《g动物生理学》PPT课件.ppt

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1、动动 物物 生生 理理 学学第一章第一章细胞的基本功能细胞的基本功能Animal Physiology1.6 动物的放电和发光（自学）动物的放电和发光（自学）第一章第一章 细胞的基本功能细胞的基本功能1.1 细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能1.2 细胞膜的跨膜信号转导细胞膜的跨膜信号转导1.3 细胞的兴奋性和生物电现象细胞的兴奋性和生物电现象1.4 兴奋在细胞间的传递兴奋在细胞间的传递1.5 肌肉的收缩肌肉的收缩1.1 细胞膜的物质转运功能细胞膜的物质转运功能3）细胞膜糖类细胞膜糖类细胞膜的化学组成和分子结构细胞膜的化学组成和分子结构(复习复习)1）脂质双分子层）脂质双分子层2）细胞膜

2、蛋白质）细胞膜蛋白质1.1.2细胞膜的跨膜物质转运功能细胞膜的跨膜物质转运功能2）主动转运）主动转运(activetransport)1）被动转运）被动转运(passivetransport)3)出胞（出胞（exocytosis）和入胞（和入胞（endocytosis）1）被动转运）被动转运(passivetransport)（1）单纯扩散（）单纯扩散（simplediffusion）(2)易化扩散（易化扩散（facilitateddiffusion）（1）单纯扩散（）单纯扩散（simplediffusion）电化学梯度电化学梯度影响因素影响因素膜对该物质的通透性膜对该物质的通透性(2)易化扩

3、散（易化扩散（facilitateddiffusion）B.以离子通道（以离子通道（ion channel）为中介的易化扩散为中介的易化扩散A.以蛋白质载体为中介以蛋白质载体为中介（Carrier mediated）的易化扩散）的易化扩散特点特点特点：特点：2）主动转运）主动转运(active transport)B.继发性主动转运继发性主动转运(secondary active transport)（葡萄糖的主动转运）（葡萄糖的主动转运）A.原发性主动转运原发性主动转运(primary active tranport)（Na+、K+的主动转运）的主动转运）3)出胞（出胞（exocytosis

4、）和入胞（和入胞（endocytosis）c.c.受体介导式入胞受体介导式入胞受体介导式入胞受体介导式入胞Receptor-Receptor-mediatedmediatedendocytosisendocytosisA.入胞入胞（exocytosisexocytosis）a.a.吞噬作用吞噬作用吞噬作用吞噬作用(phgocytosis)(phgocytosis)b.b.胞饮胞饮胞饮胞饮(pinocytosis)(pinocytosis)B.出胞出胞魅力前沿魅力前沿 进餐：餐：细胞如何吃胞如何吃东西西 1.2 细胞膜的跨膜信号转导细胞膜的跨膜信号转导1.2.1 跨膜信息传递的概念跨膜信息传递的

5、概念1）跨膜信息转导或跨膜信号传递）跨膜信息转导或跨膜信号传递（transmembranesignaltransmission）（transmembranesignaling）跨膜信息转导跨膜信息转导由离子通道介导的跨膜信号转导由离子通道介导的跨膜信号转导 由由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导由酶耦联受体介导的跨膜信息传递由酶耦联受体介导的跨膜信息传递 1.2.2 跨膜信息传递的主要方式跨膜信息传递的主要方式1）由离子通道介导的跨膜信号转导）由离子通道介导的跨膜信号转导（1）门控通道（门控通道（ionchannel）：）：（2）门控通道分类）门控通道分类化学门控通

6、道化学门控通道化学门控通道化学门控通道(chemicallygatedchannel)(chemicallygatedchannel)电压门控通道电压门控通道电压门控通道电压门控通道(voltagegatedchannel)(voltagegatedchannel)机械门控通道机械门控通道机械门控通道机械门控通道(mechanicallygatedchannel)(mechanicallygatedchannel)（2）G蛋白蛋白鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白 (guanine nucleotide-binding protein)2）由）由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导蛋白耦联受体介导的跨膜

7、信号转导（1）G蛋白耦联受体蛋白耦联受体(Gprotein-linkedreceptor)(4)第二信使：第二信使：(second messenger)2）由）由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导(3)G蛋白效应器蛋白效应器(Gproteineffector)3）由酶耦联受体介导的跨膜信息传递）由酶耦联受体介导的跨膜信息传递(2)具有鸟苷酸环化酶的受体具有鸟苷酸环化酶的受体(1)具有酪氨酸激酶的受体具有酪氨酸激酶的受体魅力前沿魅力前沿 焦仁杰课题组：焦仁杰课题组：Notch信号通路的表观遗传调控信号通路的表观遗传调控Wnt的信号通路控制再生能力的信号通路控制再生能力

8、1.3细胞的兴奋性和生物电现象细胞的兴奋性和生物电现象1.3.1细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件1.3.2细胞的生物电现象及其产生机制细胞的生物电现象及其产生机制1.3.3动作电位的引起及其在同一细胞上的传导动作电位的引起及其在同一细胞上的传导1.3.1细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件1）兴奋性和兴奋的含义）兴奋性和兴奋的含义可兴奋组织或可兴奋细胞可兴奋组织或可兴奋细胞反应：反应：刺激（刺激（stimulus）兴奋性（兴奋性（excitability）：）：兴奋（兴奋（excitation）：）：2）刺激引起兴奋的条件）刺激引起兴

9、奋的条件1.3.1细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件 (1)(1)刺激的强度刺激的强度刺激的强度刺激的强度 阈强度（阈强度（阈强度（阈强度（thresholdintensitythresholdintensity）：引起组织）：引起组织）：引起组织）：引起组织细胞产生兴奋的最小刺激强度。阈刺激细胞产生兴奋的最小刺激强度。阈刺激细胞产生兴奋的最小刺激强度。阈刺激细胞产生兴奋的最小刺激强度。阈刺激 阈下阈下阈下阈下刺激刺激刺激刺激 阈上刺激阈上刺激阈上刺激阈上刺激 (2)(2)刺激的持续时间刺激的持续时间刺激的持续时间刺激的持续时间 时间阈值：引起组织产生兴奋的最短刺

10、激时间阈值：引起组织产生兴奋的最短刺激时间阈值：引起组织产生兴奋的最短刺激时间阈值：引起组织产生兴奋的最短刺激作用时间作用时间作用时间作用时间 (3)(3)强度强度强度强度-时间变化率时间变化率时间变化率时间变化率 (1)(1)绝对不应期（绝对不应期（绝对不应期（绝对不应期（absoluterefractoryperiodabsoluterefractoryperiod）(2)(2)相对不应期（相对不应期（相对不应期（相对不应期（relativerefractoryperiodrelativerefractoryperiod）(3)(3)超常期（超常期（超常期（超常期（supranormalp

11、eriodsupranormalperiod）(4)(4)低常期（低常期（低常期（低常期（subnormalperiodsubnormalperiod）3）组织兴奋性的变化）组织兴奋性的变化1.3.1细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件细胞的兴奋性和刺激引起兴奋的条件2）静息电位和动作动作电位）静息电位和动作动作电位(1)静息电位静息电位（restingpotentialRP）：）：1.3.2细胞的生物电现象及其产生机制细胞的生物电现象及其产生机制(2)动作电位（动作电位（actionpotentialAP）锋电位（锋电位（锋电位（锋电位（spikepotentialspikepotential）

12、：）：）：）：后电位（后电位（后电位（后电位（afterpotentialafterpotential）：）：）：）：1）概念：生物电现象）概念：生物电现象极化状态（极化状态（极化状态（极化状态（polarizationpolarization）：）：）：）：去极化（去极化（去极化（去极化（depolarizationdepolarization）：）：）：）：超极化（超极化（超极化（超极化（hyperpolarizationhyperpolarization）：）：）：）：复极化（复极化（复极化（复极化（repolarizationrepolarization）：）：）：）：2）生物电现象产

13、生的机制）生物电现象产生的机制（1）静息电位和）静息电位和K+平衡电位平衡电位NernstNernst公式：公式：公式：公式：E Ek=RTRTZFZFlnlnlnlnKK+0 0KK+i iK+-+（2）动作电位和电压门控离子通道）动作电位和电压门控离子通道2）生物电现象产生的机制）生物电现象产生的机制1.3.3动作电位的引起及其在同一细胞上的传导动作电位的引起及其在同一细胞上的传导1）阈电位及动作电位的引起）阈电位及动作电位的引起2）动作电位的）动作电位的“全或无全或无”特性：特性：动作电位在神经纤维上的传导动作电位在神经纤维上的传导动作电位在神经纤维上的传导动作电位在神经纤维上的传导,不

14、会因距离衰竭不会因距离衰竭不会因距离衰竭不会因距离衰竭,也是由于也是由于也是由于也是由于动作电位具有动作电位具有动作电位具有动作电位具有“全全全全”和和和和“无无无无”特性。特性。特性。特性。从兴奋性角度来看：从兴奋性角度来看：从兴奋性角度来看：从兴奋性角度来看：阈刺激是引起去极化达到阈电位水平的刺激；阈刺激是引起去极化达到阈电位水平的刺激；阈刺激是引起去极化达到阈电位水平的刺激；阈刺激是引起去极化达到阈电位水平的刺激；只要是阈上刺激，不论刺激强度多么强均能引起只要是阈上刺激，不论刺激强度多么强均能引起只要是阈上刺激，不论刺激强度多么强均能引起只要是阈上刺激，不论刺激强度多么强均能引起Na+N

15、a+内流内流内流内流与去极化的正反馈关系，膜去极化都会接近或达到与去极化的正反馈关系，膜去极化都会接近或达到与去极化的正反馈关系，膜去极化都会接近或达到与去极化的正反馈关系，膜去极化都会接近或达到ENaENa；动作电位的幅度只与动作电位的幅度只与动作电位的幅度只与动作电位的幅度只与ENaENa和静息电位之差有关，而与原来的和静息电位之差有关，而与原来的和静息电位之差有关，而与原来的和静息电位之差有关，而与原来的刺激强度无关；刺激强度无关；刺激强度无关；刺激强度无关；阈下刺激使膜去极化达不到阈电位水平，不能形成去极化与阈下刺激使膜去极化达不到阈电位水平，不能形成去极化与阈下刺激使膜去极化达不到阈

16、电位水平，不能形成去极化与阈下刺激使膜去极化达不到阈电位水平，不能形成去极化与Na+Na+内流的正反馈，不能形成动作电位。内流的正反馈，不能形成动作电位。内流的正反馈，不能形成动作电位。内流的正反馈，不能形成动作电位。对于一段膜来说，达到阈电位的去极化会引起对于一段膜来说，达到阈电位的去极化会引起对于一段膜来说，达到阈电位的去极化会引起对于一段膜来说，达到阈电位的去极化会引起(Na+(Na+的的的的)再生再生再生再生性去极化而触发动作电位的产生。性去极化而触发动作电位的产生。性去极化而触发动作电位的产生。性去极化而触发动作电位的产生。（2）局部点位的特点：）局部点位的特点：不能远距离传播不能远

17、距离传播不具有不具有“全或无全或无”的特的特性性可以总和可以总和3）局部兴奋与局部电位）局部兴奋与局部电位（1）局部兴奋与局部电位）局部兴奋与局部电位4）兴奋在同一细胞上的传导）兴奋在同一细胞上的传导Diabetes：线粒体膜电位调控研究：线粒体膜电位调控研究魅力前沿魅力前沿1.4 兴奋在细胞间的传递兴奋在细胞间的传递1.4.1 经典的突触传递经典的突触传递1.4.2 接头传递接头传递1.4.3 电突触电突触1.4.1 经典的突触传递经典的突触传递1）突触的细微结构突触的细微结构1.4.1 经典的突触传递经典的突触传递2）经典的突出传递过程经典的突出传递过程1.4.2 接头传递接头传递（1）神

18、经神经-骨骼肌接头骨骼肌接头1）神经神经-骨骼肌接头处兴奋的传递骨骼肌接头处兴奋的传递（2）神经神经-骨骼肌接头处的兴奋传递骨骼肌接头处的兴奋传递A.A.神经未梢乙酰胆碱的释放神经未梢乙酰胆碱的释放1）神经神经-骨骼肌接头处兴奋的传递骨骼肌接头处兴奋的传递动作电位动作电位动作电位动作电位神经未梢质膜去极化神经未梢质膜去极化神经未梢质膜去极化神经未梢质膜去极化电压门控电压门控电压门控电压门控Ca2+Ca2+通道开放通道开放通道开放通道开放Ca2+Ca2+内流内流内流内流囊泡迁移囊泡迁移囊泡迁移囊泡迁移囊泡膜与轴突膜融合囊泡膜与轴突膜融合囊泡膜与轴突膜融合囊泡膜与轴突膜融合囊泡破裂囊泡破裂囊泡破裂

19、囊泡破裂AchAch倾囊释放倾囊释放倾囊释放倾囊释放(量子式释放量子式释放量子式释放量子式释放)AchAch进入接头间隙进入接头间隙进入接头间隙进入接头间隙B B B B 终板电位和动作电位的形成终板电位和动作电位的形成终板电位和动作电位的形成终板电位和动作电位的形成 AchAchAchAch分子与终板膜分子与终板膜分子与终板膜分子与终板膜AchAchAchAch门控性通道结合门控性通道结合门控性通道结合门控性通道结合 终板膜离子通道开放终板膜离子通道开放终板膜离子通道开放终板膜离子通道开放NaNaNaNa+内流为主，少量内流为主，少量内流为主，少量内流为主，少量K K K K+外流外流外流外

20、流终板膜去极化，产生终板电位终板膜去极化，产生终板电位终板膜去极化，产生终板电位终板膜去极化，产生终板电位终板电位以电紧张性扩布终板电位以电紧张性扩布终板电位以电紧张性扩布终板电位以电紧张性扩布肌细胞膜去极化达到阈电位肌细胞膜去极化达到阈电位肌细胞膜去极化达到阈电位肌细胞膜去极化达到阈电位肌细胞膜产生动作电位肌细胞膜产生动作电位肌细胞膜产生动作电位肌细胞膜产生动作电位 化学传递化学传递 单方向性单方向性 有时间延迟有时间延迟 易受药物影响易受药物影响 易疲劳性易疲劳性 (3)神经肌接头处兴奋传递的特点神经肌接头处兴奋传递的特点1.4.2 接头传递接头传递2）神经神经-平滑肌和神经平滑肌和神经-

21、心肌心肌 接头处兴奋的传递接头处兴奋的传递（1）结构基础）结构基础：曲张体曲张体非突触性化学传递非突触性化学传递 不存在突触前、后膜的特化结构；不存在突触前、后膜的特化结构；不存在突触前、后膜的特化结构；不存在突触前、后膜的特化结构；不存在一对一的支配关系，一个曲张体可支配多个不存在一对一的支配关系，一个曲张体可支配多个不存在一对一的支配关系，一个曲张体可支配多个不存在一对一的支配关系，一个曲张体可支配多个效应细胞；效应细胞；效应细胞；效应细胞；曲张体与效应细胞间距离一般大于曲张体与效应细胞间距离一般大于曲张体与效应细胞间距离一般大于曲张体与效应细胞间距离一般大于20nm,20nm,远者可达几

22、远者可达几远者可达几远者可达几十十十十mm；递质扩散距离远，耗时长，一般传递时间大于递质扩散距离远，耗时长，一般传递时间大于递质扩散距离远，耗时长，一般传递时间大于递质扩散距离远，耗时长，一般传递时间大于1s1s；递质能否产生效应，取决于效应器细胞有无相应受递质能否产生效应，取决于效应器细胞有无相应受递质能否产生效应，取决于效应器细胞有无相应受递质能否产生效应，取决于效应器细胞有无相应受体。体。体。体。（2）特点）特点2）神经神经-平滑肌和神经平滑肌和神经-心肌心肌 接头处兴奋的传递接头处兴奋的传递1.4.3 电突触电突触1.5 肌肉的收缩肌肉的收缩1.5.1 与收缩有关的骨骼肌的细微结构与收

23、缩有关的骨骼肌的细微结构1 1）骨骼肌细胞与肌原纤维）骨骼肌细胞与肌原纤维）骨骼肌细胞与肌原纤维）骨骼肌细胞与肌原纤维2 2）肌小节）肌小节）肌小节）肌小节3 3）粗肌丝与细肌丝）粗肌丝与细肌丝）粗肌丝与细肌丝）粗肌丝与细肌丝4 4）肌管系统）肌管系统）肌管系统）肌管系统1.5.2 骨胳肌的收缩机制和兴奋收缩耦联骨胳肌的收缩机制和兴奋收缩耦联1 1）肌丝滑行理论：）肌丝滑行理论：（1 1）肌丝滑行的分子基础：）肌丝滑行的分子基础：（2 2）肌丝滑行的过程：）肌丝滑行的过程：2 2）骨骼肌细胞的兴奋）骨骼肌细胞的兴奋-收缩耦联收缩耦联a.概念：兴奋概念：兴奋-收缩耦联（收缩耦联（excitati

24、on-contractioncoupling)）b.b.兴奋兴奋-收缩耦联过程收缩耦联过程1.5.2 骨胳肌的收缩机制和兴奋收缩耦联骨胳肌的收缩机制和兴奋收缩耦联动作电位动作电位动作电位动作电位沿横管系统传至肌细胞的深部沿横管系统传至肌细胞的深部沿横管系统传至肌细胞的深部沿横管系统传至肌细胞的深部到达终末池到达终末池到达终末池到达终末池激活激活激活激活T T T T管和肌膜上的管和肌膜上的管和肌膜上的管和肌膜上的L L L L型型型型Ca2+Ca2+通道通道通道通道L L型型型型Ca2+Ca2+通道变构通道变构通道变构通道变构激活激活激活激活终末池（肌浆网）中的终末池（肌浆网）中的终末池（肌浆

25、网）中的终末池（肌浆网）中的CaCaCaCa2+2+2+2+释放入胞浆释放入胞浆释放入胞浆释放入胞浆胞浆胞浆胞浆胞浆CaCaCaCa2+2+2+2+CaCaCaCa2+2+2+2+和肌钙蛋白结合，触发肌丝滑行和肌钙蛋白结合，触发肌丝滑行和肌钙蛋白结合，触发肌丝滑行和肌钙蛋白结合，触发肌丝滑行,肌肉肌肉肌肉肌肉 收缩收缩收缩收缩肌浆网膜上肌浆网膜上肌浆网膜上肌浆网膜上CaCaCaCa2+2+2+2+泵泵泵泵,将将将将CaCaCaCa2+2+2+2+重新摄回重新摄回重新摄回重新摄回胞浆胞浆胞浆胞浆CaCaCaCa2+2+2+2+，CaCaCaCa2+2+2+2+和肌钙蛋白解离，肌肉舒张和肌钙蛋白解

26、离，肌肉舒张和肌钙蛋白解离，肌肉舒张和肌钙蛋白解离，肌肉舒张3 3）影响肌肉收缩的因素）影响肌肉收缩的因素a.a.负荷对肌肉收缩的影响负荷对肌肉收缩的影响 前负荷对肌肉收缩的影响前负荷对肌肉收缩的影响 后负荷对肌肉收缩的影响后负荷对肌肉收缩的影响 b.b.肌肉收缩能力的改变对肌肉收肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩能力的影响缩能力的影响魅力前沿魅力前沿Clini Transl SciClini Transl Sci：可可或可增强骨骼肌功能可可或可增强骨骼肌功能 【讲授重点讲授重点】1.细胞膜的物质转运形式和影响因素细胞膜的物质转运形式和影响因素2.静息电位和动作电位的概念和形成的离子机静息电位和动作电位的概念和形成的离子机制制3.局部兴奋、动作电位的引起和兴奋在同一细局部兴奋、动作电位的引起和兴奋在同一细胞上的传导机制胞上的传导机制4.兴奋性与细胞生物电现象的关系兴奋性与细胞生物电现象的关系5.经典的突出传递和神经经典的突出传递和神经-骨骼肌接头传递骨骼肌接头传递6.骨骼肌的收缩和兴奋骨骼肌的收缩和兴奋-收缩耦连收缩耦连【学习难点学习难点】1.静息电位和动作电位形成的离子机制静息电位和动作电位形成的离子机制2.理解跨膜信息传递的机理理解跨膜信息传递的机理