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1、三 细胞的生物电现象,一 细胞膜的基本结构,二 跨膜物质转运功能,第二章 细胞的基本功能,（一）细胞膜的化学组成和结构（二）受体,一 细胞膜的基本结构,1、细胞膜的化学组成（1）脂类：磷脂类（70%以上）、胆固醇（30%）熔点低，呈液态，具有流动性（2）蛋白质：如受体（信号转导）、载体蛋白、通道蛋白、离子泵（物质转运）、ATP酶（能量转化）。有两种形式（外周蛋白和整合蛋白）。（3）糖类：少量（10%），它们与蛋白质和脂类结合，分别形成糖蛋白和糖脂。,一细胞膜的基本结构,（一）细胞膜的化学组成和结构,2、细胞膜的分子排列结构：目前最为公认的是20世纪70年代初期由Singer等人提出的“液态镶嵌
2、模型”这一学说的基本内容是：细胞膜是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质。,一 细胞膜的基本结构,（二）受体,1、概念：受体是细胞上的一类特殊蛋白质，它能选择性地与某些化学物质相结合，引起细胞产生生理效应。2、基本功能：具有识别与结合能力：特异性、饱和性、可逆性；能转发化学信息，激活细胞内多种酶系统产生生理效应。,一细胞膜的基本结构,（一）被动转运,（二）主动转运,（三）入胞和出胞,二 跨膜物质转运功能,被动转运：物质从高浓度一侧向低浓度一侧扩散，不需要耗能（ATP）的转运方式。1、单纯扩散 脂溶性物质顺着浓度差跨膜转运的方式称为单纯扩散。如O2、CO2、NH3、2、
3、易化扩散 非脂溶性或脂溶性很低的小分子物质或离子，在膜特殊蛋白质的帮助下，顺浓度差扩散，这种转运形式称易化扩散。类型：以载体为中介以通道为中介,（一）被动转运,以通道为中介如Na+，K+，Ca2+特点：转运速率高；选择性；门控特性（电压门控、化学门控、机械门控）；,以载体为中介如葡萄糖，氨基酸特点：高度的结构特异性、饱和现象、竞争抑制作用,主动转运：物质由低浓度一侧向高浓度一侧转运，需要耗能（ATP）的转运方式。钠-钾泵（ATP酶的活性）,（二）主动转运,（二）主动转运,钠-钾泵、细胞膜上的蛋白质，具有酶的活性、作用：消耗能将膜内3Na+泵出细胞外，将膜外2K+泵入细胞内。、生理意义使细胞内高
4、钾，K+是细胞内进行代谢反应的必要条件；将Na+排出细胞，将减少水分子进入细胞，有利于维持细胞正常形态和功能；建立起一种势能贮备，钠泵活动形成膜内外Na+浓度差，是维持Na+-H+、Na+-K+交换及葡萄糖、氨基酸等物质跨膜转运的动力；钠泵活动造成膜内外Na+和K+浓度差，是细胞生物电活动的前提。,1、入胞：是指膜外大分子物质或物质团块进入细胞内的过程。如：大分子营养物质、脂蛋白颗粒、细菌等 分吞噬（固体）、吞饮（液体）2、出胞：是指细胞大分子内容物排出细胞的过程。如：各种腺体的分泌活动 神经末梢释放递质 原理：借助细胞膜的变形运动,（三）入胞和出胞,（三）入胞和出胞,物质跨膜转运的几种基本方
5、式,二 跨膜物质转运功能,小结,哪些转运方式需膜上蛋白质的帮助，是何种类？,？,细胞膜物质转运的作用是细胞维持正常代谢、进行各项生命活动的基础。跨膜转运的物质应考虑：脂溶性还是水溶性？（性质）大分子还是小分子？（分子量）顺浓度差还是逆浓度差？（是否耗能）离子还是小分子？,二 跨膜物质转运功能,小结,体内各细胞的生命活动中伴随着电现象，即生物电。膜电位（跨膜电位）：存在于细胞膜内外两侧的电位差。（一）静息电位（RP）与 K+平衡电位（二）动作电位（AP）与 Na+平衡电位（三）局部电位,三 细胞的生物电现象,2、现象膜外为正，膜内为负（即内负外正状态）亦称为极化状态,（一）RP与 K+平衡电位,
6、1、RP概念：在安静状态下，存在于细胞膜内外两侧的电位差。,部分细胞的RP值RBC（人）-10mv，心室肌-90mv，神经细胞、肌肉细胞-70mV-90mV,3、静息电位形成的机制（1）细胞内外钠钾等离子不均匀，细胞内K+及带负电荷的蛋白质多，细胞外钠、钙及氯离子多（2）安静状态时，细胞膜对钾离子通透性高，膜内带负电荷的蛋白质有随钾外流的倾向，但不能出膜，形成与钾离子隔膜相吸的极化状态。（3）K+的平衡电位 当浓度差（促进细胞内的钾外流）与电位差（阻止K+继续外流）各自作用达到相对平衡时，即形成静息电位。,1、动作电位（AP）2、刺激引起兴奋的机制3、细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的规律变化4、
7、兴奋在同一细胞上的传导,（二）AP与 Na+平衡电位,（1）概念：细胞受刺激时，细胞膜在静息电位的基础上发生一次迅速而短暂的电位波动，细胞兴奋时发生的这种短暂的电位波动称为动作作电位。AP幅值为90-130mV，即从原来膜内为-70mV-90 mV变到+20mV+40mV 意义：细胞发生兴奋的标志。,1、动作电位,(2)动作电位的波形特征及形成机制,二、动作电位,锋电位 上升支（去极相）：由Na+迅速内流形成，是Na+的平衡电位。下降支（复极相）：由K+迅速外流形成。后电位 Na+-K+泵,（3）几个概念极化：在安静时存在于膜两侧的电位差，呈内负外正状态去极化：静息电位向膜内负值减小的方向变化
8、超极化：静息电位向膜内负值加大的方向变化复极化：发生去极化后，膜电位又向极化状态恢复的过程反极化：膜内电位去极化至零电位后进一步变为正值的过程,（4）动作电位的特点“全或无”现象：同一细胞上AP的幅度不随刺激强度而改变可扩播性：神经纤维上扩布的动作电位称神经冲动。不衰减性传导：动作电位的传导不因传导距离的加大而减小动作电位之后有不应期：给可兴奋细胞一次有效刺激发生兴奋后，在一定时间内该细胞失去对其他刺激的反应能力。,2、刺激引起动作电位的机制（1）细胞受到刺激时，引起局部产生去极化，达阈电位时，a通道大量开放，a内流产生动作电位。（2）阈电位：细胞受到刺激，膜电位减少（指绝对值）到能使细胞膜上
9、的a通道大量开放，a大量内流时的一个临界膜电位。阈电位一般比静息电位的绝对值小10-20mV。在神经肌肉细胞，阈电位为-50-70mV,3、细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的规律变化 当可兴奋细胞受到一次有效刺激后，其兴奋性会发生一次有次序的规律变化绝对不应期：在细胞发生兴奋后的较短时间内，无论给予多大刺激，都不会再发生兴奋。（兴奋性=0，阈值无穷大）相对不应期：绝对不应期之后的一个时期，此时兴奋性有所恢复，但（强度必须阈值）才能产生兴奋。超常期：相对不应期之后，细胞的兴奋性高于正常水平此时用（强度阈值）才能引起兴奋,3.细胞兴奋及其恢复过程中兴奋性的变化,分 期 兴奋性 反应绝对不应期 零 对任
10、何刺激不起反应相对不应期 低于正常 对阈上刺激起反应超常期 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,4、动作电位的传导 细胞膜在任何一处发生兴奋，所产生的动作电位都可沿细胞膜向周围扩布。这种在单一细胞上的动作电位的扩布称为传导（conduction)传导机制：局部电流,传导方式,近距离局部电流:无髓鞘N纤维或细胞膜跳跃式传导：有髓鞘神经纤维的髓鞘有电绝缘性，兴奋的传布只能在相邻的两个郎飞氏结之间形成局部电流。,局部电位（反应、兴奋）：阈下刺激引起的细胞膜上的电位变化，只局限于受刺激局部的细胞膜，故又称局部反应或局部兴奋。机制：受刺激的局部细胞膜少量通道开放，引起少量
11、 内流 意义：可以提高细胞膜的兴奋性。特点：（1）不是全或无的：在阈下刺激范围内，电位随刺激强度增加而递增；（2）电紧张传播：不能远传，只限于局部；（3）可以叠加：时间总和和空间总和,（三）局部电位,静息电位（概念、形成原理）动作电位（概念、形成原理和特点）局部电位（概念、特点）归纳几个常用的电生理学术语极化与反极化去极化与复极化 去极化与超极化 阈电位与阈值的关系局部电位与局部电流,三 细胞的生物电现象,小结,课堂思考题：1、区别：阈值与阈电位的概念2、动作电位与局部电位的关系,课堂思考题：1、比较阈值和阈电位区别：前者是外加给细胞的刺激强度，后者是从细胞膜本身膜电位的数值来考虑的。但结果相
12、同：即都会产生动作电位。2、动作电位与局部电位的关系阈刺激和阈上刺激则产生动作电位；阈下刺激则引起局部电位，可通过总和使 静息电位减小到阈电位时，细胞膜便可产生一次动作电位。,练习题：A糖类 B脂质 C蛋白质 D糖脂 E胆固醇1、细胞膜组成中，占重量百分比最多的是2、细胞膜组成中，分子数最多的是A单纯扩散 B易化扩散 C主动转运 D入胞作用3、Na+进入细胞内的转运方式是4、Na+从细胞内的出来的转运方式是5、K+从细胞内出来的转运方式是6、葡萄糖进入细胞7、O2进入细胞,8、可兴奋细胞处于安静状态时，其膜电位的状态是（）A 除极化 B 超极化 C 极化 D复极化9、兴奋的产生与传导的本质是（
13、）A 动作电位 B 静息电位 C局部电位 D阈电位10、动作电位的幅度接近于A钾平衡电位 B钠平衡电位 C超射值 D静息电位绝对值与超射值之和11、组织兴奋后处于绝对不应期时，其兴奋性（）A 等于零 B 无限大 C 高于正常 D 低于正常12、神经纤维中相邻两个锋电位的时间间隔至少应大于A相对不应期 B绝对不应期 C超常期 D超射 E超极化13蛙的脊髓神经纤维动作电位持续时间为2ms，理论上每秒钟内所能产生和传导的动作电位数量不可能超过（）A.200次 B.300次 C.400次 D.500次,14.参与神经细胞静息电位形成的主要离子是（）A、K+B、Na+C、Ca2+D、Cl-填空1.细胞膜的跨膜物质转运的形式可分为、和 等5种。2细胞膜上的通道主要可分为 门控通道、门控通道和 门控通道。3可兴奋组织安静时在膜两侧存在 电位，受刺激时产生 电位。4动作电位时程大体分为两个时相，和。5局部兴奋的特点是、和。,名词解释,受体、单纯扩散、被动转运、主动转运、兴奋、兴奋性、静息电位、动作电位、神经冲动、阈强度、阈上刺激、阈电位,课后复习题：1、试述细胞膜物质转运的形式与原理？2、试述钠-钾泵活动的意义。3、静息电位的概念及产生机制。4、动作电位的概念、产生机制、特点和意义。5、刺激引起兴奋的条件及兴奋传导的机制。6、细胞发生兴奋后，兴奋性有何规律性变化？,
