第一章細胞的基本功能

第一章細胞的基本功能第1頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月生命現(xiàn)象上一頁結(jié)束放映下一頁第2頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月視頻動物發(fā)光和放電奇妙探索--自己發(fā)光的動物/show/3r26xWwgRmSJw7Jl.html

戀海水族海水魚火焰貝放電/u31/v_Njg2ODM5OTY.html

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上一頁結(jié)束放映下一頁第4頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2013年諾貝爾獎10月7日起揭曉

生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎：不早于斯德哥爾摩時間7日11時30分（北京時間7日17時30分）物理學(xué)獎：北京時間8日17時45分化學(xué)獎：北京時間9日17時45分文學(xué)獎：10日19時和平獎：11日17時經(jīng)濟學(xué)獎：14日19時2012諾貝爾文學(xué)獎得主莫言日本科學(xué)家山中伸彌和英國科學(xué)家約翰-格登獲2012諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎上一頁結(jié)束放映下一頁體細胞重編程技術(shù)第5頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2014年諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎獲獎?wù)撸河鴤惗卮髮W(xué)學(xué)院教授約翰-歐基夫、挪威科技大學(xué)教授梅-布萊特-莫索爾及丈夫愛德華-莫索爾重大貢獻：發(fā)現(xiàn)“大腦中的GPS”--組成大腦定位系統(tǒng)的細胞獲得今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。重大意義：發(fā)現(xiàn)為了解記憶、思維和計劃等大腦認知功能拓展了新的空間。為老年癡呆癥治療帶來福音。2014年諾貝爾獎揭曉生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎：最早10月6日17時30分

物理學(xué)獎：最早10月7日17時45分

化學(xué)獎：最早10月8日17時45分

和平獎：10月10日17時

經(jīng)濟學(xué)獎：最早10月13日19時

文學(xué)獎：未定第6頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月一、細胞膜的基本結(jié)構(gòu)

1.細胞:細胞是生物體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。體內(nèi)所有的生理功能和生化反應(yīng)都是在細胞及其產(chǎn)物（如細胞間隙內(nèi)的膠原蛋白和蛋白聚糖）的物質(zhì)基礎(chǔ)上進行的。

2.細胞膜的化學(xué)組成：脂類和蛋白質(zhì)，少量的糖類，微量的水、無機鹽、金屬離子

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第一節(jié)細胞膜的基本結(jié)構(gòu)和基本功能/kech/dwsl/htm/ppt_swf/1.swf

上一頁結(jié)束放映下一頁第7頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月液態(tài)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)脂質(zhì)雙分子層（圖）細胞膜蛋白質(zhì)（圖）細胞膜糖類（圖）1972SingerNicholson提出3.結(jié)構(gòu):上一頁結(jié)束放映下一頁第8頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月上一頁結(jié)束放映下一頁第9頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

單純擴散：某些脂溶性物質(zhì)，如O2、CO2等氣體分子，通過細胞膜由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)作跨膜運動或轉(zhuǎn)運的過程。體內(nèi)一些類固醇激素雖系脂溶性物質(zhì)，理論上也能夠靠單純擴散由細胞外液進入胞漿內(nèi)，但同時它們也可以在某些膜蛋白質(zhì)的“幫助”下較快地進入細胞。

（一）單純擴散（simplediffusion）二、細胞膜的跨膜物轉(zhuǎn)運功能通透性（Permeability):即由該物質(zhì)脂溶性的程度以及其他原因造成該物質(zhì)通過膜的難易程度。滲透（osmosis)：是擴散的一種特例，是指水分子的跨膜擴散過程。上一頁結(jié)束放映下一頁第11頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）易化擴散（facilitateddiffusion）

易化擴散：指非脂溶性或脂溶性甚小的物質(zhì)（如葡萄糖、氨基酸，Na+、K+、Ca2+等無機離子）在細胞膜一些特殊蛋白質(zhì)的“幫助”下，由膜的高濃度（高電位）一側(cè)向低濃度（低電位）一側(cè)擴散或轉(zhuǎn)運的過程。易化擴散至少可區(qū)分為兩種類型：一種是以蛋白質(zhì)載體為中介（Carriermedialed）的易化擴散（圖）；另一種是以離子通道（ionchannel）為中介的易化擴散（圖）上一頁結(jié)束放映下一頁第12頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）主動轉(zhuǎn)運（activetransport）

主動轉(zhuǎn)運：指細胞通過本身的某種耗能過程將某種物質(zhì)的分子或離子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程。在細胞膜的主動轉(zhuǎn)運中研究得最充分的是對Na+和K+的主動轉(zhuǎn)運過程。

鈉-鉀泵（sodium-potassiumpump）：是鑲嵌在膜的脂質(zhì)雙分子層中的、具有ATP酶活性的特殊蛋白質(zhì)。它可被Na+、K+和Mg2+等離子所激活，通過分解ATP為物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運提供能量（圖）。上一頁結(jié)束放映下一頁第13頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞膜鈉泵生物學(xué)意義造成的細胞內(nèi)K+是許多代謝反應(yīng)進行的必要條件；維持細胞滲透壓和細胞容積相對穩(wěn)定；是細胞跨膜電位產(chǎn)生的勢能基礎(chǔ)，也是興奮細胞（組織）產(chǎn)生興奮的基礎(chǔ)；為繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運提供能量；在小腸、腎小管參與對Na+和水的吸收與重吸收，對維持體內(nèi)水、電解質(zhì)和酸堿平衡有重要作用。第14頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月1.初級主動轉(zhuǎn)運（Na+、K+的主動轉(zhuǎn)運）（圖）2.繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運（葡萄糖的主動轉(zhuǎn)運）（圖）（三）主動轉(zhuǎn)運上一頁結(jié)束放映下一頁第15頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月上一頁結(jié)束放映下一頁第16頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）出胞（exocytosis）和入胞（endocytosis）入胞：指細胞外某些大分子物質(zhì)或團塊（例如侵入動物體內(nèi)的細菌、病毒或大分子蛋白質(zhì)等）被整批轉(zhuǎn)入細胞的過程。如進入的物質(zhì)是固體物質(zhì)，便稱為吞噬（phagocytosis）；如進入的是液體物質(zhì)，則稱為吞飲（pinocytosis）。上一頁結(jié)束放映下一頁第17頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）出胞（exocytosis）和入胞（endocytosis）上一頁結(jié)束放映下一頁

出胞：指某些大分子物質(zhì)或團塊由細胞排出的過程。例如，腺細胞分泌某些酶和粘液，內(nèi)分泌腺分泌激素以及神經(jīng)末稍釋放遞質(zhì)等都屬于出胞作用第18頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月三、細胞的跨膜信號傳導(dǎo)

（一）.跨膜信號傳遞（transmembranesignalingtransmission）：外界信號作用細胞，通過引起細胞膜上一種或數(shù)種特異蛋白質(zhì)分子的變構(gòu)作用，將外界環(huán)境變化的信號以一種新的信號形式傳遞到膜內(nèi)，再度引起被作用細胞（即靶細胞）相應(yīng)功能的改變，包括細胞出現(xiàn)的電反應(yīng)或其他功能改變，把這一過程稱為跨膜信號傳導(dǎo)。上一頁結(jié)束放映下一頁第19頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）、跨膜信息傳遞的主要方式

1.通過膜受體-通道蛋白質(zhì)完成的跨膜信息傳遞受體（receptor）：指細胞中（包括細胞膜和細胞內(nèi)）某些能與激素、遞質(zhì)和其它生物活性物質(zhì)結(jié)合，并能引起特定生物學(xué)效應(yīng)的特殊結(jié)構(gòu)。通常是存在于細胞膜或細胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì)，主要是球狀蛋白，也有的是糖蛋白或脂蛋白。通道（ionchannel）可分為化學(xué)門控通道（chemically-gatedchannel）和電壓門控通道（voltage-gatedchannel）(圖)

。上一頁結(jié)束放映下一頁第20頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.由膜受體、G蛋白和膜的效應(yīng)器酶

組成的跨膜信息傳遞系統(tǒng)（1）.由膜受體、G蛋白和腺苷酸環(huán)化酶組成的跨膜信息

傳遞系統(tǒng)

（2）.由膜受體、G蛋白和磷脂酶C組成的跨膜信息傳遞系統(tǒng)上一頁結(jié)束放映下一頁第21頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

G蛋白：鳥苷酸結(jié)合蛋白的簡稱，有10多種亞型，但其結(jié)構(gòu)和功能極為相似。G蛋白通常由α、β和γ3個亞單位組成，其中α亞單位起催化作用。無活性的G蛋白（抑制性G蛋白）與1分子GDP結(jié)合；已激活的G蛋白（興奮性G蛋白）其α亞單位與GDP和其它2個亞單位分離，而與1分子GTP結(jié)合，并對膜的效應(yīng)器酶起催化作用，后者的激活可引起胞漿中第二信使生成增加或減少（圖）。上一頁結(jié)束放映下一頁2.由膜受體、G蛋白和膜的效應(yīng)器酶組成的跨膜信息傳遞系統(tǒng)第22頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二信使：在細胞內(nèi)繼續(xù)傳遞激素所攜帶的調(diào)節(jié)信息的特殊化學(xué)物質(zhì)，稱為第二信使。含氮類激素的第二信使為cAMP，甾體類激素的第二信使為細胞內(nèi)的激素-受體復(fù)合物。此外，Ca2+、cGMP、前列腺素、三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DG）也可作為第二信使。（圖）上一頁結(jié)束放映下一頁2.由膜受體、G蛋白和膜的效應(yīng)器酶組成的跨膜信息傳遞系統(tǒng)第23頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月3.由酪氨酸激酶受體完成的跨膜信息傳遞

如胰島素和細胞生長因子等的跨膜信息傳遞過程，其特點：（1）.無G蛋白參與

（2）.無第二信使產(chǎn)生和胞漿中蛋白激酶的激活

（3）.該受體的膜內(nèi)肽段具有磷酸激酶活性，磷酸化的位點是底物蛋白中的酪氨酸殘基，并由此實現(xiàn)細胞外信息對細胞功能的調(diào)節(jié)。上一頁結(jié)束放映下一頁第24頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)細胞的興奮性和生物電現(xiàn)象一、細胞的興奮性（一）興奮性和興奮的含義

興奮性（excitability）：細胞受到刺激后具有產(chǎn)生動作電位的能力或特性，稱為興奮性。

興奮（excitation）：細胞受刺激后產(chǎn)生了動作電位，稱為興奮。上一頁結(jié)束放映下一頁第25頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.刺激的強度

閾強度（thresholdintensity）：引起組織細胞產(chǎn)生興奮的最小刺激強度。閾刺激閾下刺激閾上刺激

2.刺激的持續(xù)時間

時間閾值：引起組織產(chǎn)生興奮的最短刺激作用時間

3.強度-時間變化率

強度—時間變化曲線（圖）基強度（rheobase）時值（chronaxie）（二）刺激引起興奮的條件上一頁下一頁返回第26頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）組織興奮性的變化絕對不應(yīng)期（absoluterefractoryperiod）相對不應(yīng)期（relativerefractoryperiod）超常期（supranormalperiod）低常期（subnormalperiod）上一頁結(jié)束放映下一頁第27頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月生物電現(xiàn)象：細胞在靜息或活動狀態(tài)下所伴隨的各種電現(xiàn)象（離子電流、溶液導(dǎo)電、靜息電位、動作電位等）總稱為生物電現(xiàn)象。極化（polarization）：靜息狀態(tài)下，細胞膜外為正電位，膜內(nèi)為負電位的狀態(tài)，稱為極化。去極化（depolarization）：生物膜受到刺激或損傷后，膜內(nèi)外的電位差逐漸減小，極化狀態(tài)逐步消徐，此種過程稱為去極化。超極化（hyperpolarization）：原有極化程度增強，靜息電位的絕對值增大，興奮性降低的狀態(tài)。復(fù)極化（repolarization）：由去極化狀態(tài)恢復(fù)到靜息時膜外為正、膜內(nèi)為負的極化狀態(tài)的過程，稱為復(fù)極化。二、細胞的生物電現(xiàn)象上一頁結(jié)束放映下一頁第28頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月1.靜息電位的概念

靜息電位（restingpotential）：細胞未受刺激時，存在于膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。（一）靜息電位上一頁結(jié)束放映下一頁膜內(nèi)膜外鈉離子5-15145鉀離子1405鎂離子301-2鈣離子1-22.5-5氫離子4*10-5氯離子4110單位（mmol/L第29頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.靜息電位形成的機理

K+的平衡電位（equilibriumpotential）：當(dāng)膜內(nèi)外K+濃度差所形成的向外擴散力量和阻止K+繼續(xù)外流的電場力達到動態(tài)平衡時，K+的凈通量為零，此時所形成的電位差穩(wěn)定于某一數(shù)值而不再增加，此電位差稱為K+的平衡電位。Nernst公式：Ek=RTZF·ln[K+]0[K+]i上一頁下一頁結(jié)束放映第30頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月1.動作電位的概念動作電位（actionpotential）：細胞膜受到刺激后，在靜息電位的基礎(chǔ)上膜兩側(cè)電位所發(fā)生的快速、可逆的倒轉(zhuǎn)和復(fù)原。（二）動作電位上一頁結(jié)束放映下一頁第31頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.動作電位形成的機理

證據(jù)：

（1）Nernst公式

ENa=59.5Log[Na+]o/[Na+]i(mV)

超射值=ENa

（2）改變細胞外液的Na＋濃度，AP變化與Nernst公式預(yù)期的理論值相似

上一頁結(jié)束放映下一頁第32頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月鋒電位（spikepotential）：構(gòu)成動作電位主要部分的一次短促而尖銳的脈沖樣變化，是細胞興奮的標志。后電位（afterpotential）：繼鋒電位后所出現(xiàn)的電位波動，可分為負后電位（去極化后電位）和正后電位（超極化后電位）。它代表細胞興奮后興奮性的恢復(fù)過程。（圖）上一頁下一頁結(jié)束放映2.動作電位形成的機理第33頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）.興奮的傳導(dǎo)與傳遞上一頁結(jié)束放映下一頁1.興奮在同一細胞上的傳導(dǎo)局部電流學(xué)說（localcurrenttheory）圖跳躍傳導(dǎo)（saltatoryconduction）

有髓神經(jīng)纖維的髓鞘有電絕緣性，局部電流只能產(chǎn)生在兩個郎飛結(jié)之間，稱為跳躍傳導(dǎo)。

速度快

節(jié)能圖第34頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月2.興奮在細胞間的傳遞突觸傳遞接頭傳遞電突觸傳遞上一頁下一頁結(jié)束放映第35頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)動物的放電和發(fā)光一.魚類的放電1.放電的魚電鰻瞻星魚電鯰長吻魚鰩魚2.電器官的一般結(jié)構(gòu)和神經(jīng)支配電細胞（electrocyte)肌細胞或運動神經(jīng)元軸突演變而來。前者如電鰻，后者如鰭電魚。神經(jīng)中樞控制上一頁下一頁結(jié)束放映第36頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電器官放電原理：神經(jīng)中樞（發(fā)出指令）

電細胞（受神經(jīng)支配的一面產(chǎn)生動作電位）電板串連大電板上一頁下一頁結(jié)束放映圖1-41發(fā)電器官放電原理示意圖圖第37頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月4.電魚放電的生理意義：

治?。弘婗?，關(guān)節(jié)炎，痛風(fēng)（古羅馬醫(yī)生）；強電魚——獵食、攻擊和防衛(wèi)，如電鰩、電鰻；弱電魚——探測水下目標，進行水下通訊，電定位作用，如象頜魚。上一頁下一頁結(jié)束放映圖1-42電鰻電板的紀錄第38頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月原生動物（夜光蟲、發(fā)光放射蟲）腔腸動物（線形美螅、仙游水母、燐海鰓、海仙人掌、燐瓜水母）紐形動物（燐紐蟲）環(huán)節(jié)動物（燐沙蠶、發(fā)光蚯蚓）軟體動物（殼斗海筍、發(fā)光海牛、橙海牛、發(fā)光蝸牛、螢烏賊、雙喙耳烏賊）甲殼類（赫氏海螢）多足類（發(fā)光蜈蚣）昆蟲類（螢科昆蟲數(shù)十種、螢叩頭蟲）外肛動物（棘膜苔蟲）棘皮動物（發(fā)光性陽遂足6種）魚類（亮烏賊、裸鳁、日本松球魚、提燈等200種以上）等發(fā)光動物第39頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月動物發(fā)光亮烏賊發(fā)光瀨魚發(fā)光蚯蚓第40頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月二、動物發(fā)光1.種類：40-50個類群的動物發(fā)光，分布于：原生動物、腔腸動物、軟體動物、節(jié)肢動物及脊椎動物中的魚類。2.原理：

光素酶（E）光素（L）+O2E—LE—LE+L+光上一頁下一頁結(jié)束放映第41頁，課件共66頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)1.細胞膜轉(zhuǎn)運物質(zhì)的形式有幾種？它們是怎樣轉(zhuǎn)運物質(zhì)的？2.什么叫靜息電位、動作電位？離子學(xué)說是如何解釋它們形成的機制的？3.