動物生理學第二章細胞的基本功能

第二章細胞的基本功能

（Cellbasicfunction）一、細胞膜的結(jié)構(gòu)特點與物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能二、細胞間的信息傳遞本文檔共42頁；當前第1頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理第一節(jié)細胞膜的結(jié)構(gòu)特點和物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能1、膜的化學組成和分子結(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）本文檔共42頁；當前第2頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理“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、膜的化學組成和分子結(jié)構(gòu)本文檔共42頁；當前第3頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理脂質(zhì)：磷脂、膽固醇蛋白質(zhì)：鑲嵌于脂質(zhì)雙層（介導(dǎo)細胞功能的實現(xiàn)）糖類：糖脂、糖蛋白（起細胞標識的作用）（構(gòu)成膜的基架）本文檔共42頁；當前第4頁；編輯于星期三\2點24分1、脂質(zhì)雙分子層主要起屏障作用，是細胞的基架；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)負責物質(zhì)、能量和信息的跨膜轉(zhuǎn)運和轉(zhuǎn)換；4、糖鏈是蛋白質(zhì)和細胞的特異性的“標志”，能特異地與某種遞質(zhì)、激素或其他化學信號分子結(jié)合。小結(jié)本文檔共42頁；當前第5頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理2、膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能——半透膜本文檔共42頁；當前第6頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理單純擴散（Simplediffusion）：

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

（1）細胞膜兩側(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）細胞膜對該物質(zhì)有通透性。

本文檔共42頁；當前第7頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理易化擴散（Facilitateddiffusion）：

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

（1）順電-化學梯度進行轉(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)※本文檔共42頁；當前第8頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理本文檔共42頁；當前第9頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理特點：主動轉(zhuǎn)運（Activetransport）：

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

本文檔共42頁；當前第10頁；編輯于星期三\2點24分小結(jié)本文檔共42頁；當前第11頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理指某些物質(zhì)與細胞膜接觸，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)或顆粒從細胞排出的過程，主要見于細胞的分泌活動等。入胞作用（Endocytosis）：本文檔共42頁；當前第12頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理入胞過程：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)運到其它細胞器中⑦循環(huán)小泡形成，膜再利用。

本文檔共42頁；當前第13頁；編輯于星期三\2點24分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

當細胞分泌時，引起局部膜中的Ca2+通道開放，Ca2+內(nèi)流。

④

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

⑤

囊泡膜變成細胞膜的一部分。出胞本文檔共42頁；當前第14頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理1、細胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制2、細胞膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)第四節(jié)細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、細胞與細胞之間的信息傳遞來完成的。本文檔共42頁；當前第15頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理（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、細胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制：本文檔共42頁；當前第16頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理靜息電位

細胞在靜息狀態(tài)下存在于細胞膜兩側(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※本文檔共42頁；當前第17頁；編輯于星期三\2點24分細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）※本文檔共42頁；當前第18頁；編輯于星期三\2點24分細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※本文檔共42頁；當前第19頁；編輯于星期三\2點24分細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，進而變化到20～40mv，去極化超過0電位的部分稱為超射。術(shù)語本文檔共42頁；當前第20頁；編輯于星期三\2點24分細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?。ね獾腘a+內(nèi)流，使膜電位由-70mV增加至0mV，進而上升為+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。本文檔共42頁；當前第21頁；編輯于星期三\2點24分細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）。本文檔共42頁；當前第22頁；編輯于星期三\2點24分第三階段：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，形成了負后電位和正后電位。后電位的產(chǎn)生機制:※

負后電位：細胞外K瞬間蓄積

正后電位：Na泵活動增強本文檔共42頁；當前第23頁；編輯于星期三\2點24分動作電位特點：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)生將傳遍整個細胞。本文檔共42頁；當前第24頁；編輯于星期三\2點24分細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。※興奮性的變化興奮（Exitation）—細胞受到刺激后產(chǎn)生動作電位的過程。※興奮性（Exitability）—細胞受到刺激后具有產(chǎn)生動作電位的能力?！?）興奮的引起與傳導(dǎo)本文檔共42頁；當前第25頁；編輯于星期三\2點24分細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到閾值才能引起興奮。興奮的引起本文檔共42頁；當前第26頁；編輯于星期三\2點24分細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、細胞的興奮，但并非對組織細胞不產(chǎn)生任何影響?！d奮性的變化本文檔共42頁；當前第27頁；編輯于星期三\2點24分

閾刺激、閾上刺激與最大刺激本文檔共42頁；當前第28頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理興奮的引起興奮的傳導(dǎo)“局部電流學說”——細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)本文檔共42頁；當前第29頁；編輯于星期三\2點24分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本文檔共42頁；當前第30頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理本文檔共42頁；當前第31頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理各種化學物質(zhì)以及非化學性的外界刺激信號，大多數(shù)作用到細胞膜上，通過跨膜信號傳遞（transmembranesignaling），引起細胞功能活動的改變。第一信使：激素、神經(jīng)遞質(zhì)和細胞因子第二節(jié)細胞的跨膜信息轉(zhuǎn)導(dǎo)功能：本文檔共42頁；當前第32頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理

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)本文檔共42頁；當前第33頁；編輯于星期三\2點24分本文檔共42頁；當前第34頁；編輯于星期三\2點24分細胞生理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等本文檔共42頁；當前第35頁；編輯于星期三\2點24分(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。當其與相應(yīng)的化學信號結(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，把信號傳入細胞內(nèi)。本文檔共42頁；當前第36頁；編輯于星期三\2點24分酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)本文檔共42頁；當前第37頁；編輯于星期三\2點24分第三節(jié)細胞的生長、增殖與保護掌握:凋亡的概念其他:自學本文檔共42頁；當前第38頁；編輯于星期三\2點24分一.選擇題1.可興奮細胞興奮時，其共有的特征是產(chǎn)生⑴收縮反應(yīng)；⑵分泌；⑶神經(jīng)沖動；⑷反射活動；⑸電位變化2.靜息電位的形成主要是由于⑴K+內(nèi)流；⑵Cl-內(nèi)流；⑶K+外流；⑷Na+內(nèi)流；⑸Ca++內(nèi)流3.各種可興奮組織產(chǎn)生興奮的共同標志是1）肌肉收縮;2）腺體分泌；3）產(chǎn)生神經(jīng)沖動；4）產(chǎn)生動作電位4.細胞受到刺激而興奮時，膜內(nèi)電位負值絕對值減小稱作1）極化；2）去極化；3）復(fù)極化；4）超極化；5）反極化本文檔共42頁；當前第39頁；編輯于星期三\2點24分5.動作電位產(chǎn)生過程中，膜內(nèi)電位由負變正稱為1)極化；2）去極化；3）復(fù)極化；4）超級化;5）反極化6.內(nèi)環(huán)境是指：⑴細胞外液；2）細胞內(nèi)液；3）細胞外液和組織內(nèi)液；4）組織液；5）血漿7.組織興奮后處于絕對不應(yīng)期，其興奮性為⑴零；⑵無限大；⑶大于正常；⑷小于正常;⑸等于正常8.神經(jīng)細胞動作電位上升相是由于⑴K+內(nèi)流；⑵Cl-內(nèi)流；⑶Na+內(nèi)流；⑷K+外流；⑸Ca++內(nèi)流9.細胞膜在靜息情況下，對下列哪種離子通透性最大？⑴K+；⑵Na+；⑶Cl-；⑷Ca++；⑸Mg++10.安靜時細胞膜兩側(cè)存在著正常數(shù)值的電位差稱為⑴極化；⑵去極化；⑶復(fù)極化；⑷超極化；⑸反極化11.在神經(jīng)細胞動作電位的去極化期，通透性最大的離子：⑴K+；⑵