1、生理学 第一章第一章 绪论绪论 主讲：邱春复主讲：邱春复 医医 学学 生生 理理 学学 教教 研研 室室 第一节第一节 生理学的研究对象和任务生理学的研究对象和任务 一、生理学的概念及任务一、生理学的概念及任务 1、什么是生理学、什么是生理学? 生理学生理学 (Physiology)是生物科学的一个分支是生物科学的一个分支，是研是研 究生物机体功能究生物机体功能(function)的科学的科学。包括细菌生理学包括细菌生理学、 植物生理学植物生理学、动物生理学动物生理学、人体生理学等人体生理学等。 人体生理学人体生理学 (Human Physiology)是研究人体功能活是研究人体功能活 动规律
2、动规律（血液循环血液循环、呼吸呼吸、消化消化、排泄排泄、内分泌内分泌、生生 殖殖、行为表现行为表现、思维等思维等）的科学的科学。 生理学是一门实验性的科学。一切生理学的理论生理学是一门实验性的科学。一切生理学的理论 都来自实验。都来自实验。 2生理学发展简史生理学发展简史 以科学实验研究为特征的近代生理学是从以科学实验研究为特征的近代生理学是从17世纪开世纪开 始的始的。英国医生哈维英国医生哈维(William Harvey，1578-1657)用动用动 物活体实验的方法物活体实验的方法，第一次科学地阐明了血液循环的途第一次科学地阐明了血液循环的途 径和规律径和规律，被公认为近代生理学的奠基人
3、被公认为近代生理学的奠基人，为现代生理为现代生理 学学 (modern physiology)奠定了基础奠定了基础。 20 世 纪 初世 纪 初 ， 俄 国 著 名 生 理 学 家 巴 甫 洛 夫俄 国 著 名 生 理 学 家 巴 甫 洛 夫 (.，18491936)研究了大脑的功能研究了大脑的功能，创建了创建了 高级神经活动学说高级神经活动学说，对医学对医学、生理学生理学、心理学甚至哲学心理学甚至哲学 产生深远的影响产生深远的影响。 1939年美国生理学家坎农年美国生理学家坎农(WBCannon，1871 1945)在内环境恒定概念的基础上在内环境恒定概念的基础上，提出提出“稳态稳态”的概的
4、概 念念。 我国近代生理学形成的标志是我国近代生理学形成的标志是1926年中国生理学会年中国生理学会 的成立。的成立。 林可胜林可胜(1897-1969)是我国近代生理学和中国是我国近代生理学和中国 生理学会的奠基人生理学会的奠基人，又是我国消化生理学的先又是我国消化生理学的先 驱驱。 蔡翘蔡翘(1897-1990)也是我国近代生理学的奠基也是我国近代生理学的奠基 人之一人之一，他还是我国著名的医学教育家他还是我国著名的医学教育家，是我是我 国近代第一位用中国语言和文字讲授生理学和国近代第一位用中国语言和文字讲授生理学和 编写生理学教材的人编写生理学教材的人。 张锡钧张锡钧(18991988)
5、在神经化学递质乙酰胆在神经化学递质乙酰胆 碱的研究中取得系列的创新性或果碱的研究中取得系列的创新性或果，受到国内受到国内 外生理学界的高度评价外生理学界的高度评价。 冯德培冯德培、王志均等王志均等，都为我国生理学的发展都为我国生理学的发展 做出过杰出贡献做出过杰出贡献。 为什么要学习生理学为什么要学习生理学? 1只有认识了只有认识了“正常正常”，才能认识才能认识 “异常异常”（ 疾病疾病）； 2认识了正常认识了正常，才能想方设法维持正才能想方设法维持正 常常，防止异常；防止异常； 3生理学的发展可促进临床医学和预生理学的发展可促进临床医学和预 防医学的发展；防医学的发展； 4、学习与掌握一些实
6、验技术学习与掌握一些实验技术，培养观培养观 察分析和解决问题的能力察分析和解决问题的能力。 怎样学好生理学怎样学好生理学? 端正态度端正态度， 循序渐进循序渐进， 认真听课认真听课， 及时复习；及时复习； 刻苦钻研刻苦钻研， 多提问题多提问题， 独立思考独立思考， 纵横对比；纵横对比； 全面理解全面理解， 重点记忆重点记忆， 重视实验重视实验， 提高技能提高技能。 3生命活动的基本表现生命活动的基本表现 蛋白质和核酸是一切生命活动的物质基础蛋白质和核酸是一切生命活动的物质基础。生命生命 活动至少包括以下三种基本活动活动至少包括以下三种基本活动。 新陈代谢新陈代谢(Metabolism)： 生物
7、体是在不断地生物体是在不断地 更新自我更新自我，破坏和清除已经衰老的结构破坏和清除已经衰老的结构，重建新的重建新的 结 构结 构 。 这 一 贯 穿 生 命 活 动 的 全 过 程这 一 贯 穿 生 命 活 动 的 全 过 程 ， 称 为称 为 Metabolism。Metabolism一旦停止一旦停止，生命活动也就生命活动也就 结束结束。 生物体对外界环境变化的反应及兴奋性生物体对外界环境变化的反应及兴奋性 生物体所处的外界环境是经常发生变化的生物体所处的外界环境是经常发生变化的，生物生物 体能对环境的变化作出适当的反应体能对环境的变化作出适当的反应，以适应变化的以适应变化的 环境环境。这是
8、一切生物体普遍具有的功能这是一切生物体普遍具有的功能。 具有对刺激产生生物电反应的能力称为兴奋性具有对刺激产生生物电反应的能力称为兴奋性 （excitability）。 凡能引起某种组织产生兴奋的最弱凡能引起某种组织产生兴奋的最弱(最小最小)刺激刺激 强度称阈刺激强度称阈刺激（threshold stimulation)。 阈刺激的倒数阈刺激的倒数（1/threshold stimulation）可以可以 作为测定兴奋性高低的指标作为测定兴奋性高低的指标。 生殖生殖(Reproduction) 生物体能产生与自己相生物体能产生与自己相 类似的个体称为生殖类似的个体称为生殖。一个单细胞经过分裂成
9、为一个单细胞经过分裂成为 两个子代细胞两个子代细胞，就是生殖就是生殖。因此因此，生殖也是生命生殖也是生命 活动的基本表现之一活动的基本表现之一。 二二、生理学研究的三个水平生理学研究的三个水平 （一一）细胞和分子水平的研究细胞和分子水平的研究 细胞的生理特性是由构成细胞的各个分子细胞的生理特性是由构成细胞的各个分子，特特 别是生物大分子的物理学和化学特性决定的别是生物大分子的物理学和化学特性决定的。在这在这 个水平上进行研究的对象是细胞和构成细胞的分子个水平上进行研究的对象是细胞和构成细胞的分子， 这方面的知识称为细胞生理学这方面的知识称为细胞生理学(cell physiology)或普或普
10、通生理学通生理学（general physiology)。 (二二) 器官和系统水平的研究器官和系统水平的研究 要了解一个器官或系统的功能要了解一个器官或系统的功能，它在机体中所起它在机体中所起 的作用的作用，它的功能活动的内在机制它的功能活动的内在机制，以及各种因素以及各种因素 对它活动的影响对它活动的影响，这都需要从器官和系统的水平上这都需要从器官和系统的水平上 送行现察和研究送行现察和研究。 (三三) 整体水平的研究整体水平的研究 在整体情况下，体内各个器官、系统之在整体情况下，体内各个器官、系统之 间发生相互联系和相互影响。各种功能互相间发生相互联系和相互影响。各种功能互相 协调，使机
11、体成为一个完整的整体，在变化协调，使机体成为一个完整的整体，在变化 的环境中维持正常的生命活动。从整体水平的环境中维持正常的生命活动。从整体水平 上的研究，就是以完整的机体为研究对象，上的研究，就是以完整的机体为研究对象， 观察和分析在各种生理条件下不同的器官、观察和分析在各种生理条件下不同的器官、 系统之间互相联系、互相协调的规律。系统之间互相联系、互相协调的规律。 上述三个水平的研究上述三个水平的研究，它们相互间不是孤它们相互间不是孤 立的立的，而是互相联系而是互相联系、互相补充的互相补充的。要阐明要阐明 某一生理功能的机制某一生理功能的机制，一般需要对细胞和分一般需要对细胞和分 子子、器
12、官和系统器官和系统， 以及整体三个水平的研究以及整体三个水平的研究 结果进行分析和综合结果进行分析和综合，得出比较全面的结论得出比较全面的结论。 近年来随着物理近年来随着物理、化学化学、数学数学、电子计算电子计算 机等的发展机等的发展，应用这些科学成果应用这些科学成果，研究生理研究生理 功能活动功能活动，发展出很多新兴的研究领域发展出很多新兴的研究领域，如如 数学模型数学模型、系统分析系统分析、计算机模拟等等计算机模拟等等。相相 信随着各学科领域的发展信随着各学科领域的发展，对生理学的研究对生理学的研究 会越来越深入会越来越深入。 第二节第二节 机体的内环境机体的内环境 成人液体占身体重量的约
13、成人液体占身体重量的约60。分为两大类：分为两大类： 约约23的液体的液体(约占体重的约占体重的40)分布在细胞内分布在细胞内 为细胞内液为细胞内液。 其余其余13的液体的液体(约占体重的约占体重的20)分布在细胞分布在细胞 外外细胞外液细胞外液。 约约14(约占体重的约占体重的5)分布在心血管系统内分布在心血管系统内，也也 就是血浆就是血浆。 约约34(约占体重的约占体重的15)分布在心血管系统之外分布在心血管系统之外， 即组织液即组织液。 细胞直接接触的外界环境称为外环境细胞直接接触的外界环境称为外环境 (external environment)。例如环境的温度、湿度、阳光、空气。例如环
14、境的温度、湿度、阳光、空气 等等（人类不仅接触自然环境还有社会环境）等等（人类不仅接触自然环境还有社会环境）。 人体的细胞一般不能直接与外界环境发生接触人体的细胞一般不能直接与外界环境发生接触， 直接生存的环境是细胞外液直接生存的环境是细胞外液。所以所以，细胞外液是机细胞外液是机 体中细胞所处的体中细胞所处的内环境内环境（internal environment）。 只有保持内环境相对稳定只有保持内环境相对稳定，复杂的多细胞动物才复杂的多细胞动物才 有可能生存有可能生存。 内环境各种理化因素经常保持相对的恒定内环境各种理化因素经常保持相对的恒定稳态稳态 (homeostasis)。 这一概念不
15、仅说明了内环境是相对稳定的这一现这一概念不仅说明了内环境是相对稳定的这一现 象象，而且包含了机体维持内环境相对稳定的调节过而且包含了机体维持内环境相对稳定的调节过 程程。 机体的一切调节活动最终的生物学意义在于维持内机体的一切调节活动最终的生物学意义在于维持内 环境的恒定环境的恒定。 第三节第三节 生理功能的调节生理功能的调节 机体对各种功能活动的调节的方式主要有三种机体对各种功能活动的调节的方式主要有三种， 即即 神 经 调 节神 经 调 节 (nervous regulation) 、 体 液 调 节体 液 调 节 (humoral regulation)和和自身调节自身调节(auto r
16、egulation)。 1神经调节神经调节 (Nervous regulation) 神经系统神经系统 (Nervous system)是调节全身各种功能活动的系统是调节全身各种功能活动的系统。 通过通过nervous的调节称为的调节称为nervous regulation。 神经调节的基本活动方式是神经调节的基本活动方式是反射反射 (reflex)。反射反射 的通路包括五个组成部分的通路包括五个组成部分（反射弧反射弧）： 感受器感受器传人神经传人神经中枢中枢传出神经传出神经效应器效应器。 五部分中任何一部分结构被破坏或功能障碍都会使五部分中任何一部分结构被破坏或功能障碍都会使 反射不能完成反
17、射不能完成。 2体液调节体液调节 (Humoral regulation) 一般是指由一般是指由 某一器官或组织分泌的化学物质某一器官或组织分泌的化学物质(hormone，激素激素)， 通过血液循环，到达另一器官，调节它的功能活动。通过血液循环，到达另一器官，调节它的功能活动。 如肾上腺髓质可以分泌肾上腺素和去甲肾上腺素，如肾上腺髓质可以分泌肾上腺素和去甲肾上腺素， 通过血液循环达心脏和血管，调节心血管活动；甲通过血液循环达心脏和血管，调节心血管活动；甲 状腺分泌甲状腺激素调节全身的能量代谢等等。状腺分泌甲状腺激素调节全身的能量代谢等等。 很多内分泌腺并不是独立于神经系统的，它们也直很多内分泌
18、腺并不是独立于神经系统的，它们也直 接或间接受到神经系统的调节，因此，也可以将体接或间接受到神经系统的调节，因此，也可以将体 液调节看成是神经调节的一个环节，成为“液调节看成是神经调节的一个环节，成为“神经神经 体液调节体液调节”(nervous-humoral regulation)。人体内。人体内 的功能调节大多是这种复合式的调节。的功能调节大多是这种复合式的调节。 近来发现某些组织可产生一些化学物质近来发现某些组织可产生一些化学物质，它们并它们并 不随血流流到其他器官起作用不随血流流到其他器官起作用，而是在组织液中扩而是在组织液中扩 散散，调节邻近组织的功能活动调节邻近组织的功能活动，称
19、为局部体液因素称为局部体液因素 和和旁分泌调节旁分泌调节 (paracrine regulation)。组织代谢活组织代谢活 动产生的代谢产物如动产生的代谢产物如C02、乳酸等乳酸等，有扩张小血管有扩张小血管 的作用的作用，属于局部体液因素属于局部体液因素，因此从广义上看因此从广义上看，上上 述这些调节都属述这些调节都属humoral regulation范围范围。 3 自身调节自身调节（Auto regulation） 机体内有些调机体内有些调 节既不依赖神经也不依赖体液节既不依赖神经也不依赖体液，而由自身对刺激产而由自身对刺激产 生适应性反应生适应性反应，称为称为Auto regulati
20、on。 例如将心肌或骨骼肌拉长后例如将心肌或骨骼肌拉长后，再刺激引起肌肉再刺激引起肌肉 收缩收缩，其收缩力明显加强其收缩力明显加强。 第四节第四节 体内的控制系统体内的控制系统 用工程技术控制原理和方法来分析研究用工程技术控制原理和方法来分析研究 人体许多功能的调节人体许多功能的调节，可以看到功能调节过可以看到功能调节过 程和控制过程有共同的规律程和控制过程有共同的规律。 任何控制系统都由控制部分和受控部分组成。任何控制系统都由控制部分和受控部分组成。 从控制论的观点来分析，控制系统可分为非从控制论的观点来分析，控制系统可分为非 自动控制系统、反馈控制系统和前馈控制系自动控制系统、反馈控制系统
21、和前馈控制系 统三大类。统三大类。 一一、非自动控制系统非自动控制系统 非自动控制系统是一个开环系统非自动控制系统是一个开环系统，即系即系 统内受控部分的活动不会影响控制部分的活统内受控部分的活动不会影响控制部分的活 动动。这种控制方式是单向的这种控制方式是单向的，即仅由控制部即仅由控制部 分对受控部分发出活动的指令分对受控部分发出活动的指令。这种控制方这种控制方 式使受控部分的活动实际上不能起调节作用式使受控部分的活动实际上不能起调节作用。 在人体正常生理功能的调节中在人体正常生理功能的调节中，这种方式是这种方式是 极少见的极少见的。 二二、反馈控制系统反馈控制系统 在整体在整体，被调节的器
22、官被调节的器官(效应器效应器)，在功能活动在功能活动 发生改变时发生改变时，往往这一变化的信息又可以通过往往这一变化的信息又可以通过 回路反映到调节系统回路反映到调节系统，改变其调节的强度改变其调节的强度，形形 成一种调节回路成一种调节回路。人们常常用人们常常用“反馈反馈” (feed back)一词表示这种调节方式一词表示这种调节方式。在反馈控制系在反馈控制系 统中统中，反馈信号对控制部分的活动可发生不同反馈信号对控制部分的活动可发生不同 的影响的影响。 如果它的终产物或结果降低这一过程的进展速如果它的终产物或结果降低这一过程的进展速 度度，称为称为负反馈负反馈（negative feedb
23、ack）；如果；如果 是加速或加强这一过程的进展速度则称为是加速或加强这一过程的进展速度则称为正反正反 馈馈 (positive feedback)。 （一一）负反馈控制系统负反馈控制系统 负反馈控制系统的作用是使系统保持稳定负反馈控制系统的作用是使系统保持稳定。机体机体 内环境之所以能维持稳态内环境之所以能维持稳态，就是因为有许多负反馈就是因为有许多负反馈 控制系统的存在和发挥作用控制系统的存在和发挥作用。 （二二）正反馈控制系统正反馈控制系统 正反馈控制系统的活动使整个系统处于再生状态：正反馈控制系统的活动使整个系统处于再生状态： 与负反馈相反与负反馈相反，正反馈不可能维持系统的稳态或平正
24、反馈不可能维持系统的稳态或平 衡衡，而是破坏原先的平衡状态而是破坏原先的平衡状态。 正反馈控制系统数量很少正反馈控制系统数量很少，例如例如，血液凝固是正血液凝固是正 反馈控制反馈控制、排尿反射排尿反射、正常分娩过程等正常分娩过程等。 人体中的各种反馈调节回路中有的比较简单人体中的各种反馈调节回路中有的比较简单，有有 的则很复杂的则很复杂，它可以包括复杂的神经调节和体液调它可以包括复杂的神经调节和体液调 节综合完成调节某一生理功能活动节综合完成调节某一生理功能活动。 三三、前馈控制系统前馈控制系统 在神经系统的调节控制中在神经系统的调节控制中，除反馈控制除反馈控制 外外，还有还有前馈控制前馈控制
25、(feed-forward contro1)。 例如控制部分发出信号例如控制部分发出信号，指令受控部分进指令受控部分进 行某一活动行某一活动，同时又通过另一快捷途径向同时又通过另一快捷途径向 受控部分发出前馈信号受控部分发出前馈信号，及时地调控受控及时地调控受控 部分的活动部分的活动。 例如例如，要完成某一动作要完成某一动作，脑发出神经冲脑发出神经冲 动指令一定的肌肉收缩动指令一定的肌肉收缩，同时又通过前馈同时又通过前馈 机制机制，使这些肌肉的收缩受到制约使这些肌肉的收缩受到制约，不致不致 收缩过度收缩过度，从而使整个动作完成得更准确从而使整个动作完成得更准确。 作业：作业： 1人体生理功能活
26、动的主要调节方式有哪人体生理功能活动的主要调节方式有哪 些些?各有何特征各有何特征?其相互关系如何其相互关系如何? 2何谓内环境和稳态何谓内环境和稳态?有何重要生理意义有何重要生理意义? 3简述人体机能活动的自动控制原理简述人体机能活动的自动控制原理。 谢谢 谢谢 ！ 主讲人主讲人 黄志华黄志华 第二章第二章 细胞的基本功能细胞的基本功能 CHAPTER 2 THE BISIC FUNCTIONS OF CELL 邱春復邱春復 主讲主讲 医学生理学教研室医学生理学教研室 第一节 细胞膜的结构和物质转运功能细胞膜的结构和物质转运功能 细胞：构成机体的最基本的结构和功细胞：构成机体的最基本的结构和
27、功 能单位能单位。 一、细胞膜的基本结构一、细胞膜的基本结构 液态镶嵌模型液态镶嵌模型 (图图) 组成：脂质组成：脂质、蛋白质蛋白质、糖类糖类（图图） 1脂质双分子层：细胞膜的基本骨架脂质双分子层：细胞膜的基本骨架 含：磷脂含：磷脂、胆固醇胆固醇、鞘脂鞘脂。 磷脂磷脂 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇 2蛋白质：多为球形蛋白质蛋白质：多为球形蛋白质 表面蛋白质表面蛋白质（外周蛋白质外周蛋白质） 整合蛋白质整合蛋白质（镶嵌蛋白质镶嵌蛋白质） 功能：功能： 物质转运功能物质转运功能 受体功能受体功能 （图图） 识别功能识别功能 连接功能
28、连接功能 催化功能催化功能 3糖类：糖蛋白或糖脂是细胞的特异性糖类：糖蛋白或糖脂是细胞的特异性 “标志标志” 二、二、细胞膜的跨膜物质转运功能细胞膜的跨膜物质转运功能 （一一）单纯扩散单纯扩散 1定义定义 扩散：扩散： 单纯扩散：单纯扩散：脂溶性小分子物质由高浓度脂溶性小分子物质由高浓度 向低浓度跨膜移动的过程向低浓度跨膜移动的过程。 2 扩散通量：扩散通量： Mmol/s.cm2 影响因素：膜内外物质浓度差影响因素：膜内外物质浓度差、电压差电压差 膜的通透性膜的通透性 3 转运的物质：转运的物质：O2 ， ，CO2 4 特点：特点： 高浓度高浓度低浓度低浓度 不耗能不耗能 （二）膜蛋白介导的
29、跨膜转运（二）膜蛋白介导的跨膜转运 易化扩散易化扩散 1定义定义 非脂溶性小分子物质非脂溶性小分子物质，在特殊膜蛋白质在特殊膜蛋白质 帮助下帮助下，由高浓度向低浓度一侧转运的过程由高浓度向低浓度一侧转运的过程。 2特点特点 高浓度高浓度低浓度低浓度 不需耗能不需耗能 具有选择性具有选择性 通透性可改变通透性可改变 3通道介导的易化扩散通道介导的易化扩散-离子通道离子通道 转运的物质：离子：转运的物质：离子：Na + 、K+等等 特点：特点：a通道蛋白功能状态可以改变通道蛋白功能状态可以改变 图图 激活激活(开放开放) 失活失活（关闭关闭） 备用备用（静息静息） b通过通过 “闸门闸门”进行调控
30、进行调控 c有选择性有选择性 转运结果：电化学势能平衡转运结果：电化学势能平衡 分类：分类： 化学门控通道：化学门控通道：N-Ach受体受体 电压门控通道：电压门控通道：Na+通道通道 机械门控通道：内耳毛细胞机械门控通道：内耳毛细胞 4 经载体介导的易化扩散经载体介导的易化扩散（图图） 转运的物质：转运的物质：GS、AA进入一般细胞进入一般细胞 共同特点：共同特点： 结构特异性结构特异性 饱和现象饱和现象 竞争性抑制竞争性抑制 被动转运：被动转运：单纯扩散单纯扩散 易化扩散易化扩散 主动转运主动转运: 1定义：定义：指细胞膜将物质分子指细胞膜将物质分子（或离子或离子） 逆浓度差和电位差转运的
31、过程逆浓度差和电位差转运的过程 2生物泵：实质就是生物泵：实质就是ATP酶酶 如如“钠钠-钾泵钾泵”、“质子泵质子泵”等等 钠泵钠泵: 钠钠-钾泵或钾泵或Na+- K+ -ATP酶酶（图图） 激活：细胞内的激活：细胞内的Na+ 、细胞外的细胞外的K+ 作用：作用：3个个Na+移到膜外移到膜外 2个个K+移入细胞内移入细胞内 生理作用：生理作用： 形成细胞外高形成细胞外高Na+、细胞内高细胞内高K+ a 离子势能贮备是生物电产生的基离子势能贮备是生物电产生的基 础；促进某些物质的逆浓度差的跨膜转础；促进某些物质的逆浓度差的跨膜转 运运。如如GS b 细胞内高细胞内高K+是某些生化反应必需是某些生
32、化反应必需 c. 防止细胞水肿防止细胞水肿 3分类分类 原发性主动转运原发性主动转运 继发性主动转运：继发性主动转运：（图图） 各种跨膜转运机制的特征各种跨膜转运机制的特征 （三）（三）出胞和入胞出胞和入胞 大分子物质进出细胞的方式大分子物质进出细胞的方式 1出胞：各种分泌活动出胞：各种分泌活动、神经递质的释放神经递质的释放 2入胞：受体介导式入胞入胞：受体介导式入胞（图图） 小结小结 1. 膜的化学组成和分子结构膜的化学组成和分子结构。 2. 细胞膜的跨膜物质转运功能：细胞膜的跨膜物质转运功能： 单纯扩散单纯扩散，易化扩散易化扩散， 主动转运主动转运，继发性主继发性主动转运动转运， 出胞出胞
33、, ,入胞入胞 双语词汇：双语词汇： 液体镶嵌模型液体镶嵌模型（fluid mosaic model） 单纯扩散单纯扩散（simple diffusion） 易化扩散易化扩散（facilitated diffusion） 化学门控通道化学门控通道（chemiscally-gated channel） 电压门控通道电压门控通道（voltage-gated channel） 载体载体（carrier） 主动转运主动转运（active transport） 被动转运被动转运（passive transport） 继发性主动转运继发性主动转运（second active transport） 钠钠-钾
34、泵钾泵（Na+-K+ pump） 出胞出胞（exocytosis） 入胞入胞（endocytosis） 作业：作业： 1. 细胞膜的跨膜物质转运形式有几种细胞膜的跨膜物质转运形式有几种，举例举例 说明之说明之。 2比较单纯扩散和易化扩散的异同点比较单纯扩散和易化扩散的异同点? 3Na+-K+泵活动有何生理意义泵活动有何生理意义? 第二节第二节 细胞的跨膜信号传递功能细胞的跨膜信号传递功能 跨膜信号转导概念跨膜信号转导概念 指外界信号（化学分子、光、声音等）指外界信号（化学分子、光、声音等） 作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中作用于细胞膜表面的受体，引起膜结构中 一种或多种特殊蛋白质构型改变，
35、将外界一种或多种特殊蛋白质构型改变，将外界 环境变化的信息以环境变化的信息以新的信号新的信号形式传递到膜形式传递到膜 内，再引发靶细胞功能改变。内，再引发靶细胞功能改变。 几种主要的跨膜信号转导方式几种主要的跨膜信号转导方式 由离子通道完成的跨膜信号传递由离子通道完成的跨膜信号传递 刺激信号刺激信号膜通道蛋白开放膜通道蛋白开放离子离子 移动移动膜电位变化膜电位变化膜内信息膜内信息细胞功细胞功 能改变能改变 1化学门控通道化学门控通道（配体门控通道配体门控通道） 举例：举例：N-型乙酰胆碱受体型乙酰胆碱受体 又称：又称：通道型受体通道型受体 促离子型受体促离子型受体 2电压门控通道电压门控通道
36、在跨膜电位改变时在跨膜电位改变时，通道开放通道开放。 如：如：、K+、Ca+通道通道 3机械门控通道：内耳毛细胞中机械门控通道：内耳毛细胞中 4细胞间通道：即缝隙连接细胞间通道：即缝隙连接（图图） 举例：神经兴奋引起肌收缩举例：神经兴奋引起肌收缩 神经冲动神经冲动神经末梢神经末梢释放释放ACh终板终板 膜化学门控通道开放膜化学门控通道开放终板电位终板电位电压电压 门控门控Na+通道通道肌膜肌膜AP胞浆胞浆Ca2+升高升高 肌收缩肌收缩 由受体、由受体、G-蛋白、膜效应器酶完成的跨蛋白、膜效应器酶完成的跨 膜信号传递膜信号传递 1受体受体 概念概念：指能与配体特异性结合的蛋白质：指能与配体特异性
37、结合的蛋白质 特性特性：（1）特异性特异性 （2）饱和性饱和性 （3）可逆性可逆性 蛋白蛋白 结构结构：（图图） 分类：分类：Gs Gi 效应器酶：效应器酶：Ac 、 PLC 、离子通道离子通道 利用胞浆或胞膜中的物质生成第二信使利用胞浆或胞膜中的物质生成第二信使 4第二信使：第二信使：cAMP cGMP IP3 DG Ca+ 信号传递过程信号传递过程（图（图）、 （图（图） 化学信号化学信号（激素激素、递质等递质等）特异性受体特异性受体 受体受体-配体复合物配体复合物蛋白中介蛋白中介激活效应器激活效应器 酶系酶系第二信使第二信使激活蛋白激酶激活蛋白激酶蛋白质磷蛋白质磷 酸化酸化生理效应生理效
38、应 由激酶受体完成的跨膜信号转导由激酶受体完成的跨膜信号转导 受体结构与功能受体结构与功能（图图） 膜外段：膜外段： 能与配体相结合能与配体相结合。 跨膜：跨膜：螺旋螺旋。 膜内段：膜内段： 自身酪氨酸残基磷酸化自身酪氨酸残基磷酸化 受体激活受体激活 蛋白磷酸化蛋白磷酸化 底物酪氨酸残基磷酸化底物酪氨酸残基磷酸化 跨膜信号转导和原癌基因跨膜信号转导和原癌基因 原癌基因原癌基因：与致癌病毒碱基排：与致癌病毒碱基排 列顺序相一致列顺序相一致，存在于正常细胞存在于正常细胞，其正常其正常 表达为生命必需表达为生命必需。 表达产物与跨膜信号转导有关表达产物与跨膜信号转导有关 即刻早期基因即刻早期基因：又
39、称快速基因：又称快速基因、即早基即早基 因因、第三信使第三信使 第三节第三节 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 兴奋性与兴奋的概念兴奋性与兴奋的概念 1.兴奋性兴奋性：指可兴奋细胞接受刺激后产生：指可兴奋细胞接受刺激后产生 . 反应的能力反应的能力 2. 兴奋兴奋：指产生的反应：指产生的反应 兴奋的外部表现与实质：兴奋的外部表现与实质： 3.刺激引起兴奋的条件刺激引起兴奋的条件： 一定的强度一定的强度 一定的作用持续时间一定的作用持续时间 一定的时间一定的时间-强度变化率强度变化率 一、细胞膜的被动电学特征一、细胞膜的被动电学特征 （一）膜电容和膜电阻（一）膜
40、电容和膜电阻 （二）电紧张电位（二）电紧张电位 生物电记录方法生物电记录方法（图）（图） 二、静息电位二、静息电位 RP 概念：指细胞在静息状态时，细胞膜两侧概念：指细胞在静息状态时，细胞膜两侧 的电位差。的电位差。（图）（图） 极性：内负外正，大小用负值表示极性：内负外正，大小用负值表示 大小：神经元：大小：神经元：90mv 几个概念：几个概念： 极化：极化：静息时，膜两侧的内负外正状态静息时，膜两侧的内负外正状态 超极化：超极化：膜内电位向负值变大的方向变膜内电位向负值变大的方向变 化化 去极化：去极化：膜内电位向负值减小的方向变膜内电位向负值减小的方向变 化化 复极化：复极化：由去极化或
41、超极化向由去极化或超极化向RP值恢复值恢复 反极化：反极化：膜内为正，膜外为负的状态膜内为正，膜外为负的状态 （二二）静息电位产生的机制静息电位产生的机制 静息时静息时，细胞内外各种离子的浓度分布不细胞内外各种离子的浓度分布不 均均，细胞膜对细胞膜对K+通透通透，对对Na+不通透不通透， K+外流的形成外流的形成K+平衡电位平衡电位。（表表） 静息电位是静息电位是K+平衡电位平衡电位 影响因素：影响因素： （1）细胞外细胞外K+浓度浓度 （图图） 胞外胞外K+浓度升高浓度升高， 静息电位减小静息电位减小 （2）钠钠-钾泵的作用钾泵的作用 三三、动作电位动作电位 AP （一一）细胞的动作电位细胞
42、的动作电位 概念：概念： AP是膜两侧电位在是膜两侧电位在RP基础上发生基础上发生 的一次可扩布的快速而可逆的倒转和复原的一次可扩布的快速而可逆的倒转和复原。 图图 去极相去极相 去极化去极化 超射超射 锋电位锋电位 复极相复极相：复极化初期：复极化初期 后电位后电位 复极化后期复极化后期（负后电位负后电位） 后超极化后超极化（正后电位正后电位） （二）（二）动作电位的产生机制动作电位的产生机制 1、电化学驱动力；电化学驱动力； 2、动作电位期间膜电导的变化；动作电位期间膜电导的变化； 3、膜电导与离子通道膜电导与离子通道（膜片钳技术膜片钳技术） 锋电位锋电位 上升支：去极相上升支：去极相 由
43、由Na+内流形成内流形成，是是Na+的平衡电位的平衡电位 有效刺激有效刺激部分部分Na+通道开放通道开放少量少量Na+膜去极膜去极 化化阈电位阈电位大量大量Na+通道开放通道开放大量大量Na+内流内流膜膜 内负电位消失，出现正电位内负电位消失，出现正电位 下降支：复极相下降支：复极相 Na+通道失活通道失活K+通透性升高通透性升高 Na+内流停止内流停止，K+ 外流外流膜内电位由正向负值变化膜内电位由正向负值变化静息电位静息电位 AP的产生实质上是受刺激后的产生实质上是受刺激后Na+ 、 K+通道通道 状态改变导致膜对状态改变导致膜对Na+ 、 K+通透性通透性（电导电导） 改变的结果改变的结
44、果。 （图图） K+通道：通道：是电压依赖式离子通道是电压依赖式离子通道，有开有开、关关 两种状态两种状态 阻断剂：阻断剂：四乙基胺四乙基胺、四氨基吡啶四氨基吡啶 Na+ 通道通道:是电压及时间依赖式离子通道是电压及时间依赖式离子通道，有有 开开、关关、失活三种状态失活三种状态（图图） 阻断剂：阻断剂： 河豚毒素河豚毒素、局麻药局麻药 后电位后电位 后去极化：快速后去极化：快速K+外流堆积外流堆积，复极化减慢复极化减慢 后超极化：钾通道开放时间长后超极化：钾通道开放时间长，过多钾外流过多钾外流 动作电位的特点：动作电位的特点： a“全或无全或无”现象：动作电位一旦产生现象：动作电位一旦产生 就
45、达到最大值就达到最大值，其幅度不会因刺激强度的其幅度不会因刺激强度的 加强而增大加强而增大。 b不衰减传导不衰减传导 c脉冲式脉冲式，不会重合不会重合 d不同细胞不同细胞，AP的幅度和持续时间不同的幅度和持续时间不同 （图图） 4、动作电位的引起和阈电位动作电位的引起和阈电位 阈电位和锋电位的引起阈电位和锋电位的引起 刺激刺激阈电位阈电位AP 1、阈电位阈电位 TP： 是一种膜电位的临界值是一种膜电位的临界值，能触发能触发AP， 是引起钠通道大量开放的膜电位值是引起钠通道大量开放的膜电位值， 即钠内流形成正反馈的膜电位值即钠内流形成正反馈的膜电位值。 RP和和TP的差值大的差值大，细胞兴奋性低
46、；细胞兴奋性低； 差值小差值小，兴奋性高兴奋性高。 2、阈强度：阈强度：使细胞膜去极化到阈电位的最小使细胞膜去极化到阈电位的最小 刺激强度刺激强度 局部兴奋局部兴奋（图图） 特点特点（图图） （1）电位幅度小电位幅度小，呈衰减性传导呈衰减性传导 （2）等级性等级性，非非 “全或无全或无”式式 （3）可以总和：可以总和： 时间总和时间总和 空间总和空间总和 （三三）动作电位的传导：动作电位的传导：局部电流学说局部电流学说 AP在同一细胞上是以局部电流的形式传导的在同一细胞上是以局部电流的形式传导的 局部电流：局部电流：已兴奋膜与未兴奋膜之间存在已兴奋膜与未兴奋膜之间存在 电位差电位差，而发生的电荷移动而发生的电荷移动。 神经纤维神经纤维AP的传导：的传导：神经冲动神经冲动 （1）无髓神经纤维无髓神经纤维AP的传导的传导（图图） （2）有髓神经纤维有髓神经纤维AP的传导的传导 在两个相邻的郎飞结间呈跳跃式传导在两个相邻的郎飞结间呈跳跃式传导 传导速度快传导速度快，节能节能。 影响传导速度的因素：影响传导速度的因素： 轴突直径轴突直径 是否有髓鞘是否有髓鞘 特点：特点：双向传导双向传导 不衰减传导不衰减传导 绝缘性绝缘性 相对不疲劳性相对不疲劳性 复合复合AP-神经干神经干AP
