第二章 细胞的基本功能

第二章细胞的基本功能一、名词解释1．单纯扩散；2．易化扩散；3．主动转运；4．阈值（阈强度）；5．阈电位；6．钠-钾泵；7．静息电位；8．动作电位；9．刺激；10．兴奋；11．兴奋性；12.兴奋—收缩耦联；13.等长收缩和等张收缩；14.前负荷；15.后负荷；16.终板电位；17.强直收缩二、填空题1．细胞膜的基本结构是_______模型2.参与易化扩散的蛋白质包括_______和_______。

3.可兴奋细胞包括：______、_______和_______。

4.动作电位在同一细胞上的传导方式是________。

5.静息电位负值增加的细胞膜状态称为_______。

6.构成动作电位除极过程的主要电流是_______。

7.可兴奋组织受刺激后产生兴奋的标志是_______。

8.主动转运的特点是_______浓度梯度转运。

9.动作电位去极化过程中Na＋内流的转运方式属于______扩散。

10.脂溶性小分子（O2和CO2）通过细胞膜的转运方式是_______。

11.阈电位是膜对_______的通透性突然增大的临界的膜电位数值。

12.静息电位的产生是由于细胞膜对_____离子通透性增大所造成的，故接近___的平衡电位。

13.降低神经细胞外液K+浓度，静息电位幅值_______，动作电位幅度______。

14.降低神经细胞外液Na+浓度，静息电位幅值________，动作电位幅度______。

15.Na+泵是______酶，它分解1分子A TP可以从胞外泵入_______，从胞内泵出_______。

16.影响骨骼肌收缩的因素有_______、_______、和________。

17．同一细胞上动作电位大小不随和而改变的现象称为“全或无”现象。

18．当肌纤维处于最适初长度时，肌小节内的粗、细肌丝处于最理想的重叠状态，此时肌肉若作等长收缩，它产生的最大，若作无负荷收缩，它的最大。

三、是非题1.细胞膜的超极化意味着兴奋。

第二章细胞的基本功能单纯扩散：脂溶性小分子物质以物理学上的扩散原理，从浓度高的一侧向浓度低的一侧做跨膜运动，不需要细胞提供能量称为单纯扩散。

易化扩散：水溶性小分子或带电离子借助载体或通道，由细胞膜高浓度向低浓度的跨膜转运过程不消耗能量。

主动转运：某些物质在膜蛋白的帮助下，由细胞代谢功能进行逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运称为主动转运。

静息电位：细胞静息状态时，细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差。

动作电位：细胞在进行电位基础上接受有效刺激产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。

阈刺激：当刺激持续的时间和刺激的变化率一定时，引起组织细胞兴奋所需要的最小刺激强度。

阈电位：能使细胞膜上的钠离子通道全部打开，触发动作电位的膜电位临界值。

局部电流：静息部位膜内负外正，兴奋部位膜极性反转，兴奋区与非兴奋区之间存在的电位差，形成局部电流。

兴奋：细胞接受刺激后产生动作电位的过程及其表现，动作电位是细胞兴奋的客观指标。

兴奋性：可兴奋细胞接受刺激后产生兴奋的能力或特性，阈刺激和阈程强度是衡量细胞兴奋性的指标。

极化：细胞安静状态下膜外带正电膜内带负电的状态。

去极化：静息电位减小表示膜的极化状态减弱，这种静息电位减小的过程或状态称为去极化。

绝对不应期：在兴奋发生后的最初一段时间内，无论是加多强的刺激，也不能使细胞再次兴奋，这段时间称为绝对不应期。

相对不应期：在绝对不应期后兴奋性逐渐恢复受刺激后可发生兴奋，但刺激强度必须大于原来的阈值，这段时间称为相对不应期。

肌节：相邻两条z线之间的区域（1/2I+A+1/2I）,是肌肉收缩和舒张的最基本单位。

在体骨骼肌安静时肌节长度约为2.0~2.2微米。

静息电位的形成机制：安静情况下，未受刺激的细胞膜对钾离子的通透性大，膜内K†浓度高，K†向外扩散；由于细胞内的阴离子不能通过细胞膜，因此出现“外正内负”的跨膜电位差；随着K†向外扩散的进行，这种电位差加大；而这种电位差是K†向外扩散的阻力，当这种阻力（电位差）和K†向外扩散的动力（浓度差）相等时，K†向外净扩散为0，膜电位不再发生变化而稳定于某一数值，即K†平衡电位。

第二章细胞的基本功能细胞的基本功能，包括①细胞的物质跨膜转运功能②信号转导功能③生物电现象④肌细胞的收缩功能。

第一节细胞膜的结构和物质转运功能一、细胞膜的结构概述质膜的组成磷脂>70% 磷脂酰胆碱>磷脂酰丝氨酸>磷脂酰乙醇胺>磷脂酰肌醇脂质胆固醇<30%糖脂<10%细胞膜=质膜蛋白质：功能活跃的细胞，其膜蛋白含量较高糖类膜结构：液态镶嵌模型膜的基架是液态的脂质双分子层，其间镶嵌着许多具有不同结构和功能的蛋白质。

(一) 脂质双分子层1、磷脂、胆固醇和糖脂都是双嗜性分子。

●磷脂分子中的磷酸和碱基、胆固醇分子中的羟基以及糖脂分子中的糖链等亲水性基团分别形成各自分子中的亲水端，分子的另一端则是疏水的脂肪酸烃链。

这些分子以脂质双层的形式存在于质膜中，亲水端朝向细胞外液或胞质，疏水的脂肪酸烃链则彼此相对，形成膜内部的氨基酸的磷脂(磷脂酰丝氨酸，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰肌醇)主要分布在膜的近胞质的内层，而磷脂酰胆碱的大部分和全部糖脂都分布在膜的外层。

2、膜脂质的熔点较低，在体温条件下呈液态，因而膜具有流动性；但脂质双层的流动性只允许脂质分子作侧向运动→使嵌入脂质双分子层中的膜蛋白也发生移动、聚集和相互作用→膜上功能蛋白的相互作用、入胞、出胞、细胞的运动、分裂、细胞间连接的形成。

●影响膜流动性的因素包括：①胆固醇的含量。

胆固醇分子中的类固醇核与膜磷脂分子的脂肪酸烃链平行排列，在膜中起“流度阻尼器”的功能，可降低膜的流动性。

②脂肪酸烃链的长度和饱和度。

如果脂肪酸烃链较短，饱和度较低，则膜的流动性较大；反之，如果烃链较长，饱和度较高，则膜的流动性就较小。

③膜蛋白的含量。

镶嵌的蛋白质越多，膜的流动性越低。

(二)性残基为主，肽键之间易形成氢键，因而以仅螺旋结构存在；暴露于膜外表面或内表面的肽段是亲水性的，形成连接这些α跨膜螺旋的细胞外环或细胞内环。

由于脂质双层中疏水区的厚度约3nm，因而穿越质膜疏水区的跨膜片段约需18～21个氨基酸残基，以形成足够跨越疏水区厚度的α螺旋。

第二章细胞的基本功能一、名词解释1.单纯扩散2.易化扩散3.经载体的易化扩散4.经通道的易化扩散5.被动转运6.主动转运7.受体8.静息电位9.极化10.去极化11.超级化12.复极化13.动作电位14.阈电位15.局部兴奋16.绝对不应期17.终板电位18.兴奋--收缩耦联19.前负荷20.后负荷21.等长收缩22.等张收缩23.单收缩24.强直收缩答案： 1.单纯扩散是指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。

2.易化扩散是指某些非脂溶性或脂溶性很小的物质，在膜蛋白的帮助下顺浓度差的跨膜转运。

3.经载体的易化扩散是指一些亲水性小分子物质经载体蛋白的介导，顺浓度梯度的跨膜转运。

4.经通道的易化扩散是指各种带电离子经通道蛋白的介导，顺浓度梯度或电位梯度的跨膜转运。

5.被动转运是指物质顺浓度梯度和(或)电位梯度进行的跨膜转运，不需消耗能量。

包括单纯扩散和易化扩散。

6.主动转运是指某些物质在膜蛋白的帮助下由细胞代谢提供能量而实现的逆电-化学梯度的跨膜转运。

7.受体是指存在于细胞膜上或细胞内，能识别并结合特异性化学信息，进而引起细胞产生特定生物学效应的特殊蛋白质。

8.静息电位是指静息时细胞膜两侧存在的电位差。

9.极化是指静息电位存在时细胞膜所处的“外正内负”的稳定状态。

10.去极化是指静息电位的减小即细胞内负值的减小。

11.超极化是指静息电位的增大即细胞内负值的增大。

12.复极化是指细胞膜去极化后再向静息电位方向的恢复。

13.动作电位是指在静息电位基础上，给细胞一个有效的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动。

它是细胞产生兴奋的标志。

14.阈电位是指能触发动作电位的膜电位临界值。

15.局部兴奋是指细胞受到阈下刺激时产生的较小的、只限于膜局部的去极化。

16.绝对不应期是指组织细胞在兴奋后最初的一段时间，无论给予多大的刺激也不能使它再次兴奋。

17.终板电位是指神经-骨骼肌接头处的终板膜产生的去极化电位。

第二章细胞的基本功能1.兴奋性（excitability）：指机体的组织或细胞接受刺激后发生反应的能力或特性，它是生命活动的基本特征之一。

（当机体、器官、组织或细胞受刺激时，功能活动由弱变强或由相对静止转变为比较活跃的反应过程或反应形式，称为兴奋。

）神经细胞、肌细胞和部分腺细胞受到适宜刺激后可产生动作电位称为可兴奋细胞（excitable cell）,对它们而言，兴奋性又可定义为细胞接受刺激后产生动作电位的能力，而动作电位的产生过程或动作电位本身又可称为兴奋。

细胞兴奋性高低可以用刺激的阈值大小来衡量。

阈值越小，兴奋性就越高；阈值越大，兴奋性则愈低。

2.静息电位（resting potential,RP）:细胞处于安静状态时，细胞膜内外存在的外正内负电位差。

差值越大，则静息电位越大。

3.动作电位（action potential,AP）:在静息电位的基础上,给细胞一个适当的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动。

AP的产生是细胞兴奋的标志。

峰电位（spike potential）是AP的标志。

特点：“全或无”现象；不衰减传播；脉冲式发放4.电紧张电位（electrotonic potential）：由膜的被动电学特性（膜电容、膜电阻、轴向电阻）决定其空间分布和时间变化的膜电位。

特征：等级性电位；衰减性传导；电位可融合。

电紧张电位没有不应期，反应可以总和5.局部电位：由少量离子通道开放形成的细胞膜去极化或超极化反应。

特征：等级性电位（幅度与刺激强度相关，不具有“全或无”特点）；衰减性传导（电位幅度随传播距离增加）；没有不应期（反应可以叠加总和，时间和空间）。

发生在可兴奋细胞，也可见于其他不能产生动作电位的细胞，如感受器细胞。

6.阈电位（threshold potential,TP）：当膜电位去极化到某一临界值，就出现膜上的钠通道大量开放，Na+大量内流而产生动作电位的这个临界膜电位值称为阈电位7.跨细胞膜的物质转运：1)单纯扩散（simple diffusion）：脂溶性的小分子物质和少数分子很小的水溶性物质由高浓度侧通过细胞膜向低浓度侧移动的过程。

引言概述：细胞是生物体的基本结构单位，是生命活动的基本单元。

细胞的基本功能决定了生物体的生理特性和生命活动的进行。

在生理学第二章中，我们将重点讨论细胞的基本功能，以帮助我们深入了解生物体的生理过程。

本文将介绍细胞的五个主要功能，包括细胞的兴奋传导、物质运输、合成代谢、能量转化和自我修复等方面，以全面揭示细胞的工作机制和重要性。

正文内容：一、细胞的兴奋传导1. 神经细胞中的兴奋传导机制a. 动作电位的产生和传导b. 突触传递的过程与原理c. 兴奋传导在神经系统中的作用和意义2. 心肌细胞中的兴奋传导机制a. 心肌细胞的起搏和传导系统b. 心肌的收缩和松弛过程c. 兴奋传导与心脏功能的关系3. 肌肉细胞中的兴奋传导机制a. 肌肉收缩的兴奋-收缩耦联机制b. 肌肉纤维与运动控制的联系c. 兴奋传导与肌肉功能的关联二、细胞的物质运输1. 细胞膜的结构与功能a. 脂质双层构成的细胞膜b. 细胞膜的通透性和选择性c. 细胞膜对物质运输的调节作用2. 细胞内物质的运输机制a. 主动转运和被动转运的区别b. 胞吞和胞吐的过程与机制c. 运输蛋白的作用和调控3. 分子在细胞内的定位和分布a. 信号序列的识别和目标分选b. 转运蛋白和细胞器的结合和转运c. 物质分布对细胞功能的影响三、细胞的合成代谢1. 蛋白质合成的过程与机制a. DNA转录为mRNA的过程b. tRNA与mRNA的配对和翻译c. 蛋白质合成的调控和后续修饰2. 糖代谢的途径与调控a. 糖异生与糖原代谢的关系b. 糖酵解与细胞能量的产生c. 糖代谢与代谢疾病的关联3. 脂质代谢的调节和过程a. 脂质降解和合成的平衡b. 脂质代谢与激素的调控c. 脂质运输与细胞膜组成的调节四、细胞的能量转化1. 细胞能量的产生与储存a. 有氧呼吸和无氧呼吸的途径b. ATP的合成与储存c. ATP在细胞能量转化中的作用2. 能量代谢的调节与平衡a. 能量代谢与酶的调节b. 细胞的能量平衡和稳态维持c. 细胞能量转化与整体生理调节3. 细胞能量的分配和利用a. 细胞内能量分配的优先级b. 细胞能量与生物体生理活动的关系c. 能量转化与疾病发生的关联五、细胞的自我修复1. 细胞自我修复的概念和机制a. 细胞损伤的修复过程b. DNA修复和蛋白质合成的关系c. 细胞自我修复与细胞寿命的关联2. 细胞自我修复与疾病治疗a. 干细胞的应用和发展前景b. 细胞疗法在疾病治疗中的应用c. 细胞自我修复与疾病康复的关系总结：细胞的基本功能是维持生物体的正常生理活动和适应外部环境的重要保证。