心智圖資源庫 生理學第二章細胞的基本功能
生理學第二章細胞的基本功能，主要包含細胞的基本功能、肌肉細胞的收縮功能、細胞的生物電活動等。
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細胞 組織 器官 系統 有機體循環系統 免疫（抗原 抗體 反應）
細胞與組織的適應，損傷及修復
細胞骨架概述
細胞適應cell adaptation to stress
第一章：細胞與組織的適應與損傷
第六章 粒線體與細胞的能量轉換
走進細胞 （生）
生理學第二章 細胞的基本功能
細胞訊號傳導的分子機制
第二章-細胞的基本功能
生理學 第二章 細胞的基本功能
一、細胞的基本功能
細胞膜
由脂質，蛋白質，醣類物質
細胞膜的物質轉運功能
單純擴散
指脂溶性小分子物質從膜的高濃度一側向低濃度一側的轉運方式
特點
不需要膜蛋白的幫助，不消耗能量，順電—化學梯度（物理現象，無飽和）
轉運物質
氣體，水，甘油，類固醇，尿素，乙醇，等
易化擴散
指非脂溶性過脂溶性很小的物質，在膜蛋白的幫助下，從膜的高濃度一側向低濃度一側轉運的方式
順濃度差，不消耗能量，借助細胞膜上的特殊蛋白質
分類
經載體易化擴散
水溶性小分子物質藉助載體蛋白順濃度差進行跨膜轉運
一般細胞或普通細胞的葡萄糖，氨基酸等物質以這種方式通過膜（腸上皮細胞，腎細胞除外）
高度特異性；飽和現象；競爭性抑制（載體或結合位點的數量有限）
經通道易化擴散
各種帶電離子借助於通道蛋白順濃度差進行跨膜轉運（離子通道）
例:鈉，鉀，鈣，氯等離子的順濃度差轉運
離子選擇性
門控性
電壓門控通道；化學門控通道；機械門控通道
主動轉運
指細胞膜透過本身的耗能過程，將小分子物質或離子逆濃度差和電位差轉運的方式
主要透過細胞膜上離子泵的活動實現的（鈉—鉀泵，鈣泵，氫泵等）
原發性主動轉運
指細胞直接利用代謝產生的能量進行主動轉運的過程
鈉泵也叫鈉—鉀依賴式ATP酶本質為蛋白質
鈉泵每分解1分子ATP，可將3個鈉離子移出細胞外，同時將2個鉀離子移入胞內
鈉泵生理意義
代謝反應的必要條件，維持細胞興奮性的基礎， 其他物質繼發性主動轉運的動力
繼發性主動轉運
間接利用ATP能量的主動轉運過程
同向轉運:物質與鈉離子向同一方向轉運 例:葡萄糖，胺基酸
逆向轉運:物質與鈉離子轉運方向相反 例:鈣離子
出胞和入胞
大分子物質和顆粒物質的轉運，透過膜複雜的結構和功能變化完成
主動過程，消耗能量
入胞
指大分子物質或顆粒物質從細胞外進入細胞內的過程
例:病毒，細菌，異物，血漿中的脂蛋白顆粒，大分子營養物質
吞噬:進入細胞的物質是固態 例:巨噬細胞，嗜中性球
吞飲:進入細胞的物質是液態 例:小腸上皮細胞對營養物質的吸收
出胞
指大分子物質或顆粒物質從細胞內排至細胞外的過程
例:內分泌細胞分泌激素，消化腺細胞分泌酶，神經末梢釋放神經傳導物質
細胞膜的受體功能
受體
存在於細胞膜或細胞內能與某些化學物質（統稱配體）特異性結合，並引起特定生理效應的特殊蛋白質
細胞膜受體的結構與功能
結構
分辨部
效應部
跨膜部
功能
識別與結合
轉發訊息
細胞膜受體的類型與特點
特徵
特異性
飽和性
可逆性
二、細胞的生物電活動
細胞的生命活動過程都伴隨電現象，稱為生物電
靜止電位
指安靜狀態時存在於細胞膜兩側的電位差
「內負外正」 人體細胞的靜止電位一般在-100~-10mV之間
靜止電位穩定在某一相對穩定水平
膜內電位的負值增大，稱為靜止電位增大
相關概念
極化
在安靜狀態下所維持的膜外帶正電、膜內帶負電的狀態（靜止狀態的標誌）
超極化
靜止電位增大的過程或狀態（使細胞興奮性降低）
去極化
靜止電位減小的過程或狀態
反極化
去極化至零電位後若進一步變為正值，呈現膜外帶負電，膜內帶正電的狀態
復極化
細胞膜去極化或反極化後在靜止電位方向恢復的過程
產生機制
離子流學說
條件
細胞膜內外的離子分佈不均衡（細胞內鉀離子多細胞外鈉離子多）
在不同狀態下，細胞膜對不同離子的通透性不同（一般靜止時鉀離子通透性比鈉大）
結論
靜止電位的產生主要是鉀離子外流形成的，也有少量的鈉離子內流和鈉泵的生電作用
動作電位
指細胞受到有效刺激後，在靜止電位基礎上發生的一次快速的可擴布性的電位變化
鋒電位
動作電位的上升支和下降支共同形成尖鋒狀的電位變化（特徵）
過程
刺激→局部電位→閾電位→去極化→零電位→反極化（超射）→復極化→後電位
「全或無」現象 動作電位要麼不產生，一旦產生即達到最大值
脈衝式 連續的多個動作電位不會發生融合
不衰減性傳導 沿著細胞膜向周圍傳導，其振幅和波形不會因傳導距離的增加而減少
可興奮細胞
肌肉細胞收縮，腺細胞分泌，神經細胞傳導神經衝動
閾電位
觸發動作電位的臨界膜電位值
局部電位
一次閾下刺激不能觸發動作電位，產生局部去極化（閾下刺激）
電位幅度小，呈衰減性傳導
沒有「全或無」現象
可以疊加
意義
動作電位可由一次閾刺激或閾上刺激引起， 也可由多個閾下刺激的局部電位總和引發
三、肌肉細胞的收縮功能
神經肌肉接頭處興奮的傳遞
支配骨骼肌的神經是軀體運動神經，軀體運動纖維與骨骼肌細胞之間相接觸的部位
骨骼肌只有在神經衝動傳來時才能發生興奮和收縮
基本結構
接頭前膜
接頭後膜
接頭間隙
傳遞過程
突出前膜→突觸小泡（突觸間隙）→突觸後膜
電→化學（乙醯膽鹼ACh）→電
單向傳遞
時間延擱
易受內環境變化的影響
離子成分
PH值
藥物
一對一傳遞
骨骼肌的收縮機制
骨骼肌的微細結構
肌原纖維
縱貫肌細胞全長
明帶
細肌絲
暗帶
粗肌絲
肌小結
肌原纖維上相鄰兩條Z線之間的區域
肌肉收縮和舒張的最基本單位
1/2明帶＋暗帶＋1/2明帶＝2條Z線間的區域
肌絲的分子組成
肌球蛋白
桿（主幹）
頭（橫橋）
可分解ATP獲能肌收縮使用
可在細肌絲上位點可逆性結合擺動牽引細肌絲向暗帶滑行
肌動蛋白（主幹）
橫橋結合位點
原肌球蛋白
安靜時阻礙肌動蛋白與橫橋結合
肌鈣蛋白
C亞單位
鈣離子結合位點
T亞單位
把肌鈣蛋白間接在原肌球蛋白
I亞單位
傳遞訊息給原肌球蛋白，使其結構和位置變化
肌管系統
橫管（T管）
肌膜動作電位沿著進入肌肉細胞內部
縱管（L管）
肌質網
終池
記憶體大量鈣離子
三聯管
橫管和兩側的終池
將肌細胞膜的電位變化和肌肉細胞收縮過程耦合部位
骨骼肌的興奮—收縮耦聯
肌細胞的動作電位與機械性收縮連結的中介過程
鈣離子 肌肉細胞興奮－→肌肉細胞收縮 電變化 機械變化 興奮—收縮耦聯
骨骼肌的收縮形式
等長收縮和等張收縮
等長收縮
只表現為張力增加而無長度的縮短
等張收縮
肌肉收縮時只有長度的縮短而無張力能變化
單收縮和強直收縮
單收縮
當肌肉受到一個有效刺激時，引發一次動作電位，從而出現一次收縮，這種收縮形式
強直收縮
當肌肉受到連續的有效刺激時，可引起肌肉收縮的融合
不完全強直收縮
完全強直收縮
影響骨骼肌收縮的主要因素
前負荷
肌肉收縮前所承受的負荷
產生最大張力的肌肉初長稱為最適初長度，此時的前負荷表示最適前負荷
後負荷
肌肉開始收縮後所遇到的負荷或阻力
肌肉收縮能力
決定興奮—收縮耦過程中細胞質鈣離子濃度，橫橋的ATP酶活性
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