生理学细胞基本功能

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,*,第二章 细胞的基本功能,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,液态镶嵌模型,-,膜是以液态的脂质双分子层为基架，其间,镶嵌着具有不同结构和功能的蛋白质。,一、细胞膜的结构概述,二、物质的跨膜转运方式,（一）单纯扩散,第二章 细胞的基本功能,第一节 细胞膜的结构和物质转运功能,脂溶性小分子物质，由膜的高浓度侧向低浓度侧的转运。,顺浓度差（顺浓度梯度）,不耗能，被动,扩散速率,通透性,浓度差,典型代表物：,O2,、,CO2,、,NH3,等,一、细胞膜的结构概述,二、物质的跨膜转运方式,（一）单纯扩散,第二章 细胞的基本功能,第一节 细胞膜的结构和物质转运功能,（二）易化扩散,非脂溶性小分子物质，借助膜上蛋白质的帮助，,顺电,-,化学梯度的转运。,据参与的蛋白质不同，易化扩散分两种：,载体介导的易化扩散,通道介导的易化扩散,1.,载体蛋白,2.,代表物：,Na+,、,K+,、,Ca2+,、,Cl-,等。,3.,转运特点,:,（,1,）相对结构特异性 （,2,）饱和现象,（,3,）竞争性抑制,1.,通道蛋白,3.,通道分类：（,1,）电压门控通道 （,2,）化学门控通道,2.,代表物：葡萄糖、氨基酸等。,一、细胞膜的结构概述,二、物质的跨膜转运方式,（一）单纯扩散,第二章 细胞的基本功能,第一节 细胞膜的结构和物质转运功能,（二）易化扩散,（三）主动转运,在膜上“泵”的作用下，将物质作逆电,-,化学梯度的转运,.,Na+-K+,泵,(Na+,泵, Na+-K+,依赖式,ATP,酶,),30K+,12Na+,K+,Na+,细胞内外,Na+,、,k+,的不均匀分布是兴奋的基础,.,这种分布状态经常会被打破，而恢复这种不均匀,分布靠的就是,Na+-K+,泵。,细胞兴奋时（动作电位产生时）,Na+,进入细胞内，,K+,移到细胞外,激活膜上,Na+,、,K+,泵,逆电,-,化学梯度转运,Na+,、,K+,Na+,、,K+,的不均匀分布恢复,一、细胞膜的结构概述,二、物质的跨膜转运方式,（一）单纯扩散,第二章 细胞的基本功能,第一节 细胞膜的结构和物质转运功能,（二）易化扩散,（三）主动转运,（四）出胞和入胞,大分子物质进出细胞的方式。,1,、出胞,神经末梢释放递质；,内分泌细胞分泌激素；,外分泌细胞分泌酶原、粘液等。,2,、入胞,吞噬细胞的吞噬过程。,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),(,一）概念,静息状态下，细胞膜两侧存在的电位差。,(A),安静时，细胞膜外各点的电位,相等；,(B),安静时，细胞膜内各点的电位,相等；,(C),安静时，细胞内、外存在电位,差，膜内的电位较低（较负）,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),(,一）概念,静息状态下，细胞膜两侧存在的电位差。,极化状态,-,安静时，膜内为负、膜外为正的状态。（内负外正）,神经细胞、骨骼肌细胞的静息电位为,-90mv,，,红细胞约为,-10mv,。,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),(,一）概念,（二）产生机制,1,、前提（,1,）安静时，,K+,内,K+,外,（,2,）膜只对,K+,有通透性,2,、假设 静息电位产生前，膜内外均呈电中性,3,、过程,K+,K+,4,、计算公式,(Nernst,公式,),RP=,-60lg,K+,内,K+,外,=-60lg30,=-60lg(310),=-60(lg3+lg10),=-60(0.4771+1),=-90mV,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),二、动作电位（,Action Potential ,AP),(,一）,AP,概念,细胞受到有效刺激时，膜电位发生的快速、可逆波动。,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),二、动作电位（,Action Potential ,AP),(,一）,AP,概念,（二）,AP,的组成,膜 内 电 位,(mv),-90,-70,0,+30,时程（,ms),上升支,下降支,-90mv 0mv +30mv,上升支,去极化,反极化,+30mv,0mv,-90mv,复极化,锋电位,+,后电位,AP=,后电位,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),二、动作电位（,Action Potential ,AP),(,一）,AP,概念,（二）,AP,的组成,（三）,AP,产生机制,1,、安静时，,Na+,外,Na+,内（浓度差）,细胞内为负、细胞外为正（电位差）,促使,Na+,内流趋势,2,、细胞受到有效刺激，膜上,Na+,通道少量开放，,Na+,少量内流,局部去极化,3,、一旦膜电位达,-70mv,，,AP,上升支,阈电位,-,引起通道大量开放的临界膜电位。,4,、当浓度差,电位差,（,Na+,平衡电位）,（,Na+,平衡电位）,Na+,通道关闭,5,、,K+,通道开放，,K+,外流,AP,下降支,6,、激活,Na+,泵，,Na+,、,K+,离子复位,膜上,Na+,通道大量开放，,Na+,大量内流,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),二、动作电位（,Action Potential ,AP),(,一）,AP,概念,（二）,AP,的组成,（三）,AP,产生机制,（四）,AP,的传导,无髓纤维上,AP,的传导方式,-,依次传导,有髓纤维上,AP,的传导方式,-,跳跃式传导,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),二、动作电位（,Action Potential ,AP),(,一）,AP,概念,（二）,AP,的组成,（三）,AP,产生机制,（四）,AP,的传导,（五）,AP,期间细胞兴奋性的变化,-90,绝对不应期,相对不应期,超常期,低常期,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),二、动作电位（,Action Potential ,AP),(,一）,AP,概念,细胞受到有效刺激时，膜电位发生的快速、可逆波动。,（二）,AP,的组成,（三）,AP,产生机制,（四）,AP,的传导,（五）,AP,期间细胞兴奋性的变化,（六）,AP,的特点,1,、,“,全或无,”,现象,2,、不衰减传导,3,、脉冲式发放,第三节 细胞的生物电现象,静息电位,动作电位,一、静息电位（,Resting Potential, RP),二、动作电位（,Action Potential ,AP),(,一）,AP,概念,细胞受到有效刺激时，膜电位发生的快速、可逆波动。,（二）,AP,的组成,（三）,AP,产生机制,（四）,AP,的传导,（五）,AP,期间细胞兴奋性的变化,（六）,AP,的特点,（七）阈下刺激与局部反应,1,、等级现象,2,、衰减传导（电紧张扩布）,3,、可发生总和（时间总和、空间总和）,第四节 肌细胞的收缩,横纹肌,平滑肌,骨骼肌,心肌,（躯体运动神经支配，随意肌）,（植物神经支配，非随意肌）,肌肉,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,（一）,N-M,接头的结构,接头前膜,接头间隙,接头后膜（终板膜）,Na,+,Na,+,(N,2,),第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,（一）,N-M,接头的结构,（二）,N-M,接头处的兴奋传递过程,AP,传到神经末梢,膜上,Ca,2+,通道开放，,Ca,2+,入轴突小体内,囊泡前移、融合、释放,ACh,ACh+N,2,终板膜上,Na,+,通道开放,Na,+,进入肌细胞内,终板电位,AP,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,（一）,N-M,接头的结构,（二）,N-M,接头处的兴奋传递过程,（三）,N-M,接头处的兴奋传递特点,1,、单向传递,2,、时间延搁,3,、易受化学物质影响,（,1,）抑制,ACh,释放,（,2,）阻断,N2,受体,（,3,）使胆碱酯酶失活,肉毒杆菌毒素,筒箭毒,有机磷,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,二、骨骼肌细胞的微细结构特点,大量肌原纤维,丰富的肌管系统,（一）肌原纤维和肌小节,肌肉,肌腱,骨头,肌原纤维,细胞核,一条肌纤维,（一个肌细胞）,肌纤维,肌外膜,肌内膜,肌束膜,肌束膜,暗带,明带,肌小节,H,带,肌原纤维,M,线,Z,线,横桥,粗肌丝,细肌丝,肌钙蛋白,原肌凝蛋白,肌动蛋白,肌凝蛋白,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,二、骨骼肌细胞的微细结构特点,大量肌原纤维,丰富的肌管系统,（一）肌原纤维和肌小节,（二）肌管系统,横管,纵管,与肌原纤维垂直,与肌原纤维平行，末端膨大称终池,三联管结构,-,一个横管和两侧各,1/2,纵管的终池。,细肌丝,粗肌丝,肌原纤维,线粒体,横管,细胞核,纵管,肌内膜,三联管,横管,肌细胞膜,细肌丝,粗肌丝,终池（钙库）,三联管,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,二、骨骼肌细胞的微细结构特点,大量肌原纤维,丰富的肌管系统,三、骨骼肌的收缩机制,-,滑行学说,滑行学说内容：,肌肉收缩时，肌小节的缩短并非由于肌丝本身出现,缩短或卷曲，而只是发生了细肌丝向粗肌丝之间的滑行。,滑行学说的直接证明：,肌细胞收缩时，暗带长度不变，明带长度缩短，,与此同时，,H,带相应变窄。,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,二、骨骼肌细胞的微细结构特点,大量肌原纤维,丰富的肌管系统,三、骨骼肌的收缩机制,-,滑行学说,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,二、骨骼肌细胞的微细结构特点,大量肌原纤维,丰富的肌管系统,三、骨骼肌的收缩机制,-,滑行学说,（一）肌丝组成,粗肌丝,细肌丝,肌凝蛋白,肌动蛋白,原肌凝蛋白,肌钙蛋白,暗带,明带,肌小节,H,带,肌原纤维,M,线,Z,线,横桥,粗肌丝,细肌丝,肌钙蛋白,原肌凝蛋白,肌动蛋白,肌凝蛋白,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,二、骨骼肌细胞的微细结构特点,大量肌原纤维,丰富的肌管系统,三、骨骼肌的收缩机制,-,滑行学说,（一）肌丝组成,（二）肌肉收缩过程,肌浆中,Ca,2+,Ca,2+,+,肌钙蛋白,原肌凝蛋白移位，暴露位点,横桥与肌动蛋白结合、摆动、解离、再结合,肌肉缩短,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,二、骨骼肌细胞的微细结构特点,大量肌原纤维,丰富的肌管系统,三、骨骼肌的收缩机制,-,滑行学说,四、骨骼肌的兴奋,-,收缩耦联,1,、动作电位沿肌细胞膜传到三联管处的横管；,2,、促使纵管终池释放,Ca2+,，使肌浆中,Ca2+,横管,肌细胞膜,细肌丝,粗肌丝,终池（钙库）,三联管,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,二、骨骼肌细胞的微细结构特点,大量肌原纤维,丰富的肌管系统,三、骨骼肌的收缩机制,-,滑行学说,四、骨骼肌的兴奋,-,收缩耦联,五、骨骼肌的收缩形式,（一）等长收缩与等张收缩,前负荷,-,肌肉收缩前所承受的负荷。,促使肌肉拉长的力,后负荷,-,肌肉收缩时才遇到的负荷（阻力）。,阻止肌肉缩短的力,第四节 肌细胞的收缩,一、神经,-,骨骼肌接头处的兴奋传递,二、骨骼肌细胞的微细结构特点,大量肌原纤维,丰富的肌管系统,三、骨骼肌的收缩机制,-,滑行学说,四、骨骼肌的兴奋,-,收缩耦联,五、骨骼肌的收缩形式,（一）等长收缩与等张收缩,（二）单收缩和强直收缩,单收缩,-,一个,AP,，产生一次完整的肌肉收缩。,一个完整的肌肉收缩包括,收缩相,舒张相,肌肉收缩曲线,刺激频率变化,单收缩,不完全强直收缩,完全强直收缩,某男性患者，,16,岁，常感到极度无力，尤其是在进食大量淀粉类食物后加重。门诊检查血清钾为,2.2 mmol,L(,正常值,3.5,5.5 mmol,L),，经补钾治疗后症状缓解。临床诊断为低钾性麻痹。,1.,为什么低血钾会引起极度肌肉无力？,2.,为什么在进食大量淀粉后症状加重？,1.,为什么低血钾会引起极度肌肉无力？,答：低血钾时骨骼肌细胞膜两侧的,K+,浓差增大，,K+,外流增多，细胞膜静息电位数值增大，远离阈电位，动作电位难以产生，引起极度肌肉无力。,2.,为什么在进食大量淀粉后症状加重？,答：进食大量淀粉后血糖升高，血中胰岛素水平升高，胰岛素使糖原合成酶活性增加，加速将葡萄糖转变为糖原。此时，血中的,K+,进一步转移入细胞，血,K+,浓度更低，肌肉无力进一步加重。,第二章 细胞的基本功能,(,习题）,一、单选题,1,、人体内,O2,、,CO2,、,NH3,进出细胞膜是通过：,A,、单纯扩散,B,、易化扩散,C,、主动转运,D,、入胞作用,E,、出胞作用,2,、相继刺激落在前次收缩的收缩期内引起的复合收缩称为：,A,、单收缩,B,、不完全强直收缩,C,、完全强直收缩,D,、等张收缩,E,、等长收缩,3,、能够造成细胞膜对钠离子通透性突然增大的临界膜电位称为：,A,、动作电位,B,、静息电位,C,、局部电位,D,、阈电位,E,、终板电位,4,、物质在膜上“泵”的参与下，逆电,-,化学梯度的转运过程称为：,A,、单纯扩散,B,、易化扩散,C,、主动转运,D,、入胞作用,E,、出胞作用,5,、运动神经末梢释放乙酰胆碱属于：,A,、单纯扩散,B,、易化扩散,C,、主动转运,D,、入胞作用,E,、出胞作用,6,、相继刺激落在前次收缩的舒张期内引起的复合收缩称为：,A,、单收缩,B,、不完全强直收缩,C,、完全强直收缩,D,、等张收缩,E,、等长收缩,7,、物质在膜蛋白质的帮助下，顺电,-,化学梯度的转运过程属于：,A,、单纯扩散,B,、易化扩散,C,、主动转运,D,、入胞作用,E,、出胞作用,8,、细胞膜内外正常的,Na+,、,K+,浓度差的形成和维持是由于：,A,、膜在安静时对,K+,通透性大,B,、膜在兴奋时对,Na+,通透性大,C,、,K+,易化扩散的结果,D,、膜上,Na+-K+,泵的作用,E,、,Na+,易化扩散的结果,9,、当静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时，称作膜的：,A,、极化,B,、去极化,C,、复极化,D,、反极化,E,、超极化,10,、人工增加离体神经纤维浸浴液中的,K+,浓度，,静息电位的绝对值将：,A,、不变,B,、增大,C,、减小,D,、先增大后减小,E,、先减小后增大,11,、正常细胞膜外,Na+,浓度约为膜内,Na+,浓度的：,A,、,1,倍,B,、,5,倍,C,、,10,倍,D,、,20,倍,E,、,21,倍,12,、神经,-,肌肉接头兴奋传递的递质是：,A,、去甲肾上腺素,B,、乙酰胆碱,C,、,5-,羟色胺,D,、多巴胺,E,、血管活性肠肽,13,、肌细胞兴奋收缩耦联的耦联因子是：,A,、,Ca2+ B,、,Na+ C,、,Ma2+,D,、,K+ E,、去甲肾上腺素,14,、对静息电位的叙述错误的是：,A,、由,K+,外流导致，相当于,K+,的平衡电位,B,、膜内电位较膜外为负,C,、其数值相对稳定不变,D,、各种细胞的静息电位是相等的,E,、细胞处于极化状态,15,、判断组织兴奋性高低的常用指标是：,A,、静息电位,B,、阈电位,C,、阈强度,D,、刺激的频率,E,、刺激的持续时间,16,、组织的兴奋性降低，组织的：,A,、静息电位减小,B,、动作电位减小,C,、阈值增加,D,、阈值减小,E,、阈电位减小,17,、与神经细胞动作电位去极相有关的主要离子是：,A,、,K+ B,、,Cl- C,、,Ca2+ D,、,Na+ E,、,Ma2+,18,、神经纤维中相邻两个锋电位的时间间隔至少应大于其：,A,、相对不应期,B,、绝对不应期,C,、超常期,D,、低常期,E,、绝对不应期,+,相对不应期,19,、葡萄糖进入红细胞膜属于：,A,、主动转运,B,、单纯扩散,C,、易化扩散,D,、入胞作用,E,、吞噬,20,、肠上皮细胞由肠腔吸收葡萄糖属于：,A,、主动转运,B,、单纯扩散,C,、易化扩散,D,、入胞作用,E,、吞噬,21,、锋电位由顶点向静息电位方向变化的过程称为：,A,、极化,B,、去极化,C,、复极化,D,、反极化,E,、超极化,22,、当神经冲动到达运动神经末梢时，可引起接头前膜的：,A,、,Na+,通道关闭,B,、,Ca2+,通道开放,C,、,K+,通道开放,D,、,Cl-,通道开放,E,、,Cl-,通道关闭,23,、将肌细胞膜的电变化和肌细胞内的收缩过程耦联起来的,关键部位是：,A,、横管系统,B,、纵管系统,C,、肌浆,D,、纵管终末池,E,、三联管结构,24,、神经纤维上前后两次兴奋，后一次兴奋最早可,出现于前一次兴奋后的：,A,、绝对不应期,B,、相对不应期,C,、超常期,D,、低常期,E,、低常期结束后,25,、在细胞膜的物质转运中，,Na+,跨膜转运的方式是：,A,、单纯扩散,B,、易化扩散,C,、易化扩散和主动转运,D,、主动转运,E,、单纯扩散和主动转运,26,、肌肉收缩滑行学说的直接根据是肌肉收缩时：,A,、肌小节长度缩短,B,、暗带长度不变，明带和,H,带缩短,C,、暗带长度缩短，明带和,H,带不变,D,、相邻的,Z,线互相靠近,E,、明带和暗带的长度均缩短,27,、在强直收缩中，肌肉的动作电位：,A,、发生叠加和总和,B,、不发生叠加和总和,C,、幅度变大,D,、幅度变小,E,、频率变低,二、填空题,1,、在静息状态下，膜对 有较大的通透性，,对 的通透性很低，,所以静息电位主要是 形成的。,2,、细胞膜转运物质的方式主要有四种，它们是 、,、 、 。,3,、细胞膜逆着电,-,化学梯度转运,Na+,、,K+,的过程属于 。,4,、动作电位在无髓纤维上的传导方式为 ，,在有髓纤维上则为 ，后者比前者 得多。,5,、易化扩散是指非脂溶性物质借助于膜上的,或 的帮助进出细胞的过程。,6,、使肌肉在收缩前处于被拉长状态的负荷称为 。,7,、肌肉是发生等长收缩还是等张收缩，取决于 大小。,8,、肌肉是发生单收缩还是强直收缩，取决于 。,9,、由化学因素控制开闭的通道称 ，,由电压因素控制开闭的通道称 。,10,、可兴奋细胞受到有效刺激后，产生兴奋的标志是 。,11,、细胞受到刺激而发生反应时，其 要发生周期性变化。,在这个周期性变化的 任何强度的刺激都不能,引起细胞反应。,12,、一个有效刺激的条件包括 、,和 。,13,、 以载体为中介的易化扩散的特点包括（,1,）相对结构,特异性 （,2,） ；（,3,） 。,14,、,Na+,泵是一种 酶，它能分解,ATP,释出能量以,形成和维持细胞内外 的不均匀分布状态。,15,、在骨骼肌细胞中，每一横管和来自两侧肌小节的,纵管终池构成的结构称为 ，它是骨骼肌,过程的关键部位。,三、名词解释,1,、静息电位,2,、阈电位,3,、兴奋性,4,、动作电位,四、是非题,1,、机体细胞膜转运葡萄糖和氨基酸的方式只有易化扩散。,2,、入胞和出胞过程不需要消耗能量。,3,、当刺激频率无限增大时，可兴奋细胞单位时间内,产生的,AP,数目则无限多。,4,、所谓阈电位实际上指的就是阈值。,5,、肌肉收缩时，肌小节的缩短是由于组成肌小节的,粗细肌丝都发生了缩短。,6,、肌肉的收缩过程是耗能过程，舒张过程不需要耗能。,7,、肌肉若不出现缩短，则证明肌肉没有收缩。,8,、前负荷越大，初长度越长；初长度越长则肌肉收缩,产生的收缩力越强。,五、问答题,1,、根据离子学说，阐明静息电位的产生机制。,2,、根据离子学说，阐明动作电位的产生机制。,3,、试述神经,-,肌肉接头处兴奋传递的过程和特点。,