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动物生理学 第二章 细胞的基本功能_PPT幻灯片

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动物生理学 第二版 第二章 细胞的基本功能 PPT课件

动物生理学 第二版 第二章 细胞的基本功能 PPT课件

第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
出胞作用（exocytosis）
指细胞把大分子物质或团块由细胞内 向细胞外排出的过程。 例如，腺细胞分泌某些酶和粘液，内 分泌腺分泌激素以及神经末稍释放递质等 都属于出胞作用
第二节 细胞的跨膜信号转导功能
• 一、跨膜信号转导的概念
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能 （三）主动转运（active transport） 2. 继发性主动转运 继发性主动转运的特点： ①逆浓度差； ②依靠转运体蛋白“帮助”； ③能量来自Na+的势能差。 体内主要的继发性主动转运过程： ◆小肠上皮细胞、肾小管上皮细胞等对葡萄糖、氨 基酸等营养物质的吸收 ◆甲状腺细胞的聚碘过程 ◆神经末梢处被释放的递质分子( 如单胺类和肽类 递质) 的再摄取过程
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
（二）易化扩散（facilitated diffusion） 易化扩散：一些非脂溶性或脂溶性小的物质，在膜上一些特殊蛋 白质的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
第一节 细胞膜的结构特点和物质转运 功能
二、细胞膜的物质跨膜转运功能
（二）易化扩散（facilitated diffusion）
• 通道运输：能使离子通过其水相孔道越膜进行扩散的蛋白质称为离子 通道（ion channel ）。目前发现在细胞膜上转运Na+、K+、Ca2+、 Cl-等离子的通道有几十种。以离子通道（ion channel）为中介的易 化扩散称通道运输；一些离子如Na+、K+、Ca2+等的顺浓度差转运就属 于通道运输

-细胞的基本功能ppt课件

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• Na+-K+泵:
– 结构： Na+-K+依赖式ATP酶 – 作用：排钠摄钾，维持细胞内外 Na+、K+ 的
正常的浓度梯度； 有一定的维持膜电位的作用
• 钙泵(Ca2+) • 负离子泵(Cl-) • H+泵
4. 继发性主动转运
小分子物质跨膜转运的几种形式
5. 出胞作用和入胞作用
• 出胞作用：大分子物质或团块
1). 以“载体”(载体蛋白质)为中介的易化扩散
特点: • 特异性高；（载体蛋白质和它所转运的物质之
间有高度的结构特异性） • 有饱和现象； • 存在可竞争性抑制
2). 以“通道”(通道蛋白质)为中介的易化扩散
通道蛋白质最主要的特性: • 门控特性
它转运某种离子的能力，决定与它所在的 膜的两侧的电位差或膜是否受到某些特殊 化学性信号或机械牵拉的作用 • 离子选择性 转运离子有特异性，但不如载体严格
二. 细胞膜的物质转运功能
扩散 易化扩散
主动转运
1.简单扩散
• 物质分子从高浓度向低浓度处扩散，扩散方向 和通量与浓度梯度有关，有时还受电场的影响。
• 在细胞中，首先只有脂溶性物质才能扩散， 扩散通量决定与①膜两侧该物质的浓度差；
②膜对该物质的通透性（即， 膜允许该物质通过的难易程度） • 通过简单扩散的物质较少：O2, CO2等脂溶性
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和物质转运功能 第二节 细胞的生物电现象及其产生机制 第三节 兴奋的引起和传播 第四节 肌细胞的收缩功能
高尔基 复合体 细胞膜
核
线粒体 溶酶体
过氧化物酶体
胞浆 核糖体 内质网
第一节 细胞膜的基本结构和 物质转运功能

第二章 细胞的基本功能--生理学PPT

第二章 细胞的基本功能--生理学PPT
32
证明
(1)用Nernst公式计算 AP达到的超射值（正电位值）相当于计
算所得的ENa值。 (2)改变膜外Na＋离子浓度,观察AP的变化。 (3)用河豚毒阻断Na＋通道, AP消失 。 (4)用膜片钳技术测量,证实是Na＋电流。
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4、细胞膜的脂质双分子层是( A) A.细胞内容物和细胞环境间的屏障 B.细胞接受外界和其他细胞影响的门户 C.离子进出细胞的通道 D.受体的主要成分 E.抗原物质
5、葡萄糖进入红细胞膜是属于( C) A.单纯扩散 B.主动转运 C.易化扩散 D.入胞作用 E.吞饮
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第三节 细胞的电活动
概述
①出胞
主要见于细胞的分泌活动。
②入胞
分 为： 吞噬 吞饮
14
入胞
出胞
15
复习思考题
1.简述细胞膜物质转运有哪些方式？
2.Na+-K+泵的作用意义？
3.在一般生理情况下,每分解一分子ATP,钠泵运转可 使( ) A.2个钠离子移出膜外 B.2个钾离子移入膜内 C.2个钠离子移出膜外,同时有2个钾离子移入膜内 D.3个钠离子移出膜外,同时有2个钾离子移入膜内 E.2个钠离子移出膜外,同时有3个钾离子移入膜内
易化扩散
通道扩散：无机盐 载体扩散：葡萄糖和氨基酸
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载体转运
特点：特异性； 饱和性； 竞争抑制
通道扩散 通道的状态： 通道的分类：
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（二）主动转运
概念:指小分子物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。
特点: ①需要消耗能量,能量由分解ATP来提供； ②依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”；
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③是逆电-化学梯度进行的
恩格斯指出：“地球上几乎没有一种变化发生而 不同时显示出电的变化”。

第二章 细胞的基本功能 ppt课件1

第二章 细胞的基本功能 ppt课件1

在近端小管前半段，Na+进入上皮细胞的 过程或与H+的分泌或葡萄糖、氨基酸的 转运相耦联----继发性主动转运
（三）入胞和出胞
一些大分子物质或团块进出细胞,是通过细胞本身的 吞吐活动进行的,亦属于耗能性主动转运过程。
入胞:指细胞外的大分子物质或团块进入细胞的过程。 转运的物质是固体,称为吞噬; 转运的物质是液体,称为吞饮。
2 效应器酶：腺苷酸环化酶、磷酯酶C等
3 第二信使：cAMP、IP3、DG、cGMP、 PG、钙离子等
三、酶耦联受体介导的信号转导
由酪氨酸激酶受体 (TKR) 完成的跨膜信号转导 组成：
配体：肽类激素如胰岛素，细胞因子如NGF，EGF，FGF， CSF等。
TKR膜外侧肽段：决定特异配体。 TKR膜内肽段：tyrosine kinase.
超 常 期 稍高于正常 对阈下刺激可起反应
低 常 期 稍低于正常 对阈上刺激起反应
维持[Na+]o高、[K+]i高的不均匀分布 ↓
具有再进入膜内的势能贮备 ↓
用于细胞膜的其它一些物质的转运:如肠上皮细胞或肾小管上 皮细胞对葡萄糖、氨基酸的吸收,是以Na+-载体-葡萄糖、
Na+-载体-氨基酸复合体的形式进行的协同转运
P5
钠-钾泵意义
20-30% ①细胞内高钾--代谢反应必须 ②排钠--维持细胞内的渗透压和细胞容积 ③细胞外高钠--继发主动转运前提 ④细胞内高钾、细胞外高钠--生物电前提 ⑤生电性使膜电位更负
第二章 细胞的基本功能 ppt课件1
脂质双分子层—骨架
构成：由双嗜性脂质分子两两相对 排列成双分子层
双 嗜 性 脂 质 分 子
功能蛋白质—实现转运
表面蛋白 整合蛋白

《细胞基本功能》PPT课件

《细胞基本功能》PPT课件
(ion channel)。
二、物质的跨膜转运
通道介导的易化扩散(Facilitated diffusion via channel)
转运的物质： • Na＋、K＋、Ca２＋、Cl-等带电离子 。
离子通道： • 是贯穿脂质双层、中央带有亲水性孔道的膜蛋白
离子通道的特征： • 离子选择性; • 门控特性
转运方式：
• 被动转运
单纯扩散(simple diffusion)
(passive transport)
• 主动转运 (active transport )
• 出胞和入胞
易化扩散(facilitated diffusion)
原发性主动转运
导膜
(primary active transport)
蛋
继发性主动转运
• 介导这一过程的膜蛋白称为转运体(transporter )
如： 小肠粘膜上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收GS、AA。
二、物质的跨膜转运
•转运体(transporter )
按其利用能量形式的不同可分为： • 原发性主动转运； • 继发性主动转运。
二、物质的跨膜转运
主动转运和被动转运的区别： ➢ 转运的方向 ➢ 转运的能量 ➢ 转运的后果
二、物质的跨膜转运
原发性主动转运 (Primary active transport)
指细胞直接利用代谢产生的能量(ATP)将物质( 通常是带电离子) 逆浓度梯度或电位梯度进行的 跨膜转运过程。 介导这一过程的膜蛋白称为离子泵(ion pump)
载体： •是贯穿脂质双层的整合蛋白。
特点： • 顺浓度差转运,速度比依溶质物理特性预期的快; • 有饱和现象； • 结构特异性； • 竞争性抑制。

生理学-第二章-细胞的基本功能-PPT

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分子由低浓度处移向高浓度处需另行功能， 正如滑雪者可由高坡自动下滑，而上坡却需要 由人体费力一样。
主动转运是人体内最重要的物质转运方式
最常见的主动转运方式——Na+-K+
泵
Na+-K+泵又称Na+-K+ 依赖式ATP酶， 简称钠泵。当[Na+]i↑/[K+]o↑激活
分解ATP产生能量
2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外
如：常见细胞膜的Na+ 通道、K+ 通道
(2)化学门控通道：受膜两侧某种化学物质控制开闭的通 道。
如：骨骼肌细胞终板膜上的N2-乙酰胆碱受体阳离子 通道。 (3)机械门控通道：受某种机械刺激控制开闭的通道。如 骨骼肌细胞。
以载体为中介的易化扩散
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠泵的生理意义：
1、钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢过程 的必须条件；
2、钠泵将Na+排出细胞将减少水分子进入细胞 内，对维持细胞的正常体积有一定意义；
3、钠泵活动最重要的在于它能逆浓度差和电 位差进行转运，因而建立起一种势能贮备。
(1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,由
膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
(2)分类:
①以通道为中介的易化扩散
②一载体为中介的易化扩散
以通道为中介的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o 转运的物质:各种带电离子
门控通道的类型：一般根据控制闸门开闭的因素，可分为： (1)电压门控通道：受膜两侧的电位差控制开闭的通道。

第二章细胞的基本功能[1] 动物生理学概论 教学课件

第二章细胞的基本功能[1] 动物生理学概论 教学课件

过程
①受体与配体形成复合物→②复合物横 向运动形成有被小窝（coated pit)并聚 合→③小窝与细胞断裂形成吞噬泡→④ 吞噬泡与初级溶酶体结合形成次级溶酶 体→⑤次级溶酶体内的酶使配体与受体 分离→⑥配体释放→⑦受体与膜结合形 成细胞膜的一部分，进行新一轮的循环。
第二节细胞的跨膜的信号转导
Na+-K +泵(sodium-postassium pump)
除了Na+-K + -ATP酶外，还有Ca2+Mg2+-ATP酶，H +-K + -ATP酶等。 H +-K + -ATP酶分布在胃粘膜壁细胞表面，与 胃酸分泌有关； Ca2+-Mg2+-ATP酶主要 分布在骨骼肌，心肌细胞内部的肌质网 上，与肌肉收缩有关。
这些离子的运转直接由ATP提供能量的 过程称为原发性主动转运。
②继发性主动转运(secondary active transport)或联 合（协同）转运（co-transport)
Na+-K + -ATP酶活动所贮藏的势能，用来完成其它物 质逆着浓度梯度的跨膜转运
例如：肠上皮细胞从肠腔液中吸收葡萄糖，氨基酸的 方式为Na+依赖式转运体蛋白形式，这种运载蛋白必 须与Na+和被转运的分子同时结合后，才能顺着Na+ 浓度的方向将它们逆着浓度梯度由肠腔转运到细胞内， 另外膜上的Na+-K + -ATP酶不断将Na+转运到细胞间 隙，而细胞内始终保持低Na+状态，这样才能使它们 的主动转运得以实现。
离子通道介导的跨膜信号转导
⑴电压门控通道(voltage gated channel)
在神经和肌肉细胞表面膜中，存在有Na+， K + ，Ca2+等通道。控制这类通道开关的 因子是通道所在膜侧的跨膜电位的改变。 在这些通道的分子结构中存在着一些对 跨膜电位改变的敏感的结构（亚单位）， 通过其构型的改变诱发通道的开﹑闭和 离子跨膜流动的变化，把信号传到细胞 内部。
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葡萄糖的易化扩散
(三)主动转运(active transport)
1.定义：细胞通过本身的某种耗
能过程，将物质的分子或离子从膜 的低浓度一侧向高浓度一侧移动的 过程
2.特征 逆电化学梯度
耗能
3.主动转运和被动转运的区别
✓ 转运的方向 ✓ 转运的能量 ✓ 转运的后果
4. Na+-K+泵
➢(5)生理意义：
✓ 种类
环磷酸腺苷(cAMP)、环磷酸鸟苷(cGMP) 三磷酸肌醇 （IP3） 二酰甘油 ( DG)
（三）酪氨酸激酶受体完成的 跨膜信号转导
生长因子，胰岛素为信号
信号转导过程
信号
接合膜酪氨酸激酶外侧端
激活内侧酪氨酸蛋白激酶活性
受体本身
酪氨酸残基磷酸化和胞内其它蛋白残基磷酸化
细胞功能的变化
第三节 细胞的跨膜电变化
二、 细胞的动作电位
（一）动作电位（active potential)
膜受一定强度的刺激后, 在原有静息电位 的基础上发生的一次膜两侧电位的快速倒转 和复原，即膜快速去极化 后又复极化 。
（二）动作电位组成
➢ 上升支 锋电位 ➢ 下降支 ➢ 去极化后电位
(负后电位) 后电位 ➢ 超极化后电位
(正后电位)
➢ 1. 定义：是指某些物质逆浓度梯
度的主动转运过程，所需能量间接 来自ATP的分解，也称联合转运。
➢2. 特点：
Na+从胞外被动扩散至胞内释放 的能量用于另一种物质的主动转运
➢3. 条件：
胞膜上存在转运体蛋白
（五）出胞与入胞
✓ 1. 入胞：一些大 分子物质或团块物 质进入细胞的过程
✓ 2. 出胞：大分子 物质或固态、液态 物质从细胞内排出 的过程
140 mEq/l 1:35
✓ Na+ 有从膜外向膜内扩散的趋势
✓ K + 有从膜内向膜外扩散的趋势
2、静息状态下细胞膜对K+的选择性 通透
✓ K +的通 透性 大
✓ Na+ 的通 透性 极 小
++ --
K+
3. 达到K+ 的平衡电位 （ Nernst公式） Ek=RT/ZF ln[K+]o/ [K+]i
① 建立一种势能贮备，供细胞其他 耗细胞外 高Na+的状态，是细胞产生生物电的基础
③是人体最重要的物质转运形式
（四）继发性主动转运
（secondary active transport)
（四）继发性主动转运
（secondary active transport)
❖ 化学门控通道具有受体功能，可称为通 道型受体，它们被激活时能引起跨膜离子流 动，也称为促离子型受体
(2)分布：
神经肌肉接头信息传递 神经细胞之间的突触传递
三、膜内侧的腺苷酸环化酶被激 活
第二信使
✓ 定义 外来刺激通过膜受体蛋白、G蛋白和
效应器酶系统 使 胞浆内一种含有第一信使信 息内容的一种化学物质增多或减少
4. 跨膜信号转导 (transmembrane tranduction)
外界信号
细胞膜表面
一种或几
种膜蛋白分子构象改变
新的信号进入
胞内
膜电位或其他功能变化
二、细胞跨膜信号转导的方式
✓ 膜通道蛋白完成的跨膜信号转导 ✓ 受体—G蛋白—第二信使跨膜信号转导 ✓ 酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导
(1) 特点：
小结
第二节 细胞膜的跨膜信号转导
一、细胞跨膜信号转导的概念
1. 信号: 含有信息内容的一种物
质或刺激
2. 人体内的信号: 存在于细胞
外液中含有信息内容的化学物质,或 机械的、电的、电磁波等刺激
3. 信号的类型
❖ 化学信号 ❖ 机械信号 ❖ 电磁信号 ❖ 电信号
激素, 递质, 细胞因子 声音 光 电流
✓ 阈电位（threshold membrane potential)
膜去极化到达爆发动作电位的临界
膜电位。
✓ 阈电位的特性：
引起膜上电压门控性Na+通道大量 开放。
✓ 引起锋电位的条件：
膜去极化达到阈电位。
膜上电压门控Na+通道快速大量开放的原因
❖ 顺化学梯度 ❖ 不耗能（分子热运动的扩散）
2. 单纯扩散的条件
(1) 浓度梯度 （电-化学梯度）
(2) 膜通透性
(3)脂溶性物质 (4) 酒精
O2 CO2 N2
（二）易化扩散（facilitated diffusion)
1. 定义：体内不溶或难溶于脂质的
物质，在细胞膜上某些特殊蛋白质 的帮助下，从膜高浓度一侧向低浓 度一侧转运的过程。
（三） 动作电位形成机制
上升支： Na+ 内流 （Na+ 的平衡电位）
❖下降支： K+ 外流 ❖负后电位: K+ 外流暂时性减弱 ❖正后电位：Na+-K+泵的活动
（四）动作电位的特点
1、不衰减性传导 2、“全或无”现象 3、存在不应期
（绝对不应期和相对不应期）
二、动作电位的引起和传导
（一）阈电位和锋电位的引起
第一节 细胞膜的基本结构 和跨膜物质转运功能
一、细胞膜的基本结构
二、细胞膜化学组成及意义
❖ 脂质双分子层：屏障作用 保持细胞内容物的相对稳定
❖ 细胞膜蛋白质：膜通道蛋白，载体蛋白，酶 细胞内外物质、能量、信息交换。
❖ 细胞膜糖类：糖蛋白，糖脂 作为膜蛋白受体识别部分 参与免疫反应
1. 单纯扩散的特点
❖ 1. 兴奋性(Excitability)—
活组织或细胞对外界刺激发生 反应的能力
❖2. 兴奋 (Excitation)—
组织或细胞对外界刺激发生反应
❖3. 可兴奋细胞—
神经细胞、肌细胞、腺细胞
一 、 细胞的跨膜静息电位
（一）静息电位(resting
potential)— 在静息状态下，存在于细胞膜
内外两侧的电位差（膜内为负，膜 外为正）。
➢ 1. 神经纤维细胞 -70 mV
➢ 2. 肌细胞 90mV
-70mV~-
➢ 3. 红细胞
-20mV
（二）静息电位形成的机制
1. 静息状态下细胞膜内外
Na+ 、K+分布不均衡
细胞膜外
细胞膜内
Na+ 142mEq/l
14mEq/l 10:1
K+ 4 mEq/l
2. 特点
(1) 顺电化学梯度，不耗能 (2) 膜蛋白对转运的物质具有选择性 （膜 蛋白分子本身有结构特异性） (3) 膜通透性可变
3.类型
(1) 通道介导的易化扩散 (2) 载体介导的易化扩散
载体介导的易化扩散
载体 （carrier) ——
与葡萄糖和某些氨基酸等物质 易化扩散有关的膜蛋白质，不具有 离子通道那样的结构。