生理学第二章细胞的基本功能.ppt
第三章 细胞的基本功能,第二节 细胞的生物电功能,第三节 肌细胞的收缩功能,第一节 细胞的基本结构跨膜物质转运功能,一、细胞膜的结构,基本骨架,镶嵌蛋白质,糖类伸出于外表面,（一）被动转运,概念：脂溶性小分子物质由膜的高浓度到低浓度,决定扩散速度的因素：浓度差；膜的通透性,转运的物质：氧气、二氧化碳、脂类等,二、细胞膜的跨膜物质转运功能,1.单纯扩散,2.易化扩散,概念：非脂溶性或脂溶性小的小分子、离子物 质在膜蛋白的帮助下，由高浓度一侧向 低浓度一侧移动通过细胞膜的方式,转运的物质：葡萄糖；氨基酸；无机盐,易化扩散,通道扩散：无机盐,载体扩散：葡萄糖和氨基酸,载体转运,通道扩散,通道的状态： 通道的分类：,特点：特异性； 饱和性； 竞争抑制,（二）主动转运,特点: 需要消耗能量,能量由分解ATP来提供； 依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助”； 是逆电-化学梯度进行的,概念:指小分子物质逆浓度梯度或电位梯度的转运过程。,1.原发性主动转运 Na+-K+泵又称Na+-K+-ATP酶，简称钠泵。,当膜内钠离子 或膜外钾离子时，都被激活，ATP分解产生能量，将胞内3个Na+移至胞外和将胞外2个K+移入胞内。,钠泵活动的意义：,2.继发性主动转运,继发性主动转运示意图,转运Na+的同时伴随着其它物质的转运,入胞,出胞,（三）出入胞作用,第二节细胞的生物电现象,概念：细胞在活动时伴有电现象的产生,生物电 （跨膜电位）,静息电位,动作电位,证明RP的实验,（甲）当A、B电极都位于细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差。,（乙）当A电极位于细胞膜外,B电极插入膜内时，有电位改变，证明膜内、外有电位差。,（丙）当A、B电极都位于细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差。,一、静息电位(RP),（一）概念：细胞处于安静状态 下，细胞膜两侧的电位差,大小：-70-90mv,(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀,（二）静息电位的产生机制,1.RP的产生条件,主要离子分布：,膜内：,膜外：,(2)静息状态下膜对离子有选择性通透性 通透性：K+ Cl- Na+ A-,结论:RP的产生主要是K外流所形成的电化学平衡电位。,二、动作电位(AP) （一）概 念 可兴奋细胞受到刺激，膜在RP基础上发生一 次短暂的、可逆的,可扩布的电位波动。,超射,阈电位,AP的特征 不衰减传导; “全或无”现象; 脉冲式 。 AP的意义 AP是细胞兴奋的客观标志。,小结：与AP相关的概念 极 化:膜外正内负的状态。 去极过程:膜内外电位差向小于RP值的方向变化。 超极化:膜内外电位差向大于RP值的方向变化。 复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程。 反极化:膜外带正电膜内带等量的负电。 阈电位:引发AP的临界膜电位数值。 局部电位:低于阈电位的去极化电位。,1.AP产生的基本条件 (1)膜内外存在Na+差 (2)膜受到刺激时，对离子通透性增加,（二）动作电位的产生机制,2.AP的产生机制,（AP下降支）,AP的产生机制（放大过程）,AP上升支,AP下降支,膜外,膜内,结论 1. AP上升支由Na内流形成， 下降支是K外流形成， 后电位与NaK泵活动有关。 2. AP=K+ Na的平衡电位。,（三）阈电位和动作电位的引起,阈电位与阈强度的区别？ 局部电位与动作电位的区别？ 局部电位的特点： 1.电位幅度小并衰减； 2.无全和无现象； 3.可以总合； 4.无不应期。,（四）动作电位的传导机理,传导机制：局部电流,传导方式 无髓鞘N纤维：近距离局部电流； 有髓鞘N纤维：远距离局部电流(跳跃式)。,有髓神经纤维,无髓神经纤维,（五) 细胞兴奋后兴奋性的变化,绝对不应期：无论多强的刺激也不能再次兴奋的期间。 相对不应期：较强的刺激强度才能再次兴奋期间。 超常期：较小的刺激强度便能再次兴奋的期间。 低常期：较强的刺激强度才能再次兴奋的期间。,第三节 骨骼肌细胞的收缩功能 一、NM接头处的兴奋传递,（一）N-M接头的结构 接头前膜：囊泡内含 ACh 接头间隙：约50-60nm 接头后膜：又称终板膜。存在 ACh受体（N2受体） 能与ACh发生特异性 结合。无电压性门 控性钠通道。,接头间隙,（二）N-M接头处的兴奋传递过程,AP传到轴突末稍,膜Ca2通道开放，Ca2向膜内流动,接头前膜内囊泡移动、融合、破裂， 囊泡中的ACh释放(量子释放),ACh与终板膜上的ACh门控通道结合,膜对Na、K (尤其是Na)通透性,终板膜去极化终板电位（EPP）,EPP电紧张性扩布至肌膜,去极化达到阈电位,爆发肌细胞膜AP,（三）N-M接头处的兴奋传递特征 1.是电-化学-电的过程 2.具1对1的关系 接头前膜一个AP，能引起肌细胞兴奋和 收缩一次 神经末梢的一次AP只能引起一次肌细胞兴奋 和收缩（终板膜含丰富的胆碱酯酶，能迅速 水解ACh）。 3.时间延搁 4.易受环境变化的影响,一、骨骼肌细胞的微细结构,是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。,（一）肌管系统 横管系统：T管。 纵管系统：L管。 三联管：T管+终池2,（二）肌原纤维和肌小节,(一）肌丝的分子结构 粗肌丝：横桥 （1）能与细肌丝上结合位点可逆性结合; （2）具有ATP酶作用,与结合位点结合 后,分解ATP提供横桥扭动（肌 丝滑行）和作功的能量。,细肌丝: 肌动蛋白：有与横桥结合位点，静息时被原肌球蛋白掩盖；原肌球蛋白：静息时掩盖横桥结合位点；肌钙蛋白：与Ca2+结合变构后,使原肌球蛋白位移，暴露出结合位点。,二、骨骼肌的收缩原理,（二）骨骼肌收缩过程,1.兴奋-收缩耦联 三个主要步骤 (1)肌膜电兴奋的传导； (2)三联管处的信息传递； (3)肌浆网释放Ca2+ ； Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物,按任意键 飞入横桥摆动动画,肌节缩短=肌细胞收缩,牵拉细肌丝朝肌节中央滑行,横桥摆动,横桥与结合位点结合，分解ATP释放能量,原肌球蛋白位移， 暴露细肌丝上的结合位点,Ca2+与肌钙蛋白结合 肌钙蛋白的构型改变,终池膜上的钙通道开放 终池内的Ca2+进入肌浆,2.肌丝滑行,（一）等长收缩与等张收缩 等长收缩:收缩时,只有张力增加而长度不 变的收缩,称为等长收缩。 等张收缩:收缩时,只有长度缩短而张力不 变的收缩,称为等张收缩。,四、骨骼肌收缩的形式,（二）单收缩与强直收缩,五、影响骨骼肌收缩的主要因素,（一）前负荷 肌肉在收缩 之前所具有 的负荷,肌初长度,最适初长度,肌 张 力,最大张力,肌初长度对肌力的影响,肌缩短速度,最大缩短速度,后负荷,最大张力,骨骼肌张力-速度关系曲线,（二）后负荷,肌肉收缩之 后遇到的负荷,？,后负荷与收 缩力的关系,作业：,、细胞膜转运物质的常见方式有 哪几种？转运的特点和机制如何？ 、何谓静息电位和动作电位？其产生 的机制各是什么？ 、何谓骨骼肌的兴奋收缩偶联？ 偶联离子是什么？,
