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1、一、細胞膜的基本結構一、細胞膜的基本結構與物質轉運功能與物質轉運功能二、細胞間的信息傳遞二、細胞間的信息傳遞細胞生理一、細胞膜的基本結構與物質轉運功能一、細胞膜的基本結構與物質轉運功能1、膜的化學組成和分子結構膜的化學組成和分子結構2、膜物質轉運功能、膜物質轉運功能半透膜半透膜單純擴散（單純擴散（Simple diffusion）易化擴散（易化擴散（Faciliated diffusion）主動轉運（主動轉運（Active transport）入胞和出胞作用（入胞和出胞作用（Endocytosis and Exocytosis）細胞生理“液態(tài)鑲嵌模型液態(tài)鑲嵌模型”（Fluid mosaic m

2、odel ）膜以液態(tài)的脂質雙分子層為支架，其中鑲嵌的不膜以液態(tài)的脂質雙分子層為支架，其中鑲嵌的不同結構和功能的蛋白質（同結構和功能的蛋白質（Singer & Nicolson 1972 ）細胞生理膜膜 脂：脂：磷脂、膽固醇磷脂、膽固醇膜蛋白：膜蛋白：鑲嵌于脂質雙層鑲嵌于脂質雙層（介導細胞功能的實現(xiàn)）（介導細胞功能的實現(xiàn)）膜膜 糖：糖： 糖脂、糖蛋白糖脂、糖蛋白（起細胞標識的作用）（起細胞標識的作用）（構成膜的骨架）（構成膜的骨架）細胞生理半透膜模式圖半透膜模式圖細胞生理單純擴散（單純擴散（Simple diffusion）： 靠這種方式進行轉運的物質較少，例如：二氧化碳、氧氣靠這種方式進行轉運

3、的物質較少，例如：二氧化碳、氧氣條條 件件 （1）細胞膜兩側存在物質）細胞膜兩側存在物質的的濃度差或電位差濃度差或電位差；指一些小的脂溶性物質依靠分指一些小的脂溶性物質依靠分子運動從濃度高的一側通過細胞膜子運動從濃度高的一側通過細胞膜的脂質雙分子層向濃度低的一側擴的脂質雙分子層向濃度低的一側擴散的方式。散的方式。（2）細胞膜對該物質有）細胞膜對該物質有通透性通透性。 細胞生理易化擴散（易化擴散（Facilitated diffusion）： 某些物質能夠依靠細胞膜上的特殊蛋白的幫助，順電某些物質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運方式?；瘜W梯度通過細胞膜的轉運方式。

4、分分 類類： （1）載體介導的易化擴散；載體介導的易化擴散；特特 點點： （1）順電）順電-化學梯度進行轉運，轉運過程化學梯度進行轉運，轉運過程不消耗不消耗ATP； （2）轉運過程中必須有）轉運過程中必須有膜蛋白膜蛋白的幫助（介導）。的幫助（介導）。（2）離子通道介導的易化擴散。離子通道介導的易化擴散。細胞生理化學（配體）依賴電位依賴性細胞生理特特 點點： 主動轉運（主動轉運（Active transport）： 在細胞膜上載體的幫助在細胞膜上載體的幫助下，通過消耗下，通過消耗ATP，將某種，將某種物質逆濃度梯度進行轉運的物質逆濃度梯度進行轉運的過程。過程。（1）逆濃度梯度逆濃度梯度轉運；轉運

5、；（2）耗能耗能（ATP） 。 動畫動畫細胞生理 是指某些物質與細胞膜接觸，導是指某些物質與細胞膜接觸，導致接觸部位的質膜內陷以包被該物質，致接觸部位的質膜內陷以包被該物質，然后出現(xiàn)膜結構融合和斷裂，使該物然后出現(xiàn)膜結構融合和斷裂，使該物質連同包被它的質膜一起進入胞漿的質連同包被它的質膜一起進入胞漿的過程，含吞飲（過程，含吞飲（Pinocytosis）和吞噬）和吞噬（Phagocytosis）。）。出胞作用（出胞作用（Exocytosis）： 出胞與入胞相反，指某些大分子物質或顆粒從細胞排出出胞與入胞相反，指某些大分子物質或顆粒從細胞排出的過程，主要見于細胞的分泌活動等。的過程，主要見于細胞的

6、分泌活動等。入胞作用入胞作用（Endocytosis）：動畫動畫細胞生理細胞生理1、細胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制細胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制2、細胞膜的信號轉導系統(tǒng)細胞膜的信號轉導系統(tǒng)二、細胞間的信息傳遞二、細胞間的信息傳遞 動物體各種器官之間的功能協(xié)調以及整體統(tǒng)一性動物體各種器官之間的功能協(xié)調以及整體統(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。信息傳遞來完成的。細胞生理（1）細胞的靜息電位（細胞的靜息電位（Resting potential）（2）細胞的動作電位（細胞的動作電位（Action potential）（3）興

7、奮的引起與傳導興奮的引起與傳導 一個活的細胞無論是它處于安靜狀態(tài)還是活動狀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，這種電活動稱為態(tài)都是存在電活動，這種電活動稱為生物電現(xiàn)象生物電現(xiàn)象。其。其中包括靜息電位和動作電位。中包括靜息電位和動作電位。1 1、細胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制：、細胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機制：細胞生理靜息電位靜息電位 細胞在靜息狀態(tài)下存細胞在靜息狀態(tài)下存在于細胞膜兩側的電位差，在于細胞膜兩側的電位差，稱為稱為靜息電位，靜息電位，也稱也稱跨膜跨膜靜息電位靜息電位。靜息電位產(chǎn)生的機制靜息電位產(chǎn)生的機制細胞生理靜息電位靜息電位靜息電位產(chǎn)生的機制靜息電位產(chǎn)生的機制K

8、+Na+Cl-Na+Cl-K+膜內膜內膜外膜外281111330離子濃度差離子濃度差= =電位差電位差 在靜息狀態(tài)下，在靜息狀態(tài)下，細細胞膜內胞膜內K+的高濃度的高濃度和和安靜時膜主要對安靜時膜主要對K+的的通透性通透性，是大多數(shù)細，是大多數(shù)細胞產(chǎn)生和維持靜息電胞產(chǎn)生和維持靜息電位的主要原因。位的主要原因。（K+的平衡電位的平衡電位）細胞生理動作電位動作電位動作電位產(chǎn)生的機制動作電位產(chǎn)生的機制術語術語 指可興奮細胞受指可興奮細胞受到到刺激刺激而興奮時，在而興奮時，在靜息電位的基礎上膜靜息電位的基礎上膜兩側的電位發(fā)生快速兩側的電位發(fā)生快速而可逆的倒轉和復原而可逆的倒轉和復原的過程。的過程。細胞生

9、理動作電位動作電位動作電位產(chǎn)生的機制動作電位產(chǎn)生的機制極化極化（polarization）膜兩側存在的膜兩側存在的內負外正的電位狀態(tài)。內負外正的電位狀態(tài)。超極化（超極化（Over-polarization）膜電膜電位絕對值高于靜息電位的狀態(tài)。位絕對值高于靜息電位的狀態(tài)。復極化（復極化（Repolarization）膜電位去膜電位去極化后逐步恢復極化狀態(tài)的過程。極化后逐步恢復極化狀態(tài)的過程。去極化（去極化（Depolarization）膜電位絕膜電位絕對值逐漸減小的過程。對值逐漸減小的過程。術語術語細胞生理動作電位動作電位動作電位產(chǎn)生的機制動作電位產(chǎn)生的機制術語術語第一階段：動作電位上升支的形成

10、第一階段：動作電位上升支的形成 （去極化相的形成）（去極化相的形成） 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因：刺激引起膜對：刺激引起膜對Na+的的通透性瞬間增大（通透性瞬間增大（Na離子通道被離子通道被激活），膜外的激活），膜外的Na+內流，使膜電內流，使膜電位由位由-70mV增加至增加至0mV，進而上升，進而上升為為+30mV，Na+通道隨之失活。通道隨之失活。細胞生理動作電位動作電位動作電位產(chǎn)生的機制動作電位產(chǎn)生的機制術語術語第二階段：動作電位下降支形成：第二階段：動作電位下降支形成： Na+通道失活后，膜恢復了對通道失活后，膜恢復了對K+的通透性，大量的的通透性，大量的K+外流。使膜電外流。使膜電位由正值向負

11、值轉變，形成了動作位由正值向負值轉變，形成了動作電位的下降支。電位的下降支。 動作電位是在極短的時間內產(chǎn)生動作電位是在極短的時間內產(chǎn)生的，因此，在體外描記的圖形為一的，因此，在體外描記的圖形為一個短促而尖銳的脈沖圖形，似山峰個短促而尖銳的脈沖圖形，似山峰般，稱為般，稱為峰電位（峰電位（Spike potential）。細胞生理動作電位動作電位動作電位產(chǎn)生的機制動作電位產(chǎn)生的機制術語術語第三階段：后電位的形成：第三階段：后電位的形成： 當膜電位接近靜息電位水當膜電位接近靜息電位水平時，平時，K+的跨膜轉運停止。隨的跨膜轉運停止。隨后，膜上的后，膜上的Na+-K+泵（泵（Na+-K+-ATP酶）酶

12、）被激活，將膜內被激活，將膜內的的Na+離子向膜外轉運，同時，離子向膜外轉運，同時，將膜外的將膜外的K+向膜內運輸，形成向膜內運輸，形成了負后和正后電位。了負后和正后電位。細胞生理興奮的引起興奮的引起興奮的傳導興奮的傳導一切活組織在受到刺激時，都能夠應答性地出現(xiàn)一切活組織在受到刺激時，都能夠應答性地出現(xiàn)一些特殊的反應和暫時性的機能改變。一些特殊的反應和暫時性的機能改變?？膳d奮組織（可興奮組織（Exitable tissue）受到刺激受到刺激時，能夠產(chǎn)生動作電位的組織。時，能夠產(chǎn)生動作電位的組織。興奮性的變化興奮性的變化興興 奮（奮（Exitation）細胞受到刺激后產(chǎn)生細胞受到刺激后產(chǎn)生動作電

13、位的過程。動作電位的過程。興奮性（興奮性（Exitability）細胞受到刺激后具細胞受到刺激后具有產(chǎn)生動作電位的能力。有產(chǎn)生動作電位的能力。細胞生理興奮的引起興奮的引起興奮的傳導興奮的傳導刺刺 激激引起組織產(chǎn)生引起組織產(chǎn)生反應的各種內外環(huán)反應的各種內外環(huán)境的變化。境的變化。刺激引起興奮的刺激引起興奮的條件條件： 刺激強度刺激強度 刺激時間刺激時間 刺激強度對于時間的變化率刺激強度對于時間的變化率興奮性的變化興奮性的變化上述三種條件均達到閾值才能引起興奮。上述三種條件均達到閾值才能引起興奮。細胞生理興奮的引起興奮的引起興奮的傳導興奮的傳導 在比較不同組織的興奮性時，采用強度在比較不同組織的興奮

14、性時，采用強度-時間曲線較困時間曲線較困難，因此，一般固定刺激時間，僅采用刺激強度大小來判斷。難，因此，一般固定刺激時間，僅采用刺激強度大小來判斷。 閾刺激閾刺激產(chǎn)生動作電位所需的最小刺激強度。產(chǎn)生動作電位所需的最小刺激強度。 閾上刺激閾上刺激大于閾刺激的刺激強度。大于閾刺激的刺激強度。 閾下刺激閾下刺激小于閾刺激的刺激強度。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。非對組織細胞不產(chǎn)生任何影響。興奮性的變化興奮性的變化細胞生理興奮的引起興奮的引起興奮的傳導興奮的傳導“局部電流學說局部電流學

15、說” 細胞膜上任何一個部位受細胞膜上任何一個部位受刺激后所產(chǎn)生的動作電位，都刺激后所產(chǎn)生的動作電位，都可以沿著細胞膜向周圍擴布，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使興奮部位與未興奮部位之間形成局部電流，導致整個細胞形成局部電流，導致整個細胞膜都經(jīng)歷一次跨膜離子移動，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。實現(xiàn)動作電位在膜上的傳導。興奮性的變化興奮性的變化1、絕對不應期絕對不應期： 鋒電位上升支與下降支初期鋒電位上升支與下降支初期 特點特點：對任何刺激均不產(chǎn)生反應。對任何刺激均不產(chǎn)生反應。2、相對不應期相對不應期： 鋒電位下降支的后期鋒電位下降支的后期 特點特點：對

16、閾上刺激反應。對閾上刺激反應。3、超常期超常期：負后電位負后電位 特點特點：對閾下刺激產(chǎn)生反應。對閾下刺激產(chǎn)生反應。4、低常期低常期：正后電位正后電位 特點特點：對閾上刺激產(chǎn)生反應。對閾上刺激產(chǎn)生反應。 細胞生理興奮的引起興奮的引起興奮的傳導興奮的傳導興奮性的變化興奮性的變化細胞生理細胞生理各種化學物質的外界刺激信號，大多數(shù)作用到各種化學物質的外界刺激信號，大多數(shù)作用到細胞膜上，通過細胞膜上，通過跨膜信號傳遞（跨膜信號傳遞（transmembrane signaling），引起細胞功能活動的改變。，引起細胞功能活動的改變。第一信使第一信使：激素、神經(jīng)遞質和細胞因子激素、神經(jīng)遞質和細胞因子2、細

17、胞膜的信號轉導系統(tǒng)：、細胞膜的信號轉導系統(tǒng)：細胞生理 根據(jù)參與信號轉導蛋白質種類的不同可將信號轉導根據(jù)參與信號轉導蛋白質種類的不同可將信號轉導系統(tǒng)分為以下三大類：系統(tǒng)分為以下三大類：1、G蛋白耦聯(lián)受體介導的信號轉導蛋白耦聯(lián)受體介導的信號轉導2、酶耦聯(lián)受體介導的信號轉導、酶耦聯(lián)受體介導的信號轉導3、離子通道介導的信號轉導、離子通道介導的信號轉導細胞生理G蛋白耦聯(lián)受體介導信號轉導的主要步驟蛋白耦聯(lián)受體介導信號轉導的主要步驟配體配體+受體受體G蛋白蛋白G蛋白效應器蛋白效應器第二信使第二信使第二信使效應器第二信使效應器腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶依賴于依賴于cGMP的磷酸二酯酶的磷酸二酯酶磷酯酶磷酯酶CCa2+或或K+通道通道蛋白激酶蛋白激酶A（PKA）蛋白激酶蛋白激酶C（PKC）Na+、K+和和Ca2+通道蛋白通道蛋白環(huán)磷酸腺苷（環(huán)磷酸腺苷（cAMP）環(huán)磷酸鳥苷（環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）三磷酸酰肌醇（三磷酸酰肌醇（IP3）二酰甘油（二酰甘油（DG）鈣離子和鈣離子和NO等等一、細胞膜的基本結構一、細胞膜的基本結構與物質轉運功能與物質轉運功能二、細胞間的信息傳遞二、細胞間的信息傳遞