生理学-细胞的基本功能课件.ppt

1、第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能第一节第一节 细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能第三节第三节 肌纤维的收缩功能肌纤维的收缩功能第二节第二节 细胞的生物电现象细胞的生物电现象第一节第一节 细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能膜的化学组成和分子结构膜的化学组成和分子结构(一一)脂质双分子脂质双分子层层 以液态以液态的脂质双分子层为的脂质双分子层为基架，具有稳定性基架，具有稳定性和流动性。和流动性。(二二)细胞膜蛋白细胞膜蛋白质质 镶嵌或贯镶嵌或贯穿于脂质双分子层穿于脂质双分子层中，生物膜具有的中，生物膜具有的各种功能大多与其各种功能大多与其有关。有关。细胞膜的跨膜物质转运功能细

2、胞膜的跨膜物质转运功能被动转运被动转运（包括单纯扩散和易化扩散）（包括单纯扩散和易化扩散）主动转运主动转运 指物质顺指物质顺电位或化学梯电位或化学梯度的转运过程。度的转运过程。指物质逆浓指物质逆浓度梯度或电位梯度梯度或电位梯度的转运过程。度的转运过程。被动转运被动转运(passive transport)(passive transport)概念概念：物质顺电位或化学梯度的转运过程。：物质顺电位或化学梯度的转运过程。特点特点：不耗能（转运动力依赖物质的电不耗能（转运动力依赖物质的电-化学梯化学梯度所贮存的势能）度所贮存的势能）依靠或不依靠特殊膜蛋白质的依靠或不依靠特殊膜蛋白质的“帮助帮助”顺电

3、顺电-化学梯度进行化学梯度进行 分类分类：单纯扩散单纯扩散 易化扩散易化扩散一、单纯扩散一、单纯扩散(simple diffusion)(simple diffusion)(1)(1)概念概念:一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓一些脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。度一侧移动的过程。COCO2 2 i i COCO2 2 o oOO2 2 o o OO2 2 i i (2)(2)特点特点:扩散速率高扩散速率高 无饱和性无饱和性 不依靠特殊膜蛋白质的不依靠特殊膜蛋白质的“帮助帮助”不需另外消耗能量不需另外消耗能量 扩散量与浓度梯度、温度和膜通透性呈正相关，扩散量与浓度梯度、温度

4、和膜通透性呈正相关，用用扩散通量扩散通量（mol or molmol or mol数数/min.cm/min.cm2 2)表示。表示。(3)(3)转运的物质转运的物质：O O2 2、COCO2 2、NHNH3 3、N N2 2、尿素、乙醚、乙醇、类固醇、尿素、乙醚、乙醇、类固醇类激素类激素 等少数几种。等少数几种。注：注：膜对膜对H H2 2O O具高度通透性，具高度通透性，HH2 2O O除单纯扩散除单纯扩散外，还可通过外，还可通过水通道水通道跨膜转运。跨膜转运。二、易化扩散二、易化扩散(facilitated diffusion)(facilitated diffusion)(1)(1)概

5、念概念:一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,需特殊膜蛋白质的需特殊膜蛋白质的“帮助帮助”下下,由膜的高浓度一侧向由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。低浓度一侧移动的过程。(2)(2)分类分类:经载体的易化扩散经载体的易化扩散经通道的易化扩散经通道的易化扩散1 1、经载体的易化扩散、经载体的易化扩散转运的物质：葡萄糖转运的物质：葡萄糖(GL)(GL)、氨基酸、氨基酸(AA)(AA)等小分子亲水物质等小分子亲水物质 载体载体在细胞膜的一侧与被转运的物在细胞膜的一侧与被转运的物质相结合，通过本身质相结合，通过本身构型的改变构型的改变而将物而将物质转运至膜的另一侧质转

6、运至膜的另一侧 如：如：葡萄糖和某些氨基酸葡萄糖和某些氨基酸特点：特异性；饱和性；竞争抑制特异性；饱和性；竞争抑制。机制：载体蛋白分子内部的变构经载体的易化扩散经载体的易化扩散葡萄糖的易化扩散葡萄糖的易化扩散2 2、经通道的易化扩散、经通道的易化扩散转运的物质转运的物质:各种带电离子各种带电离子KK+i i KK+o oNaNa+o o NaNa+i i经经通道的易化扩散通道的易化扩散 离子离子通道通道一类与离子易化扩散有一类与离子易化扩散有关的膜蛋白质有分子关的膜蛋白质有分子细胞膜上的离子通道有细胞膜上的离子通道有Na+Na+通道、通道、K+K+通道、通道、Ca2+Ca2+通道通道特点：蛋白

7、构形决定功能（开放或关闭）；有一定特特点：蛋白构形决定功能（开放或关闭）；有一定特异性。异性。化学化学门控通道门控通道/配体门控通道：化学信号。如配体门控通道：化学信号。如 神经神经-肌肌接头：接头：AchAch N-AchR N-AchR Na Na+内流内流 终板电位。神经细终板电位。神经细胞突触后膜：如谷氨酸、门冬氨酸、胞突触后膜：如谷氨酸、门冬氨酸、-氨基丁酸等。氨基丁酸等。电压电压门控通道门控通道：跨膜电位变化。如神经和肌细胞表面：跨膜电位变化。如神经和肌细胞表面膜，神经干表面膜。膜，神经干表面膜。(3)(3)特点特点:需依靠特殊膜蛋白质的需依靠特殊膜蛋白质的“帮助帮助”不需另外消耗

8、能量不需另外消耗能量 选择性（选择性（特殊膜蛋白质本身有结构特异性特殊膜蛋白质本身有结构特异性）饱和性（饱和性（结合位点是有限的结合位点是有限的）竟争性（竟争性（经同一经同一特殊膜蛋白质转运特殊膜蛋白质转运）浓度和电压依从性（浓度和电压依从性（特殊膜蛋白质的变构是有特殊膜蛋白质的变构是有条件的，如化学门控通道、电压门控通道条件的，如化学门控通道、电压门控通道）三、主动转运主动转运(active transport)(active transport)概念概念：离子或小分子物质在膜上离子或小分子物质在膜上“泵泵”的作用下，的作用下，逆逆浓度差或浓度差或逆逆电位差的耗能转运过程。电位差的耗能转运过

9、程。特点特点：需要消耗能量需要消耗能量,能量由分解能量由分解ATPATP来提供；来提供；依靠特殊膜蛋白质依靠特殊膜蛋白质(泵泵)的的“帮助帮助”；是逆电是逆电-化学梯度进行的。化学梯度进行的。分类分类：入胞入胞和和出胞出胞式转运。式转运。继发性主动转运继发性主动转运（简称：联合转运）；（简称：联合转运）；原发性主动转运原发性主动转运（简称：（简称：泵转运泵转运）；）；如如:Na:Na+-K-K+泵、泵、CaCa2+2+-Mg-Mg2+2+泵、泵、H H+-K-K+泵等泵等泵转运泵转运NaNa+-K-K+泵泵 NaNa+-K-K+泵泵又称又称NaNa+-K-K+-ATPase-ATPase，简称

10、钠泵。，简称钠泵。当当NaNa+i i KK+o o时，时，都可被激活，都可被激活，ATPATP分解产分解产生能量，将生能量，将胞内的胞内的3 3个个NaNa+移至胞移至胞外和将胞外外和将胞外的的2 2个个K K+移移入胞内。入胞内。通道转运与钠通道转运与钠-钾泵转运模式图钾泵转运模式图 钠钠-钾泵的这种活动还为其它一些物质转钾泵的这种活动还为其它一些物质转运的提供了动力运的提供了动力（如葡萄糖、氨基酸的吸收：（如葡萄糖、氨基酸的吸收：NaNa+-载体载体-葡萄糖、葡萄糖、NaNa+-载体载体-氨基酸的复合体形式进氨基酸的复合体形式进行的联合转运）。行的联合转运）。维持维持NaNa+o o高高

11、、KK+i i高高原先的不均匀分布状态原先的不均匀分布状态2K2K+泵至细胞内泵至细胞内;3Na;3Na+泵至细胞外泵至细胞外分解分解ATPATP产生能量产生能量当当NaNa+i i/K/K+o o激活激活钠钠-钾泵钾泵:四、入胞和出胞四、入胞和出胞 一些大分子物质或团块进出细胞一些大分子物质或团块进出细胞,是通过是通过细胞本身的吞吐活动进行的细胞本身的吞吐活动进行的,亦可属于主动转亦可属于主动转运过程。运过程。出胞出胞:指细胞把成块的内容物由细胞内排指细胞把成块的内容物由细胞内排出的过程。出的过程。主要见于细胞的分泌过程：如激素、神主要见于细胞的分泌过程：如激素、神经递质、消化液的分泌。经递

12、质、消化液的分泌。入胞入胞:指细胞外的大分子物质或团块指细胞外的大分子物质或团块进入细胞的过程。进入细胞的过程。分分 为：吞噬为：吞噬=转运物质为固体转运物质为固体;吞饮吞饮=转运物质为液体。转运物质为液体。分泌物排出分泌物排出融合处出现裂口融合处出现裂口囊泡向质膜内侧移动囊泡向质膜内侧移动膜性结构包被膜性结构包被=分泌囊泡分泌囊泡高尔基复合体高尔基复合体粗面内质网合成蛋白性分泌物粗面内质网合成蛋白性分泌物出胞出胞：囊泡膜与质膜的某点接触并融合囊泡膜与质膜的某点接触并融合囊泡的膜成为细胞膜的组成部分囊泡的膜成为细胞膜的组成部分细胞膜上的受体对物质的细胞膜上的受体对物质的“辨认辨认”发生特异性结

13、合发生特异性结合=复合物复合物复合物向膜表面的复合物向膜表面的“有被小窝有被小窝”移动移动“有被小窝有被小窝”处的膜凹陷处的膜凹陷凹陷膜与细胞膜断离凹陷膜与细胞膜断离=吞食泡吞食泡吞食泡吞食泡与与胞内体胞内体的膜性结构相融合的膜性结构相融合入胞入胞:复习思考题复习思考题1.1.简述细胞膜物质转运有哪些方式？简述细胞膜物质转运有哪些方式？2.Na2.Na+-K-K+泵的作用意义？泵的作用意义？3.3.在一般生理情况下在一般生理情况下,每分解一分子每分解一分子ATP,ATP,钠泵运转可钠泵运转可使使()()A.2 A.2个钠离子移出膜外个钠离子移出膜外 B.2B.2个钾离子移入膜内个钾离子移入膜内

14、 C.2C.2个钠离子移出膜外个钠离子移出膜外,同时有同时有2 2个钾离子移入膜内个钾离子移入膜内 D.3D.3个钠离子移出膜外个钠离子移出膜外,同时有同时有2 2个钾离子移入膜内个钾离子移入膜内 E.2E.2个钠离子移出膜外个钠离子移出膜外,同时有同时有3 3个钾离子移入膜内个钾离子移入膜内D D4 4、细胞膜的脂质双分子层是、细胞膜的脂质双分子层是()()A.A.细胞内容物和细胞环境间的屏障细胞内容物和细胞环境间的屏障 B.B.细胞接受外界和其他细胞影响的门户细胞接受外界和其他细胞影响的门户 C.C.离子进出细胞的通道离子进出细胞的通道 D.D.受体的主要成分受体的主要成分 E.E.抗原物

15、质抗原物质5 5、葡萄糖进入红细胞膜是属于、葡萄糖进入红细胞膜是属于()()A.A.单纯扩散单纯扩散 B.B.主动转运主动转运 C.C.易化扩散易化扩散 D.D.入胞作用入胞作用 E.E.吞饮吞饮A AC C 概概 述述 恩格斯在恩格斯在100100 多年前就指出：多年前就指出：“地球上地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的变化变化”。人体及生物体活细胞在安静和活动。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时都存在电活动，这种电活动称为生物电现象（象（bioelectricitybioelectricity）。细胞生物电现

16、象是）。细胞生物电现象是普遍存在的，临床上广泛应用的心电图、脑普遍存在的，临床上广泛应用的心电图、脑电图、肌电图及视网膜电图等就是这些不同电图、肌电图及视网膜电图等就是这些不同器官和组织活动时生物电变化的表现。器官和组织活动时生物电变化的表现。第二节第二节 细胞的生物电现象细胞的生物电现象“细胞的生物电现象细胞的生物电现象静息电位静息电位：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的恒定电位差。外存在的恒定电位差。动作电位动作电位：细胞活动时，细胞膜内外存在的变化细胞活动时，细胞膜内外存在的变化的电位波动。的电位波动。2.RP2.RP实验现象：实验现象：一、静息电位

17、一、静息电位(resting potentialresting potential RP)RP)1 1.概概 念念 ：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。外存在的电位差。2.2.实验现象实验现象：3.3.证明证明RPRP的实验：的实验：（甲）当（甲）当A A、B B电极都位于电极都位于细胞膜外，无电位改变，细胞膜外，无电位改变，证明膜外无电位差证明膜外无电位差。（乙）当（乙）当A A电极位于细胞电极位于细胞膜外，膜外，B B电极插入膜内时，电极插入膜内时，有电位改变，有电位改变，证明膜内、证明膜内、外间有电位差外间有电位差。（丙）当（丙）当A A、

18、B B电极都位于电极都位于细胞膜内，无电位改变，细胞膜内，无电位改变，证明膜内无电位差证明膜内无电位差。4.4.与与RPRP相相关的概念：关的概念：静息电位静息电位:细胞处于相对安静状态时，细细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。胞膜内外存在的电位差。膜电位膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以又因电位差存在于膜的两侧所以又称为膜电位（称为膜电位（membrane potentialmembrane potential）。）。习惯叫法习惯叫法:因膜内电位低于膜外，习惯上因膜内电位低于膜外，习惯上RPRP指的是膜内负电位。指的是膜内负电位。静息电位主要由静息电位主要由K+K+外流形成的电外

19、流形成的电-化学平衡电化学平衡电位，故又称为位，故又称为K+K+平衡电位。平衡电位。RPRP值描述值描述:RP RP膜内负电位膜内负电位(-70-90mV)=(-70-90mV)=超极化超极化 RPRP膜内负电位膜内负电位(-70-50mV)=(-70-50mV)=去极化去极化静息电位的变化静息电位的变化极极 化化 安静时安静时,膜两侧电位外正内负膜两侧电位外正内负超极化超极化 膜两侧电位差加大膜两侧电位差加大,膜膜 内负值增内负值增大大去极化去极化 膜两侧电位差减小膜两侧电位差减小,膜内负值变膜内负值变小小复极化复极化 去极化去极化 后，膜内电位向逐渐变大，后，膜内电位向逐渐变大，恢复到静息

20、电位状态恢复到静息电位状态反极化反极化 膜两侧电位发生倒转膜两侧电位发生倒转,膜外为负膜外为负,膜内为正膜内为正二、动作电位二、动作电位(act(action potentialion potential AP)AP)1 1.概概 念念：可兴奋细胞受到刺激，细胞膜在静息：可兴奋细胞受到刺激，细胞膜在静息电位基础上发生一次短暂的、可逆的电位基础上发生一次短暂的、可逆的,并可向周围扩并可向周围扩布的电位波动称为动作电位。布的电位波动称为动作电位。2.AP2.AP实验现象：实验现象：去去 极极 化化上上 升升 支支下降支下降支3.3.动作电位的图形动作电位的图形刺激刺激局部电位局部电位阈电位阈电位去

21、极化去极化零电位零电位反极化（超射）反极化（超射）复极化复极化（负、正）后电位（负、正）后电位4.4.动作电位的特征：动作电位的特征：是非衰减式传导的电位。是非衰减式传导的电位。具有具有“全或无全或无”的现象：即同一细的现象：即同一细胞上的胞上的APAP大小不随刺激强度和传导距离而改大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象。变的现象。5.5.动作电位的意义：动作电位的意义：APAP的产生是细胞兴奋的标志的产生是细胞兴奋的标志。6.6.与与APAP相关的概念相关的概念:极极 化化:以膜为界，外正内负的状态。以膜为界，外正内负的状态。去极化去极化:膜内外电位差向小于膜内外电位差向小于RPRP值的方向

22、变化的过程。值的方向变化的过程。超极化超极化:膜内外电位差向大于膜内外电位差向大于RPRP值的方向变化的过程。值的方向变化的过程。复极化复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程。去极化后再向极化状态恢复的过程。反极化反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负 的极性反转过程。的极性反转过程。阈电位阈电位:引发引发APAP的临界膜电位数值。的临界膜电位数值。局部电位局部电位:低于阈电位的去极化电位。低于阈电位的去极化电位。后电位：后电位：锋电位下降支最后恢复到锋电位下降支最后恢复到RPRP水平以前，一种水平以前，一种时间较长、波动较小的电位变化过程。时间较

23、长、波动较小的电位变化过程。包括：包括：负后电位负后电位=去极化后电位，去极化后电位，正后电位正后电位=超去极化后电位。超去极化后电位。三、生物电现象的产生机制三、生物电现象的产生机制（一）化学现象（一）化学现象 要在膜两侧形成电位差，要在膜两侧形成电位差，必须具备两个条件：必须具备两个条件：膜两侧膜两侧的离子分布不均，存在浓度差；的离子分布不均，存在浓度差；对离子有选择性通透的膜。对离子有选择性通透的膜。膜两侧膜两侧 K K+差差是促使是促使K K+扩扩散的散的动力动力，但随着，但随着K K+的不断扩的不断扩散，膜两侧不断加大的散，膜两侧不断加大的电位差电位差是是K K+继续扩散的继续扩散的

24、阻力阻力，当动力，当动力和阻力达到动态平衡时，和阻力达到动态平衡时，K K+的的净扩散通量为零净扩散通量为零膜两侧的膜两侧的平平衡电位衡电位。通透膜通透膜选择性通透膜选择性通透膜(1)(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 NaNa+i iNaNa+o o110,K110,K+i iKK+o o301301 Cl Cl-i iClCl-o o114,A114,A-i iAA-o o 41 41（二）静息电位的产生机制（二）静息电位的产生机制1.1.静息电位的产生条件静息电位的产生条件主要离子分布：主要离子分布：膜内：膜内：膜外：膜外：(2)(2)静息状态下细

25、胞膜对离子的通透性具有选择性静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：通透性：K K+ClCl-NaNa+A A-静息状态下细胞膜内外主要离子分布静息状态下细胞膜内外主要离子分布 及膜对离子通透性及膜对离子通透性离子浓度（mmol/L）主要离子膜内膜外膜 内 与 膜外 离 子 比例膜对离子通透性N Na a+1 14 41 14 42 21 1:1 10 0通通透透性性很很小小K K+1 15 55 55 53 31 1:1 1通通透透性性大大C Cl l-8 81 11 10 01 1:1 14 4通通透透性性次次之之A A-6 60 01 15 54 4:1 1无无通通透透性性2.

26、2.RPRP产生机制的膜学说产生机制的膜学说:静息状态下静息状态下细胞膜内外离子分布不均；细胞膜内外离子分布不均；细胞细胞膜对离子的通透具有选择性膜对离子的通透具有选择性:K K+ClCl-NaNa+A A-KK i i顺浓度差向膜外扩散顺浓度差向膜外扩散AA-i i不能向膜外扩散不能向膜外扩散KK+i i、AA-i i膜内电位膜内电位(负电场负电场)K K+o o膜内电位膜内电位(正电场正电场)膜外为正、膜内为负的极化状态膜外为正、膜内为负的极化状态当扩散动力与阻力达到动态平衡时当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP=RP结论结论:RPRP的产生主要是的产生主要是K K向膜外扩散的结果。向膜外

27、扩散的结果。RP=KRP=K+的平衡电位的平衡电位1.AP1.AP产生的基本条件产生的基本条件:膜内外存在膜内外存在NaNa+差差:NaNa+i iNaNa+O O 110 110；膜在受到膜在受到阈刺激阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：而兴奋时，对离子的通透性增加：即电压门控性即电压门控性NaNa+、K K+通道激活而开放通道激活而开放。（三）动作电位的产生机制（三）动作电位的产生机制2.AP2.AP的产生机制的产生机制:APAP上升支上升支APAP下降支下降支当细胞受到当细胞受到刺激刺激细胞膜上细胞膜上少量少量NaNa+通道激活而开放通道激活而开放NaNa+顺浓度差少量内流顺浓度差少量内

28、流膜内外电位差膜内外电位差局部电位局部电位当膜内电位变化到阈电位时当膜内电位变化到阈电位时NaNa通道大量开放通道大量开放NaNa+顺电化学差和膜内负电位的吸引顺电化学差和膜内负电位的吸引再生式内流再生式内流 Na Na+i i、KK+O O激活激活NaNa+K K+泵泵2.AP2.AP的产生机制的产生机制:膜内负电位减小到零并变为正电位（膜内负电位减小到零并变为正电位（APAP上升支上升支）NaNa+通道关通道关NaNa+内流停内流停+同时同时K K+通道激活而开放通道激活而开放K K顺浓度差和膜内正电位的吸引顺浓度差和膜内正电位的吸引K K迅速外流迅速外流膜内电位迅速下降，恢复到膜内电位迅

29、速下降，恢复到RPRP水平（水平（APAP下降支下降支）NaNa+泵出、泵出、K K+泵回，泵回，离子恢复到兴奋前水平离子恢复到兴奋前水平后电位后电位结论：结论：APAP的上升支由的上升支由NaNa内流形成，下降内流形成，下降 支是支是K K外流形成的，后电位是外流形成的，后电位是NaNaK K泵活动泵活动引起的。引起的。APAP的产生是不消耗能量的，的产生是不消耗能量的，APAP的恢的恢复是消耗能量的（复是消耗能量的（NaNaK K泵的活动）。泵的活动）。AP=AP=NaNa的平衡电位。的平衡电位。证明：证明：NernstNernst公式的计算公式的计算 APAP达到的超射值（正电位值）相当

30、于计达到的超射值（正电位值）相当于计算所得的算所得的E ENaNa值。值。应用应用NaNa通道特异性阻断剂河豚毒通道特异性阻断剂河豚毒后，内向电流全部消失（后，内向电流全部消失（APAP消失）。消失）。（三）（三）动作电位的传导动作电位的传导 1 1、动作电位的引起、动作电位的引起 1 1）刺激：）刺激：在细胞膜内施加负相电流（或膜外在细胞膜内施加负相电流（或膜外施加正相电流）刺激时，会引起超极化，不会引发施加正相电流）刺激时，会引起超极化，不会引发APAP；相反，会引起去极化，引发；相反，会引起去极化，引发APAP；刺激分：刺激分：阈刺激阈刺激、阈上刺激阈上刺激、阈下阈下刺激刺激，前二者能使

31、膜电位去极化达到阈电位引发，前二者能使膜电位去极化达到阈电位引发APAP；后者只能引起低于阈电位的去极化（即局部电位）后者只能引起低于阈电位的去极化（即局部电位）不会引发不会引发APAP。2 2）阈电位：）阈电位：是激活是激活电压门控性电压门控性NaNa+通道通道的临界的临界值。即阈电位先引发一定数量的值。即阈电位先引发一定数量的NaNa+通道开放，通道开放，NaNa+迅速大量内流后，再引发更多数量的迅速大量内流后，再引发更多数量的NaNa+通道开放，通道开放，爆发爆发APAP。因此，因此，当膜电位达到阈电位后，导致当膜电位达到阈电位后，导致NaNa+通道开通道开放与放与NaNa+内流之间出现

32、再生性循环内流之间出现再生性循环。补充有关概念补充有关概念 兴奋性兴奋性：活组织或细胞对外界刺激发生反应的能活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力；或活组织或细胞对外界刺激产生力；或活组织或细胞对外界刺激产生APAP的能力。的能力。兴奋兴奋：组织受刺激后由静息组织受刺激后由静息活动或由活动弱活动或由活动弱强的过程。强的过程。抑制抑制：组织受刺激后由活动组织受刺激后由活动静息或由活动强静息或由活动强弱的过程。弱的过程。刺激刺激：能引起细胞或组织发生反应的所有内、外能引起细胞或组织发生反应的所有内、外环境的变化。环境的变化。反应反应：可兴奋性组织对刺激的应答表现。可兴奋性组织对刺激的应答表现。补充有

33、关概念补充有关概念兴奋性的周期性变化返回 绝对不应期绝对不应期：无论：无论多强的刺激也不能再次多强的刺激也不能再次兴奋的期间。兴奋的期间。相对不应期相对不应期：大于：大于原先的刺激强度才能再原先的刺激强度才能再次兴奋期间。次兴奋期间。超常期超常期：小于原先：小于原先的刺激强度便能再次兴的刺激强度便能再次兴奋的期间。奋的期间。低常期低常期：大于原先：大于原先的刺激强度才能再次兴的刺激强度才能再次兴奋的期间。奋的期间。兴奋性的周期性变化返回 组织兴奋后兴奋性变化的对应关系组织兴奋后兴奋性变化的对应关系 分分 期期 兴奋性兴奋性 与与APAP对应关系对应关系 机机 制制绝对不应期绝对不应期 降至零降

34、至零 锋电位锋电位 钠通道失活钠通道失活相对不应期相对不应期 渐恢复渐恢复 负后电位前期负后电位前期 钠通道部分恢复钠通道部分恢复超常期超常期 正常正常 负后电位后期负后电位后期 钠通道大部恢钠通道大部恢复复低常期低常期 正常正常 正后电位正后电位 膜内电位呈超膜内电位呈超极化极化 2 2、动作电位的传导、动作电位的传导（1 1）传导原理：）传导原理：局部电流局部电流动作电位一旦在细胞膜的某一点发生，就会沿动作电位一旦在细胞膜的某一点发生，就会沿着细胞膜传遍整个细胞。着细胞膜传遍整个细胞。传导：动作电位在同一细胞上的扩布。传导：动作电位在同一细胞上的扩布。神经冲动：神经冲动：动作电位在神经纤维

35、上的传导。动作电位在神经纤维上的传导。动作电位的传导就是通过局部电流形成有效刺激沿着动作电位的传导就是通过局部电流形成有效刺激沿着细胞膜不断产生新的动作电位的过程。过程如下：细胞膜不断产生新的动作电位的过程。过程如下：静息部位膜内为负电位，膜外为正电位静息部位膜内为负电位，膜外为正电位兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动形成局部电流形成局部电流膜内：

36、兴奋部位相邻的静息部位的电位上升膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的APAP局局部部电电流流：（2 2）动作传导特点）动作传导特点 1 1、不衰减性：动作电位传导时，电位幅度不不衰减性：动作电位传导时，电位幅度不会因传导距离加大而减小，从而保证了远程信息传会因传导距离加大而减小，从而保证了远程信息传导的准确性。导的准确性。2 2、“全或无全或无”现象：动作电位要么不产生，现象：动作电位要么不产生，一旦产生就达到最大，其幅度不随刺激

37、强度增加而一旦产生就达到最大，其幅度不随刺激强度增加而增大。增大。3 3、双向性：刺激神经纤维的中段，产生的双向性：刺激神经纤维的中段，产生的动作电位可沿细胞膜向两端传导。动作电位可沿细胞膜向两端传导。复习思考题复习思考题 1.1.静息电位产生的原理是什么？如何证明？静息电位产生的原理是什么？如何证明？2.2.动作电位是怎么发生的？如何证明动作电动作电位是怎么发生的？如何证明动作电位是钠的平衡电位？位是钠的平衡电位？3.3.发生兴奋过程中，如何证明有兴奋性的变发生兴奋过程中，如何证明有兴奋性的变化？为什么会发生这些变化？化？为什么会发生这些变化？4.4.兴奋是如何传导的？影响传导速度的因素兴奋

38、是如何传导的？影响传导速度的因素有哪些？有哪些？5.5.试比较局部电位和动作电位的区别。试比较局部电位和动作电位的区别。6.6.刺激引起神经兴奋的内因和外因是什么？刺激引起神经兴奋的内因和外因是什么？7.7.绝对不应期是否指潜伏期？潜伏期是否等绝对不应期是否指潜伏期？潜伏期是否等于引起兴奋所需的最短刺激作用时间？于引起兴奋所需的最短刺激作用时间？8.8.神经干上某点发生兴奋后，除向前传导外，神经干上某点发生兴奋后，除向前传导外，能否逆传？为什么？能否逆传？为什么？9.9.试比较改变刺激强度，单一神经纤维与神试比较改变刺激强度，单一神经纤维与神经干的动作电位变化？为什么？经干的动作电位变化？为什

39、么？10.10.血血K K+浓度对兴奋性、浓度对兴奋性、RPRP和和APAP有何影响？有何影响？1111、以下关于细胞膜离子通道的叙述、以下关于细胞膜离子通道的叙述,正确的是正确的是()()A.A.在静息状态下在静息状态下,Na,Na、K K离子通道都处于关闭状态离子通道都处于关闭状态B.B.细胞受刺激刚开始去极化时细胞受刺激刚开始去极化时,钠离子通道就大量开放钠离子通道就大量开放C.C.在动作电位去极相在动作电位去极相,钾离子通道也被激活钾离子通道也被激活,但出现较慢但出现较慢D.D.钠离子通道关闭钠离子通道关闭,出现动作电位的复极相出现动作电位的复极相E.E.钠、钾离子通道被称为化学依从性

40、通道钠、钾离子通道被称为化学依从性通道1212、刺激阈指的是、刺激阈指的是()()A.A.刺激强度不变刺激强度不变,引起组织兴奋的最适作用时间引起组织兴奋的最适作用时间B.B.刺激时间不变刺激时间不变,引起组织发生兴奋的最小刺激强度引起组织发生兴奋的最小刺激强度C.C.用最小刺激强度用最小刺激强度,刚刚引起组织兴奋的最短作用时间刚刚引起组织兴奋的最短作用时间D.D.刺激时间不限刺激时间不限,能引起组织兴奋的最适刺激强度能引起组织兴奋的最适刺激强度E.E.刺激时间不限刺激时间不限,能引起组织最大兴奋的最小刺激强度能引起组织最大兴奋的最小刺激强度C CB B第三节第三节 肌纤维的收缩功能肌纤维的收

41、缩功能 1.1.神经冲动如何引起肌细胞的兴奋？神经冲动如何引起肌细胞的兴奋？2.2.肌细胞的兴奋如何引起肌肉肌细胞的兴奋如何引起肌肉 收缩？收缩？第三节第三节 肌纤维的收缩功能肌纤维的收缩功能 一、骨骼肌的收缩原理一、骨骼肌的收缩原理 滑行学说滑行学说：肌肉收缩时，在每一肌小节内发肌肉收缩时，在每一肌小节内发生了细肌丝向粗肌丝之间滑行，相邻生了细肌丝向粗肌丝之间滑行，相邻的的Z Z线互相靠近，肌小节长度变短线互相靠近，肌小节长度变短 肌丝滑行几点说明肌丝滑行几点说明:肌细胞收缩时肌原纤维的缩短肌细胞收缩时肌原纤维的缩短,并不是肌并不是肌丝本身缩短丝本身缩短,而是细肌丝向肌节中央而是细肌丝向肌节

42、中央(粗肌丝粗肌丝内内)滑行。滑行。因因相邻相邻Z Z线靠近线靠近,即肌节缩短；即肌节缩短；暗带暗带长度不变长度不变,即粗肌丝长度不变；即粗肌丝长度不变；从从Z Z线到线到H H带边缘的带边缘的距离不变距离不变,即细肌丝长度不变即细肌丝长度不变;明带和明带和H H带变窄。带变窄。肌丝滑行的基本过程肌丝滑行的基本过程 肌肉动作电位肌肉动作电位 肌浆中肌浆中CaCa2+2+Ca Ca2+2+和肌钙蛋白结合和肌钙蛋白结合 原肌凝蛋白分子构象变化，暴露肌纤蛋白原肌凝蛋白分子构象变化，暴露肌纤蛋白 结合位点结合位点 横桥和肌纤蛋白结合，横桥向横桥和肌纤蛋白结合，横桥向M M线方向扭动，线方向扭动，把细肌

43、丝拉向把细肌丝拉向M M线方向，循环往复，肌肉缩短线方向，循环往复，肌肉缩短肌浆网膜上肌浆网膜上CaCa2+2+泵泵,将将CaCa2+2+重新摄回重新摄回胞浆胞浆CaCa2+2+I I ，CaCa2+2+和肌钙蛋白解和肌钙蛋白解 离，肌肉舒张离，肌肉舒张肌原纤维肌原纤维：粗肌丝粗肌丝:由肌球或称肌凝蛋由肌球或称肌凝蛋白组成，其头部有一膨大部白组成，其头部有一膨大部横桥横桥:能与细肌丝上的能与细肌丝上的结合位点结合位点发生可逆性结合发生可逆性结合;具有具有ATPATP酶的酶的作用作用,与结合位点结合后与结合位点结合后,分解分解ATPATP提供横桥扭动（肌丝滑行）和提供横桥扭动（肌丝滑行）和作功的

44、能量。作功的能量。细肌丝细肌丝:肌动蛋白肌动蛋白：表面有与：表面有与横桥结合的位点，静息时被原肌横桥结合的位点，静息时被原肌球蛋白掩盖；球蛋白掩盖；原肌球蛋白原肌球蛋白：静息：静息时掩盖横桥结合位点；时掩盖横桥结合位点；肌钙蛋白肌钙蛋白：与与CaCa2+2+结合变构后结合变构后,使原肌球蛋白使原肌球蛋白位移，暴露出结合位点。位移，暴露出结合位点。二、二、兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联 三个主要步骤三个主要步骤：肌膜电兴奋的传导肌膜电兴奋的传导:指肌膜产生指肌膜产生APAP后后,AP,AP由横由横管系统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。管系统迅速传向肌细胞深处，到达三联管和肌节附近。三联管处

45、的信息传递：三联管处的信息传递：（尚不很清楚）（尚不很清楚）肌浆网（纵管系统）中肌浆网（纵管系统）中CaCa2 2+的释放的释放:指终池指终池膜上的钙通道开放，终池内的膜上的钙通道开放，终池内的CaCa2+2+顺浓度梯度进入肌顺浓度梯度进入肌浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩。浆，触发肌丝滑行，肌细胞收缩。CaCa2+2+是兴奋是兴奋-收缩耦联的耦联物收缩耦联的耦联物兴奋兴奋-收缩耦联过程收缩耦联过程横管系统将动作电位传至肌细胞的深部横管系统将动作电位传至肌细胞的深部终末池（肌浆网）中的终末池（肌浆网）中的CaCa2+2+释放入胞浆释放入胞浆胞浆胞浆CaCa2+2+CaCa2+2+和肌钙蛋白结合，触

46、发肌丝滑行和肌钙蛋白结合，触发肌丝滑行,肌肌肉肉 收缩收缩兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联 定义定义 以膜电变化为特征的兴奋以膜电变化为特征的兴奋过程和以肌肉收缩过程通过某种过程和以肌肉收缩过程通过某种中介性过程把两者联系起来，这中介性过程把两者联系起来，这一过程称为兴奋一过程称为兴奋-收缩耦联收缩耦联三、骨骼肌收缩的形式三、骨骼肌收缩的形式(一一)收缩形式收缩形式 1.1.单收缩与复合收缩单收缩与复合收缩:单收缩：单收缩：肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和肌肉受到一次刺激，引起一次收缩和舒张的过程。舒张的过程。复合收缩复合收缩:肌肉受到连续刺激，前一次收缩和舒肌肉受到连续刺激，前一次收缩和舒张尚未结

47、束，新的收缩在此基础上出现的过程。张尚未结束，新的收缩在此基础上出现的过程。不完全强直收缩不完全强直收缩:当新刺激落在前一次收缩当新刺激落在前一次收缩的舒张期的舒张期,所出现的强而持久的收缩过程称之。所出现的强而持久的收缩过程称之。完全强直收缩完全强直收缩:当新刺激落在前一次收缩当新刺激落在前一次收缩的缩短期的缩短期,所出现的强而持久的收缩过程称之。所出现的强而持久的收缩过程称之。机制机制:强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象强直收缩是各次单收缩的机械叠加现象(并非动作电位的叠加，动作电位始终是分离的并非动作电位的叠加，动作电位始终是分离的)，所以所以,强直收缩的收缩幅度和收缩力比单收缩大。强直

48、收缩的收缩幅度和收缩力比单收缩大。2 2.等长收缩与等张收缩等长收缩与等张收缩 等长收缩等长收缩:肌肉收缩时肌肉收缩时,只有张力增加而长度只有张力增加而长度不变的收缩不变的收缩,称为等长收缩。称为等长收缩。等张收缩等张收缩:肌肉收缩时肌肉收缩时,只有长度缩短而张力只有长度缩短而张力不变的收缩不变的收缩,称为等张收缩。称为等张收缩。注：注：等长收缩和等张收缩与肌肉收缩时所遇到的负等长收缩和等张收缩与肌肉收缩时所遇到的负荷大小有关荷大小有关:当负荷小于肌张力时当负荷小于肌张力时,出现等张收缩；出现等张收缩；当负荷等于或大于肌张力时当负荷等于或大于肌张力时,出现等长收缩；出现等长收缩；正常人体骨骼肌

49、的收缩大多是混合式的正常人体骨骼肌的收缩大多是混合式的,而且总而且总是等长收缩在前是等长收缩在前,当肌张力增加到超过后负荷时当肌张力增加到超过后负荷时,才出才出现等张收缩。现等张收缩。前负荷前负荷（preload)preload)：肌肉收缩前已存在的负荷肌肉收缩前已存在的负荷初长度初长度：前负荷使肌肉在收缩前就被拉长，具有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。一定的长度，这一长度称之。后负荷后负荷（afterload):afterload):肌肉收缩时遇到的负荷或阻力。肌肉收缩时遇到的负荷或阻力。复习思考题复习思考题1.1.正常人体骨骼肌收缩都属于正常人体骨骼肌收缩都属于()()A.A.完全强直收缩完全强直收缩B.B.强直收缩强直收缩C.C.不完全强直收缩不完全强直收缩D.D.单收缩单收缩E.E.单收缩与强直收缩交替单收缩与强直收缩交替2.2.肌肉兴奋肌肉兴奋-收缩偶联关键在于收缩偶联关键在于()()A.A.横桥运动横桥运动B.B.动作电位动作电位C.NaC.Na迅速内流迅速内流D.D.胞浆内胞浆内CaCa的浓度增加的浓度增加E.ATPE.ATP酶的激活酶的激活 B BD D