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1、第二章 细胞的基本功能 学 习 目 标 1举例说明细胞膜对物质转运的 方式、特点 2静息电位和动作电位的概念及 产生机制 3兴奋在同一细胞上的传导过程 4肌肉收缩机制 第一节 细胞膜的物质转运功能 细胞膜的基本结构 一、生物膜的化学成分 （一）磷脂 （二）膜蛋白 （三）糖类 细胞膜的分子构型 “液态镶嵌模型”学说 1、类脂分子呈双分子层排列（简称： 脂质双分子层） ，构成膜的主体 2、蛋白质分子嵌入类脂双分子层 3、多糖分子形成糖链伸出膜外 细胞膜的“液态镶嵌模型” 。 细胞膜对物质转运形式 1、单纯扩散 2、易化扩散 3、主动转运 4、入胞出胞 一、单 纯 扩 散 1、概念：脂溶性小分子物质
2、从细 胞膜高浓度一侧向低浓度一侧转 运的过程，如：O2、CO2、NH3、 乙醇等。 2、转运物质：脂溶性小分子物质 3、特点：顺浓度差，不消耗能量 。 二、易 化 扩 散 1、概念：水溶性或脂溶性小的小分子 ，借助膜蛋白质的帮助，由膜的高浓 度一侧向低浓度一侧转运的过程 2、转运物质：水溶性物质（离子、小 分子） 3、方式：载体运输、通道运输 4、特点：顺浓度差，不消耗能量 1、经载体的易化扩散 载体在细胞膜的一侧与所要转运的物质 结合，通过自身的变构效应，将物质转 运到细胞膜的另一侧。 （见图2-2） 特点： 特异性：一种载体通常只转运一种物质 。 饱和性：被转运物质增加到一定浓度时 ，转运
3、量不再随浓度 增加而增加。 竞争性：一种载体同时转运两种以上相 似物质时，某一物浓度增加会抑制另一 物的转运。 2、经通道的易化扩散 细胞膜上有装置类似于闸门的通道，故 又称门控通道。 当闸门开启时物质通过，闸门关闭时物 质不能通过。（见图2-3） 如：NA+、K+、CA2+通道。 又可分为两种： 电压门控通道：膜两侧电位差引起闸门启 闭。 化学门控通道：膜两侧化学物质浓度差引 起闸门启闭。 。 。 三、主 动 转 运 1、概念：离子或小分子物质在膜 泵的作用下，逆浓差或电位差的 耗能转运的过程 2、转运物质：离子、小分子 3、特点：逆浓度差、耗能 四、入胞出胞 入胞 1、概念：细胞外大分子或
4、团块物质 ，通过细胞膜的运动进入细胞内的 过程 2、转运物质：大分子、团块物质 （见于蛋白质、脂肪颗粒，细菌、病 毒、激素） 4、类型：胞饮（吞饮）、吞噬 入胞出胞 出 胞 1、概念：细胞内大分子或团块物质， 通过细胞膜的运动排出细胞的过程 2、转运物质：大分子、团块物质 （见于糖原、消化酶分泌，激素分 泌，神经递质释放） 细细 胞 膜 的 不 同 转转 运 形 式 比 较较 单纯扩 散 易化扩扩散 主动转 运 大分子物质的转运 载载体通道入胞作用出胞作用 物质质大 小 小分子小分子离子小分子大分子、团块团块 物质质 物质质性 质质 脂溶性 非脂溶 性 非脂溶 性 均可均可 浓浓度梯 度 高低
5、高低高低低高 进进入细细 胞 排出细细 胞 是否耗 能 不耗能不耗能不耗能耗能膜动动耗能 蛋白帮 助 不需要 需要载载 体 需要通道需要泵泵需要膜运动动 转转运物 质质 O2、 CO2 葡萄糖 Na+、 K+ 离子吞噬 分泌释释 放 第二节 细胞的生物电现象 一、静息电位及其产生机制 （一）静息电位：静止状态下，存在于 细胞膜两侧的电位差叫做静息电位或静息 膜电位。通常把膜外的电位设为0，则膜 内为70mV左右。 极化：静止时，细胞膜外为正电位、膜 内为负电位的状态称为极化或极化状态。 超极化：静息电位负值增大叫超极化。 去极化：静息电位减小直至0，叫去极化 。 （二）静息电位产生机制 静息电
6、位产生的前提： （1）细胞内外离子种类、浓度分布不 均。 （2）细胞膜在不同状态下对离子的透 性存在差异，即：静止状态时，对 K+的通透性较大，对NA+和cl-的通 透性很小。 （3）膜对蛋白质等大分子物质不通过. 静息电位 静息电位的产生 (5K+) ( 155K+） K+ K+ Na+ 二、动作电位及产生机制 （一）动作电位 概念：细胞在接受刺激时，在静息电 位的基础上产生一快速的、可扩布的 电位变化，称为动作电位。 （见图2-7） 动作电位 （二）动作电位产生机制 1、刺激 Na+缓慢流向膜内 逐渐达到 阈电位； 2、一旦膜电位负值减小达到阈电位 膜 上Na+通道即突然、大量开放 Na+
7、快 速、大量内流； 3、快速、大量Na+内流：膜电位迅速上升（ 负值减小） 直至0（去极化） 继续 升高 正值（如30mv）,形成动作电位上 升支。 145Na+ 15Na+ 动作电位下降支 动作电位下降支： 当动作电位达峰值后，Na+通道迅速关闭 ，K+通道迅速开放 K+快速、大量 外流，膜电位迅速下降直至负值（复极化 ），形成动作电位下降支。 “Na+-K+泵”启动：细胞内Na+增、K+减 少 激活Na+泵，将细胞内多出的Na+ 泵出，同时将流到细胞外的K+泵回细胞 内 （三）动作电位的传导 动作电位传导：动作电位在同一细胞 上的扩布称为传导，动作电位在神经 纤维上的传导称神经冲动。 动作
8、电位传导特点： 1、不衰减性 2、“全或无”现象 3、双向传导 第三节 肌纤维的收缩功能 一、骨骼肌的收缩原理 肌丝滑行学说 该学说认为，肌纤维收缩不是肌 丝缩短或卷曲，而是细肌丝在粗 肌丝之间滑行的结果。 骨骼肌的结构（复习） 肌细胞（肌纤维） 由肌膜、肌浆，细胞核组成。 肌浆内充满了平行排列的肌原纤 维，它是由许多段相互连续的肌 节构成。 肌节 是肌组织结构和功能的基本单 位。 骨骼肌的微细结构示意图 肌丝、肌管系统示意图 。 肌丝的微细结构示意图 肌收缩的基本过程 当肌细胞膜的动作电位沿横管传导到 三联体时，贮存在终池内的Ca2+顺浓度递 度扩散至肌浆中，使肌浆中Ca2+浓度增大 。Ca
9、2+可与细肌丝上肌钙蛋白结合，使其 构型发生变化，暴露出与横桥结合的位点 ，粗肌丝上的横桥头部即与细肌纤蛋白结 合，激活了横桥头部的ATP酶，释放能量 供横桥摆动，从而使粗肌丝两端的细肌丝 向粗肌丝中央滑行，肌小节缩短，完成肌 肉收缩过程。 肌舒张过程 当肌膜的电位传导减弱或消失 时，终池对Ca2+通透性下降而钙 泵开始运转，将肌浆内的Ca2+泵 入终池中，使肌浆中Ca2+浓度骤 降，导致横桥解除结合回到原位 ，肌节松弛回位，肌肉进入舒张 状态。 二、兴奋 收缩耦联 一、概念：肌膜的兴奋引发肌原纤维收缩的 中介过程称兴奋-收缩藕连。 二、结构基础：“三联体” 三、关键（耦联）因子：Ca2+ 四
10、、过程（主要步骤）： 1、电兴奋传入横小管 2、横小管的变化引起终池膜变构，Ca2+ 释放入肌浆 3、终池对钙的释放和回收 三、肌肉收缩的形式 （一）等长收缩和等张收缩 等长收缩：肌肉收缩时长度不变而张力增加 。 等张收缩：肌肉收缩时张力不变而长度缩短 。 （二）单收缩和强直性收缩 单收缩：一次刺激引起一次收缩 强直性收缩：连续刺激引起持续收缩 因正常体内由运动神经传至骨骼肌的 冲动均为快速、连续的，故体内的骨 骼肌的收缩形式均属于强直收缩。 小 结 肌细胞的收缩原理 骨骼肌收缩的形式 一、等长收缩和等张收缩 1、等长收缩、等张收缩的概念 2、整体内骨骼肌收缩的的形式 二、单收缩和强直收缩 1、单收缩：一次肌细胞的缩短和舒张 不完全性强直收缩 2、强直收缩 完全性强直收缩 3、影响因素： 刺激频率 4、体内骨骼肌收缩形式：强直收缩 骨骼肌收缩的原理 一、滑行学说 二、肌丝分子组成与作用 三、兴奋 收缩耦联 兴奋-收缩耦联 1、兴奋-收缩耦联：肌细胞的电兴奋与肌细 胞的机械收缩联系起来的中介过程。 2、Ca2+是兴奋-收缩耦联的关键因子。 。 再 见 ！