生理学课件细胞生理学.ppt

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1、 细胞：构成机体的最基本的结构和功细胞：构成机体的最基本的结构和功能单位。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 2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：

2、 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糖类：糖蛋白或糖脂是细胞的特异性糖类：糖蛋白或糖脂是细胞的特异性“标志标志”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，C

3、O2 4 特点：特点： 高浓度高浓度低浓度低浓度 不耗能不耗能（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 3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 特点：特点：a通道蛋白功能状态可以改变通道蛋白功能状态可以改变 图图 激活激活(开放

4、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 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 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

5、: 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 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离子势能贮备是生物电产生的基离子势能贮备是生物电产生的基础；促进某些物质的逆浓度差的跨膜转

6、础；促进某些物质的逆浓度差的跨膜转运。如运。如GS b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（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）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

7、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, ,入胞入胞液体镶嵌模型（液体镶嵌模型（fluid mosaic model）单纯扩散（单纯扩散（simple diffusion） 易化扩散（易化扩散（facilitated diffusion）化学门控通道（化学门控通道（chemiscally-gated channel）电压门控通道（电压门控通道（voltage-gated channel）载体（载体（carrier）主动转运（主动转运（active transport）被动转运（被动转运（passive transport）继发性主动转

8、运（继发性主动转运（second active transport）钠钠-钾泵（钾泵（Na+-K+ pump）出胞（出胞（exocytosis） 入胞（入胞（endocytosis） 1. 细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例说明之。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? 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

9、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。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 刺激信号刺激信号膜通道蛋白开放膜通道蛋白开放离子离子移动移动膜电位变化膜电位变化膜内信息膜内信息细胞功细胞功能改变能改变 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2电压门控通道电压门控通道 在跨膜

10、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 神经冲动神经冲动神经末梢神经末梢释放释放ACh终板终板膜化学门控通道开放膜化学门控通道开放终板电位终板电位电压电压门控门控Na+通道通道肌膜肌膜AP胞浆胞浆Ca2+升高升高肌收缩肌收缩由受体、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

11、 特性特性：（：（1）特异性）特异性 （2）饱和性）饱和性 （3）可逆性）可逆性蛋白蛋白 结构结构：（图）：（图） 分类：分类：Gs Gi 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：cAMP cGMP IP3 DG Ca+ 信号传递过程信号传递过程（图（图）、 （图（图） 化学信号（激素、递质等）化学信号（激素、递质等）特异性受体特异性受体受体受体-配体复合物配体复合物蛋白中介蛋白中介激活效应器激活效应器酶系酶系第二信使第二信使激活蛋白激酶激活蛋白激酶蛋白质磷蛋白质磷酸化酸化生理效应生

12、理效应 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跨膜信号转导和原癌基因跨膜信号转导和原癌基因 原癌基因原癌基因：与致癌病毒碱基排：与致癌病毒碱基排列顺序相一致，存在于正常细胞，其正常列顺序相一致，存在于正常细胞，其正常表达为生命必需。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 即刻早期基因即刻早期基因

13、：又称快速基因、即早基：又称快速基因、即早基因、第三信使因、第三信使 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

14、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：

15、膜内为正，膜外为负的状态膜内为正，膜外为负的状态 （二）静息电位产生的机制（二）静息电位产生的机制静息时，细胞内外各种离子的浓度分布不静息时，细胞内外各种离子的浓度分布不均，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 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 概念：概念： AP是膜两侧

16、电位在是膜两侧电位在RP基础上发生基础上发生的一次可扩布的快速而可逆的倒转和复原。的一次可扩布的快速而可逆的倒转和复原。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） （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+膜去极膜去极化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+内流内流膜膜内负电位消失，出现正电位内负电位消失，出现正电位 下降支：复极相下降支：复极相Na+通道失活通道失活K+通透性升高通透性升高 Na+内流停止，内流停止，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AP的产生实质