生理學講解—細胞的基本功能

1、生理學講解細胞的基本功能學習目標:1、掌握細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運方式和特點。2、熟悉單純擴散、易化擴散和主動轉(zhuǎn)運的概念。3、了解細胞膜的基本結(jié)構(gòu)和跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，入胞和出胞的概念。教學重點: 細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運方式和特點。教學難點: 跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。第一節(jié) 細胞的跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能一. 細胞膜的結(jié)構(gòu)概述 組成：電鏡下三層：內(nèi)外側(cè)致密帶、中間透明帶各。由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、少量糖組成。 結(jié)構(gòu)：1972年singer提出“液態(tài)鑲嵌模型”學說（fluid mosaic model），即：C膜以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)。 膜的化學組成和分子結(jié)構(gòu)（一）脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成：由雙嗜性脂質(zhì)分子兩兩

2、相對 排列成雙分子層 雙嗜 性 脂 質(zhì) 分 子脂質(zhì)雙分子層特點： 液態(tài)（同層橫向移動的流動性） 穩(wěn)定性脂質(zhì)雙分子層功能： 屏障作用 傳遞信息（二）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)：螺旋或球形蛋白質(zhì)特點：流動性（橫向移動）蛋白質(zhì)功能： 轉(zhuǎn)運物質(zhì) 傳遞信息 免疫標志 （三） 糖類形式： 糖蛋白或糖脂擴散二、膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能（一）單純擴散擴散 ：溶質(zhì)由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的凈移動。單純擴散 （simple diffusion）：在生物體中一些物質(zhì)（脂溶性）順電位差或濃度差的跨細胞膜轉(zhuǎn)運。 如：氣體（O2，CO2），乙醇，尿素，水等。 P高 P低。通量：物質(zhì)每秒鐘通過每平方厘米面積 的（毫）克分子數(shù)。單純擴散的影響因素： 膜

3、兩側(cè)分子的濃度差 膜對物質(zhì)的通透性 （二）易化擴散概念：非脂溶性物質(zhì)借助細胞膜蛋白質(zhì)(通 道、載體)幫助順電化學梯度的跨膜轉(zhuǎn)運。 1、通道轉(zhuǎn)運（1）轉(zhuǎn)運對象：各種離子（2）通道轉(zhuǎn)運的特點： 通道開閉取決于膜電位或化學信號(門控性) 結(jié)構(gòu)特異性(離子選擇性)通道有不同的功能狀態(tài) 通道蛋白狀態(tài)：靜息、激活、失活（3）通道的類型：根據(jù)通道“閘門”打開的因素不同，分為：、電壓門控（voltage gated ion channel）通道 該類通道的 開放取決于膜兩側(cè)的電位差。、化學門控（chemical gated ion channel）通道 該類通道的開放取決于某種化學物質(zhì)是否作用 于膜受體。、機

4、械門控（mechanically-gated ion channel）通道 2、載體轉(zhuǎn)運（1）載體轉(zhuǎn)運的對象：小分子親水性物質(zhì)（如葡萄糖、氨基酸等）（2）載體轉(zhuǎn)運的特點： 較高的結(jié)構(gòu)特異性 飽和現(xiàn)象 競爭性抑制易化擴散的影響因素膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差和電位差膜上載體的數(shù)量或通道開放的數(shù)量易化擴散的特點順電-化學差擴散(不直接耗能)轉(zhuǎn)運蛋白與轉(zhuǎn)運物質(zhì)間有選擇性轉(zhuǎn)運蛋白的功能受環(huán)境因素的影響（三）主動轉(zhuǎn)運概念：物質(zhì)（分子或離子）在泵作用下耗能而逆電-化學差通過細胞膜的過程。特點：耗能并逆電- 化學差進行1原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運(1)鈉泵本質(zhì)：鈉-鉀依賴式 ATP酶(2)鈉泵的激活：被細胞內(nèi)鈉增加或細胞外 鉀增加

5、激活( 4 ) 鈉泵轉(zhuǎn)運量：3鈉出、2鉀 入ATP(3 ) 鈉泵作用：泵入鉀泵出鈉，形成并保持膜內(nèi)高鉀膜外高鈉的不均衡分布(5) 鈉泵的意義：細胞內(nèi)高鉀是許多代謝反應(yīng)的必要條件。形成和保持細胞內(nèi)外Na+、K+不均勻分布是生物電產(chǎn)生的前提。維持正常細胞體積和滲透壓。建立勢能貯備。GS、AA繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運；Na+-H+交換, 維持胞內(nèi)pH穩(wěn)定；Na+-Ca2+交換, 維持胞內(nèi)Ca2+濃度穩(wěn)定；生電性活動影響RP數(shù)值。神經(jīng)細胞和肌細胞正常時 K+濃度膜內(nèi) 外3050倍。Na+濃度膜內(nèi) 45倍單收縮。 肌肉收縮過程（機械變化）可多次疊加，但肌 細胞的AP（生物電變化）絕對不可疊加。五、影響骨骼肌收縮的

6、主要因素 肌肉舒張（一）前負荷對肌肉收縮的影響前負荷：肌肉收縮前遇到的負荷。前負荷前負荷對肌肉收縮的影響1、在一定范圍內(nèi)，前負荷愈大，初長度愈長，收縮力愈大；2、最適初長度時，肌肉收縮能使肌肉產(chǎn)生最大張力；3、前負荷過大，初長度過長，收縮力降低。（二）后負荷對肌肉收縮的影響后負荷：肌肉收縮時才遇到的負荷。后負荷影響1 先產(chǎn)生張力，后出現(xiàn)縮短，縮短發(fā)生后張力不再增加。2 后負荷愈大，張力愈大，縮短出現(xiàn)愈遲，縮短的初速度和總長度愈小 （三）肌肉收縮能力對肌肉收縮的影響概念：能影響肌肉收縮效果的肌肉內(nèi)部功能狀態(tài)。它主要取決于興奮收縮耦聯(lián)中的鈣離子濃度和橫橋ATP酶的活性。收縮能力收縮效果收縮能力收縮

7、效果1運動終板膜上的受體是AM受體 BN1受體 CN2受體D受體 E受體2終板膜上與終板電位產(chǎn)生有關(guān)的離子通道是 A電壓門控鈉離子通道B電壓門控鉀離子通道C電壓門控鈣離子通道D化學門控非特異性鎂通道E化學門控鈉離子和鉀離子通道 3.神經(jīng)-肌肉接頭處釋放的遞質(zhì)是A鈉離子 BNE CNO D鈣離子 EAch4.骨骼肌興奮收縮耦聯(lián)中的關(guān)鍵離子是A鈉離子 B氯離子 C鐵離子 D鈣離子 EAch思考題一、名詞解釋主動轉(zhuǎn)運(active transport)電壓門控通道(voltage-gated channel)靜息電位(resting potential, RP)動作電位(action potenti

8、al, AP)去極化(depolarization)閾強度(threshold intensity)閾電位(threshold potential)絕對不應(yīng)期(absolute refractory period)興奮-收縮耦聯(lián)(excitation-contraction coupling)前負荷(preload)二、問答與論述題(1)物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運的方式有哪幾種？各有何特點？試述Na+ K +泵的作用及生理意義。試述動作電位的形成原理。比較動作電位與局部電位的區(qū)別。試述可興奮細胞發(fā)生興奮時，其興奮性會發(fā)生哪些變化？問答與論述題(2)6.試述閾強度、閾電位與動作電位的關(guān)系7.神經(jīng)肌肉接頭的興奮

9、傳遞過程。8.前負荷與后負荷對肌肉收縮各有何影響?9.某患者初始時細胞外液K + 濃度輕度增加, 但數(shù)天后發(fā)生顯著增加。試分析初始時 和數(shù)天后K + 濃度增加對細胞靜息電位和 動作電位各有何影響？10. 給患者口服補充含Na+的電解質(zhì)液體時，為什么要加入適量的葡萄糖？11.案例：某男性患者，16歲，近來運動后感到極度無力，尤其是在進食大量淀粉類食物后加重。門診檢查血清鉀正常（4.5 mEqL），但運動后血清鉀明顯降低（L），經(jīng)補鉀治療后癥狀緩解。1.為什么低血鉀會引起極度肌肉無力？2.為什么在進食大量淀粉后癥狀加重？3.血鉀增高時對肌肉收縮有何影響？為什么？重點與難點解析膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運方式歸類 單純擴散 通道轉(zhuǎn)運 被動轉(zhuǎn)運 離子或小分子 易化擴散 物質(zhì)轉(zhuǎn)運 載體轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運方式 離子泵轉(zhuǎn)運 胞吞 大分子物質(zhì)或 主動轉(zhuǎn)運 團塊轉(zhuǎn)運 胞吐當細胞受到刺激細胞膜上少量Na+通道激活而開放Na+順濃度差少量內(nèi)流膜內(nèi)外電位差局部電位當膜內(nèi)電位變化到閾電位時Na通道大量開放Na+順電化學差和膜內(nèi)負電位的吸引再生式內(nèi)流 Na+i、K+O激活Na+K+泵的產(chǎn)生機制:膜內(nèi)負電位減小到零并變?yōu)檎娢唬ˋP上升支）Na+通道關(guān)Na+內(nèi)流停+同時K+通道激活而開放K順濃度