1、机体的基本生理过程机体的基本生理过程稳态与机体机能活动的调节稳态与机体机能活动的调节 细胞生理的基本知识细胞生理的基本知识 1ppt课件一、生命的基本特征 新陈代谢（metabolism）兴奋性（excitability）生殖（reproduction）2ppt课件metabolismmetabolism定义：机体主动地与环境进行物质和能量交换的过程。内容：a、物质运动方向同化作用（合成代谢）吸能异化作用（分解代谢）放能 b、运动形式物质代谢能量代谢3ppt课件excitabilityexcitability兴奋性：可兴奋细胞接受刺激后产生动作电位的能力。可兴奋细胞：动物组织中以NC、肌C、腺
2、C具较高的兴奋性。刺激：引起反应的环境条件的变化。活组织接受刺激而反应时，表现形式有两种A、兴奋：静止 显著活动，弱 强B、抑制：显著活动 相对静止，强 弱4ppt课件抑制并不是无反应，是与兴奋相对立的一种主动过程，必须以兴奋为前提。兴奋与抑制都是活组织具有兴奋性的表现。适应性（adaptability）：环境改变时，机体或部分组织机能与结构将在某种限度内随之改变，以求与所在环境保持动态平衡，机体的这种能力称适应性。5ppt课件reproductionreproduction普通定义：个体生长发育到一定阶段时，可产生相似的另一新个体的过程。抽象定义：生命是一个能记载和表达信息、积累信息、保持和
3、传递信息的信息系统。保持了种族的延续和进化成果的积累。无性生殖 克隆技术、孤雌生殖6ppt课件二、内环境与稳态（internal environment and homeostasis）1、内环境定义：细胞外液构成的机体细胞的直接生活环境。法国生理学家贝尔纳提出。意义：提供营养接受代谢终产物，保持成分、PH值、渗透压、离子浓度以及温度等性质的相对稳定，保证新陈代谢活动和生理功能的进行。包括血浆、淋巴液、组织液和脑脊液。7ppt课件2、稳态定义：内环境的成分和理化性质在一定范围内波动，保持动态平衡。这种平衡状态称之。美国坎农提出。解释：消化提供营养、呼吸循环供O2排CO2、肾脏清除代谢终产物意义
4、新陈代谢的重要保证，PH、温度改变会影响酶活性，影响酶促反应，细胞正常兴奋性的维持，依赖于膜内外离子浓度。内环境稳定是机体具有适应能力的前提。8ppt课件3、生物节律（biorhythm）按一定的时间重复出现，周而复始的功能活动变化节律叫生物节律高频：心律、呼吸中频：血压、体温低频：生殖机能9ppt课件三、机体机能活动的调节 1、神经调节（neuroregulation）非条件反射：遗传 延脑、脊髓条件反射：条件刺激引起、后天 大脑皮层方式基础：反射弧。包括：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器特点：迅速、精确、持续时间短、高级动物的主要方式、有时会有神经支配内分泌腺，构成神经体液调节
5、。10ppt课件2、体液调节（humoral regulation）方式：由血液中的某些化学物质，主要是内分泌细胞所分泌的激素所实现的一种调节方式。特点：慢、作用部位广泛、持续时间长、出现早。另外：某些组织细胞所产生的化学物质，可在局部组织液内扩散，以改变附近组织细胞的功能活动状态。又可叫局部体液调节。胰岛素由胰岛细胞分泌，可加速摄取、储存、利用葡萄糖，结果使血糖水平降低，可反馈抑制胰岛素分泌，使血糖恒定。11ppt课件3、自身调节方式：指细胞、组织、器官在不依赖于外来的神经或体液调节情况下，自身对刺激发生的适应性反应过程。心脏血量的维持；脑、肾血流量不随血压的升降而改变。特点：是作用精确的局
6、部调节，维持细胞的自稳态。本节结束 请返回12ppt课件细胞生理学的主要内容：细胞膜和组成其它细胞器的膜性结构的化学组成和分子结构；不同物质或分子的跨膜物质转运机理；以不同带电离子跨膜运动为基础的细胞生物电现象；作为细胞接受外界影响或细胞间相互影响基础的跨膜信号传递；肌细胞如何在膜电变化的触发下出现机械性收缩活动。13ppt课件发现原生质：1839年，捷克生理学家浦金野把填满细胞的胶状液体定名为原生质，19世纪中叶后，法国植物学家默尔用原生质概括细胞中的所有内含物（质与核），德国解剖学家舒尔策强调，原生质是生命的物质基础，并证明在所有细胞里，不论是动物或植物，他们的原生质基本相似。14ppt课
7、件一、细胞膜的基本结构和功能 细胞膜：是细胞表面一层连续而封闭的界膜，又叫质膜或浆膜。生物膜：指细胞膜、核被膜及构成各种细胞器（线粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体）等膜的统称。15ppt课件（一）膜的化学组成和分子结构 主要物质：脂类、蛋白和糖类以红细胞为例：蛋白占52，脂类占40，糖类占8。Singer和Nicholson（1972）液体镶嵌模型的基本内容：以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着不同分子结构和不同生理功能的蛋白质，或者主要以螺旋或球形蛋白的形式存在。16ppt课件液体镶嵌模型液体镶嵌模型17ppt课件1脂质双分子层脂质以磷脂为主，占脂类总量的70，其次是胆固醇。磷脂的基本结
8、构：一分子甘油的两个羟基同两分子脂肪酸结合，另一个与磷酸结合，再同一个碱基结合。据碱基不同，可分为四种磷脂：磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇。磷酸碱基，亲水性极性基团，位于表面；脂肪酸，疏水性非极性基团，位于内部。特点：自由能最低，最稳定；熔点低，体温下呈液态，具流动性（同一分子层内横向运动）；可承受较大张力，不易破裂，可自动融合修复。18ppt课件2膜蛋白有两种存在形式与脂质结合：以肽链中的带电基团与脂质极性基团吸引，附于膜表面，称表面蛋白；疏水的螺旋与膜内输水性羟基吸引，肽链两端露在膜两侧，称结合蛋白。功能：与膜的物质转运机能有关；作为受体，能识别、接受环境中的刺激和信息
9、；作为细胞的标志，参与抗体免疫。19ppt课件3 3膜糖含量甚少，主要是寡糖和多糖，以共价键形式与脂质和蛋白质结合，大多裸露在膜外侧。意义：单糖排列顺序的特异性，作为所在细胞或他们所结合的蛋白质的特异性标志抗原决定簇；作为膜受体的可识别部分，特异的与某种递质、激素或其他化学信号分子相结合。20ppt课件For exampleFor exampleAABO血型系统 B完整的淋巴细胞(lymphocyte)循环回到脾脏或外淋巴结，而除去唾液酸或岩藻酸的淋巴细胞很快进入肝脏，存在所谓归巢现象(homing)。又如红细胞衰老时，其表面唾液酸减少，有更多的半乳糖露在表面，因而衰老红细胞被脾脏破坏吸收。2
10、1ppt课件22ppt课件（二）细胞膜的功能 1物质转运主要的转运形式：被动转运主动转运出胞和入胞单纯扩散易化扩散载体介导通道介导23ppt课件被动转运，由高浓度到低浓度，消耗势能，无需细胞提供能量。速度与浓度差、物质的分子大小、电荷和在脂质层中的溶解度有关。（1）单纯扩散：在生物体系中，只有O2、N2、苯等疏水性小分子及CO2、甘油、尿素等小的极性分子能迅速经扩散通过脂双层膜，是单纯的物理过程，此种转运方式为单纯扩散。（2）易化扩散(fecilitated diffusion)fecilitated diffusion)非脂溶性或水溶性高的物质（葡萄糖、氨基酸或小的带电离子）在膜蛋白的帮助下
11、，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散的过程，扩散速率明显增大。24ppt课件A以载体介导，(carrier-mediated)依靠膜蛋白的结合与释放。特性：特异性，右旋葡萄糖比左旋葡萄糖跨膜快；饱和现象，被转运物质浓度增大到一定值后，不能再加快，即载体和结合位点均已进入活动状态；存在竞争性抑制。25ppt课件B以通道介导，(channel-mediated)常与一些离子K+、Na+、Ca2+等由膜的高浓度向低浓度一侧移动有关。特点：通道蛋白随分子构象或构型的改变，可以处于不同的功能状态，开放时，允许特定离子移动，关闭时又对离子不通透。据引起开放的不同条件，可分为：电压依从性通道：启闭决定于通道蛋
12、白所在膜两侧的电位差。化学依从性通道：决定于膜环境中存在的化学信息，例如，膜外某种神经递质或膜内某些离子浓度的改变。26ppt课件主动转运a特点：低浓度高浓度，耗能；逆浓度梯度或电化学势的主动转运机制。B钠泵：一种具有ATP酶活性的特殊蛋白质（Na+-K+依赖式ATP酶）与膜质结合形成的具有特定结构的复合物，分子量在25万40万之间，由催化亚单位和一个糖蛋白以四聚体的形式存在于膜上。功能是排钠摄钾。神经和肌肉细胞中，正常时膜内钾为膜外的30倍，膜外钠为膜内的12倍，依赖于Na-K泵的维持。27ppt课件C钠泵的转运机制D意义一般细胞，约把它代谢所获得能量的2030用于钠泵活动。细胞内高钾是许多
13、代谢反应进行的必备条件。建立势能储备，供细胞其他耗能过程用；还可维持细胞的静息电位，使其称为可兴奋细胞。28ppt课件29ppt课件30ppt课件a.出胞细胞内物质先被囊泡裹入形成分泌泡，然后与细胞膜接触，融合并向外释放被裹入的物质。对象，腺细胞分泌酶和黏液；内分泌腺分泌激素；神经末梢释放递质。过程，大部分在内质网形成高尔基复合体加工形成分泌颗粒或囊泡移向质膜内侧，与其接触融合出现裂孔内容物排出。需钙离子进入膜内，以及膜内微丝、微管等蛋白结构改变对移动有作用。31ppt课件入胞：细胞吸附大分子颗粒，被细胞膜的一部分包围、内陷，从细胞膜上脱落下来而形成含有射入物质的细胞内囊泡的过程。也叫内吞。对
14、象，细菌、病毒或血浆中的脂蛋白，大分子蛋白等。过程，异物被受体识别接触膜的功能结构改变内陷或伸出伪足包绕异物最后膜融合、断裂进入胞浆。形式，吞噬（固形物）、胞饮（微滴）、受体介导式入胞，被内吞物（配体）与细胞表面专一性膜蛋白（受体）结合为起始的入胞称为。32ppt课件2 2、信息传递的功能 三种基本的信息传递方式：电信号和化学信号在细胞间直接传递。旁分泌、自分泌或神经调质进行的局部化学通讯电信号和化学信号结合的长距离通讯33ppt课件 受体：细胞中某些能与激素、递质以及其它化学性物质发生相互作用，并能触发特定生物学效应的特殊结构部分。通常存在于细胞膜或细胞内的特殊蛋白质，主要是球状蛋白，也有糖
15、蛋白或脂蛋白，具有一定的结构特异性。34ppt课件信号分子对靶细胞的作用机理 1、由本身带有离子通道的受体蛋白质进行跨膜信号传递1)由化学门控通道完成的跨膜信号传递：化学门控通道直接受神经末梢释放的神经递质等化学物质的控制。如N型乙酰胆碱受体的通道由 1、2、五个亚单位组成梅花状通道样结构，其中 1、2与Ach具有较高的特异性结合能力。35ppt课件 2）由电压门控通道完成的跨膜信号传递电压门控通道受膜去极化水平的影响，当膜去极化达到一定水平时，载体分子的构象发生变化，通道被打开。目前发现的至少有3种Na+通道、5种K+通道、3种Ca2+通道。如Na+通道由质量大的 亚单位、两个较小的 1、2
16、亚单位组成，其中 亚单位包括4个结构类似的结构域，在膜中以 螺旋形式存在，包绕成一个通道样结构。36ppt课件2、与G蛋白偶联进行信号传递外界化学因子与受体结合激活与其耦联的G蛋白G蛋白的-亚单位与其他两种亚单位分离作用于效应器酶：A.腺苷酸环化酶导致cAMP为第二信使含量增加并发挥作用。B.B.以三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DAG）为第二信使的信息传递系统磷脂酰肌醇系激素：胰岛素、血管紧张素、生长激素。37ppt课件38ppt课件3、原癌基因作为第三信号参与跨膜信号传递 第二信使激活一类核蛋白（称之为第三信使，即刻早期基因，属于原癌基因家族）核蛋白与靶基因的特异序列结合发挥转录因子的作
17、用。39ppt课件二、细胞的兴奋性与生物电现象 （一）细胞的生物电现象（二）生物电现象产生机理（三）兴奋性和刺激引起兴奋的条件（四）局部电流学说 40ppt课件（一）细胞的生物电现象1、静息电位（restingpotential）和动作电位（actionpotential）（1）静息电位：细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的电位差。膜外为正，膜内为负的极化状态。不同细胞此电位不同，同种细胞，此电位稳定。若以膜外为生理零电位表示，大小指绝对值。神经和肌细胞静息电位较大65100mv；红细胞较小10mv。（2）动作电位：可兴奋组织受到刺激而发生兴奋时，细胞膜原来的极化状态消失，并继而发生倒转和复
18、原等一系列电位变化，称为动作电位。41ppt课件动作电位的阶段：锋电位尤其是上升支表示细胞处于兴奋状态，神经冲动指一个个沿着神经纤维传导的动作电位。42ppt课件43ppt课件（二）生物电现象产生机理 （1）静息电位产生机制当细胞处于安静状态时，细胞膜主要对钾离子有通透性，膜的钾离子通道开放，钾离子顺浓度差向细胞外扩散，而膜内带负电的蛋白质离子却不能透出膜外，于是因钾离子外移而形成膜外正电膜内负电的状态，这是细胞安静时处于极化状态的基础。钾离子受到向外的扩散力和向内的电场力相等时，净移动为零，达到电化学平衡。相当于钾离子的跨膜平衡电位。44ppt课件（2 2）动作电位产生的机制A,A,达到阈强
19、度的刺激电流从微电极流入细胞内使细胞内正电荷达到阈强度的刺激电流从微电极流入细胞内使细胞内正电荷增加，部分的减少静息电位，出现缓慢的去极化。增加，部分的减少静息电位，出现缓慢的去极化。B B，当膜电位达到阈电位，膜上的部分钠通道开放，允许钠离子当膜电位达到阈电位，膜上的部分钠通道开放，允许钠离子流入细胞，在阈值之下时，钾离子通过静息时开放的钾通道足流入细胞，在阈值之下时，钾离子通过静息时开放的钾通道足以抵消钠离子内流带入的电荷。钠离子内流开始超过钾离子外以抵消钠离子内流带入的电荷。钠离子内流开始超过钾离子外流的电位是阈电位。流的电位是阈电位。C C，净内向电流引起膜的进一步去极化。去极化变成再
20、生性的，净内向电流引起膜的进一步去极化。去极化变成再生性的，因为正电荷的增加引起正电位的增高，又引起新的钠通道开放，因为正电荷的增加引起正电位的增高，又引起新的钠通道开放，进一步加速钠离子内流，因而造成正电荷新的增加产生更高的进一步加速钠离子内流，因而造成正电荷新的增加产生更高的正电位（正电位（HodgkinHodgkin循环）。产生动作电位的上升相。循环）。产生动作电位的上升相。D,D,钠通道失活，关闭。动作电位逐渐下降，钾通道开放，出现钠通道失活，关闭。动作电位逐渐下降，钾通道开放，出现复极化。逐渐回到静息水平。负后电位（钾离子在膜外蓄积，复极化。逐渐回到静息水平。负后电位（钾离子在膜外蓄
21、积，阻碍了钾离子的外流），锋形变慢。阻碍了钾离子的外流），锋形变慢。E,E,正后电位，钠泵启动，排钠摄钾，泵出正后电位，钠泵启动，排钠摄钾，泵出3 3个钠离子，泵入个钠离子，泵入2 2个个钾离子，呈现超极化状态。钾离子，呈现超极化状态。45ppt课件46ppt课件几个概念极化:在静息状态下，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态，为极化去极化:细胞受刺激而兴奋后，细胞膜两侧存在的内负外正的电荷状态转变为内正外负的电荷状态，为去极化复极化:细胞兴奋后，细胞膜两侧的电荷由内正外负向内负外正转化，为复极化超极化:细胞膜内负电荷向负值减小的方向转化，为超极化47ppt课件（三）兴奋性和刺激引起兴奋的条件
22、1、刺激引起兴奋的条件刺激按性质分类：物理（声、光、电、机械、温度）；化学（酸、碱、化学物质）；生物（细菌、病毒）。适宜刺激：感受器对该性质的变化最敏感（阈值最低），或引起兴奋所需的能量最低。在适宜刺激下，还与强度、持续时间、和强度对时间的变化率三方面有关。48ppt课件强度时间曲线：固定强度时间变化率，呈双曲线。把能引起兴奋的不同刺激强度和相对应的作用时间，描绘在坐标纸上，得到近似双曲线的曲线，称为强度时间曲线。49ppt课件（1）曲线上任何一点，表示刚能引起兴奋的最小刺激，称阈刺激，右上方为阈上刺激，偏右上方，则兴奋性低。（2）时值：位于曲线中部曲度最明显的部位，二倍于基强度的刺激，求得刚
23、能引起组织兴奋的最短时间。时值小，兴奋性高。（3）基强度：长时间刺激时，引起组织兴奋的最低刺激强度。（4）阈强度：固定变化率和作用时间，引起组织兴奋所需的最小刺激强度。（阈值），与兴奋性呈反比。顶强度，提高强度，反应加强，但达到一定水平后，不再增加，此时的强度叫顶强度。它们是针对作用于包含许多细胞的组织时才有此类区别，对于单个细胞不存在此区别。（5）变化率：高，引起兴奋的时间短。50ppt课件2 2、组织兴奋性变化兴奋 绝对不应期锋电位相对不应期电位下降支（阈上刺激）超常期负后电位（兴奋性增高）低常期正后电位 51ppt课件3 3、阈电位的引起外来刺激足够大时，使静息电位绝对值减小到一个临界值时，（阈电位）钠通道大量开放，膜电位进一步去极化，去极化又进一步增加钠离子的流入速度，如此反复促进形成一种正反馈过程。叫钠离子内流的再生性循环（Hodgkin循环）。结果形成锋电位，直至钠离子平衡。Hodgkin循环一旦启动，去极化速度不再决定于原刺激的大小，而决定于原来静息电位的值和膜两侧离子浓度差。全或无定律 52ppt课件（四）兴奋在同一细胞上的传导（局部电流学说）由于锋电位产生期间，电位变化的幅度和陡度相当大，局部电流强度超过了临近膜兴奋所需的阈强度数倍以上，因而传导可以无阻滞的继续下去。53ppt课件54ppt课件
