护理专业生理学细胞的基本功能课件.ppt
细胞膜的结构,第二章 细胞的基本功能,第一节 细胞膜的结构和物质转运功能,1,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,细胞膜的结构第二章 细胞的基本功能第一节 细胞膜的结构和物,细胞膜的跨膜物质转运方式,转运方式,被动转运（不耗能）,主动转运（耗能）,单纯扩散,易化扩散,主动转运,出胞和入胞,原发性主动转运,继发性主动转运,2,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,细胞膜的跨膜物质转运方式转运方式 被动转运（不耗能）主动转运,（一）离子和小分子物质的转运,3,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（一）离子和小分子物质的转运3护理专业生理学-细胞的基本功,单纯扩散(simple diffusion) (1)概念:一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程。,4,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,单纯扩散(simple diffusion)4护理专业生理学,1. 单纯扩散的特点,顺化学梯度不耗能,2.转运的物质：O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素等少数几种。,5,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,1. 单纯扩散的特点顺化学梯度2.转运的物质：O2、CO2、,易化扩散,1.定义：非脂溶性物质，在细胞膜上某些特殊镶嵌蛋白质的帮助下，从膜高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。2.特点：顺电化学梯度，不耗能，具有选择性3.类型：(1) 通道介导的易化扩散 (2) 载体介导的易化扩散,6,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,易化扩散1.定义：非脂溶性物质，在细胞膜上某些特殊镶嵌蛋白质,1、通道转运,转运的物质:各种带电离子,7,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,1、通道转运转运的物质:各种带电离子7护理专业生理学-细胞,2、载体转运,转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质,8,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,2、载体转运转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质8护理,载体运输的特点: 特异性 饱和性 竞争性抑制,9,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,载体运输的特点:9护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt,主动转运(active transport) 定义：离子或小分子物质在膜上“泵”的作用下，逆浓度差或逆电位差的耗能性跨膜转运的过程。,分类,原发性主动转运,继发性主动转运（协同转运）,10,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,主动转运(active transport)分类原发性主动转,1、原发性主动转运(active transport) 定义：指细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度差或电位差转运的过程。 特点：需要消耗能量,能量由分解ATP提供 依靠特殊膜蛋白质(泵)的“帮助” 是逆电-化学梯度进行的,如:Na+-K+泵、H+-K+泵等,11,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,1、原发性主动转运(active transport)如:N,维持细胞内高K+、细胞外高Na+的状态,2K+泵至细胞内;3Na+泵至细胞外,分解ATP产生能量,当Na+i/K+o激活,钠-钾泵的作用,12,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,维持细胞内高K+、细胞外高Na+的状态 2K+泵至细胞内;,通道转运与钠-钾泵转运模式图,Na+-K+泵,13,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,通道转运与钠-钾泵转运模式图Na+-K+泵13护理专业生理学,生理意义： 建立一种势能贮备，供细胞其他耗能过程利用 产生和维持细胞内高K+ 、细胞外高Na+的状态，是细胞产生生物电的基础 是人体最重要的物质转运形式,14,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,生理意义：14护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,2、继发性主动转运概念：即逆浓度差或逆电位差的转运时，能量来自膜两侧Na+差，而Na+差是Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。,15,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,2、继发性主动转运15护理专业生理学-细胞的基本功能 p,出胞和入胞,入胞：一些大分子物质或团块物质进入细胞的过程出胞：大分子物质或固态、液态物质从细胞内排出的过程,16,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,出胞和入胞入胞：一些大分子物质或团块物质进入细胞的过程16护,17,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,17护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,入胞:,18,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,入胞:18护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,出胞：,19,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,出胞：19护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,概 述 恩格斯在100多年前就指出：“地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的变化”。人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动，这种电活动称为生物电现象。,第三节 细胞的生物电现象,（bioelectricity）,20,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,概 述 第三节 细胞的生物电现象（bioe,（一）细胞的静息电位 (resting potential RP),一、静息电位及其产生机制,1.概念 ：细胞处于静息状态时，细胞膜内外存在的电位差（膜内为负，膜外为正 “内负外正”两极分化）。,21,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（一）细胞的静息电位一、静息电位及其产生机制1.概念 ：细胞,2.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、外间有电位差。,（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。,22,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,2.证明RP的实验：（甲）当A、B电极都位于细胞膜外，无电位,（二）静息电位形成的机制 1. 静息状态下细胞膜内外Na+、K+分布不均衡,细胞膜外 细胞膜内 膜内外浓度比Na+ 142mEq/l 14mEq/l 10:1K+ 5mEq/l 155mEq/l 1:31Na+ 有从膜外向膜内扩散的趋势K + 有从膜内向膜外扩散的趋势,哺乳动物骨骼肌细胞内外离子流浓度,23,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（二）静息电位形成的机制 1. 静息状态下细胞膜内外Na,2、静息状态下细胞膜对离子有选择性通透 K+ 的通透性大 Na+ 的通透性极小,K+,-,+,+,-,24,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,2、静息状态下细胞膜对离子有选择性通透K+-+-24护理专,静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：K+ Cl- Na+ A-,25,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性25护理专业生理学-,3.RP产生机制的膜学说:,Ki顺浓度差向膜外扩散A-i不能向膜外扩散,K+i、A-i膜内电位(负电场) K+o膜外电位(正电场),膜外为正、膜内为负的极化状态,当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP,结论:RP的产生主要是K外流的结果。 RP=K+外流形成的电-化学平衡电位,26,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,3.RP产生机制的膜学说: Ki顺浓度差向膜外扩,4. 静息电位的变化,极 化 :安静时, 膜两侧电位外正内负 超极化：膜两侧电位差加大,膜内负值增大 去极化：膜两侧电位差减小, 膜内负值变小 复极化：去极化后，膜内电位逐渐变大,恢复到静息电位状态,27,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,4. 静息电位的变化极 化 :安静时, 膜两侧电位外正内负,二、动作电位(action potential AP)1.概念：指细胞受一定强度的刺激后,在原有静息电位的基础上发生的一次膜两侧电位的快速倒转和复原，即膜快速去极化后又复极化。,2.AP实验现象：,28,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,二、动作电位(action potential AP)2.A,3.动作电位组成,锋电位(Ap的标志）,后电位,下降支,去极化后电位 (负后电位),超极化后电位 (正后电位),上升支,29,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,3.动作电位组成 锋电位后电位下降支去极化后电位超极化后电,4.动作电位的产生机制,1）、去极化过程：阈、或阈上刺激使RP减小，达阈电位时，Na+通道被激活， Na+迅速大量内流，形成AP的上升支。2）、复极化过程： Na+通道失活，K+迅速外流形成AP的下降支。3）、Na+ 和K+分布恢复原状： Na+- K+泵加速转运。,-60,-80,-40,-20,0,+20,+40,去极化,复,极,化,刺激,Na+,K+,峰电位,超射,30,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,4.动作电位的产生机制1）、去极化过程：阈、或阈上刺激使RP,31,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,31护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,当细胞受到刺激,细胞膜上少量Na+通道激活而开放,Na+顺浓度差少量内流膜内外电位差局部电位,当膜内电位变化到阈电位时Na通道大量开放,Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引再生式内流,膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支）,Na+通道关Na+内流停止，同时K+通道激活而开放,K顺浓度差和膜内正电位的吸引K迅速外流,膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支）, Na+i、K+O激活Na+K+泵,Na+泵出、K+泵回，离子恢复到兴奋前水平后电位,5.AP的产生机制:,32,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,当细胞受到刺激细胞膜上少量Na+通道激活而开放Na+顺浓度差,总结为：1、上升支：Na+ 内流（Na+ 的平衡电位）2、下降支：K+ 外流3、 Na+ K+泵主动转运恢复Na+ 、 K+的静息状态分布,33,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,总结为：33护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,1、不衰减性传导 2、“全或无”现象 3、双向性传导,6.动作电位的特点,34,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,6.动作电位的特点34护理专业生理学-细胞的基本功,7.动作电位的产生条件与阈电位,1）.阈电位阈电位：使细胞膜去极化达到爆发动作电位的临界膜电位。,基本条件：膜内外存在Na+差,必要条件：静息电位去极化达到阈电位,动作电位产生,35,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,7.动作电位的产生条件与阈电位1）.阈电位基本条件：膜内外存,膜上电压门控Na+通道快速大量开放的原因,Na+ 再生性循环(正反馈) 阈强度刺激 膜去极化达阈电位 一定数量Na+通道开放 Na+内流 膜进一步去极化,+,大量的Na+通道开放（ Na+通道的激活）,36,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,膜上电压门控Na+通道快速大量开放的原因,2）.局部兴奋(local excitation),局部兴奋（局部反应）： 阈下刺激引起膜上Na+通道少量开放，在受刺激细胞膜的局部出现较小的去极化，未能达到阈电位。,37,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,2）.局部兴奋(local excitation) 局部兴奋,38,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,38护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,局部兴奋的特征： 1、电紧张性扩布 2、无“全或无”现象 3、可以叠加或总和 4、幅度和刺激强度成正比,39,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,局部兴奋的特征：39护理专业生理学-细胞的基本功能 pp,8、动作电位的传导与局部电流（1）传导机制：局部电流学说,40,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,8、动作电位的传导与局部电流40护理专业生理学-细胞的基本,动作电位的传导,无髓神经 有髓神经,41,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,动作电位的传导 无髓神经41护理专业生理学-细胞的基本功能,无髓鞘N纤维为近距离局部电流,42,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,无髓鞘N纤维为近距离局部电流42护理专业生理学-细胞的基本,有髓鞘N纤维为远距离(跳跃式)局部电流,43,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,有髓鞘N纤维为远距离(跳跃式)局部电流43护理专业生理学-,有髓神经纤维传导兴奋的方式是跳跃式传导,44,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,有髓神经纤维传导兴奋的方式是跳跃式传导44护理专业生理学-,第四节 肌细胞的收缩功能,提出问题：,1.神经冲动如何引起肌细胞的兴奋？,2.肌细胞的兴奋如何引起肌肉收缩？,45,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,第四节 肌细胞的收缩功能提出问题：1.神经冲动如何引起肌细胞,等长收缩： 不出现长度变短，只有张力增加的收缩过程。等张收缩： 肌肉收缩长度缩短为主，而张力不变。,1.负荷不同：,一、骨骼肌收缩的形式,46,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,等长收缩：1.负荷不同：一、骨骼肌收缩的形式46护理专业生理,单收缩与复合收缩: 单收缩：肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和 舒张的过程。 复合收缩:肌肉受到连续刺激，前一次收缩和舒张 尚未结束，新的收缩在此基础上出现的过程。 不完全强直收缩 完全强直收缩 机制:强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象,2.刺激频率不同：,47,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,单收缩与复合收缩:2.刺激频率不同：47护理专业生理学-细,48,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,48护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（一）前负荷（preload)： 肌肉收缩前已存在的负荷,影响骨骼肌收缩的主要因素,初长度：前负荷使肌肉在收缩前就被拉长，具有一定的长度，这一长度称之初长度。,（二）后负荷（afterload): 肌肉收缩时遇到的负荷或阻力。,最适初长度,（三）肌肉收缩能力,49,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（一）前负荷（preload)：影响骨骼肌收缩的主要因素初长,50,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,50护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,二 、神经骨骼肌接头处的兴奋传递,（一） 神经-肌肉接头的基本结构 神经未梢(接头前膜）：囊泡 接头间隙：细胞外液 终板膜（接头后膜）：N-型Ach受体 (Ach门控性通道),51,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,二 、神经骨骼肌接头处的兴奋传递（一） 神经-肌肉接头的,（二）.N-M接头处的兴奋传递过程,当神经冲动传到轴突末,膜Ca2通道开放，膜外Ca2向膜内流动,接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，囊泡中ACh释放(量子释放),ACh与终板膜上的N2受体结合，受体蛋白分子构型改变,终板膜对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,爆发肌细胞膜动作电位,52,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（二）.N-M接头处的兴奋传递过程当神经冲动传到轴突末膜Ca,53,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,53护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（三）神经骨骼肌接头处兴奋传递的特点,1.单向性传递,2.时间延搁,3.易受环境变化的影响,（箭毒、有机磷酸酯类）,54,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（三）神经骨骼肌接头处兴奋传递的特点1.单向性传递2.时间,三、骨骼肌的兴奋-收缩耦联,定义：肌膜的电变化与肌节的缩短之间的中介过程,（一）、肌管系统,三联管结构：横管+两侧终末池,横管系统（T管）,纵管系统（L管）： 肌浆网,55,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,三、骨骼肌的兴奋-收缩耦联 定义：肌膜的电变化与肌节的缩短,56,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,56护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（二）、骨骼肌兴奋-收缩耦联的过程 1）兴奋肌膜横小管终池 2）终池纵小管释放Ca2+离子 3）肌原蛋白与Ca2+离子结合，肌节缩短 4）Ca2+泵活动，Ca2+泵入肌质网，肌肉舒张,57,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,（二）、骨骼肌兴奋-收缩耦联的过程57护理专业生理学-细胞,四、骨骼肌细胞的收缩机制 肌丝滑行学说 肌肉收缩时，在每一肌小节内发生了细肌丝向粗肌丝之间滑行，相邻的Z线互相靠近，肌小节长度变短。,58,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,四、骨骼肌细胞的收缩机制58护理专业生理学-细胞的基本功能,一）、骨骼肌的微细结构,（一）、肌原纤维和肌小节 1)肌肉肌束肌细胞肌原纤维肌小节 肌小节： 组成:暗带+两侧各1/2的明带 内部组成： 肌丝：,粗肌丝：肌凝蛋白（头、尾）,细肌丝,肌动蛋白原肌凝蛋白肌钙蛋白,59,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,一）、骨骼肌的微细结构（一）、肌原纤维和肌小节粗肌丝：肌凝蛋,60,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,60护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,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,原肌凝蛋白位移，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,终池膜上的钙通道开放终池内的Ca2+进入肌浆,肌丝滑行学说,61,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,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,运动神经冲动传至末梢N末梢对Ca2+通透性增加 Ca2+内流入N末梢内接头前膜内囊泡向前膜移动、融合、破裂ACh释放入接头间隙 ACh与终板膜受体结合受体构型改变终板膜对Na+、K+(尤其Na+)的通透性增加产生终板电位(EPP)EPP引起肌膜AP,肌膜AP沿横管膜传至三联管终池膜上的钙通道开放终池内Ca2+进入肌浆Ca2+与肌钙蛋白结合 引起肌钙蛋白的构型改变原肌凝蛋白发生位移暴露出细肌丝上与横桥结合位点横桥与结合位点结合激活ATP酶作用,分解ATP横桥摆动牵拉细肌丝朝肌节中央滑行肌节缩短=肌细胞收缩,小结：骨骼肌收缩全过程,1.兴奋传递 2.兴奋-收缩（肌丝滑行）耦联,62,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,运动神经冲动传至末梢小结：骨骼肌收缩全过程1.兴奋传递,63,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,63护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,64,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,64护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,65,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,65护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,66,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,66护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,67,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,67护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,68,护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,68护理专业生理学-细胞的基本功能 ppt课件,
