细胞的基本功能课件.pptxVIP

细胞的基本功能 细胞的生物电活动细胞的生物电现象原理和产生机制膜电容和膜电阻细胞膜的电缆学说 细胞外液和细胞内液均为含电解质的液体，可以看作为两个导体，有一定的电阻；膜电容：细胞膜脂质双层类似于一个平板电容器，相对地视作绝缘体，因此细胞膜具有显著的电容特性。跨膜电位：当膜上的离子通道开放而引起带电离子的跨膜流动时，就相当于在电容器上充电或放电而产生的电位差，称为跨膜电位或简称为膜电位。（离子跨膜扩散所致的扩散电位）膜电阻：通常用它的倒数膜电导G来表示。对带电离子而言，膜电导就是膜对离子的通透性。细胞膜相当于一条电缆．一点给予膜一个突然的电流，从另一点记录膜电位变化：①在电源附近电位上升快，达 到的最高电位也较大②离开电源越远，则不但电位上升的慢，而且最终的最高电位也较低③电位改变变慢，是膜电容引 起的后果；电位依距离变小，是膜外电阻、膜电阻及膜内电阻引起的后果细胞膜的被动电学特性与电学特性相同点： 欧姆定律 电阻、电容、电流、电紧张异同点：膜离子通道-离子流 泵电流-生电性Na+-K+泵电紧张电位概念： 细胞膜的电学特性相当于并联的阻容耦合电路，跨膜电流随着距原点距离的增加而逐渐衰减，膜电位也逐渐衰减，形成一个规律的膜电位分布，这种由膜的被动电学特性决定其空间分布的膜电位称为电紧张电位。产生： ①向神经纤维的某一点注入不同方向的电流； ②用正、负电极从膜外侧施加电刺激，胞质内的负电荷流向正极下方，正电荷流向负极的下方，因而在正、负电极下分别产生一个彼此方向相反的电紧张电位。细胞的静息电位 ① 安静时—— 静息电位 ② 受刺激时— 动作电位（一）电生理学研究方法： 1. 细胞内记录：微电极细胞内记录：微电极膜片钳实验技术 是一种能够记录膜结构中单一的离子通道蛋白质分子的开放和关闭，亦即测量单通道离子电流和电导的技术。静息电位(resting potential) 概念：是指细胞未受刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。静息电位表现为膜内较膜外为负。 内负外正测量方法：细胞内电位记录方法记录装置 ①记录仪器: ②电极:一对测量电极一个放在细胞的外表面，另一个连接玻璃微电极。当微电极刺入膜内时，记录仪器上显示一个突然的电位跃变，表明细胞膜内外两侧存在着电位差。存在于安静细胞的表面膜两侧的，故称为跨膜静息电位，简称静息电位。特征： 静息电位在大多数细胞是一种稳定的直流电位,但不同细胞的静息电位数值可以不同; 只要细胞未受刺激、生理条件不变,这种电位将持续存在。刺激时快速电位变化：动作电位（详见后）静息电位时膜两侧所保持的外正内负状态称为膜的极化(polarization)；膜内外电位差的数值向膜内负值加大的方向变化时，称为膜的超极化(hyperpolarization)；膜内电位向负值减小的方向变化，称为去极化或除极化(depolarization)；去极化至零电位后膜电位进一步变为正值称为反极化，膜电位高于零电位的部位称为超射（overshoot）。细胞先发生去极化，然后再向正常安静时膜内所处的负值恢复，则称作复极化(repolarization) 研究方法1902年-Bernstein膜学说 安静状态下膜只对K+有通透性，静息电位相当于K+平衡电位。1936年-Young 发现直径1mm头足类软体动物枪乌贼的巨大神经轴突1939年英国生理学家Hodgkin 、Huxley 将直径0.1mV充满海水的毛细玻璃管纵向插入乌贼大神经轴 突的断端。 细胞外电极: 置于浸泡细胞的海水中.实测膜内电位约-60mV(二)静息电位的产生：1.K+驱动力： K+浓度、电位势能。钾离子平衡电位2.基础条件：安静状态下膜对K+有通透性，K+外流 ①钾外流，带负电的蛋白不能外流，使膜外带正电荷 ，膜内带负电荷。 ②当促使钾外流的浓度势能差同阻碍钾外流的电势能差相等时，钾跨膜净移动量为零，相当于Ek。膜两侧的电位差也稳定于某一数值不变，这个电位差称为K+的电化学平衡。 3.少量的Na+和Cl-内流抵消一部分由K+外流引起的膜内电位 。4. Na+一K+泵外流K+和漏入的Na+可激活钠泵，生电作用。（三）动作电位及其产生机制细胞的动作电位概念： 在静息电位的基础上，可兴奋组织或细胞受到一个适当刺激时，其膜电位发生迅速的一过性的波动，这种短暂可逆的、扩布性电变化称为动作电位(action potential)。1.动作电位引起：阈值（阈电位）：能引发动作电位的临界膜电位。阈刺激：能引起阈电位改变的刺激特征：①“全或无”性质。当刺激未达阈值时，动作电位不会出现，一旦达到阈电位水平 ，动作电位便迅速产生，并达到最大值，其幅度和波形不随刺激的强度增强而增大。②动作电位能沿细胞膜向周围不衰减性传导，其幅度和波形始终保持不变。③具有不应期，峰电位不可融合叠加