生理學第二章細胞的基本功能_第1頁
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文檔簡介

1、主講人主講人 黃志華黃志華 細胞:構成機體的最基本的結構和功細胞:構成機體的最基本的結構和功能單位。能單位。一、細胞膜的基本結構一、細胞膜的基本結構 液態鑲嵌模型液態鑲嵌模型(圖圖) 組成:脂質、蛋白質、糖類組成:脂質、蛋白質、糖類(圖)(圖) 1脂質雙分子層:細胞膜的基本骨架脂質雙分子層:細胞膜的基本骨架 含:磷脂、膽固醇、鞘脂。含:磷脂、膽固醇、鞘脂。 磷脂磷脂 磷脂酰膽堿磷脂酰膽堿 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 磷脂酰絲氨酸磷脂酰絲氨酸 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇 2蛋白質:多為球形蛋白質蛋白質:多為球形蛋白質 表面蛋白質(外周蛋白質)表面蛋白質(外周蛋白質) 整合蛋白質(鑲嵌蛋白質)整合蛋白質(

2、鑲嵌蛋白質) 功能:功能: 物質轉運功能物質轉運功能 受體功能受體功能 (圖)(圖) 識別功能識別功能 連接功能連接功能 催化功能催化功能 3糖類:糖蛋白或糖脂是細胞的特異性糖類:糖蛋白或糖脂是細胞的特異性“標志標志”二、二、細胞膜的跨膜物質轉運功能細胞膜的跨膜物質轉運功能(一)(一)單純擴散單純擴散 1定義定義 擴散:擴散: 單純擴散:單純擴散:脂溶性小分子物質由高濃度脂溶性小分子物質由高濃度 向低濃度跨膜移動的過程。向低濃度跨膜移動的過程。 2 擴散通量:擴散通量: mmol/s.cm2 影響因素:膜內外物質濃度差、電壓差影響因素:膜內外物質濃度差、電壓差 膜的通透性膜的通透性 3 轉運的

3、物質:轉運的物質:o2,co2 4 特點:特點: 高濃度高濃度低濃度低濃度 不耗能不耗能(二)膜蛋白介導的跨膜轉運(二)膜蛋白介導的跨膜轉運 易化擴散易化擴散 1定義定義 非脂溶性小分子物質,在特殊膜蛋白質非脂溶性小分子物質,在特殊膜蛋白質幫助下,由高濃度向低濃度一側轉運的過程。幫助下,由高濃度向低濃度一側轉運的過程。 2特點特點 高濃度高濃度低濃度低濃度 不需耗能不需耗能 具有選擇性具有選擇性 通透性可改變通透性可改變 3通道介導的易化擴散通道介導的易化擴散-離子通道離子通道 轉運的物質:離子:轉運的物質:離子:na + 、k+等等 特點:特點:a通道蛋白功能狀態可以改變通道蛋白功能狀態可以

4、改變 圖圖 激活激活(開放開放) 失活(關閉)失活(關閉) 備用(靜息)備用(靜息) b通過通過 “閘門閘門”進行調控進行調控 c有選擇性有選擇性 轉運結果:電化學勢能平衡轉運結果:電化學勢能平衡 分類:分類: 化學門控通道:化學門控通道:n-ach受體受體 電壓門控通道:電壓門控通道:na+通道通道 機械門控通道:內耳毛細胞機械門控通道:內耳毛細胞 4 經載體介導的易化擴散經載體介導的易化擴散(圖)(圖) 轉運的物質:轉運的物質:gs、aa進入一般細胞進入一般細胞 共同特點:共同特點: 結構特異性結構特異性 飽和現象飽和現象 競爭性抑制競爭性抑制 被動轉運:被動轉運:單純擴散單純擴散 易化擴

5、散易化擴散主動轉運主動轉運: 1定義:定義:指細胞膜將物質分子(或離子)指細胞膜將物質分子(或離子) 逆濃度差和電位差轉運的過程逆濃度差和電位差轉運的過程 2生物泵:實質就是生物泵:實質就是atp酶酶 如如“鈉鈉-鉀泵鉀泵”、“質子泵質子泵”等等 鈉泵鈉泵: 鈉鈉-鉀泵或鉀泵或na+- k+ -atp酶酶(圖)(圖) 激活:細胞內的激活:細胞內的na+ 、細胞外的、細胞外的k+ 作用:作用:3個個na+移到膜外移到膜外 2個個k+移入細胞內移入細胞內 生理作用:生理作用: 形成細胞外高形成細胞外高na+、細胞內高、細胞內高k+ a離子勢能貯備是生物電產生的基離子勢能貯備是生物電產生的基礎;促進

6、某些物質的逆濃度差的跨膜轉礎;促進某些物質的逆濃度差的跨膜轉運。如運。如gs b細胞內高細胞內高k+是某些生化反應必需是某些生化反應必需 c. 防止細胞水腫防止細胞水腫 3分類分類 原發性主動轉運繼發性主動轉運:原發性主動轉運繼發性主動轉運:(圖)(圖) 各種跨膜轉運機制的特征各種跨膜轉運機制的特征(三)(三)出胞和入胞出胞和入胞 大分子物質進出細胞的方式大分子物質進出細胞的方式1出胞:各種分泌活動、神經遞質的釋放出胞:各種分泌活動、神經遞質的釋放2入胞:受體介導式入胞入胞:受體介導式入胞(圖)(圖)1. 膜的化學組成和分子結構。膜的化學組成和分子結構。2. 細胞膜的跨膜物質轉運功能:細胞膜的

7、跨膜物質轉運功能: 單純擴散,易化擴散,單純擴散,易化擴散, 主動轉運,繼發性主主動轉運,繼發性主動轉運,動轉運, 出胞出胞, ,入胞入胞液體鑲嵌模型(液體鑲嵌模型(fluid mosaic model)單純擴散(單純擴散(simple diffusion) 易化擴散(易化擴散(facilitated diffusion)化學門控通道(化學門控通道(chemiscally-gated channel)電壓門控通道(電壓門控通道(voltage-gated channel)載體(載體(carrier)主動轉運(主動轉運(active transport)被動轉運(被動轉運(passive tra

8、nsport)繼發性主動轉運(繼發性主動轉運(second active transport)鈉鈉-鉀泵(鉀泵(na+-k+ pump)出胞(出胞(exocytosis) 入胞(入胞(endocytosis) 1. 細胞膜的跨膜物質轉運形式有幾種,舉例細胞膜的跨膜物質轉運形式有幾種,舉例說明之。說明之。 2比較單純擴散和易化擴散的異同點比較單純擴散和易化擴散的異同點? 3na+-k+泵活動有何生理意義泵活動有何生理意義? 跨膜信號轉導概念跨膜信號轉導概念 指外界信號(化學分子、光、聲音等)指外界信號(化學分子、光、聲音等)作用于細胞膜表面的受體,引起膜結構中作用于細胞膜表面的受體,引起膜結構中

9、一種或多種特殊蛋白質構型改變,將外界一種或多種特殊蛋白質構型改變,將外界環境變化的信息以環境變化的信息以新的信號新的信號形式傳遞到膜形式傳遞到膜內,再引發靶細胞功能改變。內,再引發靶細胞功能改變。幾種主要的跨膜信號轉導方式幾種主要的跨膜信號轉導方式由離子通道完成的跨膜信號傳遞由離子通道完成的跨膜信號傳遞 刺激信號刺激信號膜通道蛋白開放膜通道蛋白開放離子離子移動移動膜電位變化膜電位變化膜內信息膜內信息細胞功細胞功能改變能改變 1化學門控通道(配體門控通道)化學門控通道(配體門控通道) 舉例:舉例:n-型乙酰膽堿受體型乙酰膽堿受體 又稱:又稱:通道型受體通道型受體 促離子型受體促離子型受體2電壓門

10、控通道電壓門控通道 在跨膜電位改變時,通道開放。在跨膜電位改變時,通道開放。 如:、如:、k+、ca+通道通道3機械門控通道:內耳毛細胞中機械門控通道:內耳毛細胞中4細胞間通道:即縫隙連接細胞間通道:即縫隙連接(圖)(圖) 舉例:神經興奮引起肌收縮舉例:神經興奮引起肌收縮 神經沖動神經沖動神經末梢神經末梢釋放釋放ach終板終板膜化學門控通道開放膜化學門控通道開放終板電位終板電位電壓電壓門控門控na+通道通道肌膜肌膜ap胞漿胞漿ca2+升高升高肌收縮肌收縮由受體、由受體、g-蛋白、膜效應器酶完成的跨蛋白、膜效應器酶完成的跨膜信號傳遞膜信號傳遞1受體受體 概念概念:指能與配體特異性結合的蛋白質:指

11、能與配體特異性結合的蛋白質 特性特性:(:(1)特異性)特異性 (2)飽和性)飽和性 (3)可逆性)可逆性蛋白蛋白 結構結構:(圖):(圖) 分類:分類:gs gi 效應器酶:效應器酶:ac 、 plc 、離子通道、離子通道 利用胞漿或胞膜中的物質生成第二信使利用胞漿或胞膜中的物質生成第二信使 4第二信使:第二信使:camp cgmp ip3 dg ca+ 信號傳遞過程信號傳遞過程(圖(圖)、 (圖(圖) 化學信號(激素、遞質等)化學信號(激素、遞質等)特異性受體特異性受體受體受體-配體復合物配體復合物蛋白中介蛋白中介激活效應器激活效應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質磷

12、蛋白質磷酸化酸化生理效應生理效應 由激酶受體完成的跨膜信號轉導由激酶受體完成的跨膜信號轉導 受體結構與功能受體結構與功能(圖(圖)膜外段:膜外段: 能與配體相結合。能與配體相結合。跨膜:跨膜:螺旋。螺旋。膜內段:膜內段: 自身酪氨酸殘基磷酸化自身酪氨酸殘基磷酸化受體激活受體激活 蛋白磷酸化蛋白磷酸化 底物酪氨酸殘基磷酸化底物酪氨酸殘基磷酸化跨膜信號轉導和原癌基因跨膜信號轉導和原癌基因 原癌基因原癌基因:與致癌病毒堿基排:與致癌病毒堿基排列順序相一致,存在于正常細胞,其正常列順序相一致,存在于正常細胞,其正常表達為生命必需。表達為生命必需。 表達產物與跨膜信號轉導有關表達產物與跨膜信號轉導有關

13、即刻早期基因即刻早期基因:又稱快速基因、即早基:又稱快速基因、即早基因、第三信使因、第三信使 細胞的生物電現象細胞的生物電現象興奮性與興奮的概念興奮性與興奮的概念 1.興奮性興奮性:指可興奮細胞接受刺激后產生:指可興奮細胞接受刺激后產生 . 反應的能力反應的能力 2. 興奮興奮:指產生的反應:指產生的反應 興奮的外部表現與實質:興奮的外部表現與實質: 3.刺激引起興奮的條件刺激引起興奮的條件:一定的強度一定的強度一定的作用持續時間一定的作用持續時間一定的時間一定的時間-強度變化率強度變化率一、細胞膜的被動電學特征一、細胞膜的被動電學特征 (一)膜電容和膜電阻(一)膜電容和膜電阻 (二)電緊張電

14、位(二)電緊張電位 生物電記錄方法生物電記錄方法(圖)(圖) 二、靜息電位二、靜息電位 rp 概念:指細胞在靜息狀態時,細胞膜兩側概念:指細胞在靜息狀態時,細胞膜兩側的電位差。的電位差。(圖)(圖) 極性:內負外正,大小用負值表示極性:內負外正,大小用負值表示 大小:神經元:大小:神經元:90mv幾個概念:幾個概念: 極化:極化:靜息時,膜兩側的內負外正狀態靜息時,膜兩側的內負外正狀態 超極化:超極化:膜內電位向負值變大的方向變膜內電位向負值變大的方向變化化 去極化:去極化:膜內電位向負值減小的方向變膜內電位向負值減小的方向變化化 復極化:復極化:由去極化或超極化向由去極化或超極化向rp值恢復

15、值恢復 反極化:反極化:膜內為正,膜外為負的狀態膜內為正,膜外為負的狀態 (二)靜息電位產生的機制(二)靜息電位產生的機制靜息時,細胞內外各種離子的濃度分布不靜息時,細胞內外各種離子的濃度分布不均,細胞膜對均,細胞膜對k+通透,對通透,對na+不通透,不通透, k+外流的形成外流的形成k+平衡電位。平衡電位。(表)(表)靜息電位是靜息電位是k+平衡電位平衡電位 影響因素:影響因素: (1)細胞外)細胞外k+濃度濃度(圖)(圖) 胞外胞外k+濃度升高,濃度升高, 靜息電位減小靜息電位減小 (2)鈉)鈉-鉀泵的作用鉀泵的作用 三、動作電位三、動作電位ap(一)細胞的動作電位(一)細胞的動作電位 概

16、念:概念: ap是膜兩側電位在是膜兩側電位在rp基礎上發生基礎上發生的一次可擴布的快速而可逆的倒轉和復原的一次可擴布的快速而可逆的倒轉和復原。圖圖去極相去極相去極化去極化超射鋒電位超射鋒電位復極相復極相:復極化初期:復極化初期后電位后電位復極化后期(負后電位)復極化后期(負后電位)后超極化(正后電位)后超極化(正后電位) (二)(二)動作電位的產生機制動作電位的產生機制 1、電化學驅動力;、電化學驅動力; 2、動作電位期間膜電導的變化;、動作電位期間膜電導的變化; 3、膜電導與離子通道(膜片鉗技術)、膜電導與離子通道(膜片鉗技術) 鋒電位鋒電位 上升支:去極相上升支:去極相由由na+內流形成,

17、是內流形成,是na+的平衡電位的平衡電位有效刺激有效刺激部分部分na+通道開放通道開放少量少量na+膜去極膜去極化化閾電位閾電位大量大量na+通道開放通道開放大量大量na+內流內流膜膜內負電位消失,出現正電位內負電位消失,出現正電位 下降支:復極相下降支:復極相na+通道失活通道失活k+通透性升高通透性升高 na+內流停止,內流停止,k+外流外流膜內電位由正向負值變化膜內電位由正向負值變化靜息電位靜息電位ap的產生實質上是受刺激后的產生實質上是受刺激后na+ 、 k+通道通道狀態改變導致膜對狀態改變導致膜對na+ 、 k+通透性(電導)通透性(電導)改變的結果改變的結果。 (圖)(圖)k+通道

18、:通道:是電壓依賴式離子通道,有開、關是電壓依賴式離子通道,有開、關兩種狀態兩種狀態阻斷劑:阻斷劑:四乙基胺、四氨基吡啶四乙基胺、四氨基吡啶na+ 通道通道:是電壓及時間依賴式離子通道,有是電壓及時間依賴式離子通道,有開、關、失活三種狀態開、關、失活三種狀態(圖)(圖)阻斷劑:阻斷劑:河豚毒素、局麻藥河豚毒素、局麻藥 后電位后電位 后去極化:快速后去極化:快速k+外流堆積,復極化減慢外流堆積,復極化減慢 后超極化:鉀通道開放時間長,過多鉀外流后超極化:鉀通道開放時間長,過多鉀外流 動作電位的特點:動作電位的特點: a“全或無全或無”現象:動作電位一旦產生現象:動作電位一旦產生就達到最大值,其幅

19、度不會因刺激強度的就達到最大值,其幅度不會因刺激強度的加強而增大。加強而增大。 b不衰減傳導不衰減傳導 c脈沖式,不會重合脈沖式,不會重合 d不同細胞,不同細胞,ap的幅度和持續時間不同的幅度和持續時間不同(圖)(圖)4、動作電位的引起和閾電位動作電位的引起和閾電位閾電位和鋒電位的引起閾電位和鋒電位的引起 刺激刺激閾電位閾電位ap1、閾電位閾電位 tp:是一種膜電位的臨界值,能觸發是一種膜電位的臨界值,能觸發ap,是引起鈉通道大量開放的膜電位值,是引起鈉通道大量開放的膜電位值,即鈉內流形成正反饋的膜電位值。即鈉內流形成正反饋的膜電位值。rp和和tp的差值大,細胞興奮性低;的差值大,細胞興奮性低

20、;差值小,興奮性高。差值小,興奮性高。2、閾強度:閾強度:使細胞膜去極化到閾電位的最小使細胞膜去極化到閾電位的最小 刺激強度刺激強度局部興奮局部興奮(圖)(圖) 特點特點(圖)圖)(1)電位幅度小,呈衰減性傳導)電位幅度小,呈衰減性傳導(2)等級性,非)等級性,非 “全或無全或無”式式(3)可以總和:)可以總和: 時間總和時間總和 空間總和空間總和(三)動作電位的傳導:(三)動作電位的傳導:局部電流學說局部電流學說ap在同一細胞上是以局部電流的形式傳導的在同一細胞上是以局部電流的形式傳導的局部電流:局部電流:已興奮膜與未興奮膜之間存在已興奮膜與未興奮膜之間存在電位差,而發生的電荷移動。電位差,

21、而發生的電荷移動。神經纖維神經纖維ap的傳導:的傳導:神經沖動神經沖動 (1)無髓神經纖維)無髓神經纖維ap的傳導的傳導(圖)(圖)(2)有髓神經纖維)有髓神經纖維ap的傳導的傳導在兩個相鄰的郎飛結間呈跳躍式傳導在兩個相鄰的郎飛結間呈跳躍式傳導傳導速度快,節能。傳導速度快,節能。影響傳導速度的因素:影響傳導速度的因素:軸突直徑軸突直徑是否有髓鞘是否有髓鞘特點:特點:雙向傳導雙向傳導不衰減傳導不衰減傳導絕緣性絕緣性相對不疲勞性相對不疲勞性復合復合ap-神經干神經干ap細胞外記錄法:雙向或單向復合細胞外記錄法:雙向或單向復合ap(圖)(圖)復合復合ap在一定范圍之內可隨刺激強度的增大在一定范圍之內

22、可隨刺激強度的增大而增大而增大 (四)縫隙連接(電突觸)(四)縫隙連接(電突觸) 電阻小(傳導速度快)、雙向傳導電阻小(傳導速度快)、雙向傳導四、組織的興奮和興奮性四、組織的興奮和興奮性 (一)興奮和可興奮細胞(一)興奮和可興奮細胞 概念:概念: 興奮:細胞對興奮發生反應的過程。興奮:細胞對興奮發生反應的過程。 可興奮細胞:凡在受刺激后能產生動作電可興奮細胞:凡在受刺激后能產生動作電位的細胞。位的細胞。 (二)組織的興奮性和閾刺激(二)組織的興奮性和閾刺激 刺激:細胞所處環境因素的變化。刺激:細胞所處環境因素的變化。 4.反應及兩種形式(興奮和抑制)反應及兩種形式(興奮和抑制) 5.閾強度:閾

23、強度:固定刺激時間及強度時間變率,固定刺激時間及強度時間變率,剛能引起組織產生反應的刺激強度。簡稱閾值。剛能引起組織產生反應的刺激強度。簡稱閾值。 閾值大則興奮性低,反之亦然閾值大則興奮性低,反之亦然閾上刺激閾下刺激閾刺激閾上刺激閾下刺激閾刺激 (三)細胞興奮后興奮性的周期性變化(三)細胞興奮后興奮性的周期性變化絕對不應期絕對不應期相對不應期相對不應期超常期超常期低常低常期期正常正常(圖)(圖)一、橫紋肌一、橫紋肌 (一)骨骼肌(一)骨骼肌神經神經-肌肉接頭處的興奮傳遞肌肉接頭處的興奮傳遞 1神經肌肉接頭處的結構神經肌肉接頭處的結構 (圖)(圖) 接頭前膜接頭前膜 接頭后膜接頭后膜 即終板膜即

24、終板膜 接頭間隙接頭間隙 2神經肌肉接頭處興奮的傳遞過程神經肌肉接頭處興奮的傳遞過程 ap接頭前膜接頭前膜ca2+通道開放通道開放ca2+內流內流囊囊泡移動、融合泡移動、融合出胞作用出胞作用ach釋放釋放ach與后膜與后膜n型型ach受體結合,通道開放受體結合,通道開放na+內流內流終板電位終板電位肌膜肌膜na+通道開放通道開放ap終板電位及微終板電位終板電位及微終板電位ach的釋放:量子式釋放的釋放:量子式釋放ach的滅活:膽堿脂酶(被新斯的明抑制)的滅活:膽堿脂酶(被新斯的明抑制)n型受體阻斷劑:箭毒、型受體阻斷劑:箭毒、銀環蛇毒銀環蛇毒3、神經肌肉接頭處興奮傳遞的特征、神經肌肉接頭處興奮

25、傳遞的特征a、單向傳遞、單向傳遞b、時間延閣、時間延閣c、易受環境因素變化的影響、易受環境因素變化的影響d、是、是1對對1的傳遞的傳遞(二二)橫紋肌細胞的微細結構橫紋肌細胞的微細結構 1 肌原纖維和肌小節肌原纖維和肌小節(圖)(圖)(1)肌原纖維)肌原纖維 明帶:長度可變,其正中的暗線為明帶:長度可變,其正中的暗線為z線線暗帶:長度固定,正中相對透明區為暗帶:長度固定,正中相對透明區為h帶帶 h帶中央的暗線稱為帶中央的暗線稱為m線。線。(2)肌小節)肌小節 :兩條:兩條z線間的區域線間的區域長度長度=1/2明帶明帶 + 暗帶暗帶 (1.5-3.5m )2肌管系統肌管系統(圖)(圖) (1)橫管

26、:由胞膜向內凹入形成)橫管:由胞膜向內凹入形成 (2)縱管(肌漿網):)縱管(肌漿網): 三聯管:由每一橫管和來自兩側肌小節的三聯管:由每一橫管和來自兩側肌小節的縱管終末池構成縱管終末池構成 作用:把橫管傳來的信息和終池作用:把橫管傳來的信息和終池ca2+釋放釋放聯系起來聯系起來 (三)(三)橫紋肌的收縮機制橫紋肌的收縮機制肌絲滑行學說肌絲滑行學說 肌絲滑行學說:肌絲滑行學說: 肌細胞收縮時肌原纖維縮短,是細肌肌細胞收縮時肌原纖維縮短,是細肌絲向粗肌絲滑行的結果絲向粗肌絲滑行的結果 1肌絲的分子結構肌絲的分子結構 (1)粗肌絲:)粗肌絲: 由肌凝蛋白構成由肌凝蛋白構成(圖)(圖)橫橋的作用:橫

27、橋的作用:a. 具有與細肌絲結合的位點具有與細肌絲結合的位點b. 具有具有atp酶的活性酶的活性 (2) 細肌絲細肌絲 (圖)(圖)a.肌動蛋白肌動蛋白,又稱肌纖蛋白,又稱肌纖蛋白具有與橫橋結合的位點具有與橫橋結合的位點 b.原肌凝蛋白原肌凝蛋白:覆蓋結合位點:覆蓋結合位點c.肌鈣蛋白肌鈣蛋白與與ca2+結合結合原肌凝蛋白構象改變原肌凝蛋白構象改變暴露結合位點暴露結合位點收縮蛋白:肌凝蛋白與肌動蛋白收縮蛋白:肌凝蛋白與肌動蛋白調節蛋白:原肌凝蛋白和肌鈣蛋白調節蛋白:原肌凝蛋白和肌鈣蛋白2、肌絲滑行的基本過程、肌絲滑行的基本過程(圖)(圖)肌漿中肌漿中ca2+升高升高 ca2+與肌鈣蛋白結合后與

28、肌鈣蛋白結合后構象改變構象改變原肌凝蛋白的雙螺旋結構發生扭轉原肌凝蛋白的雙螺旋結構發生扭轉肌纖蛋白的橫橋結合位點暴露肌纖蛋白的橫橋結合位點暴露橫橋和肌纖橫橋和肌纖蛋白結合,橫橋扭動、脫離、再結合、再扭動蛋白結合,橫橋扭動、脫離、再結合、再扭動(橫橋循環、橫橋周期)(橫橋循環、橫橋周期)細肌絲向細肌絲向m線方線方移動。移動。 atp的作用:的作用:提供能量提供能量使橫橋脫離使橫橋脫離 (四)骨骼(四)骨骼肌細胞的興奮肌細胞的興奮-收縮耦聯收縮耦聯把肌細胞的興奮和收縮連接起來的中介過程把肌細胞的興奮和收縮連接起來的中介過程 三個步驟:三個步驟:(圖)圖) 1肌膜動作電位經橫管傳向肌細胞的深處肌膜動

29、作電位經橫管傳向肌細胞的深處甘油高滲任氏液可破壞橫管系統甘油高滲任氏液可破壞橫管系統 2三聯體處的興奮傳遞三聯體處的興奮傳遞橫管膜興奮橫管膜興奮終末池終末池ca2+通道開放通道開放ca2+進入肌漿進入肌漿ca2+與肌鈣蛋白結合與肌鈣蛋白結合肌絲滑行肌絲滑行肌收縮肌收縮 3肌漿網對肌漿網對ca2+的釋放和回收的釋放和回收釋放:釋放:ap使終池膜使終池膜ca2+通道開放通道開放回收:鈣泵作用回收:鈣泵作用骨骼肌收縮的外部表現和力學分析骨骼肌收縮的外部表現和力學分析 外部表現:肌肉縮短、產生張力、作功外部表現:肌肉縮短、產生張力、作功肌肉的收縮形式肌肉的收縮形式1、等長收縮與等張收縮等長收縮與等張收

30、縮(圖(圖)等長收縮:指肌肉收縮時只有張力的增等長收縮:指肌肉收縮時只有張力的增加而無長度的縮短。加而無長度的縮短。 等張收縮:指肌肉收縮時長度縮短而無等張收縮:指肌肉收縮時長度縮短而無肌張力的變化。肌張力的變化。 2、單收縮與單收縮的復合、單收縮與單收縮的復合圖圖(五)影響橫紋肌收縮效能的因素(五)影響橫紋肌收縮效能的因素1、前負荷對骨骼肌收縮的影響:前負荷對骨骼肌收縮的影響:長度長度-張力曲線張力曲線(圖)(圖) 前負荷前負荷:肌肉在收縮前就作用于肌肉的負:肌肉在收縮前就作用于肌肉的負 荷,將肌肉拉長于某一狀態。荷,將肌肉拉長于某一狀態。最適初長度:最適初長度:使肌肉收縮時產生最大張力的使

31、肌肉收縮時產生最大張力的 初長度。初長度。最適前負荷:最適前負荷:產生最適初長度的前負荷。產生最適初長度的前負荷。在最適初長度和前負荷時,肌張力最大,在最適初長度和前負荷時,肌張力最大,收縮速度最快,縮短的長度最大,橫橋與細收縮速度最快,縮短的長度最大,橫橋與細肌絲結合最多,作功效率最高。肌絲結合最多,作功效率最高。(圖)(圖)2、后負荷對骨骼肌收縮的影響:后負荷對骨骼肌收縮的影響:張力張力-速度曲線速度曲線(圖)(圖)后負荷:后負荷:肌肉開始收縮時遇到的負荷肌肉開始收縮時遇到的負荷后負荷愈大,產生張力愈大,肌肉縮后負荷愈大,產生張力愈大,肌肉縮短的速度及縮短的長度愈小短的速度及縮短的長度愈小

32、適度的后負荷(百分之三十最大張力處)適度的后負荷(百分之三十最大張力處)才能獲得肌肉作功的最佳效率。才能獲得肌肉作功的最佳效率。3、肌肉收縮能力、肌肉收縮能力 指與前、后負荷無關的肌肉本身的收縮能指與前、后負荷無關的肌肉本身的收縮能力,即肌肉內部的功能狀態。力,即肌肉內部的功能狀態。 4、收縮的總和、收縮的總和 運動單位:一個脊髓運動神經元及其軸突分運動單位:一個脊髓運動神經元及其軸突分支所支配的全部肌纖維。支所支配的全部肌纖維。 總和:運動單位的數量總和:運動單位的數量 頻率效應頻率效應肌肉的收縮形式肌肉的收縮形式1、等長收縮與等張收縮等長收縮與等張收縮(圖)(圖)等長收縮:指肌肉收縮時只有

33、張力的增等長收縮:指肌肉收縮時只有張力的增加而無長度的縮短。加而無長度的縮短。 等張收縮:指肌肉收縮時長度縮短而無等張收縮:指肌肉收縮時長度縮短而無肌張力的變化。肌張力的變化。 2、單收縮與單收縮的復合、單收縮與單收縮的復合圖圖 單收縮:單收縮:當骨骼肌受到一次短促刺激時,可當骨骼肌受到一次短促刺激時,可產生一次動作電位,隨后出現一次收縮和舒張的產生一次動作電位,隨后出現一次收縮和舒張的收縮形式。收縮形式。 復合收縮(強直收縮):復合收縮(強直收縮):當骨骼肌受到頻率當骨骼肌受到頻率較高的連續刺激時,出現總和的收縮過程。較高的連續刺激時,出現總和的收縮過程。 不完全強直收縮不完全強直收縮 完全

34、強直收縮完全強直收縮 生理情況下支配骨骼肌的運動神經發出的是生理情況下支配骨骼肌的運動神經發出的是連續沖動,故產生的是強直收縮;靜息時微弱而連續沖動,故產生的是強直收縮;靜息時微弱而持續的收縮稱為肌緊張。持續的收縮稱為肌緊張。二、二、平平 滑滑 肌肌 (一)平滑肌的微細結構(一)平滑肌的微細結構 平滑肌細胞的結構特點平滑肌細胞的結構特點(圖)(圖) 致密體致密體 致密區致密區 中間絲中間絲 平滑肌細胞的功能特點:平滑肌細胞的功能特點: 1、肌漿網不發達,收縮時需要外、肌漿網不發達,收縮時需要外ca2+ 2、收縮緩慢而持久,不易疲勞、收縮緩慢而持久,不易疲勞 3、對牽拉刺激敏感、對牽拉刺激敏感

35、4、具有自律性、具有自律性 5、受自主神經支配,對各種體液因素敏感、受自主神經支配,對各種體液因素敏感 (二)(二)平滑肌的收縮機制平滑肌的收縮機制ap外外ca2+內流內流肌漿網的肌漿網的ca2+釋放釋放胞漿中胞漿中ca2+增加增加ca2+與鈣調蛋白結合與鈣調蛋白結合激活肌凝蛋白激酶激活肌凝蛋白激酶atp分解分解橫橋擺橫橋擺動動細肌絲滑行細肌絲滑行肌細胞收縮。肌細胞收縮。與骨骼肌不同之處:與骨骼肌不同之處:需要外需要外ca2+與鈣調蛋白結合與鈣調蛋白結合 1.細胞膜的跨膜物質轉運形式有幾種,舉例說細胞膜的跨膜物質轉運形式有幾種,舉例說明之。明之。 2.比較單純擴散和易化擴散的異同點比較單純擴散

36、和易化擴散的異同點? 3.na+-k+泵活動有何生理意義泵活動有何生理意義? 4.簡述生理學上興奮性和興奮的含義及其意義。簡述生理學上興奮性和興奮的含義及其意義。 5.衡量組織興奮性的指標有哪些衡量組織興奮性的指標有哪些? 6.神經細胞一次興奮后,其興奮性有何變化神經細胞一次興奮后,其興奮性有何變化?機機制何在制何在? 7.局部興奮有何特點和意義局部興奮有何特點和意義? 8.比較無髓神經纖維和有髓神經纖維動作電位比較無髓神經纖維和有髓神經纖維動作電位傳導的異同點傳導的異同點?9.簡述骨骼肌接頭處興奮傳遞的過程及其機制。簡述骨骼肌接頭處興奮傳遞的過程及其機制。10.簡述骨骼肌的興奮簡述骨骼肌的興

37、奮收縮耦聯過程。收縮耦聯過程。 11.比較電壓門控通道和化學門控通道的異同點比較電壓門控通道和化學門控通道的異同點?12.骨骼肌的收縮有哪些外部表現骨骼肌的收縮有哪些外部表現? 13.以神經細胞為例,說明動作電位的概念、組成部分以神經細胞為例,說明動作電位的概念、組成部分及其產生機制及其產生機制14.試述單根神經纖維動作電位和神經干復合動作電位試述單根神經纖維動作電位和神經干復合動作電位有何區別有何區別?并分析其原因。并分析其原因。15.試述神經試述神經骨骼肌接頭處興奮傳遞和突觸處興奮傳骨骼肌接頭處興奮傳遞和突觸處興奮傳遞有何異同點遞有何異同點?細胞膜的結構示意圖細胞膜的結構示意圖受體介導的入

38、胞過程受體介導的入胞過程由由g蛋白介導的跨膜信號轉導圖蛋白介導的跨膜信號轉導圖胰島素受體胰島素受體示波器工作原理示波器工作原理rp與與ap的實驗模式圖的實驗模式圖ap的產生與鈉、鉀通透性的關系的產生與鈉、鉀通透性的關系局部興奮局部興奮動作電位的傳導動作電位的傳導神經肌肉接頭神經肌肉接頭肌原纖維、肌管系統、肌小節肌原纖維、肌管系統、肌小節肌小節中粗、細肌絲的分布肌小節中粗、細肌絲的分布粗肌絲分子排列示意圖粗肌絲分子排列示意圖細肌絲的結構示意圖細肌絲的結構示意圖肌絲滑行原理肌絲滑行原理不同頻率的刺激對骨不同頻率的刺激對骨骼肌收縮型式的影響骼肌收縮型式的影響長度張力曲線長度張力曲線肌小節長度與產生張力的關系肌小節長度

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