应必需c.防止细胞水肿防止细胞水肿3分类分类原发性主动转运继发性主动转运：原发性主动转运继发性主动转运：（图）（图）各种跨膜转运机制的特征各种跨膜转运机制的特征生理作用：10（三）（三）出胞和入胞出胞和入胞大分子物质进出细胞的方式大分子物质进出细胞的方式1出胞：各种分泌活动、神经递质的释放出胞：各种分泌活动、神经递质的释放2入胞：受体介导式入胞入胞：受体介导式入胞（图）（图）（三）出胞和入胞11小结小结1.膜的化学组成和分子结构。膜的化学组成和分子结构。2.细胞膜的跨膜物质转运功能：细胞膜的跨膜物质转运功能：单纯扩散，易化扩散，单纯扩散，易化扩散，主动转运，继发性主主动转运，继发性主动转运，动转运，出胞出胞,入胞入胞小结1.膜的化学组成和分子结构。12双语词汇：双语词汇：液体镶嵌模型（液体镶嵌模型（fluidmosaicmodel）单纯扩散（单纯扩散（simplediffusion）易化扩散（易化扩散（facilitateddiffusion）化学门控通道（化学门控通道（chemiscally-gatedchannel）电压门控通道（电压门控通道（voltage-gatedchannel）载体（载体（carrier）主动转运（主动转运（activetransport）被动转运（被动转运（passivetransport）继发性主动转运（继发性主动转运（secondactivetransport）钠钠-钾泵（钾泵（Na+-K+pump）出胞（出胞（exocytosis）入胞（入胞（endocytosis）双语词汇：液体镶嵌模型（fluidmosaicmodel13作业：作业：1.细细胞胞膜膜的的跨跨膜膜物物质质转转运运形形式式有有几几种种，举举例例说明之。说明之。2比较单纯扩散和易化扩散的异同点比较单纯扩散和易化扩散的异同点?3Na+-K+泵活动有何生理意义泵活动有何生理意义?作业：1.细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例说14第二节第二节细胞的跨膜信号传递功能细胞的跨膜信号传递功能跨膜信号转导概念跨膜信号转导概念指外界信号（化学分子、光、声音等）指外界信号（化学分子、光、声音等）作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界环境变化的信息以环境变化的信息以新的信号新的信号形式传递到膜形式传递到膜内，再引发靶细胞功能改变。内，再引发靶细胞功能改变。第二节细胞的跨膜信号传递功能15几种主要的跨膜信号转导方式几种主要的跨膜信号转导方式由离子通道完成的跨膜信号传递由离子通道完成的跨膜信号传递刺刺激激信信号号膜膜通通道道蛋蛋白白开开放放离离子子移移动动膜膜电电位位变变化化膜膜内内信信息息细细胞胞功功能改变能改变1化学门控通道（配体门控通道）化学门控通道（配体门控通道）举例：举例：N-型乙酰胆碱受体型乙酰胆碱受体又称：又称：通道型受体通道型受体促离子型受体促离子型受体几种主要的跨膜信号转导方式162电压门控通道电压门控通道在跨膜电位改变时，通道开放。在跨膜电位改变时，通道开放。如：、如：、K+、Ca+通道通道3机械门控通道：内耳毛细胞中机械门控通道：内耳毛细胞中4细胞间通道：即缝隙连接细胞间通道：即缝隙连接（图）（图）举例：神经兴奋引起肌收缩举例：神经兴奋引起肌收缩神神经经冲冲动动神神经经末末梢梢释释放放ACh终终板板膜膜化化学学门门控控通通道道开开放放终终板板电电位位电电压压门门控控Na+通通道道肌肌膜膜AP胞胞浆浆Ca2+升升高高肌收缩肌收缩2电压门控通道17由受体、由受体、G-蛋白、膜效应器酶完成的跨蛋白、膜效应器酶完成的跨膜信号传递膜信号传递1受体受体概念概念：指能与配体特异性结合的蛋白质：指能与配体特异性结合的蛋白质特性特性：（：（1）特异性）特异性（2）饱和性）饱和性（3）可逆性）可逆性由受体、G-蛋白、膜效应器酶完成的跨膜信号传递18蛋白蛋白结构结构：（图）：（图）分类：分类：GsGi效应器酶：效应器酶：Ac、PLC、离子通道、离子通道利用胞浆或胞膜中的物质生成第二信使利用胞浆或胞膜中的物质生成第二信使4第二信使：第二信使：cAMPcGMPIP3DGCa+信号传递过程信号传递过程（图（图）、（图（图）化化学学信信号号（激激素素、递递质质等等）特特异异性性受受体体受受体体-配配体体复复合合物物蛋蛋白白中中介介激激活活效效应应器器酶酶系系第第二二信信使使激激活活蛋蛋白白激激酶酶蛋蛋白白质质磷磷酸化酸化生理效应生理效应蛋白19由激酶受体完成的跨膜信号转导由激酶受体完成的跨膜信号转导受体结构与功能受体结构与功能（图）（图）膜外段：膜外段：能与配体相结合。能与配体相结合。跨膜：跨膜：螺旋。螺旋。膜内段：膜内段：自身酪氨酸残基磷酸化自身酪氨酸残基磷酸化受体激活受体激活蛋白磷酸化蛋白磷酸化底物酪氨酸残基磷酸化底物酪氨酸残基磷酸化由激酶受体完成的跨膜信号转导20跨膜信号转导和原癌基因跨膜信号转导和原癌基因原原癌癌基基因因：与与致致癌癌病病毒毒碱碱基基排排列列顺顺序序相相一一致致，存存在在于于正正常常细细胞胞，其其正正常常表达为生命必需。表达为生命必需。表达产物与跨膜信号转导有关表达产物与跨膜信号转导有关即即刻刻早早期期基基因因：又又称称快快速速基基因因、即即早早基基因、第三信使因、第三信使跨膜信号转导和原癌基因21第三节第三节细胞的生物电现象细胞的生物电现象细胞的生物电现象细胞的生物电现象兴奋性与兴奋的概念兴奋性与兴奋的概念1.兴奋性兴奋性：指可兴奋细胞接受刺激后产生：指可兴奋细胞接受刺激后产生.反应的能力反应的能力2.兴奋兴奋：指产生的反应：指产生的反应兴奋的外部表现与实质：兴奋的外部表现与实质：3.刺激引起兴奋的条件刺激引起兴奋的条件：一定的强度一定的强度一定的作用持续时间一定的作用持续时间一定的时间一定的时间-强度变化率强度变化率第三节细胞的生物电现象22一、细胞膜的被动电学特征一、细胞膜的被动电学特征（一）膜电容和膜电阻（一）膜电容和膜电阻（二）电紧张电位（二）电紧张电位生物电记录方法生物电记录方法（图）（图）二、静息电位二、静息电位RP概念：指细胞在静息状态时，细胞膜两侧概念：指细胞在静息状态时，细胞膜两侧的电位差。的电位差。（图）（图）极性：内负外正，大小用负值表示极性：内负外正，大小用负值表示大小：神经元：大小：神经元：90mv一、细胞膜的被动电学特征23几个概念：几个概念：极化：极化：静息时，膜两侧的内负外正状态静息时，膜两侧的内负外正状态超极化：超极化：膜内电位向负值变大的方向变膜内电位向负值变大的方向变化化去极化：去极化：膜内电位向负值减小的方向变膜内电位向负值减小的方向变化化复极化：复极化：由去极化或超极化向由去极化或超极化向RP值恢复值恢复反极化：反极化：膜内为正，膜外为负的状态膜内为正，膜外为负的状态几个概念：24（二）静息电位产生的机制（二）静息电位产生的机制静静息息时时，细细胞胞内内外外各各种种离离子子的的浓浓度度分分布布不不均，细胞膜对均，细胞膜对K+通透，对通透，对Na+不通透，不通透，K+外流的形成外流的形成K+平衡电位。平衡电位。（表）（表）静息电位是静息电位是K+平衡电位平衡电位影响因素：影响因素：（1）细胞外）细胞外K+浓度浓度（图）（图）胞外胞外K+浓度升高，浓度升高，静息电位减小静息电位减小（2）钠）钠-钾泵的作用钾泵的作用（二）静息电位产生的机制25三、动作电位三、动作电位AP（一）细胞的动作电位（一）细胞的动作电位概概念念：AP是是膜膜两两侧侧电电位位在在RP基基础础上上发发生生的的一一次次可可扩扩布布的的快快速速而而可可逆逆的的倒倒转转和和复复原原。图图去极相去极相去极化去极化超射锋电位超射锋电位复极相复极相：复极化初期：复极化初期后电位后电位复极化后期（负后电位）复极化后期（负后电位）后超极化（正后电位）后超极化（正后电位）三、动作电26（二）（二）动作电位的产生机制动作电位的产生机制1、电化学驱动力；、电化学驱动力；2、动作电位期间膜电导的变化；、动作电位期间膜电导的变化；3、膜电导与离子通道（膜片钳技术）、膜电导与离子通道（膜片钳技术）锋电位锋电位 上升支：去极相上升支：去极相由由Na+内流形成，是内流形成，是Na+的平衡电位的平衡电位有效刺激有效刺激部分部分Na+通道开放通道开放少量少量Na+膜去极化膜去极化阈电位阈电位大量大量Na+通道开放通道开放大量大量Na+内流内流膜内膜内负电位消失，出现正电位负电位消失，出现正电位 下降支：复极相下降支：复极相Na+通通道道失失活活K+通通透透性性升升高高Na+内内流流停停止止，K+外流外流膜内电位由正向负值变化膜内电位由正向负值变化静息电位静息电位（二）动作电位的产生机制27AP的的产产生生实实质质上上是是受受刺刺激激后后Na+、K+通通道道状状态态改改变变导导致致膜膜对对Na+、K+通通透透性性（电电导导）改变的结果。改变的结果。（图）（图）K+通道：通道：是电压依赖式离子通道，有开、关是电压依赖式离子通道，有开、关两种状态两种状态阻断剂：阻断剂：四乙基胺、四氨基吡啶四乙基胺、四氨基吡啶Na+通道通道:是电压及时间依赖式离子通道，有是电压及时间依赖式离子通道，有开、关、失活三种状态开、关、失活三种状态（图）（图）阻断剂：阻断剂：河豚毒素、局麻药河豚毒素、局麻药后电位后电位后去极化：快速后去极化：快速K+外流堆积，复极化减慢外流堆积，复极化减慢后超极化：钾通道开放时间长，过多钾外流后超极化：钾通道开放时间长，过多钾外流AP的产生实质上是受刺激后Na+、K+通道状态改变导28动作电位的特点：动作电位的特点：a“全全或或无无”现现象象：动动作作电电位位一一旦旦产产生生就就达达到到最最大大值值，其其幅幅度度不不会会因因刺刺激激强强度度的的加强而增大。加强而增大。b不衰减传导不衰减传导c脉冲式，不会重合脉冲式，不会重合d不同细胞，不同细胞，AP的幅度和持续时间不同的幅度和持续时间不同（图）（图）动作电位的特点：294、动作电位的引起和阈电位动作电位的引起和阈电位阈电位和锋电位的引起阈电位和锋电位的引起刺激刺激阈电位阈电位AP1、阈电位阈电位TP：是一种膜电位的临界值，能触发是一种膜电位的临界值，能触发AP，是引起钠通道大量开放的膜电位值，是引起钠通道大量开放的膜电位值，即钠内流形成正反馈的膜电位值。即钠内流形成正反馈的膜电位值。RP和和TP的差值大，细胞兴奋性低；的差值大，细胞兴奋性低；差值小，兴奋性高。差值小，兴奋性高。2、阈强度：阈强度：使细胞膜去极化到阈电位的最小使细胞膜去极化到阈电位的最小刺激强度刺激强度4、动作电位的引起和阈电位30局部兴奋局部兴奋（图）（图）特点特点（图）图）（1）电位幅度小，呈衰减性传导）电位幅度小，呈衰减性传导（2）等级性，非）等级性，非“全或无全或无”式式（3）可以总和：）可以总和：时间总和时间总和空间总和空间总和局部兴奋（图）31（三）动作电位的传导：（三）动作电位的传导：局部电流学说局部电流学说AP在同一细胞上是以局部电流的形式传导的在同一细胞上是以局部电流的形式传导的局部电流：局部电流：已兴奋膜与未兴奋膜之间存在已兴奋膜与未兴奋膜之间存在电位差，而发生的电荷移动。电位差，而发生的电荷移动。神经纤维神经纤维AP的传导：的传导：神经冲动神经冲动（1）无髓神经纤维）无髓神经纤维AP的传导的传导（图）（图）（2）有髓神经纤维）有髓神经纤维AP的传导的传导在两个相邻的郎飞结间呈跳跃式传导在两个相邻的郎飞结间呈跳跃式传导传导速度快，节能。传导速度快，节能。影响传导速度的因素：影响传导速度的因素：轴突直径轴突直径是否有髓鞘是否有髓鞘（三）动作电位的传导：局部电流学说32特点：特点：双向传导双向传导不衰减传导不衰减传导绝缘性绝缘性相对不疲劳性相对不疲劳性复合复合AP-神经干神经干AP细胞外记录法：双向或单向复合细胞外记录法：双向或单向复合AP（图）（图）复合复合AP在一定范围之内可随刺激强度的增大而在一定范围之内可随刺激强度的增大而增大增大特点：双向传导33 （四）缝隙连接（电突触）（四）缝隙连接（电突触）电阻小（传导速度快）、双向传导电阻小（传导速度快）、双向传导四、组织的兴奋和兴奋性四、组织的兴奋和兴奋性（一）兴奋和可兴奋细胞（一）兴奋和可兴奋细胞概念：概念：兴奋：细胞对兴奋发生反应的过程。兴奋：细胞对兴奋发生反应的过程。可兴奋细胞：凡在受刺激后能产生动作电位可兴奋细胞：凡在受刺激后能产生动作电位的细胞。的细胞。（二）组织的兴奋性和阈刺激（二）组织的兴奋性和阈刺激刺激：细胞所处环境因素的变化。刺激：细胞所处环境因素的变化。（四）缝隙连接（电突触）344.反应及两种形式（兴奋和抑制）反应及两种形式（兴奋和抑制）5.阈强度：阈强度：固定刺激时间及强度时间变率，固定刺激时间及强度时间变率，刚能引起组织产生反应的刺激强度。简称阈值。刚能引起组织产生反应的刺激强度。简称阈值。阈值大则兴奋性低，反之亦然阈值大则兴奋性低，反之亦然阈上刺激阈下刺激阈刺激阈上刺激阈下刺激阈刺激（三）细胞兴奋后兴奋性的周期性变化（三）细胞兴奋后兴奋性的周期性变化绝绝对对不不应应期期相相对对不不应应期期超超常常期期低低常常期期正常正常（图）（图）4.反应及两种形式（兴奋和抑制）35第四节第四节肌细胞的收缩肌细胞的收缩一、横纹肌一、横纹肌（一）骨骼肌（一）骨骼肌神经神经-肌肉接头处的兴奋传递肌肉接头处的兴奋传递1神经肌肉接头处的结构神经肌肉接头处的结构（图）（图）接头前膜接头前膜接头后膜接头后膜即终板膜即终板膜接头间隙接头间隙2神经肌肉接头处兴奋的传递过程神经肌肉接头处兴奋的传递过程AP接接头头前前膜膜Ca2+通通道道开开放放Ca2+内内流流囊囊泡泡移移动动、融融合合出出胞胞作作用用Ach释释放放ACh与与后后膜膜N型型ACh受受体体结结合合，通通道道开开放放Na+内流内流终板电位终板电位肌膜肌膜Na+通道开放通道开放AP第四节肌细胞的收缩36终板电位及微终板电位终板电位及微终板电位Ach的释放：量子式释放的释放：量子式释放Ach的灭活：胆碱脂酶（被新斯的明抑制）的灭活：胆碱脂酶（被新斯的明抑制）N型受体阻断剂：箭毒、型受体阻断剂：箭毒、银环蛇毒银环蛇毒3、神经肌肉接头处兴奋传递的特征、神经肌肉接头处兴奋传递的特征a、单向传递、单向传递b、时间延阁、时间延阁c、易受环境因素变化的影响、易受环境因素变化的影响d、是、是1对对1的传递的传递终板电位及微终板电位37(二二)横纹肌细胞的微细结构横纹肌细胞的微细结构1肌原纤维和肌小节肌原纤维和肌小节（图）（图）（1）肌原纤维）肌原纤维明带：长度可变，其正中的暗线为明带：长度可变，其正中的暗线为Z线线暗带：长度固定，正中相对透明区为暗带：长度固定，正中相对透明区为H带带H带中央的暗线称为带中央的暗线称为M线。线。（2）肌小节）肌小节：两条：两条Z线间的区域线间的区域长度长度=1/2明带明带+暗带暗带（1.5-3.5m）(二)横纹肌细胞的微细结构382肌管系统肌管系统（图）（图）（1）横管：由胞膜向内凹入形成）横管：由胞膜向内凹入形成（2）纵管（肌浆网）：）纵管（肌浆网）：三联管：由每一横管和来自两侧肌小节的三联管：由每一横管和来自两侧肌小节的纵管终末池构成纵管终末池构成作用：把横管传来的信息和终池作用：把横管传来的信息和终池Ca2+释放释放联系起来联系起来2肌管系统（图）39（三）（三）横纹肌的收缩机制横纹肌的收缩机制肌丝滑行学说肌丝滑行学说肌丝滑行学说：肌丝滑行学说：肌肌细细胞胞收收缩缩时时肌肌原原纤纤维维缩缩短短，是是细细肌肌丝向粗肌丝滑行的结果丝向粗肌丝滑行的结果1肌丝的分子结构肌丝的分子结构（1）粗肌丝：）粗肌丝：由肌凝蛋白构成由肌凝蛋白构成（图）（图）横桥的作用：横桥的作用：a.具有与细肌丝结合的位点具有与细肌丝结合的位点b.具有具有ATP酶的活性酶的活性（三）横纹肌的收缩机制肌丝滑行学说40(2)细肌丝细肌丝（图）（图）a.肌动蛋白肌动蛋白，又称肌纤蛋白，又称肌纤蛋白具有与横桥结合的位点具有与横桥结合的位点b.原肌凝蛋白原肌凝蛋白：覆盖结合位点：覆盖结合位点c.肌钙蛋白肌钙蛋白与与Ca2+结结合合原原肌肌凝凝蛋蛋白白构构象象改改变变暴露结合位点暴露结合位点收缩蛋白：肌凝蛋白与肌动蛋白收缩蛋白：肌凝蛋白与肌动蛋白调节蛋白：原肌凝蛋白和肌钙蛋白调节蛋白：原肌凝蛋白和肌钙蛋白(2)细肌丝（图）412、肌丝滑行的基本过程、肌丝滑行的基本过程（图）（图）肌浆中肌浆中Ca2+升高升高Ca2+与肌钙蛋白结合后与肌钙蛋白结合后构象改变构象改变原肌凝蛋白的双螺旋结构发生扭转原肌凝蛋白的双螺旋结构发生扭转肌纤蛋白的横桥结合位点暴露肌纤蛋白的横桥结合位点暴露横桥和肌纤横桥和肌纤蛋白结合，横桥扭动、脱离、再结合、再扭动蛋白结合，横桥扭动、脱离、再结合、再扭动（横桥循环、横桥周期）（横桥循环、横桥周期）细肌丝向细肌丝向M线方线方移动。移动。ATP的作用：的作用：提供能量提供能量使横桥脱离使横桥脱离2、肌丝滑行的基本过程（图）42（四）骨骼（四）骨骼肌细胞的兴奋肌细胞的兴奋-收缩耦联收缩耦联把肌细胞的兴奋和收缩连接起来的中介过程把肌细胞的兴奋和收缩连接起来的中介过程三个步骤：三个步骤：（图）图）1肌膜动作电位经横管传向肌细胞的深处肌膜动作电位经横管传向肌细胞的深处甘油高渗任氏液可破坏横管系统甘油高渗任氏液可破坏横管系统2三联体处的兴奋传递三联体处的兴奋传递横横管管膜膜兴兴奋奋终终末末池池Ca2+通通道道开开放放Ca2+进进入入肌肌浆浆Ca2+与与肌肌钙钙蛋蛋白白结结合合肌肌丝丝滑滑行行肌收缩肌收缩3肌浆网对肌浆网对Ca2+的释放和回收的释放和回收释放：释放：AP使终池膜使终池膜Ca2+通道开放通道开放回收：钙泵作用回收：钙泵作用（四）骨骼肌细胞的兴奋-收缩耦联43骨骼肌收缩的外部表现和力学分析骨骼肌收缩的外部表现和力学分析外部表现：肌肉缩短、产生张力、作功外部表现：肌肉缩短、产生张力、作功肌肉的收缩形式肌肉的收缩形式1、等长收缩与等张收缩等长收缩与等张收缩（图）（图）等长收缩：指肌肉收缩时只有张力的增等长收缩：指肌肉收缩时只有张力的增加而无长度的缩短。加而无长度的缩短。等张收缩：指肌肉收缩时长度缩短而无等张收缩：指肌肉收缩时长度缩短而无肌张力的变化。肌张力的变化。2、单收缩与单收缩的复合、单收缩与单收缩的复合图图骨骼肌收缩的外部表现和力学分析44（五）影响横纹肌收缩效能的因素（五）影响横纹肌收缩效能的因素1、前负荷对骨骼肌收缩的影响：前负荷对骨骼肌收缩的影响：长度长度-张力曲线张力曲线（图）（图）前负荷前负荷：肌肉在收缩前就作用于肌肉的负：肌肉在收缩前就作用于肌肉的负荷，将肌肉拉长于某一状态。荷，将肌肉拉长于某一状态。最适初长度：最适初长度：使肌肉收缩时产生最大张力的使肌肉收缩时产生最大张力的初长度。初长度。最适前负荷：最适前负荷：产生最适初长度的前负荷。产生最适初长度的前负荷。在在最最适适初初长长度度和和前前负负荷荷时时，肌肌张张力力最最大大，收收缩缩速速度度最最快快，缩缩短短的的长长度度最最大大，横横桥桥与与细细肌丝结合最多，作功效率最高。肌丝结合最多，作功效率最高。（图）（图）（五）影响横纹肌收缩效能的因素452、后负荷对骨骼肌收缩的影响：后负荷对骨骼肌收缩的影响：张力张力-速度曲线速度曲线（图）（图）后负荷：后负荷：肌肉开始收缩时遇到的负荷肌肉开始收缩时遇到的负荷后负荷愈大，产生张力愈大，肌肉缩后负荷愈大，产生张力愈大，肌肉缩短的速度及缩短的长度愈小短的速度及缩短的长度愈小适适度度的的后后负负荷荷（百百分分之之三三十十最最大大张张力力处处）才能获得肌肉作功的最佳效率。才能获得肌肉作功的最佳效率。3、肌肉收缩能力、肌肉收缩能力指指与与前前、后后负负荷荷无无关关的的肌肌肉肉本本身身的的收收缩缩能能力，即肌肉内部的功能状态。力，即肌肉内部的功能状态。2、后负荷对骨骼肌收缩的影响：46 4、收缩的总和、收缩的总和运运动动单单位位：一一个个脊脊髓髓运运动动神神经经元元及及其其轴轴突突分分支所支配的全部肌纤维。支所支配的全部肌纤维。总和：运动单位的数量总和：运动单位的数量频率效应频率效应肌肉的收缩形式肌肉的收缩形式1、等长收缩与等张收缩等长收缩与等张收缩（图）（图）等长收缩：指肌肉收缩时只有张力的增等长收缩：指肌肉收缩时只有张力的增加而无长度的缩短。加而无长度的缩短。等张收缩：指肌肉收缩时长度缩短而无等张收缩：指肌肉收缩时长度缩短而无肌张力的变化。肌张力的变化。4、收缩的总和47 2、单收缩与单收缩的复合、单收缩与单收缩的复合图图 单收缩：单收缩：当骨骼肌受到一次短促刺激时，可当骨骼肌受到一次短促刺激时，可产生一次动作电位，随后出现一次收缩和舒张的产生一次动作电位，随后出现一次收缩和舒张的收缩形式。收缩形式。复合收缩（强直收缩）：复合收缩（强直收缩）：当骨骼肌受到频率当骨骼肌受到频率较高的连续刺激时，出现总和的收缩过程。较高的连续刺激时，出现总和的收缩过程。不完全强直收缩不完全强直收缩完全强直收缩完全强直收缩 生理情况下支配骨骼肌的运动神经发出的是生理情况下支配骨骼肌的运动神经发出的是连续冲动，故产生的是强直收缩；静息时微弱而连续冲动，故产生的是强直收缩；静息时微弱而持续的收缩称为肌紧张。持续的收缩称为肌紧张。2、单收缩与单收缩的复合图48二、二、平平滑滑肌肌（一）平滑肌的微细结构（一）平滑肌的微细结构平滑肌细胞的结构特点平滑肌细胞的结构特点（图）（图）致密体致密体致密区致密区中间丝中间丝平滑肌细胞的功能特点：平滑肌细胞的功能特点：1、肌浆网不发达，收缩时需要外、肌浆网不发达，收缩时需要外Ca2+2、收缩缓慢而持久，不易疲劳、收缩缓慢而持久，不易疲劳3、对牵拉刺激敏感、对牵拉刺激敏感4、具有自律性、具有自律性5、受自主神经支配，对各种体液因素敏感、受自主神经支配，对各种体液因素敏感二、平滑肌49（二）（二）平滑肌的收缩机制平滑肌的收缩机制AP外外Ca2+内内流流肌肌浆浆网网的的Ca2+释释放放胞胞浆浆中中Ca2+增增加加Ca2+与与钙钙调调蛋蛋白白结结合合激激活活肌肌凝凝蛋蛋白白激激酶酶ATP分分解解横横桥桥摆摆动动细肌丝滑行细肌丝滑行肌细胞收缩。肌细胞收缩。与骨骼肌不同之处：与骨骼肌不同之处：需要外需要外Ca2+与钙调蛋白结合与钙调蛋白结合（二）平滑肌的收缩机制50思考题思考题 1.细细胞胞膜膜的的跨跨膜膜物物质质转转运运形形式式有有几几种种，举举例例说说明之。明之。2.比较单纯扩散和易化扩散的异同点比较单纯扩散和易化扩散的异同点?3.Na+-K+泵活动有何生理意义泵活动有何生理意义?4.简述生理学上兴奋性和兴奋的含义及其意义。简述生理学上兴奋性和兴奋的含义及其意义。5.衡量组织兴奋性的指标有哪些衡量组织兴奋性的指标有哪些?6.神神经经细细胞胞一一次次兴兴奋奋后后，其其兴兴奋奋性性有有何何变变化化?机机制何在制何在?7.局部兴奋有何特点和意义局部兴奋有何特点和意义?8.比比较较无无髓髓神神经经纤纤维维和和有有髓髓神神经经纤纤维维动动作作电电位位传导的异同点传导的异同点?思考题1.细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例说明之。519.简述骨骼肌接头处兴奋传递的过程及其机制。简述骨骼肌接头处兴奋传递的过程及其机制。10.简述骨骼肌的兴奋简述骨骼肌的兴奋收缩耦联过程。收缩耦联过程。11.比较电压门控通道和化学门控通道的异同点比较电压门控通道和化学门控通道的异同点?12.骨骼肌的收缩有哪些外部表现骨骼肌的收缩有哪些外部表现?13.以神经细胞为例，说明动作电位的概念、组成部分以神经细胞为例，说明动作电位的概念、组成部分及其产生机制及其产生机制14.试述单根神经纤维动作电位和神经干复合动作电位试述单根神经纤维动作电位和神经干复合动作电位有何区别有何区别?并分析其原因。并分析其原因。15.试述神经试述神经骨骼肌接头处兴奋传递和突触处兴奋传骨骼肌接头处兴奋传递和突触处兴奋传递有何异同点递有何异同点?9.简述骨骼肌接头处兴奋传递的过程及其机制。52细胞膜的结构示意图细胞膜的结构示意图细胞膜的结构示意图53生理学课件细胞生理学()54受体介导的入胞过程受体介导的入胞过程受体介导的入胞过程55由由G蛋白介导的跨膜信号转导图蛋白介导的跨膜信号转导图由G蛋白介导的跨膜信号转导图56生理学课件细胞生理学()57胰岛素受体胰岛素受体胰岛素受体58示波器工作原理示波器工作原理示波器工作原理59RP与与AP的实验模式图的实验模式图RP与AP的实验模式图60AP的产生与钠、钾通透性的关系的产生与钠、钾通透性的关系AP的产生与钠、钾通透性的关系61局部兴奋局部兴奋局部兴奋62动作电位的传导动作电位的传导动作电位的传导63神经肌肉接头神经肌肉接头神经肌肉接头64肌原纤维、肌管系统、肌小节肌原纤维、肌管系统、肌小节肌原纤维、肌管系统、肌小节65肌小节中粗、细肌丝的分布肌小节中粗、细肌丝的分布肌小节中粗、细肌丝的分布66粗肌丝分子排列示意图粗肌丝分子排列示意图粗肌丝分子排列示意图67细肌丝的结构示意图细肌丝的结构示意图细肌丝的结构示意图68肌丝滑行原理肌丝滑行原理肌丝滑行原理69不同频率的刺激对骨不同频率的刺激对骨骼肌收缩型式的影响骼肌收缩型式的影响不同频率的刺激对骨骼肌收缩型式的影响70长度张力曲线长度张力曲线长度张力曲线71肌小节长度与产生张力的关系肌小节长度与产生张力的关系肌小节长度与产生张力的关系72张力速度曲线张力速度曲线张力速度曲线73平滑肌细胞内部结构模式图平滑肌细胞内部结构模式图平滑肌细胞内部结构模式图74表表2-1细胞外液与细胞内液主要成分细胞外液与细胞内液主要成分成分成分细胞外液浓度细胞外液浓度细胞内液浓度细胞内液浓度（mmol/L）（mmol/L）Na+15015K+5.5150Ca2+11.5(游离游离0.0001)Mg2+1.512Cl-1259AA28Gs5.61Pr0.24ATP04表2-1细胞外液与细胞内液主要成分75表表22各种跨膜转运机制的特征各种跨膜转运机制的特征单纯单纯离子载体原发性主离子载体原发性主继发性继发性扩散扩散通道介导通道介导动转运主动转运动转运主动转运净移动方向净移动方向高高低低高高低低高高低低低高低低高低高高膜两侧浓度相等膜两侧浓度相等相等相等相等相等不相等不相等不相等不相等是否用膜是否用膜Pr不不是是是是是是是是饱和现象无饱和现象无无无有有有有有有结构特异性结构特异性无无有有有有有有有有能量供给能量供给不需要不需要不需要不需要不需要不需要ATP钠势能钠势能转运物质转运物质O2CO2离子极性分离子极性分离子离子Gs、aa子子:Gs表22各种跨膜转运机制的特征76神经神经C的的AP 心房肌心房肌C的的AP窦房结窦房结C的的AP神经C的AP心房肌C的AP窦房结C的AP77生理学课件细胞生理学()78生理学课件细胞生理学()79生理学课件细胞生理学()80生理学课件细胞生理学()81生理学课件细胞生理学()82生理学课件细胞生理学()83生理学课件细胞生理学()84生理学课件细胞生理学()85生理学课件细胞生理学()86生理学课件细胞生理学()87生理学课件细胞生理学()88生理学课件细胞生理学()89生理学课件细胞生理学()90生理学课件细胞生理学()91静息时膜内外各离子的浓度静息时膜内外各离子的浓度离子膜内浓度膜外浓度平衡电位离子膜内浓度膜外浓度平衡电位（mmol/L）（mmol/L）(mv)K+40020-75Na+50440+55Cl-52560-60A-385-静息时膜内外各离子的浓度离子膜内浓度膜外浓度平衡电92小结：1.细细胞胞膜膜的的跨跨膜膜物物质质转转运运形形式式有有几几种种，举举例例说说明之。明之。2.比较单纯扩散和易化扩散的异同点比较单纯扩散和易化扩散的异同点?3.Na+-K+泵活动有何生理意义泵活动有何生理意义?4.简述生理学上兴奋性和兴奋的含义及其意义。简述生理学上兴奋性和兴奋的含义及其意义。5.衡量组织兴奋性的指标有哪些衡量组织兴奋性的指标有哪些?6.神神经经细细胞胞一一次次兴兴奋奋后后，其其兴兴奋奋性性有有何何变变化化?机机制何在制何在?7.局部兴奋有何特点和意义局部兴奋有何特点和意义?小结：1.细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例说明之。938.比比较较无无髓髓神神经经纤纤维维和和有有髓髓神神经经纤纤维维动动作作电电位位传传导的异同点导的异同点?9.简述骨骼肌接头处兴奋传递的过程及其机制。简述骨骼肌接头处兴奋传递的过程及其机制。10.简述骨骼肌的兴奋简述骨骼肌的兴奋收缩耦联过程。收缩耦联过程。11.骨骼肌的收缩有哪些外部表现骨骼肌的收缩有哪些外部表现?12.影响骨骼肌收缩的主要因素有哪些影响骨骼肌收缩的主要因素有哪些?13.以以神神经经细细胞胞为为例例，说说明明动动作作电电位位的的概概念念、组组成成部分及其产生机制部分及其产生机制14.试试述述单单根根神神经经纤纤维维动动作作电电位位和和神神经经干干复复合合动动作作电位有何区别电位有何区别?并分析其原因。并分析其原因。8.比较无髓神经纤维和有髓神经纤维动作电位传导的异同点?94