動物生理學(xué)課件第二章細(xì)胞的基本功能

細(xì)胞生理第一節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能1、膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)2、膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能——半透膜單純擴散（Simplediffusion）易化擴散（Faciliateddiffusion）主動轉(zhuǎn)運（Activetransport）入胞和出胞作用（EndocytosisandExocytosis）目前一頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理“液態(tài)鑲嵌模型”（Fluidmosaicmodel）膜以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為支架，其中鑲嵌不同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)（Singer&Nicolson1972）1、膜的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)目前二頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理脂質(zhì)：磷脂、膽固醇蛋白質(zhì)：鑲嵌于脂質(zhì)雙層（介導(dǎo)細(xì)胞功能的實現(xiàn)）糖類：糖脂、糖蛋白（起細(xì)胞標(biāo)識的作用）（構(gòu)成膜的基架）目前三頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點1、脂質(zhì)雙分子層主要起屏障作用，是細(xì)胞的基架；2、鑲嵌在脂質(zhì)層中的蛋白質(zhì)可以在膜脂分子間橫向漂浮移位；3、膜中的特殊蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)物質(zhì)、能量和信息的跨膜轉(zhuǎn)運和轉(zhuǎn)換；4、糖鏈?zhǔn)堑鞍踪|(zhì)和細(xì)胞的特異性的“標(biāo)志”，能特異地與某種遞質(zhì)、激素或其他化學(xué)信號分子結(jié)合。小結(jié)目前四頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理2、膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能——半透膜目前五頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理單純擴散（Simplediffusion）：

靠這種方式進(jìn)行轉(zhuǎn)運的物質(zhì)較少，例如：二氧化碳、氧氣條件

（1）細(xì)胞膜兩側(cè)存在物質(zhì)的濃度差或電位差；指一些小的脂溶性物質(zhì)依靠分子運動從濃度高的一側(cè)通過細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙分子層向濃度低的一側(cè)擴散的方式。（2）細(xì)胞膜對該物質(zhì)有通透性。

目前六頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理易化擴散（Facilitateddiffusion）：

某些物質(zhì)能夠依靠細(xì)胞膜上的特殊蛋白的幫助，順電-化學(xué)梯度通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運方式。分類：（1）以載體為中介的易化擴散(carriermediateddiffusion)特點：

（1）順電-化學(xué)梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運，轉(zhuǎn)運過程不消耗ATP；（2）轉(zhuǎn)運過程中必須有膜蛋白的幫助（介導(dǎo)）。（2）離子通道介導(dǎo)的易化擴散(channelmediateddiffusion)※目前七頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理目前八頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理特點：主動轉(zhuǎn)運（Activetransport）：

在細(xì)胞膜上載體的幫助下，通過消耗ATP，將某種物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運的過程。（1）逆濃度梯度轉(zhuǎn)運；（2）耗能（ATP）

目前九頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點小結(jié)目前十頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理指某些物質(zhì)與細(xì)胞膜接觸，導(dǎo)致接觸部位的質(zhì)膜內(nèi)陷,以包被該物質(zhì)，然后出現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)融合和斷裂，使該物質(zhì)連同包被它的質(zhì)膜一起進(jìn)入胞漿的過程，含吞飲和吞噬。出胞作用（Exocytosis）：出胞與入胞相反，指某些大分子物質(zhì)或顆粒從細(xì)胞排出的過程，主要見于細(xì)胞的分泌活動等。入胞作用（Endocytosis）：目前十一頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理入胞過程：①配體被受體識別②配體-受體復(fù)合物向有被小窩集中③吞食泡形成④吞食泡與初級溶酶體融合形成次級溶酶體⑤配體與受體分離⑥配體轉(zhuǎn)運到其它細(xì)胞器中⑦循環(huán)小泡形成，膜再利用。

目前十二頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點①

分泌物由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成。②在向高爾基體轉(zhuǎn)移過程中形成囊泡，并貯存在胞漿中。③

當(dāng)細(xì)胞分泌時，引起局部膜中的Ca2+通道開放，Ca2+內(nèi)流。

④

誘發(fā)小泡被運送到細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)面，與細(xì)胞膜融合后胞裂外排將內(nèi)容物一次性排出。

⑤

囊泡膜變成細(xì)胞膜的一部分。出胞目前十三頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理1、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制2、細(xì)胞膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)第四節(jié)細(xì)胞的興奮性與生物電現(xiàn)象

動物體各種器官之間的功能協(xié)調(diào)以及整體統(tǒng)一性的維持主要依靠組織與組織之間、細(xì)胞與細(xì)胞之間的信息傳遞來完成的。目前十四頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理（1）靜息電位（Restingpotential;RP）（2）動作電位（Actionpotential;AP）（3）興奮的引起與傳導(dǎo)

一個活的細(xì)胞無論是它處于安靜狀態(tài)還是活動狀態(tài)都是存在電活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象。其中包括靜息電位和動作電位。1、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制：目前十五頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理靜息電位

細(xì)胞在靜息狀態(tài)下存在于細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差，稱為靜息電位，也稱跨膜靜息電位。靜息電位產(chǎn)生的機制靜息電位※目前十六頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理靜息電位靜息電位產(chǎn)生的機制K+Na+Cl-Na+Cl-K+膜內(nèi)膜外281111330離子濃度差=電位差

在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜內(nèi)K+的高濃度和安靜時膜主要對K+的通透性，是大多數(shù)細(xì)胞產(chǎn)生和維持靜息電位的主要原因。（或:RP是K+的平衡電位，靜息電位主要是K+外流所致）※目前十七頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理動作電位動作電位產(chǎn)生的機制術(shù)語

指可興奮細(xì)胞受到刺激而興奮時，在靜息電位的基礎(chǔ)上膜兩側(cè)的電位發(fā)生快速而可逆的倒轉(zhuǎn)和復(fù)原的過程。動作電位※目前十八頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理動作電位動作電位產(chǎn)生的機制極化（polarization）—膜兩側(cè)存在的內(nèi)負(fù)外正的電位狀態(tài)。去極化（Depolarization）—膜電位絕對值逐漸減小的過程。復(fù)極化（Repolarization）—膜電位去極化后逐步恢復(fù)極化狀態(tài)的過程。超極化（Over-polarization）—膜電位絕對值高于靜息電位的狀態(tài)。超射(overshoot)：膜由原來的-70mv去極化到0mv，進(jìn)而變化到20～40mv，去極化超過0電位的部分稱為超射。術(shù)語目前十九頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理動作電位動作電位產(chǎn)生的機制術(shù)語第一階段：動作電位上升支的形成由于刺激引起膜對Na+的通透性瞬間增大（Na+通道被激活，對K+通透性減?。?，膜外的Na+內(nèi)流，使膜電位由-70mV增加至0mV，進(jìn)而上升為+30mV，Na+通道隨之失活。此時的電位即為動作電位，亦是Na+的平衡電位。目前二十頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理動作電位動作電位產(chǎn)生的機制術(shù)語第二階段：動作電位下降支形成：

Na+通道失活后，膜恢復(fù)了對K+的通透性，大量的K+外流。使膜電位由正值向負(fù)值轉(zhuǎn)變，形成了動作電位的下降支。在體外描記的動作電位圖形為一個短促而尖銳的脈沖圖形，似山峰般，稱為峰電位（Spikepotential）。目前二十一頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點第三階段：后電位的形成：動作電位動作電位產(chǎn)生的機制術(shù)語

當(dāng)膜電位接近靜息電位時，K+跨膜轉(zhuǎn)運停止。隨后，膜上的Na+-K+泵被激活，將膜內(nèi)的Na+離子向膜外轉(zhuǎn)運，同時，將膜外的K+向膜內(nèi)運輸，形成了負(fù)后電位和正后電位。后電位的產(chǎn)生機制:※

負(fù)后電位：細(xì)胞外K瞬間蓄積

正后電位：Na泵活動增強目前二十二頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點動作電位特點：①動作電位一經(jīng)引起，其波形與幅度基本相同，而與原刺激強度無關(guān)，這一特性稱為動作電位的“全或無”現(xiàn)象。②動作電位傳導(dǎo)幅度不會因傳導(dǎo)距離增大而減小。③動作電位一經(jīng)產(chǎn)生將傳遍整個細(xì)胞。目前二十三頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理興奮的引起興奮的傳導(dǎo)一切活組織在受到刺激時，都能夠應(yīng)答性地出現(xiàn)一些特殊的反應(yīng)和暫時性的機能改變?？膳d奮組織（Exitabletissue）—受到刺激時，能夠產(chǎn)生動作電位的組織?！d奮性的變化興奮（Exitation）—細(xì)胞受到刺激后產(chǎn)生動作電位的過程?！d奮性（Exitability）—細(xì)胞受到刺激后具有產(chǎn)生動作電位的能力。※（3）興奮的引起與傳導(dǎo)目前二十四頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理興奮的引起興奮的傳導(dǎo)刺激：引起組織產(chǎn)生反應(yīng)的各種內(nèi)外環(huán)境的變化。刺激引起興奮的條件：※

刺激強度刺激時間刺激強度對于時間的變化率興奮性的變化上述三種條件均達(dá)到閾值才能引起興奮。興奮的引起目前二十五頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理興奮的引起興奮的傳導(dǎo)

在比較不同組織的興奮性時，采用強度-時間曲線較困難，因此，一般固定刺激時間，僅采用刺激強度大小來判斷。

閾刺激：產(chǎn)生動作電位所需的最小刺激強度?！?/p>

閾上刺激：大于閾刺激的刺激強度。

閾下刺激：小于閾刺激的刺激強度。

閾下刺激不能引起動作電位或組織、細(xì)胞的興奮，但并非對組織細(xì)胞不產(chǎn)生任何影響?！d奮性的變化目前二十六頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點

閾刺激、閾上刺激與最大刺激目前二十七頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理興奮的引起興奮的傳導(dǎo)“局部電流學(xué)說”——細(xì)胞膜上任何一個部位受刺激后所產(chǎn)生的動作電位，都可以沿著細(xì)胞膜向周圍擴布，使興奮部位與未興奮部位之間形成局部電流，導(dǎo)致整個細(xì)胞膜都經(jīng)歷一次跨膜離子移動，實現(xiàn)動作電位在膜上的傳導(dǎo)。興奮性的變化興奮的傳導(dǎo)目前二十八頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點1、絕對不應(yīng)期：鋒電位上升支與下降支初期

特點：對任何刺激均不產(chǎn)生反應(yīng)。2、相對不應(yīng)期：鋒電位下降支的后期

特點：對閾上刺激反應(yīng)。3、超常期：負(fù)后電位

特點：對閾下刺激產(chǎn)生反應(yīng)。4、低常期：正后電位

特點：對閾上刺激產(chǎn)生反應(yīng)。細(xì)胞生理興奮的引起興奮的傳導(dǎo)興奮性的變化興奮性的變化※-55目前二十九頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理目前三十頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理各種化學(xué)物質(zhì)以及非化學(xué)性的外界刺激信號，大多數(shù)作用到細(xì)胞膜上，通過跨膜信號傳遞（transmembranesignaling），引起細(xì)胞功能活動的改變。第一信使：激素、神經(jīng)遞質(zhì)和細(xì)胞因子第二節(jié)細(xì)胞的跨膜信息轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：目前三十一頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理

根據(jù)參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白質(zhì)種類的不同可將信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)分為以下三大類：1、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)2、酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)3、離子通道介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)目前三十二頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點目前三十三頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點細(xì)胞生理G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要步驟配體+受體G蛋白G蛋白效應(yīng)器第二信使第二信使效應(yīng)器腺苷酸環(huán)化酶依賴于cGMP的磷酸二酯酶磷酯酶CCa2+或K+通道蛋白激酶A（PKA）蛋白激酶C（PKC）Na+、K+和Ca2+通道蛋白環(huán)磷酸腺苷（cAMP）環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）三磷酸酰肌醇（IP3）二酰甘油（DG）鈣離子和NO等目前三十四頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點(二)酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)1）具有酪氨酸激酶的受體有兩種類型:（1）受體具有酪氨酸激酶的結(jié)構(gòu)域,即受體與酪氨酸激酶是同一個蛋白質(zhì)分子。當(dāng)其與相應(yīng)的化學(xué)信號結(jié)合時,直接激活自身的酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域,導(dǎo)致受體自身或細(xì)胞內(nèi)靶蛋白的磷酸化。

（2）受體本身沒有酶的活性，但其被配體結(jié)合時使酪氨酸激酶激活，通過對自身和底物蛋白的磷酸化作用，把信號傳入細(xì)胞內(nèi)。目前三十五頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)目前三十六頁\總數(shù)三十八頁\編于十二點第三節(jié)細(xì)胞的生長、增殖與保護掌握