細胞的基本功能()專家講座

第一節(jié)細胞膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功效一、細胞膜結(jié)構(gòu)

以液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著 蛋白質(zhì)分子，并連有一些寡糖和多糖鏈。

液態(tài)鑲嵌模型細胞的基本功能（）專家講座第1頁細胞的基本功能（）專家講座第2頁＊屏障作用＊保持細胞內(nèi)容物相對穩(wěn)定

＊膜通道蛋白，載體蛋白，酶＊細胞內(nèi)外物質(zhì)、能量、信息交換。

＊作為膜蛋白受體識別部分＊參加免疫反應(yīng)細胞膜化學(xué)組成及意義1.脂質(zhì)雙分子層：3.細胞膜糖類：糖蛋白，糖脂2.細胞膜蛋白質(zhì)：細胞的基本功能（）專家講座第3頁脂質(zhì)類型：磷脂主要有四種：

磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸。鞘脂類基本結(jié)構(gòu)和磷脂類似膽固醇細胞的基本功能（）專家講座第4頁

1.脂質(zhì)—流動性

2.蛋白質(zhì)—鑲嵌形式多樣、功效各異

3.糖—多裸露在膜外側(cè)

4.不對稱

特點：細胞的基本功能（）專家講座第5頁二、細胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運

單純擴散

易化擴散

主動轉(zhuǎn)運（原發(fā)性和繼發(fā)性）

出胞和入胞

被動轉(zhuǎn)運細胞的基本功能（）專家講座第6頁細胞的基本功能（）專家講座第7頁順電－化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運細胞的基本功能（）專家講座第8頁1.單純擴散（simplediffusion）

A.定義：脂溶性小分子物質(zhì)從高濃

度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動過程

Na+Cl-H2OH2OABNa+Cl-細胞的基本功能（）專家講座第9頁B.適用物質(zhì)：

脂溶性小分子物質(zhì)

（O2、CO2、N2、尿素、乙醇、水）

C.特點：

⑴物理現(xiàn)象（分子熱運動擴散）

⑵順濃度梯度，不耗能（ATP）

⑶不需膜蛋白幫助

細胞的基本功能（）專家講座第10頁D.影響原因：擴散通量

⑴濃度差（電、化學(xué)）—動力

⑵通透性—物質(zhì)經(jīng)過細胞膜難易程度細胞的基本功能（）專家講座第11頁

A.定義：難溶或不溶于脂質(zhì)物質(zhì)在細 胞膜上一些特殊蛋白質(zhì)幫助下由高 濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動過程

2.易化擴散(facilitateddiffusion)細胞的基本功能（）專家講座第12頁B.特點：

⑴順濃度梯度，不耗能

⑵需要膜蛋白幫助C.分類：

＊通道轉(zhuǎn)運:依賴膜上通道蛋白完成

＊載體轉(zhuǎn)運:依賴膜上載體蛋白完成細胞的基本功能（）專家講座第13頁

＊＊適用物質(zhì)：離子（Na+K+Ca2+Cl-

等）1.通道轉(zhuǎn)運—隧道細胞的基本功能（）專家講座第14頁＊特點：

⑴選擇性

⑵通道功效狀態(tài)（門控性）：

激活—

開啟

失活

靜息

⑶通道開放或關(guān)閉受膜電位、化學(xué)信號、機械刺激影響

⑷易被工具藥阻斷

Na+通道—河豚毒

K+通道—四乙基胺

Ca2+

—異搏定

關(guān)閉細胞的基本功能（）專家講座第15頁2.載體轉(zhuǎn)運（船）

細胞的基本功能（）專家講座第16頁＊特點：

⑴選擇性

⑵飽和現(xiàn)象（座位有限）

⑶競爭性抑制

⑷轉(zhuǎn)運過程中伴伴隨載體構(gòu)象改變

＊適用物質(zhì):葡萄糖、氨基酸、核苷酸等小分子有機物細胞的基本功能（）專家講座第17頁

A.細胞消耗能量逆濃度梯度將物質(zhì)由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運過程3.主動轉(zhuǎn)運（activetransport）細胞的基本功能（）專家講座第18頁B.分類：

＊原發(fā)性：直接利用代謝產(chǎn)生能量

＊繼發(fā)性：利用Na+-K+泵產(chǎn)生勢能細胞的基本功能（）專家講座第19頁原發(fā)性主動轉(zhuǎn)運

Na+—K+泵是一個膜蛋白細胞的基本功能（）專家講座第20頁功效：

⑴含有ATP酶活性，分解ATP

⑵對Na+

、K+進行跨膜逆向轉(zhuǎn)運

特點：

⑴逆濃度梯度，耗能（抽水）

⑵3Na+VS2K+

細胞的基本功能（）專家講座第21頁意義：

⑴建立一個勢能貯備，供細胞其它耗能過程利用；

⑵維持細胞正常形態(tài)和功效；

⑶細胞內(nèi)高K+，是許多代謝過程必需條件。

細胞的基本功能（）專家講座第22頁繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運

細胞的基本功能（）專家講座第23頁適用物質(zhì)：

⑴葡萄糖、氨基酸在小腸黏膜上皮細胞吸收和在腎小管上皮細胞重吸收（同向）

⑵心肌細胞膜上Ca2+

轉(zhuǎn)運（逆向）細胞的基本功能（）專家講座第24頁過程：

⑴Na+-K+泵在細胞膜外形成Na+高勢能

⑵物質(zhì)利用Na+高勢能與Na+內(nèi)流耦聯(lián) 從而被轉(zhuǎn)運細胞的基本功能（）專家講座第25頁特點：

⑴Na+從胞外被動擴散至胞內(nèi)釋放能量用于另一個物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運

⑵依賴細胞膜上轉(zhuǎn)運體蛋白細胞的基本功能（）專家講座第26頁A.定義：細胞外大分子或團塊物質(zhì)出/入細胞

過程

4.出胞與入胞B.適用物質(zhì)：大分子物質(zhì)

出胞：激素、神經(jīng)遞質(zhì)、酶分泌

入胞：體內(nèi)細菌、異物去除以及藥品大分子營養(yǎng)物質(zhì)吸收

C.特點：

⑴經(jīng)過細胞本身吞、吐活動進行

⑵由細胞提供能量細胞的基本功能（）專家講座第27頁分泌物排出融合處出現(xiàn)裂口囊泡向質(zhì)膜內(nèi)側(cè)移動膜性結(jié)構(gòu)包被=分泌囊泡高爾基復(fù)合體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白性分泌物出胞：囊泡膜與質(zhì)膜某點接觸并融合囊泡膜成為細胞膜組成部分細胞的基本功能（）專家講座第28頁細胞膜上受體對物質(zhì)“識別”發(fā)生特異性結(jié)合=復(fù)合物復(fù)合物向膜表面“有被小窩”移動“有被小窩”處膜凹陷凹陷膜與細胞膜斷離=吞食泡吞食泡與胞內(nèi)體膜性結(jié)構(gòu)相融合入胞:細胞的基本功能（）專家講座第29頁

適用物質(zhì)濃度差耗能方式特點方式總結(jié)細胞的基本功能（）專家講座第30頁主動轉(zhuǎn)運與被動轉(zhuǎn)運區(qū)分主動轉(zhuǎn)運被動轉(zhuǎn)運需由細胞提供能量不需外部能量逆電-化學(xué)勢差順電-化學(xué)勢差使膜兩側(cè)濃度差更大使膜兩側(cè)濃度差更小細胞的基本功能（）專家講座第31頁●靜息電位：細胞處于相對平靜狀態(tài)時，細胞膜內(nèi)外存在恒定電位差?！駝幼麟娢唬杭毎顒訒r，細胞膜內(nèi)外存在改變電位波動。2.RP試驗現(xiàn)象：第三節(jié)細胞生物電現(xiàn)象細胞的基本功能（）專家講座第32頁電生理學(xué)研究方法：細胞內(nèi)統(tǒng)計：微電極細胞的基本功能（）專家講座第33頁細胞內(nèi)統(tǒng)計：微電極

細胞的基本功能（）專家講座第34頁

膜片鉗試驗技術(shù)

是一個能夠統(tǒng)計膜結(jié)構(gòu)中單一離子通道蛋白質(zhì)分子開放和關(guān)閉，亦即測量單通道離子電流和電導(dǎo)技術(shù)。細胞的基本功能（）專家講座第35頁一、靜息電位（restingpotential,RP）1.定義：細胞處于靜息狀態(tài)時細胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在電位差①有電位差②外正內(nèi)負（極化）③穩(wěn)定直流細胞的基本功能（）專家講座第36頁提醒：

（1）RP為電位差

（2）膜外比膜內(nèi)電位高

（3）要求膜外電位為0，則RP=膜內(nèi)電位＜0

（4）各類細胞RP并不相同

神經(jīng)元細胞：-70mv

骨骼肌細胞：-90mv

人紅細胞：-10mv

（5）負號、外正內(nèi)負正負沒有數(shù)學(xué)意義，只代表電位高低

（6）RP大小比較只看數(shù)值不看負號。細胞的基本功能（）專家講座第37頁2.RP改變

＊極化(polarization):

平靜時,膜兩側(cè)電位外正內(nèi)負

＊超極化(hyperpolarization)

膜兩側(cè)電位差加大,膜內(nèi)負值增大

＊去極化(depolarization)

膜兩側(cè)電位差減小,膜內(nèi)負值變小

＊復(fù)極化(repolarization)

去極化后，膜內(nèi)電位向逐步變大,

恢復(fù)到靜息電位狀態(tài)

細胞的基本功能（）專家講座第38頁二、動作電位(actionpotentialAP)

1.概念：可興奮細胞受到刺激，細胞膜在靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生一次短暫、可逆,并可向周圍擴布電位波動稱為動作電位。2.AP試驗現(xiàn)象：細胞的基本功能（）專家講座第39頁去極化上升支下降支2.動作電位圖形刺激局部電位閾電位去極化零電位反極化（超射）復(fù)極化（負、正）后電位細胞的基本功能（）專家講座第40頁3.動作電位特征：①是非衰減式傳導(dǎo)電位。②含有“全或無”現(xiàn)象：即同一細胞上AP大小不隨刺激強度和傳導(dǎo)距離而改變現(xiàn)象。③含有不應(yīng)期，峰電位不可融合疊加。4.動作電位意義：

AP產(chǎn)生是細胞興奮標(biāo)志。

細胞的基本功能（）專家講座第41頁1902年Bernstein最先提出：RP產(chǎn)生可能與K在C內(nèi)外不均衡分布及平靜時膜主要對K+通透相關(guān)。

1939年Hodgkin對此加以證實。三、靜息電位形成機制：細胞的基本功能（）專家講座第42頁

（1）條件：

A.細胞膜兩側(cè)存在離子濃度差（離子分布不均）

細胞外高Na+細胞內(nèi)高K+

[Na+]o＞[Na+]i [K+]i＞[K+]o

B.不一樣狀態(tài)下細胞膜對不一樣離子通透

平靜時主要是K+通道開放（主要對K+通透）

通道轉(zhuǎn)運細胞的基本功能（）專家講座第43頁

靜息狀態(tài)下細胞膜內(nèi)外主要離子分布及膜對離子通透性細胞的基本功能（）專家講座第44頁細胞內(nèi)細胞外Na+Na+Na+K+K+K+細胞膜細胞的基本功能（）專家講座第45頁細胞內(nèi)細胞外Na+Na+Na+K+K+K+細胞膜++++++++++++++++++｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜細胞的基本功能（）專家講座第46頁細胞內(nèi)細胞外Na+Na+Na+K+K+K+細胞膜++++++++++++++++++｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜外流動力，由K+濃度差形成外流阻力，由電位差形成細胞的基本功能（）專家講座第47頁（２）形成機制：

靜息時[K+]i＞[K+]o，K+通道開放K+外流細胞外電位細胞內(nèi)電位當(dāng)動力＝阻力時K+外流停頓，此時形成細胞膜內(nèi)外電位差稱為K+平衡電位（即ＲＰ）

細胞的基本功能（）專家講座第48頁（３）Nernst公式

Ek=RT/ZFln[K+]o/[K+]i

=59.5log[K+]o/[K+]i

Ｒ：氣體常數(shù)Ｔ：絕對溫度

Ｚ：離子化合價Ｆ：Farady常數(shù)

細胞的基本功能（）專家講座第49頁

細胞外K+濃度升高→細胞內(nèi)外K+濃度差減小→K+外流動力減小→到達平衡時膜內(nèi)外電位差減小→ＲＰ減小

應(yīng)用:細胞外K+濃度升高，ＲＰ怎樣改變？細胞的基本功能（）專家講座第50頁４.影響原因：

細胞內(nèi)外K+濃度差維持依靠Na+—K+泵

酸中毒、缺氧、缺血時，細胞代謝障礙，Na+—K+泵不能將K+泵回細胞內(nèi)，造成ＲＰ減小甚至消失。細胞的基本功能（）專家講座第51頁四、動作電位產(chǎn)生機制1.定義：細胞受到閾上刺激時在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生快速、可逆轉(zhuǎn)、可傳輸細胞膜兩側(cè)電位改變。細胞的基本功能（）專家講座第52頁stimulatr0mV神經(jīng)纖維AP興奮共有標(biāo)志:動作電位細胞的基本功能（）專家講座第53頁上升支去極化（-70到0mV）

峰電位超射（0到+30mV）

動作電位下降支復(fù)極化（+30到-70mV）負后電位-后去極化后電位正后電位-后超極化（負值大于-70mV）

細胞的基本功能（）專家講座第54頁2.ＡＰ與ＲＰ區(qū)分

ＲＰＡＰ穩(wěn)定電位差不能傳輸標(biāo)志細胞處于靜息狀態(tài)連續(xù)電位改變產(chǎn)生后快速向細胞膜四面?zhèn)鬏敇?biāo)志細胞處于興奮狀態(tài)靜態(tài)動態(tài)細胞的基本功能（）專家講座第55頁3.形成機制

（1）條件：

A.細胞膜兩側(cè)存在離子濃度差（離子分布不均）

細胞外高Na+細胞內(nèi)高K+

[Na+]o＞[Na+]i

[K+]i＞[K+]o

B.不一樣狀態(tài)下細胞膜對不一樣離子通透

去極化到閾電位時主要是Na+通道開放

（主要對Na+通透）

細胞的基本功能（）專家講座第56頁細胞內(nèi)細胞外Na+Na+Na+K+K+K+細胞膜細胞的基本功能（）專家講座第57頁細胞內(nèi)細胞外Na+Na+Na+K+K+K+細胞膜++++++++++++++++++｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜細胞的基本功能（）專家講座第58頁細胞內(nèi)細胞外Na+Na+Na+K+K+K+細胞膜++++++++++++++++++｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜內(nèi)流動力，由Na+濃度差形成內(nèi)流阻力，由電位差形成細胞的基本功能（）專家講座第59頁（2）形成機制：

峰電位：可興奮細胞受到閾上刺激→膜上Na+通道少許開放→少許Na+內(nèi)流→膜電位去極化到達閾電位→大量Na+通道快速開放（正反饋）→

Na+大量、快速內(nèi)流→細胞內(nèi)正電荷增多，膜電位由負到正（去極化時相）→動力=阻力時Na+內(nèi)流停頓，到達Na+平衡電位→Na+通道關(guān)閉→K+快速外流→膜電位快速下降由正到負（復(fù)極化時相）細胞的基本功能（）專家講座第60頁動作電位降支：Na+通道失活，Na+電導(dǎo)減小形成峰電位降支，同時K+電壓門控性通道開放。在膜內(nèi)電-化學(xué)梯度作用下,出現(xiàn)了K+外向電流，使膜內(nèi)電位變負，加速了膜復(fù)極，參加峰電位降支形成。后電位：正后電位普通認為是生電性鈉泵作用結(jié)果。細胞的基本功能（）專家講座第61頁

電導(dǎo)及動作電位GNa和GK改變曲線特點：①電壓依從性，由去極化激活，GNa激活早，是動作電位上升支基礎(chǔ)；GK激活晚，是動作電位下降支基礎(chǔ)。②GNa有失活狀態(tài)而GK沒有此特征細胞的基本功能（）專家講座第62頁提醒：1.AP幅度取決于？

細胞內(nèi)外Na+濃度差2.超射值=Na+平衡電位3.若[Na+]0下降則AP幅度

降低4.河豚毒能夠阻斷Na+通道，所以能夠妨礙AP產(chǎn)生5.AP峰電位是否耗能？

均順濃度梯度，不耗能細胞的基本功能（）專家講座第63頁五、閾電位（TP）與動作電位（AP）：

（1）定義：能觸發(fā)AP膜電位臨界值

細胞的基本功能（）專家講座第64頁（2）各種不一樣膜TP水平不一樣

神經(jīng)細胞：-55mv

骨骼肌細胞：-70mv

竇房結(jié)起搏細胞：-40mv

細胞的基本功能（）專家講座第65頁（3）意義：RP去極化到達TP是產(chǎn)生AP必要條件

細胞接收刺激→Na+通道少許開放→到達TP→Na+通道大量開放

1

RP-TP∝——

興奮性

差值大，膜電位難到達TP水平，所以難產(chǎn)生AP，興奮性低細胞的基本功能（）專家講座第66頁提醒：刺激引發(fā)RP→TP，而TP→AP則是細胞本身去極化結(jié)果，與施加刺激無關(guān)細胞的基本功能（）專家講座第67頁六、局部興奮

（1）定義：細胞接收閾下刺激產(chǎn)生微弱局部去極化

細胞的基本功能（）專家講座第68頁（2）特征：

A.無不應(yīng)期

B.不是全或無

C.電擔(dān)心性擴布，衰減性、近距離傳輸

D.總和效應(yīng)

時間總和

空間總和細胞的基本功能（）專家講座第69頁局部興奮與動作電位區(qū)分:

不衰減擴布電擔(dān)心擴布⑥傳輸特點無有⑤總和現(xiàn)象有無④‘全或無’特點大?、勰る娢桓淖兎榷嗌佗阝c通道開放數(shù)閾或閾上刺激閾下刺激①刺激強度動作電位局部興奮區(qū)分細胞的基本功能（）專家講座第70頁七、

細胞興奮后興奮性改變

絕對不應(yīng)期：不論多強刺激也不能再次興奮期間。相對不應(yīng)期：大于原先刺激強度才能再次興奮期間。超常期：小于原先刺激強度便能再次興奮期間。低常期：大于原先刺激強度才能再次興奮期間。細胞的基本功能（）專家講座第71頁

分期 興奮性原因