1、第三章第三章 細胞的基本功能細胞的基本功能學習要點學習要點 物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運的方式物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運的方式 細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導 靜息電位及其產(chǎn)生靜息電位及其產(chǎn)生 動作電位及其產(chǎn)生動作電位及其產(chǎn)生 動作電位在同一細胞上的傳導動作電位在同一細胞上的傳導 興奮與興奮性興奮與興奮性 骨骼肌神經(jīng)骨骼肌神經(jīng)-肌接頭處的興奮傳遞肌接頭處的興奮傳遞 骨骼肌的收縮功能骨骼肌的收縮功能第一節(jié)細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能第一節(jié)細胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能 氧氣氧氣營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)細胞外信號分子細胞外信號分子攝入體內(nèi)的藥物攝入體內(nèi)的藥物排出排出代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物生物活性物質(zhì)生物活性物質(zhì)細胞膜及其兩側(cè)細胞膜及其兩側(cè)進入進入被動轉(zhuǎn)

2、運被動轉(zhuǎn)運物質(zhì)轉(zhuǎn)運方式物質(zhì)轉(zhuǎn)運方式 主動轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運出胞與入胞出胞與入胞單純擴散單純擴散易化擴散易化擴散一、被動轉(zhuǎn)運（一、被動轉(zhuǎn)運（passive transport）定義：定義：方式方式單純擴散（單純擴散（simple diffusion）易化擴散（易化擴散（facilitated diffusion）指分子或離子指分子或離子順著濃度梯度或電順著濃度梯度或電-化學梯化學梯度進行轉(zhuǎn)運，不需要額外消耗能量。度進行轉(zhuǎn)運，不需要額外消耗能量。（一）單純擴散（一）單純擴散 定義：定義： 移動量的大小移動量的大小膜兩側(cè)物質(zhì)分子膜兩側(cè)物質(zhì)分子的濃度梯度的濃度梯度膜的通透性和擴散面積膜的通透性和擴散面積 取

3、決于取決于 轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：O2、CO2及脂溶性小分子物質(zhì)及脂溶性小分子物質(zhì)物質(zhì)完全以物理擴散的方式所作的跨膜物質(zhì)完全以物理擴散的方式所作的跨膜運動，是物質(zhì)分子隨機熱運動的結(jié)果。運動，是物質(zhì)分子隨機熱運動的結(jié)果。 單純擴散單純擴散 單純擴散的特點單純擴散的特點底物：脂溶性小分子物質(zhì)。底物：脂溶性小分子物質(zhì)。轉(zhuǎn)運方向：高濃度向低濃度方向。轉(zhuǎn)運方向：高濃度向低濃度方向。動力：膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度梯度動力：膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度梯度。不需要膜上特殊蛋白質(zhì)的參與。不需要膜上特殊蛋白質(zhì)的參與。不需要細胞額外供能。不需要細胞額外供能。結(jié)果：物質(zhì)濃度在膜兩側(cè)達到平衡。結(jié)果：物質(zhì)濃度在膜兩側(cè)達到平衡。 （二）易

4、化擴散（二）易化擴散 定義：定義： 類型類型以以“載體載體”為中介的：葡萄糖、氨基酸等為中介的：葡萄糖、氨基酸等以以“通道通道”為中介的：為中介的：K+、Na+、Ca2+等離等離子子不溶于脂質(zhì)或很難溶于脂質(zhì)不溶于脂質(zhì)或很難溶于脂質(zhì)的某些物質(zhì)，的某些物質(zhì)，借助于細胞膜結(jié)構(gòu)中某些借助于細胞膜結(jié)構(gòu)中某些特殊蛋白質(zhì)特殊蛋白質(zhì)（載（載體或通道）的幫助，體或通道）的幫助，順濃度差順濃度差（電位差）（電位差）通過細胞膜，稱為通過細胞膜，稱為易化擴散易化擴散。 1. 經(jīng)載體的易化擴散經(jīng)載體的易化擴散是細胞膜上的鑲嵌蛋白質(zhì)。與被運輸?shù)奈镔|(zhì)是細胞膜上的鑲嵌蛋白質(zhì)。與被運輸?shù)奈镔|(zhì)有特異結(jié)合點。在膜的一側(cè)與處于高濃度

5、的有特異結(jié)合點。在膜的一側(cè)與處于高濃度的某一被運輸物質(zhì)結(jié)合后，移向膜的另一側(cè)，某一被運輸物質(zhì)結(jié)合后，移向膜的另一側(cè)，然后與被運輸物質(zhì)分離。然后與被運輸物質(zhì)分離。 載體：載體： 特征特征飽和現(xiàn)象飽和現(xiàn)象：載體數(shù)、結(jié)合位點數(shù)有限：載體數(shù)、結(jié)合位點數(shù)有限立體構(gòu)象特異性立體構(gòu)象特異性：選擇性地與某物質(zhì)特異性結(jié)合：選擇性地與某物質(zhì)特異性結(jié)合競爭性抑制競爭性抑制：一種物質(zhì)抑制另一種物質(zhì)轉(zhuǎn)運：一種物質(zhì)抑制另一種物質(zhì)轉(zhuǎn)運 轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)2. 經(jīng)通道的易化擴散經(jīng)通道的易化擴散 通道狀態(tài)的變化：通道狀態(tài)的變化：理化因素理化因素構(gòu)型變化構(gòu)型變化功能狀態(tài)改變功能狀態(tài)改

6、變開放狀態(tài)開放狀態(tài)（激活）（激活）關(guān)閉狀態(tài)關(guān)閉狀態(tài)（失活）（失活）備用狀態(tài)備用狀態(tài) 通道蛋白：通道蛋白：又稱離子通道，是一類貫穿脂質(zhì)雙分子層又稱離子通道，是一類貫穿脂質(zhì)雙分子層的膜蛋白，在特定的條件下，當分子中的的膜蛋白，在特定的條件下，當分子中的親水性孔道開放時，離子可經(jīng)孔道從高濃親水性孔道開放時，離子可經(jīng)孔道從高濃度的一側(cè)向低濃度的一側(cè)轉(zhuǎn)運。度的一側(cè)向低濃度的一側(cè)轉(zhuǎn)運。 轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：Na+、K+、Ca2+、Cl-等帶電離子等帶電離子通道蛋白通道蛋白 通道的特征通道的特征:電壓門控通道電壓門控通道:化學門控通道化學門控通道:機械門控通道機械門控通道:通道的開關(guān)決定于通道蛋白通道的

7、開關(guān)決定于通道蛋白所在的膜兩側(cè)的電位差。所在的膜兩側(cè)的電位差。通道的開關(guān)決定于膜所在的通道的開關(guān)決定于膜所在的環(huán)境中存在化學物質(zhì)（如遞環(huán)境中存在化學物質(zhì)（如遞質(zhì)、激素或藥物等）的濃度。質(zhì)、激素或藥物等）的濃度。通道的開關(guān)決定于通道蛋白通道的開關(guān)決定于通道蛋白接受的機械刺激。接受的機械刺激。（1）離子的選擇性）離子的選擇性（2）門控特性）門控特性決定于孔道內(nèi)壁電荷性質(zhì)、孔道大小決定于孔道內(nèi)壁電荷性質(zhì)、孔道大小通道開放通道開放離子進入膜內(nèi)離子進入膜內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)（ACh）離子離子細胞外細胞外細胞內(nèi)細胞內(nèi) 易化擴散轉(zhuǎn)運的特點易化擴散轉(zhuǎn)運的特點底物：水溶性小分子物質(zhì)。底物：水溶性小分子物質(zhì)。轉(zhuǎn)運方

8、向：高濃度向低濃度方向。轉(zhuǎn)運方向：高濃度向低濃度方向。動力：膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度梯度動力：膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度梯度。需要細胞膜提供結(jié)構(gòu)需要細胞膜提供結(jié)構(gòu)(載體或通道載體或通道) 支持。支持。細胞不消耗能量。細胞不消耗能量。單純擴散單純擴散易化擴散易化擴散被動轉(zhuǎn)運被動轉(zhuǎn)運二、主動轉(zhuǎn)運（二、主動轉(zhuǎn)運（active transport） 指細胞膜將物質(zhì)分子或離子從濃度指細胞膜將物質(zhì)分子或離子從濃度低低的一的一側(cè)向濃度側(cè)向濃度高高的一側(cè)轉(zhuǎn)運的過程。需要細胞的一側(cè)轉(zhuǎn)運的過程。需要細胞代謝供給能量。與細胞代謝密切相關(guān)。代謝供給能量。與細胞代謝密切相關(guān)。 轉(zhuǎn)運的物質(zhì)：轉(zhuǎn)運的物質(zhì)： 類型：類型：原發(fā)主動轉(zhuǎn)運原發(fā)主動轉(zhuǎn)

9、運繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運Na+、K+、Ca2+、H+、I-、Cl-等離子等離子葡萄糖、氨基酸等分子。葡萄糖、氨基酸等分子。是否需要是否需要ATP直接供能直接供能 重要的例子：重要的例子：Na+-K+泵（泵（Na+泵）泵）ATP酶酶Na+K+細胞外細胞外K+細胞內(nèi)細胞內(nèi)Na+由細胞膜或內(nèi)膜上具有由細胞膜或內(nèi)膜上具有ATP酶活性的特殊酶活性的特殊泵蛋白，泵蛋白，直接水解直接水解ATP提供能量而將一種提供能量而將一種或多種物質(zhì)逆著各自的濃度梯度或電化學或多種物質(zhì)逆著各自的濃度梯度或電化學梯度進行跨膜轉(zhuǎn)運。梯度進行跨膜轉(zhuǎn)運。 （一）原發(fā)主動轉(zhuǎn)運（一）原發(fā)主動轉(zhuǎn)運（primary active tra

10、nsport） 結(jié)構(gòu)支持：泵，即起泵作用的轉(zhuǎn)運蛋白結(jié)構(gòu)支持：泵，即起泵作用的轉(zhuǎn)運蛋白 定義：定義：原發(fā)主動轉(zhuǎn)運原發(fā)主動轉(zhuǎn)運Na+-K+ 泵模型泵模型細胞內(nèi)細胞內(nèi)細胞外細胞外鈉泵活動的意義鈉泵活動的意義形成和保持細胞內(nèi)外形成和保持細胞內(nèi)外Na+、K+的不均衡分布的不均衡分布 K+iK+o 30倍、倍、Na+oNa+i 10倍倍 細胞生物電產(chǎn)生的重要條件細胞生物電產(chǎn)生的重要條件 細胞內(nèi)高細胞內(nèi)高K濃度是細胞內(nèi)許多代謝反應所必需濃度是細胞內(nèi)許多代謝反應所必需 維持細胞內(nèi)液的正常滲透壓和細胞容積的相對穩(wěn)定維持細胞內(nèi)液的正常滲透壓和細胞容積的相對穩(wěn)定 細胞外較高的細胞外較高的Na濃度所貯存的勢能濃度所貯

11、存的勢能 可用于其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)運可用于其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)運( (二二) ) 繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運 (secondary active transport)一些物質(zhì)一些物質(zhì)借助于鈉泵借助于鈉泵的工作所建立的的工作所建立的Na+離子在細胞膜兩側(cè)的濃度勢能，離子在細胞膜兩側(cè)的濃度勢能，逆濃度梯度所進行的跨膜轉(zhuǎn)運。逆濃度梯度所進行的跨膜轉(zhuǎn)運。 特點：特點：以原發(fā)主動轉(zhuǎn)運為基礎，通過鈉泵的活動首先建以原發(fā)主動轉(zhuǎn)運為基礎，通過鈉泵的活動首先建立起細胞內(nèi)、外立起細胞內(nèi)、外Na+離子濃度梯度。離子濃度梯度。物質(zhì)逆濃度梯度的轉(zhuǎn)運與物質(zhì)逆濃度梯度的轉(zhuǎn)運與Na+離子順濃度梯度的離子順濃度梯度的轉(zhuǎn)運耦聯(lián)進行。轉(zhuǎn)運耦聯(lián)進行

12、。ATP間接為這些物質(zhì)逆濃度梯度的轉(zhuǎn)運供能。間接為這些物質(zhì)逆濃度梯度的轉(zhuǎn)運供能。 定義：定義：繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運示意圖繼發(fā)主動轉(zhuǎn)運示意圖同向轉(zhuǎn)運：同向轉(zhuǎn)運：逆向轉(zhuǎn)運：逆向轉(zhuǎn)運： 分型：分型：物質(zhì)轉(zhuǎn)運與物質(zhì)轉(zhuǎn)運與Na+離子順濃度梯度方離子順濃度梯度方向一致。向一致。物質(zhì)轉(zhuǎn)運與物質(zhì)轉(zhuǎn)運與Na+離子順濃度梯度方離子順濃度梯度方向相反。向相反。例：葡萄糖、氨基酸在小腸的吸收例：葡萄糖、氨基酸在小腸的吸收例：例：Na+-H+交換、交換、Na+-Ca2+交換交換葡萄糖和氨基酸在小腸粘膜上皮細胞的吸收葡萄糖和氨基酸在小腸粘膜上皮細胞的吸收 主動轉(zhuǎn)運的特點主動轉(zhuǎn)運的特點底物：水溶性小分子物質(zhì)。底物：水溶性小分子物質(zhì)

13、。轉(zhuǎn)運方向：低濃度向高濃度方向。轉(zhuǎn)運方向：低濃度向高濃度方向。動力：細胞膜需要提供結(jié)構(gòu)（泵）支持。動力：細胞膜需要提供結(jié)構(gòu)（泵）支持。細胞消耗能量。細胞消耗能量。被動轉(zhuǎn)運與主動轉(zhuǎn)運方式的比較：被動轉(zhuǎn)運與主動轉(zhuǎn)運方式的比較：單純擴散單純擴散 易化擴散易化擴散通道通道 載體載體原發(fā)性原發(fā)性 繼發(fā)性繼發(fā)性轉(zhuǎn)運方向轉(zhuǎn)運方向高濃度高濃度低濃度低濃度低濃度低濃度高濃度高濃度膜轉(zhuǎn)運蛋白膜轉(zhuǎn)運蛋白否否需需需需需需需需飽和現(xiàn)象飽和現(xiàn)象無無有有無無有有有有化學特異性化學特異性無無有有有有有有有有消耗代謝能消耗代謝能及來源及來源不消耗不消耗消耗消耗鈉泵鈉泵消耗消耗離子濃差離子濃差鈉泵鈉泵轉(zhuǎn)運的物質(zhì)轉(zhuǎn)運的物質(zhì)O2,

14、CO2脂肪酸脂肪酸Na+K+ Ca2+葡萄糖葡萄糖氨基酸氨基酸Na+、K+Ca2+、H+葡萄糖葡萄糖氨基酸氨基酸三、入胞和出胞三、入胞和出胞 一些一些大分子大分子物質(zhì)或物質(zhì)團塊進出細胞是物質(zhì)或物質(zhì)團塊進出細胞是通過細胞的入胞和出胞形式來實現(xiàn)的。通過細胞的入胞和出胞形式來實現(xiàn)的。又稱內(nèi)吞，是指細胞外某些物質(zhì)團塊進入又稱內(nèi)吞，是指細胞外某些物質(zhì)團塊進入細胞的過程。細胞的過程。（一）入胞（一）入胞（endocytosis）：）：吞噬：固體吞噬：固體吞飲：液體吞飲：液體又稱胞吐，是指某些物質(zhì)由細胞排出的過程，又稱胞吐，是指某些物質(zhì)由細胞排出的過程，這主要見于細胞的這主要見于細胞的分泌分泌活動?；顒印＃?/p>

15、二）出胞（二）出胞（exocytosis）：）：受體介導入胞受體介導入胞 細胞的入胞和出胞過程細胞的入胞和出胞過程（1）配體與膜上的受體結(jié)合。）配體與膜上的受體結(jié)合。（2）結(jié)合處膜內(nèi)陷形成囊泡。）結(jié)合處膜內(nèi)陷形成囊泡。（3）囊泡與膜再分離。）囊泡與膜再分離。（4）進入細胞后，配體與受體）進入細胞后，配體與受體分離。分離。（5）配體彌散至胞漿中。）配體彌散至胞漿中。（6）失去配體的小泡，與其膜）失去配體的小泡，與其膜上的受體一起轉(zhuǎn)運至細胞膜處，上的受體一起轉(zhuǎn)運至細胞膜處，以出胞的形式重新成為細胞膜的以出胞的形式重新成為細胞膜的一部分。一部分。受體介導入胞受體介導入胞第二節(jié)細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導第二節(jié)

16、細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導定義：定義：通過配體實現(xiàn)對細胞的調(diào)節(jié)及其作用過程為通過配體實現(xiàn)對細胞的調(diào)節(jié)及其作用過程為細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導。細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導。 歷史：歷史：19世紀末，世紀末，Langley、Dale等科學家提出細胞等科學家提出細胞表面有受體設想，以解釋藥物或毒物對細胞表面有受體設想，以解釋藥物或毒物對細胞的作用途徑。以后實驗證明，所有的多細胞的作用途徑。以后實驗證明，所有的多細胞生物體內(nèi)都進行著細胞間通訊，并大多數(shù)以生物體內(nèi)都進行著細胞間通訊，并大多數(shù)以化學信號分子實現(xiàn)?；瘜W信號分子實現(xiàn)。 配體：配體：能與受體發(fā)生特異結(jié)合的活性物質(zhì)。包括激能與受體發(fā)生特異結(jié)合的活性物質(zhì)。包括激素、遞質(zhì)、

17、藥物、光子等，又稱素、遞質(zhì)、藥物、光子等，又稱第一信使第一信使。 受體：受體：能識別相應配體并與之結(jié)合能完成信號轉(zhuǎn)導能識別相應配體并與之結(jié)合能完成信號轉(zhuǎn)導的蛋白質(zhì)。的蛋白質(zhì)。G-蛋白耦聯(lián)受體介導的跨膜信號傳導蛋白耦聯(lián)受體介導的跨膜信號傳導 通道介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導通道介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導 酶耦聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導酶耦聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導 分類分類 一、一、G-蛋白耦聯(lián)受體介導的跨膜信蛋白耦聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導號轉(zhuǎn)導受體受體 G蛋白效應器分子蛋白效應器分子 G-蛋白蛋白 組成組成 酶分子：催化底物生成第二信使酶分子：催化底物生成第二信使（cAMP 等）等） 離子通道（離子通道（ G-蛋白

18、調(diào)節(jié)）蛋白調(diào)節(jié)） 化學信息化學信息（第一信使）（第一信使）+ 受體受體G蛋白蛋白ADPATP效應器酶效應器酶第二信使第二信使 （cAMP）改變細胞內(nèi)的生理過程改變細胞內(nèi)的生理過程變構(gòu)變構(gòu)(+)PiPi+or 以酶分子作為效應器分子的信號轉(zhuǎn)導：以酶分子作為效應器分子的信號轉(zhuǎn)導： （腺苷酸環(huán)化酶）（腺苷酸環(huán)化酶）蛋白激酶蛋白激酶（蛋白激酶（蛋白激酶A）蛋白質(zhì)磷酸化蛋白質(zhì)磷酸化G-蛋白耦聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導蛋白耦聯(lián)受體介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導第二信使：在配體的作用下，細胞內(nèi)產(chǎn)生的能第二信使：在配體的作用下，細胞內(nèi)產(chǎn)生的能攜帶配體信息的化學物質(zhì)稱為攜帶配體信息的化學物質(zhì)稱為第二信使第二信使 其他第二信使

19、有：環(huán)鳥苷酸（其他第二信使有：環(huán)鳥苷酸（cGMP），三磷），三磷酸肌醇（酸肌醇（IP3），二酰甘油（），二酰甘油（DG），），Ca2+等。等。二、通道介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導二、通道介導的跨膜信號轉(zhuǎn)導 （一）化學門控通道：（一）化學門控通道：化學信號控制化學信號控制（二）電壓門控通道：（二）電壓門控通道：對膜電位敏感對膜電位敏感（三）機械門控通道：（三）機械門控通道：對機械刺激敏感對機械刺激敏感N2型型ACh門控通道門控通道N2型型ACh門控通道門控通道三、酶耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導三、酶耦聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導 ( (一一) ) 酪氨酸激酶受體介導的信號轉(zhuǎn)導酪氨酸激酶受體介導的信號轉(zhuǎn)導( (二二) )

20、 結(jié)合酪氨酸激酶受體介導的信號轉(zhuǎn)導結(jié)合酪氨酸激酶受體介導的信號轉(zhuǎn)導（三）鳥苷酸環(huán)化酶受體介導的信號轉(zhuǎn)導（三）鳥苷酸環(huán)化酶受體介導的信號轉(zhuǎn)導第三節(jié)第三節(jié) 細胞的生物電現(xiàn)象與興奮性細胞的生物電現(xiàn)象與興奮性 一、一、 細胞生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制細胞生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制二二 、細胞的興奮和興奮性、細胞的興奮和興奮性一、細胞生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制一、細胞生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制 生物電現(xiàn)象及歷史（生物電現(xiàn)象及歷史（Galvani）。）。 細胞在安靜或活動時，都有生物電現(xiàn)象。細胞在安靜或活動時，都有生物電現(xiàn)象。 采用微電極技術(shù)對細胞內(nèi)電位變化進行研究。采用微電極技術(shù)對細胞內(nèi)電位變化進行研究。 方法：細胞水

21、平研究。方法：細胞水平研究。 材料：微電極、電位儀、槍烏賊大神經(jīng)。材料：微電極、電位儀、槍烏賊大神經(jīng)。( (一一) )兩個重要的細胞生物電現(xiàn)象兩個重要的細胞生物電現(xiàn)象微電極測量單一神經(jīng)纖維的膜電位示意圖微電極測量單一神經(jīng)纖維的膜電位示意圖1. 靜息電位（靜息電位（resting potential, Rp） 指細胞在指細胞在未受刺激未受刺激時（靜息狀態(tài)時（靜息狀態(tài)下），存在于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的下），存在于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。電位差。 概念：概念： 特點：特點：A. 內(nèi)負外正（極化狀態(tài)）內(nèi)負外正（極化狀態(tài)）B. 大?。河胁町?，均為大小：有差異，均為mV級級C. 穩(wěn)定的直流電位穩(wěn)定的直流電位2.

22、 動作電位（動作電位（Action potential, Ap）活體細胞在靜息電位的基礎上活體細胞在靜息電位的基礎上接受刺激接受刺激時，受刺激處細胞膜兩側(cè)出現(xiàn)的快速可逆時，受刺激處細胞膜兩側(cè)出現(xiàn)的快速可逆的電位逆轉(zhuǎn)和復原。的電位逆轉(zhuǎn)和復原。 概念：概念：是細胞是細胞興奮興奮的標志。的標志。 組成：組成：去極化去極化反極化或超射反極化或超射復極化復極化stimulate0 mV神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維AP與動作電位有關(guān)的概念與動作電位有關(guān)的概念 極化極化 去極化去極化 復極化復極化 超極化超極化 鋒電位鋒電位 后電位后電位 負后電位負后電位 正后電位正后電位 閾電位閾電位去極化：去極化：由由內(nèi)負外正內(nèi)負

23、外正變?yōu)樽優(yōu)橥庳搩?nèi)正。外負內(nèi)正。反極化或超射：反極化或超射： 膜內(nèi)電位由膜內(nèi)電位由零變?yōu)檎怠Ａ阕優(yōu)檎?。復極化：復極化： 恢復至靜息時恢復至靜息時內(nèi)負外正內(nèi)負外正的狀態(tài)。的狀態(tài)。極化：極化：靜息時靜息時內(nèi)負外正內(nèi)負外正的狀態(tài)。的狀態(tài)。超極化：超極化： 原有靜息電位值進一步降低。原有靜息電位值進一步降低。與與極化極化相關(guān)的概念：相關(guān)的概念： 時間（時間（ms）-70-550+35mV去極化去極化復極化復極化超極化超極化超射超射閾電位：閾電位： 細胞受刺激后，膜內(nèi)去極化，達到某一臨界細胞受刺激后，膜內(nèi)去極化，達到某一臨界值后產(chǎn)生快速的膜內(nèi)電位上升變化，此臨界值后產(chǎn)生快速的膜內(nèi)電位上升變化，此臨界

24、值稱為閾電位。值稱為閾電位。通常比原有靜息電位小通常比原有靜息電位小1020 mV。后電位：后電位：鋒電位：鋒電位：描記動作電位曲線，可見其快速的上升支描記動作電位曲線，可見其快速的上升支（即去極相）和快速的下降支（即復極相）（即去極相）和快速的下降支（即復極相）成一尖銳的脈沖，稱為鋒電位。成一尖銳的脈沖，稱為鋒電位。在鋒電位下降支最后恢復到靜息電位水平在鋒電位下降支最后恢復到靜息電位水平以前，膜兩側(cè)電位還有一些微小而緩慢的以前，膜兩側(cè)電位還有一些微小而緩慢的波動，稱為后電位。波動，稱為后電位。與與電位電位相關(guān)的概念：相關(guān)的概念：負后電位（去極化電位）正后電位時間（時間（ms）正后電位正后電位

25、負后電位負后電位-70-550+35mV刺激偽跡刺激偽跡鋒電位鋒電位后電位后電位閾電位閾電位神經(jīng)纖維動作電位示意圖神經(jīng)纖維動作電位示意圖動作電位的特點動作電位的特點 “全全”或或“無無”；不減衰；不重疊。；不減衰；不重疊?！叭盇p的幅度不隨有效刺激強度的的幅度不隨有效刺激強度的增強而增大增強而增大膜各部分的極化狀態(tài)一致，則膜各部分的極化狀態(tài)一致，則Ap在傳導過程中不衰減在傳導過程中不衰減“無無”閾下刺激不產(chǎn)生動作電位閾下刺激不產(chǎn)生動作電位 可傳播性可傳播性 神經(jīng)纖維的動作電位神經(jīng)纖維的動作電位鋒電位鋒電位上升支上升支去極相去極相下降支下降支復極相復極相后電位后電位負后電位：負后電位：15

26、ms正后電位：正后電位：80 ms（二）細胞生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機制（二）細胞生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機制1.基本原理基本原理 膜學說膜學說2. 靜息電位的產(chǎn)生機制靜息電位的產(chǎn)生機制（1）膜內(nèi)、外的離子分布不均）膜內(nèi)、外的離子分布不均 膜外：膜外：Na+和和Cl 濃度高濃度高 膜內(nèi)：膜內(nèi)：K+和和A濃度高濃度高 由于存在離子的濃度梯度（濃度差），因此離由于存在離子的濃度梯度（濃度差），因此離子有順濃度梯度，向膜內(nèi)外擴散的趨勢。子有順濃度梯度，向膜內(nèi)外擴散的趨勢。 Na+Cl-K+A-K+Na+Cl-（2）細胞膜的通透性）細胞膜的通透性安靜時安靜時對對 Na+和和Cl 通透性小通透性小對對A幾乎不通透幾乎不

27、通透對對K+的通透性較大的通透性較大 （K+通道開放）通道開放）K+外流外流內(nèi)負外正電位差內(nèi)負外正電位差=K+的濃度差的濃度差K+凈通量為凈通量為0靜息電位靜息電位=K+的平衡電位的平衡電位K+A-K+ +K+K+K+外流形成外流形成 K+平衡電位平衡電位神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維電勢能電勢能30 K+1 K+ + + + + + +A -濃差勢能濃差勢能3. 動作電位的產(chǎn)生動作電位的產(chǎn)生（1）去極化：）去極化： Na+內(nèi)流內(nèi)流+ +- -閾電位閾電位 （高（高1020 mV）Na+通道開放通道開放去極化去極化Na+的平衡電位的平衡電位=超射值超射值正反饋或自生性增加正反饋或自生性增加去極化電位去極化電

28、位產(chǎn)生條件：閾刺激、閾上刺激、多次閾下刺激。產(chǎn)生條件：閾刺激、閾上刺激、多次閾下刺激。 （2）復極化：）復極化：K+外流外流（3）動作電位后：）動作電位后：Na+-K+交換交換過度去極化過度去極化Na+通道失活通道失活電壓門控電壓門控K+通道開放通道開放K+外流外流細胞內(nèi)細胞內(nèi)Na+細胞外細胞外K+Na+-K+泵泵恢復離子分布恢復離子分布-70-55-85膜電位膜電位（mV）AP閾電位水平閾電位水平局部興奮局部興奮Rp水平水平閾電位的產(chǎn)生閾電位的產(chǎn)生記錄記錄刺激刺激神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維4. 局部反應或局部興奮局部反應或局部興奮（1）局部興奮（局部反應）局部興奮（局部反應）:（2）局部興奮的特征：）

29、局部興奮的特征：閾下刺激閾下刺激Na+通道通道少量開放少量開放少量少量Na+內(nèi)流內(nèi)流局部去局部去極化極化無不應期無不應期疊加疊加時間總和時間總和空間總和空間總和 沒有沒有“全全”或或“無無”現(xiàn)象現(xiàn)象 向周圍電緊張性擴布向周圍電緊張性擴布 可以總合可以總合衰減性的衰減性的幅度幅度速度速度局部興奮與動作電位的區(qū)別：局部興奮與動作電位的區(qū)別：不衰減擴布不衰減擴布電緊張擴布電緊張擴布傳播特點傳播特點無無有有總和現(xiàn)象總和現(xiàn)象有有無無“全或無全或無”特點特點大大小小膜電位變化幅度膜電位變化幅度多多少少鈉通道開放數(shù)鈉通道開放數(shù)閾、閾上刺激、多次閾下閾、閾上刺激、多次閾下閾下刺激閾下刺激刺激強度刺激強度動作電

30、位動作電位局部興奮局部興奮區(qū)別區(qū)別（三）動作電位的傳導（三）動作電位的傳導 1動作電位在動作電位在同一同一細胞的細胞的傳導傳導 A. 無髓神經(jīng)纖維無髓神經(jīng)纖維局部電流局部電流未興奮段去極化未興奮段去極化興奮興奮沿神經(jīng)纖維傳導沿神經(jīng)纖維傳導神經(jīng)沖動神經(jīng)沖動（1）傳導機制）傳導機制 局部電流局部電流 神經(jīng)纖維傳導機制模式圖神經(jīng)纖維傳導機制模式圖傳導機制傳導機制局部電流局部電流+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維無髓神經(jīng)纖維無髓神經(jīng)纖維B. 有髓神經(jīng)纖維：跳躍式傳導有髓神經(jīng)纖維：跳躍式傳導+- - - -+-+- - -+-AB髓鞘不導電，髓鞘不導電，不允許離子通過

31、不允許離子通過局部電流在郎局部電流在郎飛結(jié)間形成飛結(jié)間形成跳躍式傳導跳躍式傳導有髓神經(jīng)纖維有髓神經(jīng)纖維跳躍式傳導跳躍式傳導+-+-+刺激刺激（2） 影響傳導的因素影響傳導的因素 細胞直徑大小細胞直徑大小 動作電位去極化幅度動作電位去極化幅度 神經(jīng)纖維：有髓神經(jīng)纖維：有髓 無髓無髓 細胞膜各處膜電位的均一性細胞膜各處膜電位的均一性（3）動作電位傳導的特征）動作電位傳導的特征 完整性：結(jié)構(gòu)和生理功能的完整完整性：結(jié)構(gòu)和生理功能的完整 雙向性：向相反的兩個反向傳導雙向性：向相反的兩個反向傳導 絕緣性：使神經(jīng)的調(diào)節(jié)更為精確絕緣性：使神經(jīng)的調(diào)節(jié)更為精確 相對不疲勞：耗能較少相對不疲勞：耗能較少2. 動作

32、電位在動作電位在不同細胞不同細胞之間的之間的傳遞傳遞 心肌和平滑肌的細胞間存在縫隙連接。心肌和平滑肌的細胞間存在縫隙連接。由由6個稱為連接子的單體蛋白形成同源六聚體。個稱為連接子的單體蛋白形成同源六聚體。（1）動作電位通過縫隙連接的傳遞）動作電位通過縫隙連接的傳遞 （2）動作電位通過神經(jīng)突觸或神經(jīng)肌接頭）動作電位通過神經(jīng)突觸或神經(jīng)肌接頭的傳遞（化學性傳遞）的傳遞（化學性傳遞） 二、細胞的興奮和興奮性二、細胞的興奮和興奮性( (一一) )細胞的興奮和可興奮細胞細胞的興奮和可興奮細胞 傳統(tǒng)生理學將細胞或組織對刺激發(fā)生的反應傳統(tǒng)生理學將細胞或組織對刺激發(fā)生的反應稱為稱為興奮（興奮（excitatio

33、n）。）。在現(xiàn)代生理學中，興奮被看作是在現(xiàn)代生理學中，興奮被看作是動作電位動作電位的的同義語或同義語或動作電位產(chǎn)生的過程。動作電位產(chǎn)生的過程。 凡是受刺激后能產(chǎn)生動作電位的細胞，稱為凡是受刺激后能產(chǎn)生動作電位的細胞，稱為可興奮細胞。神經(jīng)細胞、肌細胞和腺細胞可興奮細胞。神經(jīng)細胞、肌細胞和腺細胞都都屬于可興奮細胞。屬于可興奮細胞。 ( (二二) ) 細胞產(chǎn)生興奮的條件細胞產(chǎn)生興奮的條件 1. 興奮性（興奮性（excitability）可興奮細胞或組織對刺激發(fā)生反應的能力稱可興奮細胞或組織對刺激發(fā)生反應的能力稱興奮性興奮性。從生物電的角度看，可興奮細胞受到刺激產(chǎn)從生物電的角度看，可興奮細胞受到刺激產(chǎn)

34、生動作電位的能力，稱為生動作電位的能力，稱為興奮性興奮性。2. 刺激（刺激（stimulation）內(nèi)、外環(huán)境變化內(nèi)、外環(huán)境變化有效刺激：有效刺激：無效刺激無效刺激有反應的刺激有反應的刺激刺激的三個條件刺激的三個條件刺激的形式：刺激的形式：機械刺激，物理刺激（電刺激），機械刺激，物理刺激（電刺激），化學刺激，生物刺激等?；瘜W刺激，生物刺激等。一定的強度一定的強度一定的持續(xù)時一定的持續(xù)時間間一定的強度對時間的變化率一定的強度對時間的變化率3. 反應：反應：刺激作用下，機體作出的應答。刺激作用下，機體作出的應答。反應的形式反應的形式機體由相對靜止轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)機體由相對靜止轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訝顟B(tài)或由活動弱

35、轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訌姷臓顟B(tài)或由活動弱轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訌姷臓顟B(tài)（動作電位）（動作電位）興奮：興奮：抑制：抑制： 機體由活動轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬o止狀態(tài)機體由活動轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬o止狀態(tài)或由活動強轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒尤醯臓顟B(tài)或由活動強轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒尤醯臓顟B(tài)（超極化）（超極化）4. 閾強度（閾強度（threshold intensity）強度強度-時間變化率固定，刺激持續(xù)時間恒定時間變化率固定，刺激持續(xù)時間恒定和足夠時，能引起組織或細胞發(fā)生興奮或和足夠時，能引起組織或細胞發(fā)生興奮或產(chǎn)生動作電位的產(chǎn)生動作電位的最小刺激強度最小刺激強度，又稱又稱閾值閾值。意義：意義： 反映組織興奮性的高低。反映組織興奮性的高低。閾強度低，興奮性高。閾強度低，興奮

36、性高。閾強度高，興奮性低。閾強度高，興奮性低。概念：概念：（三）細胞一次興奮（三）細胞一次興奮過程中過程中興奮性的興奮性的周期性變化周期性變化分期分期刺激強度刺激強度 興奮性興奮性可能機制可能機制對應的對應的Ap時程時程絕對不應期絕對不應期無限大無限大無無Na+通道處于失活狀通道處于失活狀態(tài)態(tài)鋒電位鋒電位相對不應期相對不應期閾上刺激閾上刺激 閾刺激閾刺激低于低于正常正常Na+通道逐漸恢復通道逐漸恢復負后電位負后電位超常期超常期閾下刺激閾下刺激高于高于正常正常Na+通道恢復至備用通道恢復至備用狀態(tài)，電位水平距閾狀態(tài)，電位水平距閾電位近電位近低常期低常期閾上刺激閾上刺激低于低于正常正常電位水平距閾

37、電位遠電位水平距閾電位遠 正后電位正后電位動作電位的組成與興奮性周期的對應關(guān)系動作電位的組成與興奮性周期的對應關(guān)系 第四節(jié)第四節(jié) 骨胳肌的收縮功能骨胳肌的收縮功能 運動單位：運動單位：一個運動神經(jīng)元和所支配的一個運動神經(jīng)元和所支配的所有肌纖維。所有肌纖維。神經(jīng)元模式圖神經(jīng)元模式圖一、神經(jīng)一、神經(jīng)-肌接頭的興奮傳遞肌接頭的興奮傳遞 神經(jīng)神經(jīng)-肌接頭：肌接頭： 神經(jīng)纖維末梢膜與肌膜相接觸的部位。神經(jīng)纖維末梢膜與肌膜相接觸的部位。接頭前膜接頭前膜接頭后膜接頭后膜（終板膜）（終板膜）接頭間隙：接頭間隙：囊泡（囊泡（ACh)N2型型ACh受體受體50 nm（一）神經(jīng)（一）神經(jīng)-肌接頭的結(jié)構(gòu)肌接頭的結(jié)構(gòu)線

38、粒體線粒體小皺褶小皺褶膽堿酯酶膽堿酯酶神經(jīng)神經(jīng)-肌接頭的結(jié)構(gòu)肌接頭的結(jié)構(gòu)遞質(zhì)囊泡（遞質(zhì)囊泡（ACh）運動終板膜運動終板膜肌節(jié)肌節(jié)接頭間隙接頭間隙接頭前膜接頭前膜神經(jīng)肌接頭的結(jié)構(gòu)神經(jīng)肌接頭的結(jié)構(gòu)（二）神經(jīng)（二）神經(jīng)-肌接頭的興奮傳遞肌接頭的興奮傳遞神經(jīng)沖動神經(jīng)沖動接頭前膜產(chǎn)生接頭前膜產(chǎn)生AP 電壓門控電壓門控Ca2+通道開放通道開放Ca2+內(nèi)流內(nèi)流降低軸漿粘滯性降低軸漿粘滯性囊泡的可移動性囊泡的可移動性中和負電荷中和負電荷囊泡易與前膜融合囊泡易與前膜融合囊泡向前膜移動、融合、釋放囊泡向前膜移動、融合、釋放ACh ACh+N2受體受體受體變構(gòu)受體變構(gòu)離子通道開放離子通道開放主要主要Na+內(nèi)流內(nèi)流去

39、極化（終板電位），是局部興奮去極化（終板電位），是局部興奮（終板膜）（終板膜）電緊張方式傳導電緊張方式傳導達到閾電位水平達到閾電位水平AP（肌膜）（肌膜）在肌膜上傳導在肌膜上傳導促進促進總和總和（三）神經(jīng)（三）神經(jīng)-肌接頭興奮傳遞的特征及影肌接頭興奮傳遞的特征及影響因素響因素 化學性興奮傳遞：電化學性興奮傳遞：電 化學性化學性 電電 單向傳遞：接頭前膜單向傳遞：接頭前膜 終板膜終板膜 時間延擱時間延擱 相對易疲勞相對易疲勞 易受藥物和其他環(huán)境因素的影響易受藥物和其他環(huán)境因素的影響1神經(jīng)神經(jīng)-肌接頭興奮的傳遞的特征肌接頭興奮的傳遞的特征 2. 影響神經(jīng)影響神經(jīng)-肌接頭興奮傳遞的因素肌接頭興奮傳遞

40、的因素機制：與機制：與ACh競爭競爭N受體，無活性，稱受體阻斷劑。受體，無活性，稱受體阻斷劑。機制：與機制：與N受體結(jié)合，不易被膽堿酯酶水解。受體結(jié)合，不易被膽堿酯酶水解。 箭毒類藥物：作用于箭毒類藥物：作用于N受體受體 琥珀酰膽堿（司可林）：作用于琥珀酰膽堿（司可林）：作用于N受體受體二、骨骼肌的機械收縮活動二、骨骼肌的機械收縮活動（一）骨骼肌細胞超微結(jié)構(gòu)及分子組成（一）骨骼肌細胞超微結(jié)構(gòu)及分子組成骨骼肌骨骼肌肌纖維肌纖維肌漿肌漿細胞核細胞核肌原纖維肌原纖維肌管系統(tǒng)肌管系統(tǒng)肌膜肌膜粗肌絲粗肌絲細肌絲細肌絲橫管橫管縱管縱管肌肉肌肉肌纖維肌纖維肌原纖維肌原纖維1. 肌原纖維肌原纖維 肌節(jié)：肌節(jié)：

41、 是肌細胞的基本功能單位。是肌細胞的基本功能單位。粗肌絲粗肌絲細肌絲細肌絲相鄰相鄰Z線間的一段肌原纖維，線間的一段肌原纖維，1/2明帶明帶 + 暗帶暗帶 + 1/2明帶，明帶，肌原纖維超微結(jié)構(gòu)模式圖肌原纖維超微結(jié)構(gòu)模式圖肌原纖維超微結(jié)構(gòu)模式圖肌原纖維超微結(jié)構(gòu)模式圖肌節(jié)肌節(jié)（1）粗肌絲）粗肌絲 分子組成：分子組成： 肌球蛋白（肌凝蛋白）肌球蛋白（肌凝蛋白） 桿狀部桿狀部主干主干球狀頭球狀頭橫橋橫橋 200300個個 長桿狀主干長桿狀主干球狀頭球狀頭橫橋橫橋 橫橋的特點：橫橋的特點：A.是是ATP酶，可水解酶，可水解ATP供能供能B.與細肌絲中的肌動蛋白可逆性地結(jié)合。與細肌絲中的肌動蛋白可逆性地結(jié)

42、合。結(jié)合一個位點結(jié)合一個位點頭向頭向M線方向扭動，拖拉細肌絲線方向扭動，拖拉細肌絲分離分離再結(jié)合下一個位點再結(jié)合下一個位點激活激活M線線橫橋扭動與細肌絲滑行圖解橫橋扭動與細肌絲滑行圖解（2）細肌絲）細肌絲 分子組成分子組成 肌動（纖）蛋白肌動（纖）蛋白 原肌球（凝）蛋白原肌球（凝）蛋白 肌鈣蛋白肌鈣蛋白球形單體球形單體雙螺旋體雙螺旋體主干主干 每一個單體上有一個與肌球蛋白的結(jié)合位點每一個單體上有一個與肌球蛋白的結(jié)合位點纖維狀單體纖維狀單體雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu) 安靜時，覆蓋肌動蛋白上各結(jié)合位點安靜時，覆蓋肌動蛋白上各結(jié)合位點球形球形TCIT：結(jié)合至原肌球蛋白：結(jié)合至原肌球蛋白C：與：與Ca2+親和親和I: 信息傳遞信息傳遞 細肌絲的分子組成細肌絲的分子組成肌動蛋白肌動蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白肌鈣蛋白肌鈣蛋白 肌漿肌漿Ca2+濃度增加導致肌纖蛋白濃度增加導致肌纖蛋白上的結(jié)合點暴露圖解上的結(jié)合點暴露圖解 收縮蛋白收縮蛋白 調(diào)節(jié)蛋白調(diào)節(jié)蛋白肌動蛋白肌動蛋白肌鈣蛋白肌鈣蛋白肌球蛋白肌