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生理学细胞的基本功能 ppt课件

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南华大学生理学 细胞的基本功能课件

南华大学生理学 细胞的基本功能课件


二、跨细胞膜的物质转运 (细胞膜的跨膜物质转运功能)

P11


细胞内外的物质交换必需通过细胞膜，不同物 质进出细胞的方式不同，归纳起来主要有以下 几种： 1.单纯扩散； 2 .易化扩散； 3.原发性主动转运（泵转运）； 4.继发性主动转运； 5.膜泡运输。
（一）.单纯扩散(simple diffusion)
膜蛋白的功能
• 1.细胞内外物质交换：如通道蛋白，载 体蛋白，离子泵，等。 • 2.各种受体，传递信息 • 3.酶类 • 4.与免疫功能有关的蛋白质：如能识别抗 原的膜蛋白等。
(三)细胞膜糖类
形式：多为短糖链，以共 价键的形式与膜脂质或蛋 白质结合，形成糖脂或糖 蛋白。 功能： 1.有些作为抗原决定簇=免 疫信息(血型抗原为糖脂)； 2.有些作为膜受体的“可 识别”部分，能特异地与 其递质等结合。
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠-钾泵:
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 维持[Na+]o高、[K+]i高 钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运的提供了 动力（如葡萄糖、氨基酸的吸收：Na+-载体-葡萄糖、 Na+-载体-氨基酸的复合体形式进行的联合转运）(哇 巴因是钠-钾泵的特异性抑制剂)
Ca2+泵（ Ca2+ -ATPase ）：与肌肉的舒缩活动有关
分布于细胞膜、肌质网或内质网 膜Ca2+泵：分解1ATP，将1个Ca2+由胞质转运至胞外 肌质网或内质网Ca2+泵：分解1ATP，将2个Ca2+由胞质转运至 肌质网或内质网 •两种钙泵共同的作用:细胞质内低钙→细胞外液的Ca2+内流, 或肌质网和内质网内Ca2+的释放→细胞质内钙离子浓度↑→ 触发肌细胞的收缩,腺细胞的分泌,神经递质的释放,等.
生理学课件 第二章 细胞的基本功能

生理学课件 第二章 细胞的基本功能

特点：需细胞消耗能量 逆浓度梯度或电位梯度进行 意义：细胞可以根据生理需要主动选择物质的吸收或排除；保持细胞内外 离子分布的不均衡性（细胞内高K+、细胞外高Na+）
原发性主动转运
主动转运
继发性主动转运
扩展
扩展
四、入胞和出胞
概念：一些大分子物质或团块通过细胞膜变形活动进出细胞的过程，需细 胞消耗能量 入胞 吞噬 吞饮 出胞
二、易化扩散
概念：水溶性或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白的帮助下，由高浓度一 侧通过细胞膜向低浓度一侧扩散的现象。 特点：①顺浓度差：不需细胞消耗能量 ②需要特殊膜蛋白的帮助 载体转运 分类： 通道转运
1.载体转运
物质：葡萄糖、氨基酸等
特点：① 高度的特异性：一种载体一般只能第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的物质转运功能
细胞膜的结构：脂质双分子层液态镶嵌结构
一、单纯扩散
概念：是指脂溶性的小分子物质从细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程。 特点：顺浓度差；不需细胞消耗能量 物质：CO2、O2、NH3、乙醇等 注：某种物质能否通过单纯扩散方式过膜，除了取决于膜两侧浓度差， 还取决于细胞膜的通透性。
③ 竞争性抑制：一种载体同时转运两种或两种以上结构相似的物质 时，一种物质的增加，将减弱对另一物质的转运。
CONTENTS
2.通道转运
物质：无机离子、水 特点：通道的开或关 受化学因素的调控——化学门控通道 受电压因素的调控——电压门控通道
三、主动转运
概念：借助细胞膜泵蛋白的作用，将物质由低浓度一侧转运到高浓度一侧
一、骨骼肌的收缩原理
滑行学说——肌肉的缩短是通过肌小节中细肌丝与粗肌丝相互滑行的结 果（其间肌丝本身的长度不变）。
动物医学-动物生理学《细胞的基本功能》课件

动物医学-动物生理学《细胞的基本功能》课件


4. 动作电位的特征
（1）不衰减传导;
（2）“全或无”现象. “无”：刺激小于阈值，不能产生动作电位； “全”：刺激达到或＞阈值 静息电位（绝对值）
阈电位爆发动作电位.
动作电位一旦产生,其不再随阈上刺激而改变，也不随传播距离的增 加而减小，这种在同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离 而改变的特性，称为动作电位的全或无特性。
（2）时间－强度曲线
能引起反应的刺激一般要具备3个条件：一 定的强度，一定的持续时间，一定的持续时间 和一定的强度-时间变化率。
在一定范围内，引起组织兴奋所需的最小刺 激与改刺激的作用时间呈反比关系，即所用的 刺激强度较大时，引起组织兴奋的作用时间越 短。
把刺激强度和相对应的作用时间描绘在坐标 线上，可得到一条近似双曲线的曲线，称强度 -时间曲线。能反应组织细胞的兴奋性。
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 第二节 细胞的跨膜信号转导功能 第三节 细胞的生物电现象 第四节 肌细胞的收缩功能
第一节 细胞膜的结构和物质转运功能
一、细胞膜的结构特征
组成：
蛋白质、脂类
为主，糖类只
脂பைடு நூலகம்
占一小部分。
质
结构：
双
分
液态镶嵌模型 （Singer Nicholson , 1972年）: 是以液态
6. 动作电位的传导
无髓神经纤维：局部电流 有髓神经纤维：跳跃式传导， 局部电流在郎飞氏结间产生
在两段髓鞘之间是无髓鞘的 部分，称为郎飞氏结
三、 局部兴奋
概念： 阈下刺激引起的
低于阈电位的去极 化（即局部电位）， 称局部反应或局部
兴奋。
特点：
①不具有“全或无”现 象。其幅值可随刺激强 度的增加而增大。
细胞的基本功能-医学生理学-课件1-02

细胞的基本功能-医学生理学-课件1-02


钠离子
钾离子
2. 电压门控通道 (voltage-gated ion channel)
电压门控通道跨膜信号 转导过程：
跨膜电位的改变； 结构域中精氨酸或赖 氨酸产生位移； 诱发通道“闸门”的 开放； 细胞膜出现新的电变 化。
钠离子 钾离子
上海第二医科大学生理教研室
3.机械门控通道（mechanically- gated channel） 触发因素是机械性刺激： 如内耳毛细胞听毛 受基底膜振动。
又称Ca2+-ATP酶 分布在细胞膜、肌浆网和内质网 分解一个ATP 胞浆 胞外 1Ca++ 1Ca++ 机制 作用是维持细胞内外的钙离子浓度梯度
4.继发性主动转运
（secondary active transport）
定义
—许多物质在进行逆浓度梯度或
电位梯度的跨膜转运时，所 需的能量并不直接来自ATP 的分解，而是来自Na+在膜两 侧的浓度势能差，后者是钠 泵利用分解ATP释放的能量建立 的。这种间接利用ATP能量的主 动转运过程称为~。
第二章 细胞的基本功能
细胞—人体的最基本的功能单位
本章内容： 细胞膜的物质转运功能 细胞膜的生物电现象 细胞的信号转导功能 肌细胞的收缩功能
第一节
细胞膜的结构和物质转运功能
细胞膜的作用： 细胞膜是细胞和环境之间的屏障； 细胞膜有物质转运功能； 细胞膜还有跨膜信息传递功能。
一、膜的化学组成和分子结构
钠-钾泵的作用
维持细胞膜两侧 Na+、K+的不均衡 分布； 其活动是生电性的

3 2
二、细胞的动作电位
（一）细胞的动作电位
定义：细胞膜受到阈刺激或阈上刺
生理学教学课件：第二章 细胞的基本功能

生理学教学课件：第二章 细胞的基本功能

一、离子通道介导的信号转导
离子通道大体有：化学、电压、机械性门控通道 如：化学性胞外信号(ACh)
ACh + 受体=复合 体 终板膜变构=离子通道开放
Na+内流
终板膜电位
骨骼肌收缩
温医生理教研室 金芃芃
二、生理G学蛋课件白偶联受体介导的信号转 导 神(一经)递c质AM、P激信素号等通（路第一信使）
温医生理教研室 金芃芃
生理学课件
通道对离子的选择性，决定于通道开放时它的水相孔道 的几何大小和孔道壁的带电情况，因而对离子的选择性 没有载体蛋白那样严格。
温医生理教研室 金芃芃
生理学课件
②有不同功能状态，且功能状态受因素调控
离子通道有静息,激活,失活等功能状态
温医生理教研室 金芃芃
生理学课件
通道的功能状态受不同因素调控---“门控” 通道分类:
温医生理教研室 金芃芃
生理学课件
（二）细胞膜蛋白质
1、分类 1）表面蛋白（peripheral protein) 2）整合蛋白(integral protein)
温医生理教研室 金芃芃
生理学课件
2、功能
1)物质转运功能： 如通道蛋白，载体蛋白，泵蛋白 2)辨认，接受和传递信息： 如受体蛋白 3)起细胞标志作用： 如抗原 4)其他： 尚不清楚
1、概念：细胞通过耗能将物质逆电位或化学梯度的转运过程。
2、特点： ①需要耗能（能量由分解ATP来提供） ②依靠特殊膜蛋白质（泵）的“帮助” ③逆电-化学梯度进行
3、分类： ①原发性主动转运 如:Na+-K+泵、H+-K+泵等 ②继发性主动转运 如：肠对葡萄糖重吸收
温医生理教研室 金芃芃
生理学课件
生理学-细胞的基本功能

生理学-细胞的基本功能


▪ 影响通量的主要因素
• 浓度差
• 通透性
二、易化扩散（facilitated diffusion）
▪ 概念
非脂溶性小分子
高（浓度或电位）
低（浓度或电位）
特殊蛋白质的帮助
▪ 类型
• 载体转运（carrier transport）：GL、AA等
– 特点：特异性、饱和性、竞争性抑制
• 通道转运（channel transport）：Na+、K+等
Ca2+与肌钙蛋白结合
原肌球蛋白变构，暴露出 肌动蛋白上的活化位点
处于高势能状态的横桥与 肌动蛋白结合
横桥头部发生变构并摆动 细肌丝向粗肌丝滑行 肌节缩短
❖ 骨骼肌的兴奋—收缩耦联
▪ 概念： 兴奋 收缩 中介过程 ▪ 基本过程（三个步骤）
• 肌膜上的动作电位经过横管膜到达三联体 • 三联体处的信息传递 • 终池对Ca2+的释放、再摄取、贮存 ▪ 结构基础：三联体 ▪ 关键离子： Ca2+
钠-钾泵转运模式图
❖ 钠泵意义： 1.膜内外Na+、K+ 浓度梯度（兴奋性的基础） 2.为继发性主动转运提供能量 3.稳定晶体渗透压，防止细胞水肿 4.细胞代谢的必需条件
四、入胞（endocytosis）和出胞（exocytosis）
大分子或团块状物质 （入胞）膜内
膜的运动
膜外（出胞）
入胞（胞吞） 分类：吞噬=转运固体物质 吞饮=转运液体物质
▪ 肌肉收缩能力（contractility）：与前、后负荷无关的肌 肉本身的功能状态和内在的收缩特性
▪ 根据肌肉受刺激的频率的变化，可分为单收缩或强直收缩
本章小结
细胞膜的物质转运功能 细胞的跨膜信号转导
生理学 第二章 细胞的基本功能PPT课件

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分类：
①同向转运 ②逆向转运
18
⦁ 2.继发性主动 转运-----某 物质的主动转 运所需要的能 量不是直接来 自ATP的分解， 而是来自膜外 Na+的高势能 （间接来自 ATP的分解） 人们把这种转
~ 运形式称 ，
又叫联合转运。
GS继发性主动转运模式图 19
3.入胞和出胞式转运
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,亦可属于主动转运过程。
15
通道转运与钠-钾泵转运模式图
16
钠-钾泵: 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
维持[Na+]o高、[K+]i高 原先的不均匀分布状态
排Na+吸K+的生理意义:
1、维持[Na]o高、
[K+]i高正常的离子分布.
2、贮备离子势能。
3、钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转运的提供了动力
(一)膜的化学组成: 脂质(62%)---主要由磷脂
(。70%)和胆固醇(25%);还有
少量的鞘脂(5%)。磷脂中最 多的是磷脂酰胆碱，最少的 是磷脂酰甘油和磷脂酰肌醇。
蛋白质(35%)---从分子数
看，脂>蛋100倍,从重量看,蛋 >脂1--4倍。
糖类(3%)
3
(二) 膜的分子结构
流体镶嵌模型：以液态
4
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
●被动转运
指物质顺 电位或化学梯 度的转运过程。
●主动转运
指物质逆浓度 梯度或电位梯度 的转运过程。
5
（一）被动转运(passive transport) 概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。 特点： ①不耗能(ATP).（转运动力依赖物质的电-化
细胞的基本功能-人体生理学

细胞的基本功能-人体生理学

1.前负荷：
∵前负荷→肌节初长度→粗 细肌丝的重叠程度→肌张力。
肌 节 最 适 初 长 （ 2.0-2.2m ） 时，粗细肌丝重叠佳，肌缩速 度、幅度和张力最大；
∴ 前负荷↑或↓→肌节最适 初长↑或↓→肌张力↓。
2.后负荷：
在等张收缩条件下观察
后 负 荷 为 0→ 肌 缩 速 度 、 幅度↑和张力最小；
物。
骨骼肌收缩的形式
第三节、生理功能的调节
一、调节方式
（一）神经调节
1.定义 2.基本方式：反射 3.反射弧组成
条件反射 4.反射类型
非条件反射
5.特点
（二）体液调节
1.定义 2.类型 3.神经-体液调节 4.特点
（三）自身调节
1.定义 2.特点
二、机体功能调节的自动控制原理
负反馈 反馈
正反馈
后负荷↑→肌缩速度、幅 度↓和张力↑；
后负荷↓→肌缩速度、 幅度↑和张力↓。
3.肌缩能力：
肌缩能力↑→肌缩速度、幅度和张力↑； 肌缩能力↓→肌缩速度、幅度和张力↓。
①决定肌缩效应的内在特性主要是： Ⅰ.兴奋-收缩耦联期间胞浆内Ca2+的水平； Ⅱ.肌球蛋白的ATP酶活性。
②调节和影响肌缩效应内在特性的因素： 许多神经递质、体液物质、病理因素和药
↓
Ca2+与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变
↓
原肌凝蛋白发生位移 暴露出细肌丝上与横桥结合位点
↓
横桥与结合位点结合 激活ATP酶作用,分解ATP
↓
横桥摆动
↓
牵拉细肌丝朝肌节中央滑行
↓
肌节缩短=肌细胞收缩
四、骨骼肌收缩的形式
（一）、等长收缩和等张收缩
(二)、单收缩与强直收缩
高教版中职生理学基础(第4版)《细胞的基本功能》PPT课件

高教版中职生理学基础(第4版)《细胞的基本功能》PPT课件

非脂溶性或脂溶性很小的物质,需膜蛋白 的帮助,顺浓度差的跨膜转运。
分类:
①通道转运 ②载体转运
1、通道转运
体液中的离子在膜通道蛋白介导下，顺浓度差或电 位差的扩散。
能转运的物质: 各种带电离子
2、载体转运
水溶性的小分子物质在载体蛋白介导下，顺浓度差 进行的扩散。
能转运的物质：
葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子物质。
（2）局部兴奋
阈下刺激引起受刺激膜局部出现的一个较小的去 极化反应称为局部兴奋。
2、动作电位的传导
熟悉!
（1）传导的原理——局部电流形成
+_+_ +_ +_ _+ _+_++_ +_ _+ _+_++_+_+_+_ +_ _+ _+_+_+_+_+_
（2）传导的特点
不衰减性 全或无 双向性传导
泵转运——Na+-K+泵 Na+-K+泵又称Na+-K+-ATP酶，简称钠泵。
通道转运与钠-钾泵转运模式图
钠-钾泵: 当[Na+]i↑/[K+]o↑激活
分解ATP产生能 量
掌握!
2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞 外
总结:
维持[Na+]o高、[K+]i高 的不均匀分布状态
钠-钾泵作用:
分解ATP,释放能量 逆浓度差转运钠、钾离子
2、动作电位的产生机制
（1）AP产生的基本条件:
①膜内外存在[Na+]差； ②膜在受到有效刺激而兴奋时，Na+通道开放； K+ 通 道关闭。
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①钠-钾泵 ：
钠-钾泵是镶嵌在细胞膜脂质双分子层中的一 种特殊蛋白质，它本身具有ATP酶的活性，可 以分解ATP获得能量，进行Na+和Ｋ+的主动转 运，因此又称为Na+—K+依赖式ATP酶。
钠泵活动时，它泵出Na+和泵入Ｋ+这两个过程 是同时进行、耦联在一起的，称排钠摄钾。
离子通道转运与钠-钾泵转运模式图
3.氢泵（H+-K+-ATPase）
氢泵又称质子泵，主要分布在胃粘膜的壁 细胞上，与胃酸的分泌有关。
继发性主动转运或协同转运 协同转运 正向协同转运（同向转运）
反向协同转运（逆向转运）
（三）胞纳和胞吐
细胞通过膜的变形和破裂，使某些大分子物 质或团块进出细胞的过程，分别称为出胞和入胞。 出胞和入胞均需消耗能量，故也属于主动转运。
跨膜信号转导主要涉及到：胞外信号的识别与结 合、信号转导、胞内效应等三个环节。
跨膜信号转导方式大体有以下三类：
① G蛋白偶联受体介导的信号转导
② 酶偶联受体介导的信号转导
③ 离子通道介导的信号转导
一、G蛋白偶联受体介导的信号转导 (一) cAMP信号通路
神经递质、激素等（第一信使）
与G蛋白偶联受体结合
激活G蛋白
兴奋性G蛋白(GS)
激活腺苷酸环化酶(AC)
ATP
cA MP
激活蛋白激酶A
胞吐:是指细胞内某些大分子物质或物质团块 排出细胞的过程，又称出胞。 如：分泌
胞纳:指细胞外的大分子物质或团块进入细胞 的过程，又称胞纳入胞。 如：吞噬；吞饮。
胞吐示意图
胞纳示意图
第二节 细胞的跨膜信号转导
跨膜信号转导的过程：
配体 ＋ 受体
生物效应
（细胞外信号物质）（细胞接受信息装置）（靶细胞）
门控离子通道的分类
1.电压门控通道（Voltage gated channel）
在膜去极化到一定电位（阈电位）时开放，如神经 元膜上的Na+通道。
2.化学门控通道（chemically gated channel）
受膜外某些化学物质的作用而开放，已知N型乙酰胆 碱受体本身包含Na+、K+离子通道，当Ach与受体结合时 通道开放，Na+、K+同时扩散转运。
第一章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能 第二节 细胞的跨膜信号转导功能 第三节 细胞的生物电现象 第四节 肌细胞的收缩功能
第一节 细胞膜的基本结构和跨膜 物质转运功能
一、细胞膜的结构和化学组成
细胞膜是细胞最基本的膜结构形式， 故称为单位膜。
精品资料
• 你怎么称呼老师？
二、细胞膜的跨膜物质转运功能
小分子物质或离子的跨膜运转根据其是顺浓 度差还是逆浓度差，或消耗能量与否，分为被动 转运和主动转运两大类：
被动转运(passive transport)
是指小分子物质顺电位差或化学梯度的转运 过程。
特点：①不直接消耗能量； ②顺电-化学梯度进行
分类：①单纯扩散； ②易化扩散
①通道介导的易化扩散 离子通道（ion channel）：（水相孔道）
Na+、K+、Ca2+、Cl- 等离子的通道有几十种。 ②载体介导的易化扩散
载体蛋白：（结合位点） 葡萄糖、氨基酸
依靠通道的易化扩散
转运的物质:各种带电离子
离子通道的特性与分类
①具有相对特异性 ②离子跨膜扩散的动力
膜两侧离子浓度差和电位差（亦称电化学梯 度）所形成的扩散势能。 ③离子跨膜扩散的条件 离子通道必须是开放的。 门控过程: 离子通道在未激活时是关闭的，在一定条件下 “闸门”被打开，才允许离子通过，这一过程称为 门控过程，时间一般都很短，为数个或数十个ms。
③钠泵活动能逆着浓度差和电位差进行Na+ 、K+ 的主动转运，因而建立起一种离子的势能贮备；
④这种离子的势能贮备是细胞外Na+和细胞内K+等 顺着浓度差和电位差扩散的能量来源。
2.钙泵（Ca2+-Mg2+-ATPase）
钙泵主要分布在骨骼肌和心肌细胞的肌 浆网上，通过分解ATP获得能量，逆着浓度 差将肌浆中的Ca2+转运到肌浆网内。
3.机械门控通道（mechanically gated channel）
膜的局部受牵拉变形时该类通道被激活，如触觉的 神经末梢、听觉的毛细胞、血管壁上的内皮细胞以及 骨骼肌细胞等都存在这类通道。
依靠载体的易化扩散
转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质
依靠载体易化扩散的特点: ①结构特异性高 ②饱和现象
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
细胞膜的分子排列结构，目前公认的是 “液态 镶嵌模型”（fluid mosaic model）。其基本内容为： 细胞膜是以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着不 同生理功能的蛋白质。
（1）钠-钾泵的作用 当[Na+]i↑/[K+]o↑时被激活 分解ATP获得能量
将2K+泵至细胞内；3Na+泵至细胞外
维持细胞外高[Na+]o、细胞内高[K+]i 的特殊分布状态
（2）钠泵活动的生理意义（P15）
① 钠泵活动形成的胞内高K+是许多代谢过程的 必需条件；
②钠泵将Na+排出细胞，将减少水分子进入胞内， 对维持细胞的正常体积有一定意义；
载体蛋白分子的数目、 结合位点的数目
③竞争性抑制
§渗透扩散： 渗透压低
渗透压高
水的跨膜转运是由渗透压差所驱动。
（三）离子的主动转运
细胞膜通过离子泵将一些离子逆浓度差或 逆电位差进行的转运过程，称为离子的主动主动转运特点： ①需要消耗能量，能量由分解ATP提供； ②依靠特殊膜蛋白质（离子泵）的“帮助”； ③是逆电-化学梯度进行的。
（一）单纯扩散(simple diffusion)
细胞外液和细胞内液中的一些脂溶性物质由膜的 高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。如人体内 O2、CO2、NO、脂肪酸和类固醇等的跨膜扩散。
（二）易化扩散
一些非脂溶性或脂溶性很小的物质,在特殊膜 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。易化扩散有两种形式：