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第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞膜的基本结构和跨膜物质转运功能
第二节 细胞的生物电现象
第四节 肌细胞的收缩功能
第一节 细胞膜物质转运功能
一、细胞膜的结构和化学组成（了解）
细胞膜的分子排列结构，目前公认的是 “液态镶嵌模型”：细胞膜是以液态脂质双分子层为基架，其中镶嵌着不同生理功能的蛋白质。（半透膜）
二、细胞膜的物质转运形式：
单纯扩散、易化扩散、主动转运、出胞与入胞
（一）单纯扩散
小分子脂溶性物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。如O2、CO2、氨气、乙醇等。
（二）易化扩散
非脂溶性小分子物质,在膜蛋白质的“帮助”下,由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。分类：
①通道转运（钠、钾、钙离子等）
②载体转运（葡萄糖、氨基酸）
①通道转运：在一定条件下，通道蛋白质本身的构型改变，在其内部形成一个水性孔道，使被转运的物质顺浓度梯度或膜电位差通过细胞膜
特点：通道转运的是一些简单的离子，且具有特异性。
离子通道的三种状态：备用、激活和失活。
转运的物质:各种带电离子
②载体转运：载体蛋白在细胞的高浓度一侧与被转运的物质结合，构象发生变化，而将该物质运至膜的低浓度一侧。
特点:特异性高；
饱和现象；
竞争性抑制。
转运的物质：葡萄糖、氨基酸等小分子亲水物质
（三）主动转运
 小分子物质和离子在膜上泵蛋白的作用下，从低浓度一侧向高浓度一侧耗能性跨膜转运的过程。
主动转运特点：
①需要消耗能量；
②依靠特殊膜蛋白质（离子泵）的“帮助”；
③是逆电-浓度梯度进行的。
最重要
主动转运的分类：
①原发性主动转运：细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度或电位差转运的过程。最重要的生物泵——钠-钾泵（钠泵）；
②继发性主动转运：即钠泵活动造成的势能储备，还可以促进某些其他物质进行逆浓度的跨膜转运，间接利用ATP。
维持细胞外高Na+、细胞内高K+
的不均匀分布状态
将2K+泵至细胞内；3Na+泵至细胞外
分解ATP获得能量
细胞内Na+↑或细胞外K+↑
钠泵的作用：排钠摄钾
钠泵活动的生理意义（理解）
① 钠泵活动形成的胞内高K+是许多代谢过程的必需条件；
②钠泵将Na+排出细胞，将减少水分子进入胞内，对维持细胞的正常体积有一定意义；
③钠泵活动能逆着浓度差和电位差进行Na+ 、K+的主动转运，因而建立起一种离子的势能贮备；
④这种离子的势能贮备是细胞外Na+和细胞内K+等顺着浓度差和电位差扩散的能量来源。
离子通道转运与钠泵转运模式图
（四）出胞和入胞
出胞（胞吐）：一些大分子物质或物质团块排出
细胞的过程；
入胞（胞吞）：一些大分子物质或物质团块摄入
细胞的过程；
吞噬（固态）和吞饮（液态）
出胞示意图
入胞示意图
膜电位：细胞以膜为界，离子跨细胞膜流动
产生，表现为跨膜电位。
膜电位的两种表现：
安静状态 —— 静息电位
兴奋状态 —— 动作电位
第二节 细胞的生物电现象
阴极射线示波器：
微电极
1.静息电位：
静息电位:细胞处于安静状态时，膜内外存在的电位差。细胞膜外为正值，细胞内为负值，一般以细胞内的电位值表示。负值越大，电位差越大，静息电位越大。
极化:以膜为界，外正内负的状态。
去极化（除极）：
膜内、外电位差向小于静息电位的方向变化的过程。(例如由-70 mV→ -50mV)极化状态减弱。
反极化（超射）:
细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负的
反转过程。膜电位高于零电位的部分称为超射。
复极化:
去极化后再向极化状态恢复的过程。
超极化: 静息电位的绝对值增大(例如由-70mV → -90mV)极化状态增强。
①细胞膜内、外离子分布不均：
细胞膜外的主要是Na+、Cl-
细胞膜内的主要是K+、 A-
　②细胞膜对各种离子的通透性不同：
通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
静息状态下细胞膜主要对K+有通透性。
静息电位的产生条件
膜内：
膜外：
静息电位产生的机制：
细胞膜内外两侧的离子分布
静息状态下细胞膜主要对K+有通透性：
促使K+外流的动力：膜两侧K+的浓度差，
阻止K+外流的阻力：膜两侧的电位差和A-；
当动力（浓度差）＝ 阻力（电位差）
K+的跨膜净通量 ＝ 零
K+的平衡电位
∴静息电位约等于 K+的平衡电位
动作电位：
细胞在受到刺激而兴奋时，细胞膜在原有静息电位的基础上发生一次迅速可扩步的电位变化。细胞兴奋的标志。
　　　　　　　　　 　 去极化
　　　　　　　　 上升支 　反极化或超射
　　　锋电位　
动作电位 下降支 —复极化
　　　　　后电位
　　
细胞受到刺激时
细胞膜上少量Na+通道激活而开放
Na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓→局部电位
当膜内电位变化到阈电位时→Na＋大量内流
膜内负电位减小到零并变为正电位（超射）
Na+通道关→Na+内流停+同时K+通透性增加
K＋顺浓度差和膜内正电位的吸引→K＋迅速外流
膜内电位迅速下降，恢复到静息电位水平（下降支）
细胞内Na+↑、细胞外K+↑→激活Na+－K+泵
Na+泵出、K+泵回，离子恢复到兴奋前水平→后电位
动作电位的产生机制
　阈下刺激引起的低于阈电位的去极化（即
　局部电位），又称局部兴奋、局部反应。
①不具有“全或无”现象。
②不能远传。
③具有总和效应。
局部电位的特点：
兴奋在同一细胞上的传导(神经冲动)
1.传导机制：局部电流
2.传导方式：
无髓鞘神经纤维:依次传导(为近距离局部电流)
有髓鞘神经纤维:跳跃式传导(为远距离局部电流)
试题1：细胞兴奋的标准（ ）
A、收缩反应 B、分泌现象 C、动作电位
D、离子运动 E、传导加快
C
试题2：静息电位的特点是（ ）
A、细胞内负外正 B、细胞内正外负
C、细胞内外都为正 D、细胞内外均为负
E、静息电位是细胞外电位值
A
试题3：安静状态下，细胞膜对其通透性最大的离子是（ ）
A、Cl- B、K+ C、Ca2+ D、Mg2+ E、Na+
B
骨骼肌的微细结构
第三节 肌细胞的收缩功能
肌小节：是肌细胞收缩的基本结构和功能单位。
肌管系统
横管系统：T管
将肌细胞膜上电的变化沿横管传入细胞内。
纵管系统：L管
通过对钙的储备、释放和再积聚，触发和终止肌小节的收缩。
三联管
把肌细胞膜上电的变化和细胞内的收缩过程衔接或耦联起来的关键部位。
肌丝的蛋白质分子结构：
粗肌丝: 肌球（肌凝蛋白）
杆状部分 支架
球状部分 横桥
横桥有两个主要特性：　　　　　　　　　　　　　
1.能与肌动蛋白呈可逆性结合，同时向M线方向扭动。
2.具有ATP酶活性，作为横桥扭动和做功的能量来源
细肌丝:
肌动蛋白：成为细肌丝主干，表面有与横
桥结合的位点
原肌球蛋白：静息时掩盖横桥结合位点；
起位阻效应作用
肌钙蛋白：有Ca2+结合位点，与Ca2+结合变
构后,使原肌球蛋白位移，暴
露出结合位点。
肌 丝 滑 行 学 说
肌细胞兴奋
终池释放Ca2+
肌浆中Ca2+浓度升高
Ca2+ 与肌钙蛋白结合
肌钙蛋白变构
原肌球蛋白移位，暴露结合位点
横桥与肌动蛋白相互结合
横桥作用,触发肌丝滑行
肌肉收缩
肌丝滑行的基本过程：
横桥摆动动画
骨骼肌的兴奋-收缩耦联
兴奋-收缩耦联：　
肌细胞的兴奋　 　 肌细胞的收缩
Ca2+
Ca2+是兴奋-收缩耦联的耦联物
（电变化）
（机械变化）
1.等长收缩与等张收缩

 等长收缩:肌肉承受负荷≥肌肉本身收缩力时，
只有张力增加而长度不变的收缩。
等张收缩:肌肉承受负荷＜肌肉本身收缩力时，
只有长度缩短而张力不变的收缩。
骨骼肌收缩的外部表现
根据肌肉的张力与长度的改变，肌肉收缩时可分为等长收缩和等张收缩两种形式：
单收缩与强直收缩
根据所给肌肉的刺激频率不同，肌肉兴奋收缩时可呈单收缩和强直收缩两种形式：
单收缩：
肌肉受一次刺激 引发一次动作电位出现的一次机械收缩。
强直收缩:肌肉受到连续刺激，前一次收缩和
舒张尚未结束，新的收缩在此基础上出现的过程。
① 不完全强直收缩：由新刺激落在前一个收
缩过程的舒张期所形成。
② 完全强直收缩：由新刺激落在前一个收缩过
程的收缩期所形成。 

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