《組織胚胎學(xué)》PPT課件

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1、第二章 細(xì)胞生理 （ Cell Physiology） 一、細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu) 與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 二、細(xì)胞間的信息傳遞 學(xué)習(xí)目的和要求 了解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和特性； 掌握 細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的主要方式和機(jī)理 ； 理解細(xì)胞膜的受體功能； 掌握 細(xì)胞主要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的功能； 自學(xué)細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、凋亡及細(xì)胞保護(hù)的概念； 掌握 細(xì)胞興奮性的概念與生物電現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理 。 細(xì)胞生理 “液態(tài)鑲嵌模型” （ Fluid mosaic model ） 膜以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為支架，其中鑲嵌的不 同結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)（ Singer & Nicolson 1972 ） 一、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 細(xì)胞生理 膜 脂 ： 磷脂、膽固

2、醇 膜蛋白 ： 鑲嵌于脂質(zhì)雙層 （介導(dǎo)細(xì)胞功能的實(shí)現(xiàn)） 膜 糖 ： 糖脂、糖蛋白 （起細(xì)胞標(biāo)識(shí)的作用） （構(gòu)成膜的骨架） 脂質(zhì)雙分子層 功能： 液態(tài)，流動(dòng)性 穩(wěn)定性構(gòu)成細(xì)胞膜的基架和細(xì)胞膜與外界 環(huán)境的屏障 意義： 細(xì)胞可以承受相當(dāng)大的張力和外形改變而不 破裂；而且即使膜結(jié)構(gòu)有時(shí)發(fā)生一些較小的斷裂， 也可以自動(dòng)融合而修復(fù)，仍保持膜的完整性。 蛋白質(zhì) 特點(diǎn)： 分子大小不同 形態(tài)不同 鑲嵌在膜內(nèi)的深淺不同 功能不同 蛋白質(zhì) 功能 形成 細(xì)胞的骨架蛋白 ,可使細(xì)胞膜附著在另一細(xì)胞的膜上， 或使其附著在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外的某物質(zhì)上； 作為 “ 識(shí)別蛋白質(zhì) ” ,存在于免疫細(xì)胞膜上，能識(shí)別異體細(xì) 胞的蛋白質(zhì)

3、或癌細(xì)胞； 具有 酶 的特性 ,能催化細(xì)胞內(nèi)外的化學(xué)反應(yīng)； 作為 “ 受體蛋白質(zhì) ” ， 能與信息傳遞物質(zhì)（激素或遞質(zhì)） 進(jìn)行特異性結(jié)合，并引起細(xì)胞反應(yīng)； 作為 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)或載體蛋白、通道蛋白質(zhì)和膜泵 與細(xì)胞膜 的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能有關(guān)。 糖類(lèi) 免疫標(biāo)志 傳遞信息 功能： 由于細(xì)胞膜是以脂質(zhì)雙分子為骨架，所以 ： 脂質(zhì)雙分子層具有穩(wěn)定性和流動(dòng)性，使細(xì)胞具 有能承受相當(dāng)大的張力，改變外形時(shí)不致于破裂。 具有不對(duì)稱(chēng)性，不同細(xì)胞的細(xì)胞膜和細(xì)胞膜的 不同部分，因脂質(zhì)的成分和含量不完全相同而影 響到細(xì)胞膜的特性和功能。 限制水和水溶性物質(zhì)自由通過(guò)細(xì)胞膜，使膜具 有選擇性通透。 要點(diǎn) 說(shuō) 明 結(jié)構(gòu) 脂質(zhì)雙層 液

4、態(tài)鑲嵌 以液態(tài)脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌有多種分子結(jié)構(gòu) 和生理功能不同的蛋白質(zhì)。 功能 屏 障 轉(zhuǎn) 運(yùn) 識(shí) 別 信號(hào)傳遞 脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成了細(xì)胞內(nèi)容物和細(xì)胞環(huán)境之間的屏障 膜上含有載體、通道、離子泵等，起著轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的作用 膜外側(cè)有特異性糖鏈，可作為細(xì)胞的 “ 標(biāo)記 ” 膜上有特殊的受體，能識(shí)別和傳遞化學(xué)信息 膜對(duì)離子有選擇通透性，通過(guò)生物電活動(dòng)傳遞信息 表 -細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能 二、細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能 簡(jiǎn)單擴(kuò)散（ Simple diffusion） 易化擴(kuò)散（ Faciliated diffusion） 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（ Active transport） 入胞和出胞作用（ Endocytosi

5、s and Exocytosis） 細(xì)胞生理 簡(jiǎn)單擴(kuò)散（ Simple diffusion） ： 靠這種方式進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)較少，例如：二氧化碳、氧氣 條 件 （ 1）細(xì)胞膜兩側(cè)存在物質(zhì) 的 濃度差或電位差 ； 指一些小的脂溶性物質(zhì)依靠分 子運(yùn)動(dòng)從濃度高的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜 的脂質(zhì)雙分子層向濃度低的一側(cè)擴(kuò) 散的方式。 （ 2）細(xì)胞膜對(duì)該物質(zhì)有 通透性 。 細(xì)胞生理 易化擴(kuò)散（ Facilitated diffusion） ： 某些物質(zhì)能夠依靠細(xì)胞膜上的特殊蛋白的幫助，順電 - 化學(xué)梯度（由高低）通過(guò)細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)方式。 分 類(lèi) ： （ 1） 載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散； 特 點(diǎn) ： （ 1）順電 -化學(xué)梯度進(jìn)

6、行轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程 不消耗 ATP； （ 2）轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中必須有 膜蛋白 的幫助（介導(dǎo)）。 （ 2） 離子通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散。 細(xì)胞生理 載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散 a、具有高度的結(jié)構(gòu)特異性 b、具有飽和現(xiàn)象：擴(kuò)散量與濃度梯度 成正比，但濃度梯度大時(shí)，擴(kuò)散量與載體數(shù) 有關(guān) c、存在競(jìng)爭(zhēng)抑制：載體能轉(zhuǎn)運(yùn) A、 B 兩種物質(zhì)（結(jié)構(gòu)相似），增 A抑制 B。 載體介導(dǎo)的易化擴(kuò)散的特點(diǎn) 離子通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散 某些離子必須借助于膜上的 通道才能通過(guò)細(xì)胞膜由高濃 度向低濃度一側(cè)擴(kuò)散的轉(zhuǎn)運(yùn) 方式 離子通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散特點(diǎn) A. 速度快 B. 有選擇性（但不像載體那樣嚴(yán)格） C. 門(mén)控 化學(xué)（配體）門(mén)控通道 電壓門(mén)通道

7、 機(jī)械門(mén)控通道 細(xì)胞膜上的離子通道主要有 3類(lèi) ： D. 通道沒(méi)有飽和性 細(xì)胞生理 特 點(diǎn) ： 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（ Active transport） ： 在細(xì)胞膜上載體的幫助下，通過(guò)消耗 ATP，將某種物質(zhì) 逆濃度梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程。 （ 1） 逆濃度梯度 轉(zhuǎn)運(yùn)； （ 2） 耗能 （ ATP） 。 意義： 細(xì)胞能按照其新陳代謝的要求主動(dòng)地選擇所需要 的物質(zhì) 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) （據(jù)提供能量方式） 原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 直接利用 ATP水解產(chǎn)生 的能量進(jìn)行離子的跨膜 轉(zhuǎn)運(yùn)。如 Na的轉(zhuǎn)運(yùn) 能量不是直接來(lái)自 ATP 的水解，來(lái)自膜外的高 勢(shì)能 Na。 鈉泵 (sodium pump) A.是鑲嵌蛋白質(zhì)，

8、 B.能逆著濃度差將細(xì)胞內(nèi)的 Na+移出膜外，細(xì)胞外的 K+移入 膜內(nèi)， C.主要是由于它本身還具有 ATP酶的活性。 激活 -細(xì)胞內(nèi) Na+增加或細(xì)胞外 K+增加時(shí)激活 作用 -泵入 K+泵出 Na+ ，形成并保持膜內(nèi)高鉀膜外高鈉的 分布 細(xì)胞膜上的鈉泵活動(dòng)的意義 A. 造成細(xì)胞內(nèi)高 K+是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必要條件 B. 維持細(xì)胞正常形態(tài) C. 建立起一種勢(shì)能貯備，即 Na+、 K+在細(xì)胞膜內(nèi)外的 不均勻分布，細(xì)胞內(nèi) K+是外的 30倍；細(xì)胞外 Na+ 是內(nèi) 的 12倍；膜上的離子通道一旦開(kāi)放， Na+或 K+便迅速順 濃度差進(jìn)行跨膜擴(kuò)散，這也是可興奮細(xì)胞（組織）興奮的 基礎(chǔ) D.鈉泵活動(dòng)

9、造成的 Na+濃度梯度也是繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的 動(dòng)力。 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)與被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的區(qū)別 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 需由細(xì)胞提供能量 不需細(xì)胞提供能量 逆電 -化學(xué)勢(shì)差 順電 -化學(xué)勢(shì)差 使膜兩側(cè)濃度差更大 使膜兩側(cè)濃度差更小 細(xì)胞生理 是指某些物質(zhì)與細(xì)胞膜接觸，導(dǎo) 致接觸部位的質(zhì)膜內(nèi)陷以包被該物質(zhì)， 然后出現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)融合和斷裂，使該物 質(zhì)連同包被它的質(zhì)膜一起進(jìn)入胞漿的 過(guò)程，含吞飲（ Pinocytosis）和吞噬 （ Phagocytosis）。 出胞作用（ Exocytosis） ： 出胞與入胞相反，指某些大分子物質(zhì)或顆粒從細(xì)胞排出 的過(guò)程，主要見(jiàn)于細(xì)胞的分泌活動(dòng)等。 入胞作用 （ Endocytosis）

10、 ： 細(xì)胞生理 存在的部位不同可分為細(xì)胞膜受體、胞漿受體和核受體。 三、細(xì)胞膜的受體功能 受體（ receptor） ： 細(xì)胞擁有的能夠識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體（化學(xué) 物質(zhì)）的蛋白質(zhì)大分子，它與配體結(jié)合后，啟動(dòng)一系列 過(guò)程，最終引發(fā)細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)。 分類(lèi) ： 膜受體的特征 a. 特異性 特定的受體只能與特定的物質(zhì)結(jié)合，產(chǎn)生特定 的效應(yīng)。 b. 飽和性 膜受體僅占膜蛋白的 1%2%，數(shù)量是有限 的，與化學(xué)信號(hào)的結(jié)合也是有一定限度的。 c. 可逆性 受體與化學(xué)物質(zhì)是以非共價(jià)鍵結(jié)合，因此在某 種情況下也可分離，并可再次與同類(lèi)化學(xué)物質(zhì)結(jié)合 膜受體的激動(dòng)劑和阻斷劑 細(xì)胞生理 2 、 細(xì)胞的生物電現(xiàn)象及

11、其產(chǎn)生機(jī)制 1 、 細(xì)胞膜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng) 四、細(xì)胞間的信息傳遞 動(dòng)物體各種器官之間的功能協(xié)調(diào)以及整體統(tǒng)一性 的維持主要依靠組織與組織之間、細(xì)胞與細(xì)胞之間的 信息傳遞來(lái)完成的。 細(xì)胞生理 各種化學(xué)物質(zhì)以及非化學(xué)性的外界刺激信號(hào)，大多 數(shù)作用到細(xì)胞膜上，通過(guò) 跨膜信號(hào)傳遞（ transmembrane signaling） ，引起細(xì)胞功能活動(dòng)的改變。 （一）、細(xì)胞膜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)： 外界刺激信號(hào)作用靶細(xì)胞時(shí)，通常并不進(jìn)入細(xì)胞 或直接影響細(xì)胞內(nèi)過(guò)程，而是作用于細(xì)胞表面，通過(guò) 膜結(jié)構(gòu)中特殊蛋白質(zhì)分子的變構(gòu)，將外界環(huán)境變化的 信息以新的信號(hào)形式傳遞到膜內(nèi)，再引發(fā)靶細(xì)胞相應(yīng) 功能的變化，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為 跨膜

12、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 。 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程 外界信號(hào) 細(xì)胞膜表面 一種或幾 種膜蛋白分子構(gòu)象改變 新的信號(hào)進(jìn)入 胞內(nèi) 膜電位或其他功能變化 第一信使 ：激素、神經(jīng)遞質(zhì)和細(xì)胞因子 第二信使： 細(xì)胞表面受體接受細(xì)胞外信號(hào)后轉(zhuǎn) 換而來(lái)的細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子。 第一信使： 細(xì)胞外的信號(hào)分子。 第二信使： 環(huán)磷酸腺苷（ cAMP）、環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷 （ cGMP）、三磷酸酰肌醇（ IP3）、二酰甘油 （ DG）、鈣離子和 NO等。功能是為調(diào)節(jié)各種蛋 白激酶的活性和離子通道。 細(xì)胞生理 根據(jù)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白質(zhì)種類(lèi)的不同可將 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)分為以下三大類(lèi)： 1、 G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 2、酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 3、離子

13、通道介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 細(xì)胞生理 G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要步驟 配體 +受體 G蛋白 G蛋白效應(yīng)器 第二信使 第二信使效應(yīng)器 腺苷酸環(huán)化酶 依賴(lài)于 cGMP的磷酸二酯酶 磷酯酶 C Ca2+或 K+通道 蛋白激酶 A（ PKA） 蛋白激酶 C（ PKC） Na+、 K+和 Ca2+通道蛋白 環(huán)磷酸腺苷（ cAMP） 環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷（ cGMP） 三磷酸酰肌醇（ IP3） 二酰甘油（ DG） 鈣離子和 NO等 G蛋白偶聯(lián)受體 5-AMP 配體 -受體復(fù)合物 配體 激活的 G蛋白 G蛋白 AC 激活的 AC ATP cAMP 生理效應(yīng) 蛋白磷酸化 PKA 環(huán)腺苷酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng) G蛋白偶聯(lián)受體 配體

14、 -受體復(fù)合物 配體 激活的 G蛋白 G蛋白 PLC 激活的 PLC 生理效應(yīng) 蛋白磷酸化 PKC DG PIP2 IP3 + 生理效應(yīng) 激活酶蛋白 Ca2+ 肌醇信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng) （ 1） 無(wú) G蛋白參與 （ 2） 無(wú)第二信使產(chǎn)生和胞漿中蛋白激酶的激活 （ 3） 該受體的膜內(nèi)肽段具有磷酸激酶活性 ， 磷酸化 的位點(diǎn)是底物蛋白中的 酪氨酸殘基 ， 并由此實(shí)現(xiàn) 細(xì)胞外信息對(duì)細(xì)胞功能的調(diào)節(jié) 。 酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 1.作用特點(diǎn)： 具有酪氨酸激酶的受體 受體具有酪氨酸激酶的結(jié)構(gòu)域 , 當(dāng)細(xì)胞外的信號(hào)分子 與它的受體位點(diǎn)結(jié)合時(shí) ,直接激活自身的酪氨酸激酶結(jié)構(gòu) 域 ,導(dǎo)致受體自身或細(xì)胞內(nèi)靶蛋白的磷酸化

15、。 結(jié)合酪氨酸激酶的受體 受體本身沒(méi)有蛋白激酶的結(jié)構(gòu)域，但與配體結(jié)合后被 激活，可和細(xì)胞內(nèi)的酪氨酸蛋白激酶形成復(fù)合物，并通過(guò) 對(duì)自身和底物蛋白的磷酸化作用，把信號(hào)傳入細(xì)胞內(nèi) 。 具有鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶受體 該受體也只有一個(gè)跨細(xì)胞膜的 螺旋，其膜內(nèi)側(cè)有鳥(niǎo) 苷酸環(huán)化酶，當(dāng)配體與它結(jié)合后，即將鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶激活， 催化細(xì)胞內(nèi) GTP生成 cGMP,cGMP又可激活蛋白激酶 G（ PKG）， PKG促使底物蛋白質(zhì)磷酸化，產(chǎn)生效應(yīng)。 離子通道介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 電壓門(mén)控通道（ voltage gated channel） 接受電信號(hào)的受體，并通過(guò)通道的開(kāi)放、閉合和離子跨 膜流動(dòng)的變化把信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)部。 機(jī)械

16、門(mén)控通道 (mechanically gated channel) 接受機(jī)械信號(hào)的受體，通過(guò)通道把信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)部， 引起細(xì)胞功能的改變。 化學(xué)門(mén)控通道 (chemically gated channel) 接受化學(xué)信號(hào)的受體，只有在同特異性化學(xué)物質(zhì)結(jié)合時(shí) 才開(kāi)放，把信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，引起生理效應(yīng)。如細(xì)胞膜 上乙酰膽堿受體只有在與乙酰膽堿結(jié)合時(shí)才開(kāi)放，屬于化學(xué) 門(mén)控通道。 許多低等動(dòng)物或動(dòng)物的某些細(xì)胞如，平滑肌細(xì) 胞、心肌細(xì)胞及中樞的某些神經(jīng)細(xì)胞之間存在著縫隙 連接（ gap iunction），當(dāng)某些因素存在時(shí)，在縫 隙連接處的兩側(cè)膜蛋白顆粒發(fā)生對(duì)接，形成溝通相鄰 細(xì)胞漿的通道，而在另一

17、些因素存在時(shí)，溝通的通道 消失。 細(xì)胞間通道 細(xì)胞生理 （ 1） 細(xì)胞的靜息電位（ Resting potential） （ 2） 細(xì)胞的動(dòng)作電位（ Action potential） （ 3） 興奮的引起與傳導(dǎo) 一個(gè)活的細(xì)胞無(wú)論是它處于安靜狀態(tài)還是活動(dòng)狀 態(tài)都是存在電活動(dòng)，這種電活動(dòng)稱(chēng)為 生物電現(xiàn)象 。其 中包括靜息電位和動(dòng)作電位。 （二）、細(xì)胞的生物電現(xiàn)象及其產(chǎn)生機(jī)制： 細(xì)胞生理 靜息電位 細(xì)胞在靜息狀態(tài)下存 在于細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差， 稱(chēng)為 靜息電位， 也稱(chēng) 跨膜 靜息電位或膜電位 。 靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制 細(xì)胞生理 靜息電位 靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制 在靜息狀態(tài)下， 細(xì) 胞膜內(nèi) K+的高濃度 和

18、 安靜時(shí)膜主要對(duì) K+的 通透性 ，是大多數(shù)細(xì) 胞產(chǎn)生和維持靜息電 位的主要原因。 （ K+ 的平衡電位 ） K+ Na+ Cl- Na+ Cl- K+ 膜內(nèi) 膜外 28 1 1 1 13 30 離子濃度差 =電位差 Pr- Pr- 1 10 膜內(nèi)外 K+的濃度差 是外流動(dòng)力（易化擴(kuò) 散），電位差是外流阻 力。 * RP的大小主要決 定于膜對(duì) K+的通透性和 膜內(nèi)外 K+的濃度差。 靜息電位 極化 （ polarization） 膜兩側(cè)存在的內(nèi)負(fù)外正的電 位狀態(tài)。 去極化（ Depolarization） 膜電位絕對(duì)值逐漸減 小的過(guò)程。 復(fù)極化（ Repolarization） 膜電位去極化后

19、逐步 恢復(fù)極化狀態(tài)的過(guò)程。 超極化（ Over-polarization） 膜電位絕對(duì)值高于 靜息電位的狀態(tài)。 術(shù)語(yǔ) 靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制 細(xì)胞生理 動(dòng)作電位 動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制 指可興奮細(xì)胞受 到刺激而興奮時(shí)，在 靜息電位的基礎(chǔ)上膜 兩側(cè)的電位發(fā)生快速 而可逆的倒轉(zhuǎn)和復(fù)原 的過(guò)程。 細(xì)胞生理 動(dòng)作電位 動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制 第一階段：動(dòng)作電位上升支的形成 （去極化相的形成） 產(chǎn)生原因 ：由于刺激引起膜對(duì) Na+的通透性瞬間增大（ Na離子通 道被激活），膜外的 Na+內(nèi)流，使 膜電位由 -70mV增加至 0mV，進(jìn)而 上升為 +30mV， Na+通道隨之失活。 細(xì)胞生理 動(dòng)作電位 動(dòng)作電位產(chǎn)生的

20、機(jī)制 第二階段：動(dòng)作電位下降支形成： Na+通道失活后，膜恢復(fù)了對(duì) K+ 的通透性，大量的 K+外流。使膜電 位由正值向負(fù)值轉(zhuǎn)變，形成了動(dòng)作 電位的下降支。 動(dòng)作電位是在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生 的，因此，在體外描記的圖形為一 個(gè)短促而尖銳的脈沖圖形，似山峰 般，稱(chēng)為 峰電位（ Spike potential） 。 細(xì)胞生理 動(dòng)作電位 動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制 第三階段：后電位的形成： 當(dāng)膜電位接近靜息電位水 平時(shí)， K+的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)停止。隨 后，膜上的 Na+-K+泵（ Na+- K+-ATP酶） 被激活，將膜內(nèi) 的 Na+離子向膜外轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)， 將膜外的 K+向膜內(nèi)運(yùn)輸，形成 了負(fù)后和正后電位。 閾電位

21、能使 Na+通道突然 大量開(kāi)放并引發(fā)動(dòng) 作電位的臨界膜電 位值。是可興奮細(xì) 胞興奮性的重要功 能指標(biāo)。大約比正 常 RP的絕對(duì)值小 10 20mV。 細(xì)胞生理 “局部電流學(xué)說(shuō)” 細(xì)胞膜上任何一個(gè)部位受 刺激后所產(chǎn)生的動(dòng)作電位，都 可以沿著細(xì)胞膜向周?chē)鷶U(kuò)布， 使興奮部位與未興奮部位之間 形成局部電流，導(dǎo)致整個(gè)細(xì)胞 膜都經(jīng)歷一次跨膜離子移動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)動(dòng)作電位在膜上的傳導(dǎo)。 動(dòng)作電位的傳導(dǎo) 跳躍式傳導(dǎo)： 有髓神經(jīng)纖維 的髓鞘有電絕緣性，局部電 流只能產(chǎn)生在兩個(gè)郎飛結(jié)之 間 細(xì)胞生理 興奮的引起 一切活組織在受到刺激時(shí)，都能夠應(yīng)答性地出現(xiàn) 一些特殊的反應(yīng)和暫時(shí)性的機(jī)能改變。 可興奮組織（ Exitabl

22、e tissue） 受到刺激 時(shí)，能夠產(chǎn)生動(dòng)作電位的組織。 興奮性的變化 興 奮（ Exitation） 細(xì) 胞受到刺激后產(chǎn)生 動(dòng)作電位的過(guò)程。 興奮性（ Exitability） 細(xì)胞受到刺激后具 有產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力。 五、細(xì)胞的興奮性 細(xì)胞生理 興奮的引起 刺 激 引起組織產(chǎn)生 反應(yīng)的各種內(nèi)外環(huán) 境的變化。 刺激引起興奮的 條件 ： 刺激強(qiáng)度 刺激時(shí)間 刺激強(qiáng)度對(duì)于時(shí)間的變化率 興奮性的變化 上述三種條件均達(dá)到閾值才能引起興奮。 細(xì)胞生理 興奮的引起 在比較不同組織的興奮性時(shí)，采用強(qiáng)度 -時(shí)間曲線(xiàn)較困 難，因此，一般固定刺激時(shí)間，僅采用刺激強(qiáng)度大小來(lái)判斷。 閾刺激 產(chǎn)生動(dòng)作電位所需的最小

23、刺激強(qiáng)度。 閾上刺激 大于閾刺激的刺激強(qiáng)度。 閾下刺激 小于閾刺激的刺激強(qiáng)度。 閾下刺激不能引起動(dòng)作電位或組織、細(xì)胞的興奮，但并 非對(duì)組織細(xì)胞不產(chǎn)生任何影響。 興奮性的變化 1.刺激強(qiáng)度越大 ， 所需作用時(shí)間越短 ， 反之亦然 。 2.興奮性低 ， 曲線(xiàn)位于右上方； 興奮性高 ， 曲線(xiàn)位于左下方 。 興奮性越高，閾刺激就越小。神經(jīng)細(xì)胞的興奮性最高。 興奮的引起 興奮性的變化 刺激作用時(shí)間與反應(yīng)的關(guān)系 過(guò)短，不能引起反應(yīng)；過(guò)長(zhǎng)，細(xì)胞將發(fā)生適應(yīng) *強(qiáng)度 -時(shí)間曲線(xiàn) 刺激強(qiáng)度與刺激作用時(shí)間呈 負(fù)相關(guān) ，用圖解表示可 得到接近于等邊雙曲線(xiàn)式的強(qiáng)度 -時(shí)間曲線(xiàn)。但曲線(xiàn)兩 端并不是無(wú)限接近縱、橫坐標(biāo)軸，而

24、是達(dá)到某點(diǎn)后變成 與坐標(biāo)軸平行。 興奮的引起 興奮性的變化 時(shí)間總和： 當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的刺激引起的 局部興奮 疊 加起來(lái)，也可能使膜去極化達(dá)到閾電位水平而產(chǎn)生一次 可傳播的動(dòng)作電位的現(xiàn)象。 空間總和： 當(dāng)細(xì)胞膜相鄰兩處或兩處以上同時(shí)受到閾下 刺激的刺激時(shí)，所以起的局部興奮也可能疊加起來(lái)而產(chǎn) 生一次動(dòng)作電位的現(xiàn)象。 細(xì)胞受到閾下刺激時(shí)并非 毫無(wú)反應(yīng)，只是反應(yīng)很微 弱，僅局限于受刺激的局 部，不能傳向遠(yuǎn)處。 絕對(duì)不應(yīng)期 ：在興奮后的最初一段時(shí)間，無(wú)論施加多么強(qiáng) 的新的刺激也不能使細(xì)胞再次興奮，這段時(shí)間稱(chēng)為絕對(duì)不 應(yīng)期。 相對(duì)不應(yīng)期 ：在絕對(duì)不應(yīng)期之后一段時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞的興奮 性逐漸恢復(fù)，但還沒(méi)有達(dá)

25、到正常水平，原來(lái)的閾刺激不能 引起反應(yīng)，需要閾上刺激才能引起反應(yīng)。 超常期 ：在相對(duì)不應(yīng)期過(guò)后一段時(shí)間內(nèi)，有的細(xì)胞的興奮 性略高于正常水平。 低常期 ：超常期后細(xì)胞的興奮性又降低至正常水平以下的 時(shí)期。 1、 絕對(duì)不應(yīng)期 ： 鋒電位上升支與下降支初期 特點(diǎn) ：對(duì)任何刺激均不產(chǎn)生反應(yīng)。 2、 相對(duì)不應(yīng)期 ： 鋒電位下降支的后期 特點(diǎn) ：對(duì)閾上刺激反應(yīng)。 3、 超常期 ：負(fù)后電位 特點(diǎn) ：對(duì)閾下刺激產(chǎn)生反應(yīng)。 4、 低常期 ：正后電位 特點(diǎn) ：對(duì)閾上刺激產(chǎn)生反應(yīng)。 細(xì)胞生理 興奮的引起 興奮性的變化 細(xì)胞生理 動(dòng)作電位的特點(diǎn) (興奮傳導(dǎo)的特點(diǎn) ) “全或無(wú) ” 現(xiàn)象：不論何種性質(zhì)的刺激，只要達(dá)到一

26、定的強(qiáng) 度，在同一細(xì)胞所引起的動(dòng)作電位的波形和變化過(guò)程都是 一樣的；并且在刺激強(qiáng)度超過(guò)閾刺激以后，即使再增加刺 激強(qiáng)度，也不能使動(dòng)作電位的幅度進(jìn)一步加大的現(xiàn)象。 不衰減傳導(dǎo)：在同一細(xì)胞上動(dòng)作電位大小不隨刺激強(qiáng)度和 傳導(dǎo)距離而改變的現(xiàn)象。 不融合傳導(dǎo)：動(dòng)作電位之間總有一定間隔，不會(huì)重合、疊 加在一起。 雙向傳導(dǎo)：動(dòng)作電位從受刺激的興奮部位向兩側(cè)未興奮部 位傳導(dǎo) 圖 動(dòng)作電位的組成和形成機(jī)制 動(dòng)作電位 鋒電位 去極化： （ Na+迅速大 量?jī)?nèi)流 ） 復(fù)極化： （ Na+通道失活 ， K+迅速大量外流 ） 上升支 下升支 后電位 負(fù)后電位 正后電位 Na+-K+泵 恢復(fù)細(xì)胞 內(nèi)外 Na+、 K+濃度

27、 判斷： 1.靜息電位是 K+ 外流達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。 2.靜息電位的高低取決于細(xì)胞膜內(nèi)外 K+濃度差。 3.靜息電位乃細(xì)胞內(nèi) K+外流而形成，故隨細(xì)胞外 K+ 濃度的增加而增加。 填空： 1.靜息電位大小取決于（ ）和（ ）。 2. 可興奮細(xì)胞的興奮標(biāo)志是產(chǎn)生（ ） 選擇： 1. 降低細(xì)胞外液 K +濃度，靜息電位： （ ） A. 增大 B. 減小 C. 不變 2. 細(xì)胞內(nèi)外離子濃度差的維持主要依靠（ ） A.細(xì)胞內(nèi)外 K +濃度的恒定 B.細(xì)胞內(nèi)外 Na +濃度的恒定。 C.細(xì)胞膜 Na +-K +泵的活動(dòng)。 3神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位上升支形成的原因是（ ） A Ca2+內(nèi)流 B Na+內(nèi)流

28、C K+內(nèi)流 D Cl-內(nèi)流 思考題： 試述 AP 的形成。 判斷： 1.只要刺激達(dá)到一定強(qiáng)度，組織一定會(huì)發(fā)生反應(yīng)。 2.組織興奮性越高，其所需的刺激閾值越大。 3.組織對(duì)刺激反應(yīng)越快，其興奮性越高。 選擇： 1 以下關(guān)于興奮性的概念，哪一項(xiàng)正確？ A 興奮性可分為興奮和抑制 B 興奮性是組織細(xì)胞對(duì)刺激發(fā)生反應(yīng)的特性。 C 興奮性是組織細(xì)胞能興奮的特性。 D 興奮性是組織細(xì)胞受刺激發(fā)生興奮的能力。 2 . 衡量組織興奮性的高低指標(biāo)是 A 引起動(dòng)作電位所需刺激的強(qiáng)度 B 動(dòng)作電位的大小 C 動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度 3 . 組織器官的活動(dòng)加強(qiáng)稱(chēng)為： A 興奮性 B 興奮 C 緊張 4. 閾刺激是： A

29、 能引起反應(yīng)的刺激 B 能引起反應(yīng)的最大刺激強(qiáng)度 C 能引起反應(yīng)的最小刺激強(qiáng)度 填空： 1.刺激必須具備以下三個(gè)條件，即（ ）、 （ ）和（ ），才能引起反應(yīng)。 2.引起細(xì)胞興奮的刺激閾值越小，其興奮性 （ ）。 3.一次刺激后，細(xì)胞興奮性變化的四個(gè)階段依次 為（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 思考題： *簡(jiǎn)述細(xì)胞興奮性的變化。 試述神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí)興奮性變化的過(guò)程及其生理意義 . (1)過(guò)程： 興奮性發(fā)生周期性變化，依次為：絕對(duì)不應(yīng)期，相 對(duì)不應(yīng)期，超常期和低常期。絕對(duì)不應(yīng)期：興奮性為 零，閾刺激無(wú)限大，鈉通道失活。相對(duì)不應(yīng)期：興奮 性從無(wú)到有，閾上刺激可再次興奮，鈉通道部分復(fù)活。 超常期：興

30、奮性高于正常，閾下刺激即可引起興奮， 膜電位接近閾電位水平，鈉通道基本復(fù)活。低常期： 興奮性低于正常，鈉泵活動(dòng)增強(qiáng)，膜電位低于靜息電位 水平。 (2)生理意義：由于絕對(duì)不應(yīng)期的存在，動(dòng)作電位不會(huì) 融合。 2009年考研題 13分 1神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位上升支形成的原因是 (2008) A Ca2+內(nèi)流 B Na+內(nèi)流 C K+內(nèi)流 D Cl-內(nèi)流 2.能使神經(jīng)細(xì)胞膜上 Na+通道大量開(kāi)放的臨界電位水平是 （ 2011） A局部電位 B閾電位 C鋒電位 D后電位 3.在靜息狀態(tài)下，可興奮細(xì)胞內(nèi) K離子向細(xì)胞外轉(zhuǎn)移的方式屬于 (2012) A.單純擴(kuò)散 B. 易化擴(kuò)散 C.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) D.胞吐作用 4.

31、 與神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)物電位去極化相對(duì)應(yīng)的興奮性變化時(shí)期是 (2012) A.絕對(duì)不應(yīng)期 B.相對(duì)不應(yīng)期 C .超長(zhǎng)期 D. 低常期 考研題 1 細(xì)胞膜內(nèi)外正常 Na+和 K+的濃度差的形成和維持是由于 : ( ) A 膜安靜時(shí) K+通透性大 B 膜興奮時(shí)對(duì) Na+通透性增加 C Na+易化擴(kuò)散的結(jié)果 D 膜上 Na+ -K+泵的作用 E 膜上 Na+ -K+泵和 Ca2+泵的共同作用 2當(dāng)達(dá)到 K+平衡電位時(shí) : ( ) A膜兩側(cè) K+濃度梯度為零 B 膜外 K+濃度大于膜內(nèi) C 膜兩側(cè)電位梯度為零 D 膜內(nèi)電位較膜外電位相對(duì)較正 E 膜內(nèi)外 K+的凈外流為零 3 降低細(xì)胞外液中 Na+濃度時(shí) ,發(fā)

32、生的變化是（ ）。 . 靜息電位增大，動(dòng)作電位幅值不變 . 靜息電位增大，動(dòng)作電位幅值增高 . 靜息電位不變，動(dòng)作電位幅值降低 . 靜息電位不變，動(dòng)作電位幅值增高 . 靜息電位減小，動(dòng)作電位幅值增高 4.安靜時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi) K+向膜外移動(dòng)是由于（ ）。 . 單純擴(kuò)散 . 易化擴(kuò)散 . 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) . 出胞作用 . 以上都不是 5.就絕對(duì)值而言，靜息電位的實(shí)測(cè)值與 K+平衡電位的理論值相比 （ ）。 . 前者約大 10 . 前者大 . 前者小 . 兩者相等 . 以上都不對(duì) 6. 人工增加離體神經(jīng)纖維浸泡溶液中的 K+濃度，靜息電位絕對(duì)值 將（ ）。 . 不變 . 增大 . 減小 . 先增大后減小 . 先減小后增大 7.可興奮細(xì)胞受到刺激后，首先可出現(xiàn)（ ）。 . 峰電位 . 閾電位 . 負(fù)后電位 . 局部電位 . 正后電位 8.神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位的主要組成是（ ）。 . 峰電位 . 閾電位 . 負(fù)后電位 . 局部電位 . 正后電位