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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,本章节的主要内容,第一节 细胞的生理功能,第二节 人体功能的调节,细胞的基本结构,细胞核,细胞膜,细胞质,第一节 细胞的生理功能,一、细胞膜的物质转运功能,二、细胞膜的受体功能,三、细胞的兴奋性,四、细胞的生物电现象,五、骨骼肌的收缩,细胞膜的组成和结构,分子结构,液态镶嵌模型,脂质双分子层,链糖,镶嵌蛋白,脂类,蛋白质,糖类,组成,一、细胞膜的物质转运功能,一、细胞膜的物质转运功能,单纯扩散,易化扩散,主动转运,入胞和出胞,转运方式：,细胞的生理功能,一、细胞膜的物质转运功能,单纯扩散,概念,：,脂溶性较高的小分子物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧跨膜转运的过程，称为,单纯扩散。,特点:,（1）顺浓度差扩散、细胞不消耗能量。,（2）不依靠特殊膜蛋白质的“帮助”。,转运对象,：脂溶性小分子物质（如O,2,、CO,2,）,物理扩散现象,扩散量的影响因素：,（1）动力：浓度差,（2）阻力：通透性,O,2,o O,2,i,CO,2,i CO,2,o,细胞的基本功能,一、细胞膜的物质转运功能,易化扩散,概念：,非脂溶性物质或脂溶性很小的小分子物质或离子在膜蛋白的帮助下，顺浓度差或电位差的跨膜转运过程称为,易化扩散。,特点:,需依靠特殊膜蛋白质的“帮助”。,顺浓度差或电位差（顺电化学梯度），,不需消耗能量。,类型：,（1）载体易化扩散,（2）通道易化扩散,载体易化扩散,过程：,转运的物质：,葡萄糖、氨基酸等顺浓度差转运。,特点:,特异性高（特殊膜蛋白质本身有结构特异性）,饱和性（结合位点是有限的）,竞争性抑制（经同一特殊膜蛋白质转运）,通道易化扩散,转运的物质,：Na,+,、,K+、Ca2+的顺电化学梯度转运。,特点：,（1）具有一定的特异性,（2）,浓度和电压依从性,Na,+,o,Na,+,i,K,+,i,K,+,o,被动转运,概念,：物质顺电位差或浓度差不耗能的转运过程。,特点,：,顺电,-,化学梯度进行，不耗能,依靠或不依靠特殊膜蛋白质的,“,帮助,”,分类,：,单纯扩散,易化扩散,Na,+,、K,+,在细胞内外的分布,K,+,K,+,K,+,K,+,K,+,Na,+,K,+,K,+,Na,+,K,+,K,+,K,+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,Na+,Na+,细胞的生理功能,一、细胞膜的物质转运功能,主动转运,概念：,离子或小分子物质在膜上“泵蛋白”的帮助下，逆着电-化学梯度的耗能性跨膜转运的过程。,特点：,泵蛋白参与。,逆浓度差或电位差进行的，要消耗能量。,钠-钾泵：,简称钠泵,1、本质：,2、作用：,3、生理意义：,是一种,Na+-K+,依赖式ATP酶。,将,Na+泵,出,，,K+泵,回,，形成和维持了,膜,内高K+,和膜外高Na+的不均衡分布。,细胞内Na,+,i,细胞外K,+,o,钠-钾泵,+,ATP,ADP,能量,Na,+,移至胞外,K,+,移入胞内,通道转运与钠-钾泵转运模式图,生理意义,：,由钠泵活动造成的膜外高Na+和膜内高K的膜两侧离子不均衡分布。,是生物电产生的物质基础。,是维持细胞正常兴奋性的必要条件。,建立和维持了离子势能贮备，可以促使某些其他营养物质进行逆浓度差的跨膜转运（继发性主动转运）。,由钠泵活动造成膜内高K是许多代谢反应进行的必要条件；,钠泵活动能阻止细胞外Na+和与之进入细胞，可维持细胞正常的渗透压和形态,G、AA的转运方式,（1）顺浓度差：载体易化扩散,（2）逆浓度差：继发性主动转运,Na+的转运方式,（1）顺浓度差：通道易化扩散,（2）逆浓度差：钠泵供能的主动转运,细胞的生理功能,一、细胞膜的物质转运功能,入胞,出胞,指细胞外的大分子物质或团块进入细胞的过程。,主要见于,细菌、病毒、异物、大分子营养物质进入体内的过程。,指细胞把成块的内容物由细胞内排出的,过程。,主要见于,细胞的分泌过程：如激素、,神经递质、消化液的分泌。,入胞,:,入胞,中性粒细胞吞噬细菌,出,胞,腺体分泌,细胞的生理功能,细胞膜的物质转运功能,转运方式,转运物质,膜蛋白,电化学梯度与耗能,单纯扩散,脂溶性,小分子,顺浓度、电位差,不耗能,易化扩散,通道,运输,非脂溶性,小分子,离子,通道,蛋白,载体,运输,载体,蛋白,主动转运,生物泵,逆浓度差、电位差耗能,入胞出胞,大分子团块,耗能,思考题：,在给患者进行肌肉注射时，如何减少病人的疼痛？,兴奋性,概 念,衡量指标,机体感受,刺激,产生,反应,的特性或能力。,阈值,刚能引起组织产生反应的最小刺激强度。,兴奋性1阈值,强度=阈值的刺激称为,阈刺激,强度阈值的刺激称为,阈上刺激,神经、肌肉和腺体等组织的兴奋性较高，称为,可兴奋组织,。,细胞的生理功能,例,：交感神经，使心率加快（,兴奋,）,副交感神经，使心率减慢（,抑制,）,反应,：接受刺激后，机体功能活动状态的改变。,反应的形式：,兴奋,：由相对静止变成相对活动或活动状态的加强,抑制,：由相对活动变成相对静止或活动状态的减弱,刺激：,能为人体感受并使机体发生反应的环境变化。,刺 激,刺激强度,作用时间,强度-时间,变化率,故，在给患者进行肌肉注射时，要求进针、出针快，推药慢。,细胞的生理功能,四、细胞的生物电现象,概 述,人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动，这种电活动称为,生物电现象,（,bioelectricity,）。,细胞生物电现象是一种普遍存在又十分重要的生命现象，临床上广泛应用的,心电图、脑电图、肌电图及视网膜电图,等就是这些不同器官和组织活动时生物电变化的表现,。,细胞的生理功能,细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,细胞的生理功能,静息电位,概念,特点,产生机制,细胞处于,安静,状态时，细胞膜内外,两侧,存在的电位差。,内负外正；,相对稳定,K+外流,RP,证明RP的实验：,（甲）当A、B电极都位于细胞膜外，无电位改变，,证明膜外无电位差。,（乙）当A电极位于细胞膜外， B电极插入膜内时，有电位改变，,证明膜内、外间有电位差。,（丙）当A、B电极都位于细胞膜内，无电位改变，,证明膜内无电位差,。,与RP相关的概念：,极化,：,细胞在安静状态下，膜两侧所保持的,外正内负,的,状态。,去极化:,膜内电位减小的过程。,(-70-50mV)=去极化,超极化：,膜内电位增大的过程。,(-70-90mV)=超极化,复极化,：细胞发生去极化后，再恢复到极化状态的过程。,RP值:,哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为-70-90,mV，平滑肌细胞为-50-70mV，红细胞约为-10mV左右。,静息电位的产生机制,(1) 细胞膜内、外离子分布不匀,Na,+,I,Na,+,o,113, K,+,i,K,+,o,281,Cl,-,I,Cl,-,o,130, A,-,i,A,-,o, 41,(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性,通透性：,K,+, Cl,-, Na,+, A,-,K+ A-,+,+,-,-,K+,Na+ CI-,电场力方向,当扩散,动力,与电场力形成的,阻力,达到动态平衡时，K+净外流为零。,K,i,顺浓度差向膜外扩散,A,-,i,不能向膜外扩散,K,+,i,、,A,-,i,膜内电位(负电场), K,+,o,膜外电位(正电场),膜外为正、膜内为负的极化状态,当扩散动力与电场力形成的阻力达到动态平衡时=RP,结论:,RP的产生主要是K,向膜外扩散的结果。,RP是K,+,外流所形成的电-化学平衡电位,。,静息电位的产生机制,细胞的生理功能,动作电位（,AP,）,细胞受到,有效刺激,时，在静息电位的基础上,发生一次短暂的可扩布性的,电位变化,。,概念,组成,锋电位,后电位,上升支、下降支,产生机制,上升支：Na+内流,下降支：K+外流,后电位：NaK泵活动,Na,+,Na,+,K,+,K,+,Na,+,K,+,Na,+,K,+,Na,+,K,+,ATP,Na,+,K,+,动作电位的变化过程,去极化,复极化,K,+,K,+,Na,+,Na,+,静息膜电位,-70mv,阈电位50mv,超射,0mV,时间,膜电位,30mV,K,+,Na,+,Na,+,K,+,Na,+,Na,+,K,+,K,+,Na,+,正后电位,负后电位,离子条件:,Na+iNa+O 113,；,膜在受到,有效刺激,而兴奋时，对Na离子的通透性增加。,动作电位的产生机制,(1)上升支的形成机制:,Na+内流所形成的电-化学平衡电位,当细胞受到有效刺激,细胞膜上少量Na,+,通道激活而开放,Na,+,顺浓度差少量内流膜内负电位(去极化),当膜内电位去极化到某一临界值时Na,通道大量开放,Na,+,顺浓度差和膜内负电位的吸引大量内流,膜内负电位减小到零并变为正电位（,AP上升支,）,当扩散动力与电场力形成的阻力达到动态平衡时，Na+净内流为零。,动作电位的产生机制,(2)下降支的形成机制:,K+外流的结果,Na,+,通道关Na,+,内流停+同时K,+,通道激活而开放,K,顺浓度差和膜外负电位的吸引K,迅速外流,膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支）,(3)后电位的形成机制:,Na,K,泵活动的结果, Na,+,i,、,K,+,O,激活Na,+,K,+,泵,Na,+,泵出、K,+,泵回，离子恢复到兴奋前水平后电位,细胞的生理功能,动作电位,引起,传导,静息电位,去极化达到,阈电位,是产生动作电位的,必要条件,能引起Na+通道大量开放而爆发AP的临界膜电位水平。,局部电流学说,传导的特点,（1）双向性传导,（2）不衰减性传导,（3）具有“全或无”现象,阈电位的概念,特点：,不具有,“,全或无,”,现象。其幅值可随刺激强度的增加而增大。,电紧张方式（或衰减性）扩布。其幅值随着传播距离的增加而减小。,具有总和效应：时间性和空间性总和。,局部电位,一次阈下刺激引起的产生于膜的局部、较小的去极化反应称为,局部反应。,局部去极化产生的电位称为,局部电位。,动作电位的引起有两种情况：1、一次有效刺激可以引发动作电位；2、多次阈下刺激,局部电位,总和,阈电位,动作电位,动作电位的传导,1、几个定义：,动作电位在同一细胞上的传播称为,传导。,传导,传递,神经冲动,动作电位在两个细胞之间进行的传播称为,传递,。,在神经纤维上传导的动作电位，称为,神经冲动。,2、动作电位传导的原理,无,髓,神,经,纤,维,有,髓,神,经,纤,维,重症肌无力,1 . 神经冲动如何引起肌细胞的兴奋？,2 .肌细胞的兴奋如何引起肌肉收缩？,3 .肌细胞的收缩原理。,神经纤维兴奋,骨骼肌收缩,细胞的生理功能,五、骨骼肌的收缩,神经冲动,肌细胞的兴奋,肌细胞的收缩,N-M接头处,兴奋收缩耦联,细胞的生理功能,（一）神经肌肉接头处的兴奋传递,N-M接头的结构,接头前膜,接头间隙,接头后膜,囊泡内含,ACh,又称,终板膜,。存在,ACh受体,（N2受体)，,胆碱酯酶,。,N-M接头处的兴奋传递过程,N-M接头处的兴奋传递的特点,1、单向性；,2、时间延搁；,3、易受环境变化的影响,当神经冲动传到轴突末梢,膜Ca,2,通道开放，膜外Ca,2,向膜内流动,接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，,囊泡中的ACh释放(量子释放),ACh与终板膜上的Ach受体（N,2,受体）结合,终板膜对Na,、,K,(尤其是Na,)通透性,终板膜去极化终板电位（EPP）,EPP电紧张性扩布至肌膜,去极化达到阈电位,爆发肌细胞膜动作电位,细胞的生理功能,（二）骨骼肌的收缩原理,骨骼肌细胞的微细结构,肌原纤维,肌管系统,肌小节,骨骼肌的收缩原理,肌丝滑行学说,肌肉收缩时，在每一肌小节内发生了细肌丝向粗肌丝之间滑行，相邻的Z线互相靠近，肌小节长度变短。,肌原纤维,粗肌丝,细肌丝,肌小节,是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。,= 2条Z线间的区域,=1/2明带暗带1/2明带,肌管系统,横管系统：T管,纵管系统：L管,肌膜内凹而成。将肌膜AP传至细胞深处,也称,肌浆网，,纵管靠近横管处的膨大部分称,终池（钙池,）,。,三联体,T管+终池2,=,是肌细胞膜上的电变化和肌细胞收缩过程耦连起来的,关键部位,。,肌节缩短=肌细胞收缩,牵拉细肌丝朝肌节中央滑行,横桥摆动,横桥与结合位点结合，,分解ATP释放能量,原肌球蛋白位移，,暴露细肌丝上的结合位点,Ca,2,+,与肌钙蛋白结合,肌钙蛋白的变构,肌细胞兴奋时，肌浆中,Ca2+,肌浆网,膜Ca,2+,Ca,2+,与肌钙蛋白解离,原肌凝蛋白复盖的,横桥结合位点,骨骼肌舒张,细胞的生理功能,（三）骨骼肌细胞的兴奋收缩耦联,概念,把肌细胞的,兴奋,（电活动）与肌细胞的,收缩,（机械活动）连接起来的,中介,过程，称为,兴奋收缩耦,联。,过程,耦联的结构基础 ： 三联体,耦联物（耦联因子）： Ca2+,细胞的生理功能,（四）骨骼肌收缩的形式,等长收缩与等张收缩,单收缩与复合收缩,等长收缩与等张收缩,等长收缩,肌肉收缩时,只有张力增加而长度不变的收缩,称为,等长收缩,。,等张收缩,肌肉收缩时,只有长度缩短而张力不变的收缩,称为,等张收缩,。,注：,等长收缩和等张收缩与肌肉收缩时所遇,到的负荷（,后负荷,）大小有关:,当后负荷小于最小肌张力时,出现等张收缩；,当后负荷等于或大于最大肌张力时,出现等长收缩；,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,才出现等张收缩。,前负荷,：,肌肉收缩前所承受的负荷,初长度,：肌肉收缩前的长度,。,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,0,20,40,60,80,100,初长度（,m,m),收缩力,肌肉舒张,在一定范围内，前负荷愈大，初长度愈长，收缩力愈大；,最适初长度时，肌肉收缩能使肌肉产生最大张力；,前负荷过大，初长度过长，收缩力降低。,前负荷对肌肉收缩的影响,单收缩与复合收缩,单收缩,强直收缩,肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程。,肌肉受到连续刺激，产生单收缩的复合。,不完全强直收缩,:,刺激频率增加时，单收缩就会发生融合，后一次收缩叠加在前一次收缩的舒张期内，表现为,锯齿状,的收缩曲线。,完全强直收缩,:,刺激频率进一步增加时，后一次收缩叠加在前一次收缩的收缩期内，表现为,平滑,的收缩曲线。,第二节 人体功能的调节,一、内环境与稳态,二、生理功能活动的调节方式,三、生理功能的反馈性控制,内环境与稳态,人体功能的调节,内环境的概念,即细胞外液，体内细胞直接生存的环境。,内环境稳态,细胞外液的各项物理、化学因素保持相对稳定的状态，即,内环境稳态,。,含义：（1）稳定的：不随外环境的变动而变动,（2）动态平衡：这种稳定状态不是静止不变的，是在微小波动中保持相对稳定,如：代谢使CO2增加和pH降低，呼吸增强，使其恢复,呼吸功能障碍，呼吸性酸中毒,内稳态的意义,:是细胞进行正常新陈代谢、生命活动的必要条件。,调节方式,神经调节,体液调节,自身调节,人体功能的调节,概念,：,通过神经系统的活动对机体功能活动进行的调节,基本方式,：,反射,特点,：,迅速、精确、局限、短暂,神经调节,概念,：,是指在,中枢神经系统,参与下，机体对刺激产生的规律性反应。,反 射,结构基础,：反射弧,类型,： 非条件反射 条件反射,刺激,感受器,传入神经,反射,反应,效应器,传出神经,中枢,非条件反射 条件反射,形成时间,： 先天遗传 后天获得,反射弧通路： 简单、固定 复杂多变,生理意义： 基本适应能力 更大的适应性,举例,： 食物入口引起唾液分泌 望梅止渴,概念,：通过体液中化学物质的作用对机体功能进行的调节 。,.分类,(1)全身体液调节,(2)局部性体液调节,.,特点,：作用缓慢、范围广泛、持续时间较长。,体液调节,参与体液调节的多数内分泌腺直接或间接受中枢神经系统的控制，它成为神经调节传出途径中的一个环节。这种以神经为,主导,、有体液参加的复合调节方式，称为,神经一体液调节,。,神经一体液调节:,刺激,感受器,传入神经,反射中枢,传出神经,效应器,反应,内分泌腺,激 素,自身调节,概念,：组织细胞不依赖神经和体液调节，而由自身对刺激产生的适应性反应。,特点,：简单原始，局限，调节幅度小，灵敏度较低,及时,生理功能调节的反馈控制,反射中枢或内分泌腺,效应器或靶器官,人体功能的调节,生理功能调节的反馈控制,反馈的概念,由受控部分通过反馈信息反过来调节控制部分的过程，称为,反馈。,反馈的类型,负反馈,正反馈,负反馈,凡反馈信息的作用与控制信息的作用方向,相反,，对控制部分的活动起制约或纠正作用的，称为,负反馈,。,概念：,举例,：体温调节和减压反射,特点：,1、人体功能调节中的反馈作用,大多数为负反馈,;,2、,是可逆的,。,意义,：维持机体生理功能的稳定；负反馈是维持机体,内环境稳态,的重要调节机制。,正反馈,凡反馈信息的作用与控制信息的作用方向,相同,，对控制部分的活动起增强作用的，称为,正反馈。,概念：,举例,：分娩过程、排尿和排便反射、血液凝固。,特点,：不可逆的、不断增强的过程，在体内较少见。,意义,：能使某些生理活动不断加强，迅速完成。,调节的反馈控制,绪 论,类型,定义,生理意义,举例,负反馈,反馈信息与控制信息的作用相反。,维持稳态,减压反射, 体温调节,肺牵张反射,正反馈,反馈信息与控制信息作用一致。,使某种生理活动不断加强，直至完成。,血液凝固 , 排尿反射，分娩,Thank You !,不尽之处，恳请指正！,
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