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生理学课件第四章
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2024/3/28
细胞膜与物质的跨膜运输
细胞的信号转导
细胞的电活动
肌细胞的收缩
神经细胞的兴奋与传导
contents
目
录
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细胞膜与物质的跨膜运输
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细胞膜的功能
保护细胞、维持细胞形态、物质运输、信息传递和能量转换。
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细胞膜的主要成分
脂质、蛋白质和糖类。
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细胞膜的结构特点
流动性镶嵌模型，膜蛋白可运动。
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单纯扩散
易化扩散
主动转运
膜泡运输
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脂溶性物质顺浓度差进行的跨膜运输，不需要能量。
非脂溶性物质或带电离子在膜蛋白的帮助下顺浓度差进行的跨膜运输，不需要能量。
物质逆浓度差或电位差进行的跨膜运输，需要能量和膜蛋白的参与。
大分子物质和颗粒物质通过膜泡进行跨膜运输，需要能量和膜蛋白的参与。
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参与易化扩散和主动转运的膜蛋白，具有特异性结合和转运物质的能力。
构成离子通道的膜蛋白，允许特定离子顺浓度差通过细胞膜。
具有ATP酶活性，能够利用ATP水解产生的能量主动转运物质。
位于细胞膜表面或内部，能够识别并结合信号分子，引发细胞内的信号转导过程。
载体蛋白
通道蛋白
泵蛋白
受体蛋白
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细胞的信号转导
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信号分子
细胞间或细胞内传递信息的化学物质，如激素、神经递质、生长因子等。
受体
位于细胞膜或细胞内的蛋白质，能特异性识别和结合信号分子，从而触发细胞内的信号转导过程。
信号分子与受体的结合
具有高度的特异性和亲和力，是信号转导的起始步骤。
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通过信号转导调节细胞的代谢、增殖、分化等生理活动，保持机体内环境的动态平衡。
维持内环境稳定
信号转导使细胞能够感知和响应外部环境的变化，如温度、渗透压、营养状况等，从而调整自身的生理功能。
适应环境变化
信号转导实现了细胞间的信息传递和相互作用，协调不同细胞和组织的功能，维持机体的整体协调性。
细胞间通讯
信号转导的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，如癌症、神经退行性疾病、自身免疫病等。
疾病发生与发展
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细胞的电活动
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静息电位
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细胞在静息状态下的膜电位，表现为内负外正，主要由钾离子外流形成。
动作电位
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细胞受到刺激时产生的短暂而可逆的电位变化，包括去极化、复极化和超极化三个阶段。
动作电位的产生机制
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钠离子内流引起去极化，达到阈电位后触发动作电位的产生；随后钾离子外流和钠离子内流停止导致复极化；最后通过钠钾泵等机制实现超极化。
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离子通道的种类与功能
包括钾离子通道、钠离子通道、钙离子通道等，它们分别参与静息电位和动作电位的形成和维持。
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细胞的电活动是细胞正常生理功能的基础，如神经细胞的兴奋传导、肌肉细胞的收缩等。
维持细胞正常生理功能
细胞间的信号传递往往涉及到电活动的变化，如突触传递、心肌细胞间的电偶联等。
参与细胞间信号传递
细胞的电活动还可以调节细胞内的代谢活动，如通过影响酶活性、物质转运等方式来调节细胞内的代谢过程。
调节细胞代谢活动
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肌细胞的收缩
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肌细胞膜受到刺激时，产生动作电位，并通过横管系统迅速传播至整个肌细胞。
动作电位的产生和传播
肌质网中的钙离子在动作电位的刺激下释放到胞质中，与肌钙蛋白结合，触发肌肉收缩。收缩完成后，钙离子被主动转运回肌质网中储存。
钙离子的释放与回收
确保肌肉在受到神经刺激时能够迅速、准确地产生收缩反应，以维持机体的正常运动功能。
兴奋-收缩耦联的生理意义
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粗肌丝与细肌丝
粗肌丝主要由肌球蛋白组成，细肌丝则包含肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白等。粗、细肌丝在肌肉收缩时相互滑行，产生力量。
横桥的形成与作用
肌球蛋白头部的横桥结构在肌肉收缩过程中与肌动蛋白的特定位点结合，形成横桥-肌动蛋白复合物，通过ATP水解产生的能量驱动横桥向M线方向摆动，使粗、细肌丝相互靠近，肌肉缩短。
肌原纤维的调节
肌肉收缩过程中，原肌球蛋白和肌钙蛋白对细肌丝的活化起关键作用。原肌球蛋白通过与肌动蛋白结合调节细肌丝对粗肌丝的敏感性；而肌钙蛋白则在钙离子的作用下发生构象改变，暴露出与横桥结合的位点，启动肌肉收缩。
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体液调节
多种激素和生物活性物质如肾上腺素、去甲肾上腺素、胰岛素等可以通过血液循环到达肌肉组织，调节肌肉的代谢和收缩功能。
神经调节
神经系统通过改变传入肌肉的神经冲动频率和强度来调节肌肉的收缩力度和速度。此外，神经递质如乙酰胆碱等也可以影
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