简要各细胞的生理功能(第二章细胞的基本功能)

一、奥赛数据:细胞膜的跨膜物质转运形式有哪些?各有何特点?

简要各细胞的生理功能(第二章细胞的基本功能)(1)

细胞膜对物质转运形式有单纯扩散、易化扩散、主动转运与人胞、出胞。从能量的角度来除纯扩散与易化扩 散时,物质就是顺电一化学梯度通过细胞膜的,不耗能,属于被动转运。主动转运就是指物质逆电化学梯度通过细 胞膜的耗能的转运过程。这里,电一化学梯度包括电学梯度(电位差)与化学梯度(浓度差)两层含义。

1、细胞膜转运物质的方式及其各自的特点归纳如下:

表2-1细胞膜转运物质的方式及特点

单纯扩散

易化扩散

主动转运

出胞与入胞

物质

02、C02 等

GS、AA、Na K

Na K Ca2

大分子或团块

方向

高浓度f低浓度

高浓度f低浓度

低浓度f高浓度

靠细胞膜的运动出入细胞

膜蛋白

不需膜蛋白帮助

须膜蛋白帮助 载体、通道

须膜蛋白

  • .兴奋性的概念
  • 1)兴奋性:活细胞或组织对外界刺激具有发生反应的能力或特性称为兴奋性。2)可兴奋细胞:神经、肌肉、腺体三种 组织接受刺激后,就能迅速表现出某种形式的反应因此被称作可兴奋细胞或可兴奋组织。在近代生理学中,兴奋性被理解 为细胞在接受刺激时产生动作电位的能力,而兴奋就成为动作电位的同义语。只有那些在受刺激时能出现动作电位的组织,才能称为可兴奋组织;兴奋性的高低指的就是反应发生的难易程度。

    2、引起兴奋的条件

    1刺激的概念:刺激就是指能引起细胞、组织与生物体反应的内外环境的变化。

    1阈强度、阈刺激的概念

    当一个刺激的其她参数不变时,能引起组织兴奋,即产生动作电位所需的最小刺激强度称为阈强度简称阈值。衡量兴奋性 高低,通常以阈值为指标。阈值的大小与兴奋性的高低呈反变关系,组织或细胞产生兴奋所需的阈值越高,其兴奋性越低; 反之,其兴奋性越高。

    刺激强度等于阈值的刺激称为阈刺激,高于阈值的刺激称为阈上刺激低于阈值的刺激称为阈下刺激。阈下刺激不能引起 组织细胞的兴奋,但不就是对组织不产生任何影响。

    1刺激引起组织兴奋必须达到的条件刺激除能被机体或组织细胞感受外,还必须就是阈刺激。如果刺激强度小于阈强度, 则这个刺激不论持续多长时间也不会引起组织兴奋;如果刺激的持续时间小于时间阈值,则不论使用多么大的强度也不 会引起组织兴奋。3、组织兴奋恢笈过程中兴奋性的变化如何?

    1织兴奋恢复过程中兴奋性的变化总结

    表2-2组织兴奋恢复过程中兴奋性的变化

    分期

    兴奋性

    机制

    特点

    绝对不应期

    降至零

    钠通道激活、失活

    任何刺激不兴奋

    相对不应期

    渐恢复

    钠通道部分静息

    阈上刺激可兴奋

    超常期

    >正常

    大部分静息

    阈下刺激可兴奋

    低常期

    V正常

    膜内超极化

    阈上刺激可兴奋

    1绝对不应期的存在的意义:绝对不应期的持续时间相当于前次兴奋所产生动作电位主要部分的持续时间,绝对不应期 的长短决定了两次兴奋间的最小时间间隔。细胞在单位时间内所能兴奋的次数亦即它能产生动作电位的次数总不会超 过绝对不应期所占时间的倒数。

    4、试述细胞的生物电现象及其产生机制。

    1)静息电位的概念静息电位就是指细胞处于安静状态(未受刺激)时,存在于细胞膜内外两侧的电位差,又称跨膜静息电 位。

    2)静息电位产生机制细胞膜两侧带电离子的分布与运动就是细胞生物电产生的基础。静息电位也不例外。

    A、产生的条件:①细胞内的K 的浓度高于细胞外近30倍。②在静息状态下,细胞膜对K 的通透性大,对其她离子通 透性很小。

    B、产生的过程:K 顺浓度差向膜外扩散,膜内C1-因不能透过细胞膜被阻止在膜内。致使膜外正电荷增多,电位变正,膜 内负电荷相对增多,电位变负,这样膜内外便形成一个电位差。当促使K 外流的浓度差与阻止K 外流的电位差这两种拮 抗力量达到平衡时,使膜内外的电位差保持一个稳定状态,即静息电位。这就就是说,细胞内外K 的不均匀分布与安静状 态下细胞膜主要对K 有通透性,就是使细胞能保持内负外正的极化状态的基砒所以静息电位又称为K 的平衡电位。 4)动作电位的概念 指可兴奋细胞受到刺激时,在静息电位的基础上爆发的一次膜两侧电位的快速可逆的倒转,并可以 扩布的电位变化。

    5)动作电位的产生机制

    •组成动作电位包括上升支(去极相,膜内电位由一90mV上升到 30mV)与下降支(复极相,恢复到接近刺激前的静息电 位水平)。上升支超过OmV的净变正部分,称为超射。上升支持续时间很短,约0.5ms。

    •产生的条件:(1)细胞内外存在着Na 的浓度差,Na 在细胞外的浓度就是细胞内的13倍之多。(2)当细胞受到一定刺激 时,膜对Na 的通透性增加。

    •产生的过程细胞外的Na 顺浓度梯度流人细胞内一当膜内负电位减小到阈电位时—Na 通道全部开放-Na 顺浓度 梯度瞬间大量内流,细胞内正电荷增加一膜内负电位从减小到消失进而出现膜内正电位一膜内正电位增大到足以对抗由 浓度差所致的Na 内流一跨膜离子移动与膜两侧电位达到一个新的平衡点形成锋电位的上升支,该过程主要就是Na 内 流形成的平衡电位,故称Na 平衡电位。在去极化的过程中,Na 通道失活而关闭,K 通道被激活而开放,Na 内流停止,膜 对K 的通透性增加,K 借助于浓度差与电位差快速外流,使膜内电位迅速下降(负值迅速上升),直至恢复到静息值,由 30mV降至一90mV,形成动作电位的下降支(复极相)。该过程就是K 外流形成的。当膜复极化结束后,膜上的Na -K

    泵开始主动将膜内的Na 泵出膜外,同时把流失到膜外的K 泵回膜内,Na—K 的转运就是耦联进行的,以恢复兴奋前的 离子分布的浓度。

    6)动作电位的特点①“全或无”现象:该现象可以表现在两个方面:一就是动作电位幅度。细胞接受有效刺激后,一旦产生 动作电位,其幅值就达最大,增大刺激强度,动作电位的幅值不再增大。二就是不衰减传导。动作电位在细胞膜的某一处产 生后,可沿着细胞膜进行传导,无论传导距离多远,其幅度与形状均不改变。②脉冲式传导:由于不应期的存在,使连续的多 个动作电位不可能融合在一起,因此两个动作电位之间总就是具有一定的间隔,形成脉冲式。

    三、引起兴奋的关键一阈电位

    1、阈电位的定义

    阈电位在外加有效刺激作用下,膜内电位去极化到某一临界值能引起大量Na 内流而产生动作电位,这一临界值称为阈 电位。

    2、阈电位与动作电位的关系阈电位就是导致Na 通道开放的关键因素,此时Na十内流与Na十通道开放之间形成一种 正反馈过程,其结果就是膜内去极化迅速发展,形成动作电位的上升支。

    四.局部兴奋与动作电位的区别

    1、局部反应及其产生机制

    阈下刺激不引起细胞或组织产生动作电位,但它可以引起受刺激的膜局部出现一个较小的膜的去极化反应,称为局部反 应或局部兴奋。局部反应产生的原理,亦就是由于Na 内流所致,只就是在阈下刺激时,Na 通道开放数目少,Na 内流少,因 而不能引起真正的兴奋或动作电位。

    2、局部反应与动作电位的区别:

    静息电位

    动作电位

    局部电位

    概念

    细胞在安静状态下 细胞膜两侧的电位 差

    细胞受到阈刺激或阈上刺激,膜电 位在静息电位基础上产生一次迅 速、可逆、可传导的电位变化。

    细胞受到阈下刺激时,膜两侧产生 微弱去极化尚未达到阈电位的电 位变化。

    钠通道

    关闭

    大量开放

    少量开放

    电位变化

    稳定不变

    等于、大于阈电位

    小于阈电位

    产生机制

    K 外流

    上升支:Na 内流 下降支:K 外流

    Na 少量内流

    特点

    1、内负外正

    2、稳定不变

    3、不耗能

    1、“全或无”式

    2、不衰减性传导

    3、脉冲式不重合

    1、非“全或无”式

    2、衰减性传导

    3、可总合

    生理意义

    细胞安静的标志

    细胞兴奋的标志

    产生AP的基础

    表2-3局部电位、动作电位与静息电位的区别

    六.试述神经与肌肉接头处的兴奋传递过程及其特点。

    u神经肌肉接头兴奋传递的过程:神经末梢兴奋接头前膜去极化前膜对Ca2 的通透性增加Ca2 顺浓度差流人膜内内 流的Ca2 促使含有ACh的囊泡破裂,ACh被释放ACh在接头间隙扩散ACh与终板膜的N受体结合终板膜对Na 通透 性增高,Na 内流终板电位(局部电位)终板电位总与并达到阈电位肌细胞产生动作电位。

    神经肌肉接头兴奋传递的特点:⑴单向传递;⑵突触延搁;⑶易受外界因素影胸。

    注意:终板电位就是局部电位,具有局部电位的所有特征。终板电位不能引起肌肉收缔。每一次神经冲动引起的ACh释 放足以使终板电位总与到阈电位水平,因此这种兴奋传递就是1对1的。

    七、肌细胞的肌肉收缩过程

    肌细胞膜兴奋传导到终池终池Ca2 释放肌浆Ca2 浓度增高Ca2 与肌钙蛋白结合肌钙蛋白变构原肌凝蛋白变构肌 球蛋白横桥头与肌动蛋白结合横桥头ATP酶激活分解ATP横桥扭动细肌丝向粗肌丝滑行肌小节缩短。

    注意:Ca2 就是兴奋收缩过程的偶联因子

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