【正文】 細(xì)胞生物電現(xiàn)象的幾種形式、特征及其相互關(guān)系 靜息電位、動(dòng)作電位、局部電位產(chǎn)生的離子基礎(chǔ)[思考題]比較易化擴(kuò)散、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有何異同？？它們是怎樣實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的？？講述由G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。:[小結(jié)]：物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜的方式有五種，簡(jiǎn)單擴(kuò)散、異化擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、內(nèi)吞和胞吐。作用于細(xì)胞膜的信號(hào)(如腎上腺素)叫第一信使(firster messenger)；由細(xì)胞外信號(hào)分子作用于細(xì)胞膜而產(chǎn)生的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子(如cAMP)(camp),三磷酸肌醇(inositol triphosphate ,IP3),二酰甘油(diacylglycerol,DG)環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷(cyclic guanosine monophosphoate cGMP)和Ca2+；第二信使的功能是調(diào)節(jié)各種蛋白激酶和離子通道。（4） 第二信使（3） 蛋白激酶和蛋白磷酸酶細(xì)胞內(nèi)特殊蛋白的磷酸化使其活性增強(qiáng)（或減弱）細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶使蛋白磷酸化而蛋白磷酸酶則使磷酸與蛋白分離。鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白（guanine cleotidebinding protein）的簡(jiǎn)稱。 受體蛋白質(zhì)是能與化學(xué)信號(hào)分子進(jìn)行特異結(jié)合的獨(dú)立的蛋白質(zhì)分子，包括α和β 腎上腺素能受體,Ach受體,多數(shù)肽類激素,5羥色氨受體,嗅覺(jué)受體,視紫紅質(zhì)受體等。 由G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)至少與膜內(nèi)4種物質(zhì)有關(guān)。 第一信使：激素或其他調(diào)節(jié)物質(zhì)。（二）、跨膜信息傳遞（transmembrane singal tranduction）在化學(xué)物質(zhì)或電位差作用下發(fā)生構(gòu)象變化，作閥門式的開(kāi)啟與關(guān)閉。閥門離子通道：（通道蛋白或離子通道或通道）。 膜受體上游結(jié)合部位（常在脂質(zhì)雙層的外表面）和催化部位（常在內(nèi)表面，是一種有活性的酶）。膜受體：細(xì)胞膜包括細(xì)胞間傳遞和細(xì)胞本身跨膜傳遞。 由受體介導(dǎo)的入胞，一些激素或生長(zhǎng)因子運(yùn)輸?shù)鞍准凹?xì)菌（統(tǒng)稱配體）都是通過(guò)細(xì)胞膜表面特異受體作用而入胞。（2）、胞飲（pinocytosis）：如果是微小的液滴狀液體則形成較小的囊泡，稱為胞飲。 胞吐(exocytosis)：細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)形成小泡而被排出的過(guò)程，其過(guò)程與內(nèi)吞作用類似而方向相反。 ，即Na+、K+在細(xì)胞膜內(nèi)外的濃度勢(shì)能 （組織）興奮的基礎(chǔ)，也可供其它耗能過(guò)程應(yīng)用內(nèi)吞(endocytosis)：有些高分子物質(zhì)先與細(xì)胞膜的特殊蛋白質(zhì)結(jié)合附著在細(xì)胞膜上， 然后這一部位向細(xì)胞內(nèi)凹陷，形成小泡，包裹這種物質(zhì)。 +是許多代謝反應(yīng)進(jìn)行的必要條件細(xì)胞膜除存在鈉泵外，還有鈣泵（神經(jīng)細(xì)胞和肌細(xì)胞膜），碘泵（甲狀腺細(xì)胞膜）。而主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)因膜提供了一定能量，使被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)或離子逆著電化學(xué)勢(shì)差的移動(dòng)，沒(méi)有平衡終點(diǎn), 被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)甚至可以全部被轉(zhuǎn)運(yùn)到膜的另一側(cè).（1）、鈉泵(sodium pump)： 如葡萄糖、鈉、鉀、氨基酸 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（active transport）: 有些物質(zhì)從濃度低或電荷低的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜向濃度高或電荷高的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)，這種逆電化學(xué)梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)是一種耗能過(guò)程，故稱為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。易化擴(kuò)散（facilitated一些水溶性的小分子物質(zhì)也可順著濃度差，通過(guò)細(xì)胞膜的含水微孔。如二、 一、 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)生物膜:細(xì)胞膜,核膜,細(xì)胞器膜的總稱。 講述、實(shí)例與多媒體教具結(jié)合，此部分要講透，隨時(shí)進(jìn)行歸納，以對(duì)比手法加深記憶、為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 入胞與出胞過(guò)程N(yùn)a+K+泵的生理功能 離子通道介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和由G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本過(guò)程 第一信使(受體)、G蛋白、G蛋白效應(yīng)器、第二信使及細(xì)胞產(chǎn)生生理效應(yīng)之間的相互關(guān)系[難點(diǎn)] 通道蛋白、受體蛋白、G蛋白、G蛋白效應(yīng)器、第二信使之間的相互關(guān)系、作用、啟動(dòng)因 子 物質(zhì)的入胞與出胞過(guò)程細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)—液態(tài)鑲嵌模型學(xué)說(shuō)[重點(diǎn)] G蛋白效應(yīng)器的種類和功能第二節(jié) 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和信息傳遞[目的與要求][掌握]：細(xì)胞膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的幾種方式的基本概念、特征、各相關(guān)過(guò)程的異同點(diǎn)跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本概念 離子通道介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和由G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本過(guò)程[熟悉]：內(nèi)環(huán)境中各種化學(xué)因子傳遞信息的主要路徑[小結(jié)]：動(dòng)物生理學(xué)研究的方法有慢性實(shí)驗(yàn)和急性實(shí)驗(yàn)，他們各有優(yōu)缺點(diǎn)。（二）、 慢性實(shí)驗(yàn)慢性實(shí)驗(yàn)：動(dòng)物預(yù)先經(jīng)外科手術(shù)以暴露、摘除或破壞某一器官或組織，或在其中安置瘺管，或埋置電極等，待動(dòng)物手術(shù)恢復(fù)后，可在比較正常的條件下進(jìn)行長(zhǎng)期的系統(tǒng)觀察。（一）、 急性實(shí)驗(yàn)急性實(shí)驗(yàn)又分為在體和離體實(shí)驗(yàn)，離體實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)后動(dòng)物不能生存。 生理學(xué)可分為cell physiology）或普通生理學(xué)(general physiology)動(dòng)物生理學(xué)不僅要描述一個(gè)生命活動(dòng)的現(xiàn)象，而且還要探討該生命活動(dòng)是如何發(fā)生、如何進(jìn)行、如何終結(jié)的。 講述、生活實(shí)例和膠片教具結(jié)合。 對(duì)動(dòng)物生命活動(dòng)的物質(zhì)屬性和生命活動(dòng)機(jī)制的內(nèi)涵的理解，建立機(jī)體機(jī)能整體性概念。 動(dòng)物生理學(xué)研究的對(duì)象、任務(wù)和三個(gè)研究層次的范疇。了解《動(dòng)物生理學(xué)》是實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，實(shí)驗(yàn)的重要性和研究的方法，學(xué)習(xí)動(dòng)物生理學(xué)的目的與方法。 熟悉《動(dòng)物生理學(xué)》研究動(dòng)物生命活動(dòng)的三個(gè)層次，機(jī)體機(jī)能整體性概念的建立。河南工業(yè)大學(xué)課程講義動(dòng)物生理學(xué)講 義課程名稱：動(dòng)物生理學(xué)英文名稱：Animal physiology課程編號(hào)：學(xué)時(shí)/學(xué)分：30/課程類型：限選教材及參考書(shū)目使用教材：《家畜生理學(xué)》 第三版 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)主編參考書(shū)目：《家畜生理學(xué)》 第二版 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)主編 《神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)》 張殿明主編 《反芻動(dòng)物消化代謝》 韓正康主編 《反芻動(dòng)物消化生理》 劉敏雄主編 《動(dòng)物生理生化學(xué)》 向濤主編 《家畜生理學(xué)原理》 向濤主編《Duke’s生理學(xué)》 《家畜生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》 朱祖康 王艷玲主編第一章 緒論第一節(jié) 動(dòng)物生理學(xué)研究對(duì)象與任務(wù)[目的與要求]掌握動(dòng)物生理學(xué)研究的任務(wù)、對(duì)象；機(jī)體機(jī)能活動(dòng)機(jī)制的內(nèi)涵。[重點(diǎn)][難點(diǎn)][課堂組織][學(xué)時(shí)]：[教學(xué)內(nèi)容]一、動(dòng)物生理學(xué)研究對(duì)象和任務(wù) 生理學(xué)（physiology）：是生物科學(xué)中的一個(gè)分支，是研究健康動(dòng)物正常生命現(xiàn)象或生理 活動(dòng)及其規(guī)律性的科學(xué)。二．生理學(xué)研究?jī)?nèi)容生理學(xué)是機(jī)能學(xué),與形態(tài)學(xué)有區(qū)別:例：消化系統(tǒng) 解剖:胃 腸 肝等器官組成的位置形態(tài). 組織: 胃 腸 肝等器官有不同細(xì)胞組成形態(tài) 生理:結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系及功能的調(diào)節(jié)細(xì)胞及內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)→→→各器官及系統(tǒng)→→ 個(gè)體所以研究對(duì)象應(yīng)包括三個(gè)水平：細(xì)胞和分子生理學(xué)、器官和系統(tǒng)生理學(xué)整體和環(huán)境生理學(xué)三、研究方法動(dòng)物生理學(xué)又是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，基本實(shí)驗(yàn)方法是在器官、系統(tǒng)水平下實(shí)驗(yàn)方法分為急性實(shí)驗(yàn)和慢性實(shí)驗(yàn)。 急性在體（in vivo）實(shí)驗(yàn):在無(wú)痛條件下解剖動(dòng)物,對(duì)其一兩個(gè)器官進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察. 急性離體（in vitro）實(shí)驗(yàn):在無(wú)痛條件下解剖動(dòng)物,取出某一器官、組織、細(xì)胞,在模擬機(jī)體生理?xiàng)l件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察. 特點(diǎn):操作簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)條件易掌握,對(duì)器官能直接進(jìn)行細(xì)致觀察。特點(diǎn)：能較好地反映器官在機(jī)體內(nèi)的正常活動(dòng)，但實(shí)驗(yàn)條件難以掌握，不便分析其他因素的影響。[思考題]：急性實(shí)驗(yàn)和慢性實(shí)驗(yàn)有什么區(qū)別。 通道型受體(促離子型受體)和一般（激素）受體間的不同點(diǎn) 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)之間的內(nèi)在關(guān)系 [了解] 液態(tài)鑲嵌模型學(xué)說(shuō)及鑲嵌蛋白質(zhì)的種類和生理機(jī)能 以載體和以通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散 原發(fā)性和繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) 物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)間的相互關(guān)系 以載體和以通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散機(jī)制 原發(fā)性和繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制[課堂組織][學(xué)時(shí)]：[教學(xué)內(nèi)容] 細(xì)胞是生物體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。 細(xì)胞膜是細(xì)胞 與環(huán)境的屏障，進(jìn)行物質(zhì)交換和接受外界影響的門戶。細(xì)胞膜或質(zhì)膜（plasma membrane）,、分泌、融合.（包括酶）膜蛋白質(zhì)都是球形蛋白質(zhì),多數(shù)鑲嵌在脂質(zhì)雙層中,與細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān),有的則是受體,有的是糖蛋白,。 細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)單純擴(kuò)散（simple diffusion）：一些脂溶性物質(zhì)能夠依靠分子運(yùn)動(dòng)從濃度高的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙層，向濃度低的一側(cè)擴(kuò)散。 OCO2等氣體分子。兩側(cè)濃度差、溶質(zhì)分子大小、電荷性質(zhì) 一些脂溶性的物質(zhì)，具有較高的通透性；一些甾體化合物（類固醇激素由于它們的分子量比較大）需要某種特殊蛋白質(zhì)的“協(xié)助”；水靠細(xì)胞膜上的水通道（一種特異蛋白質(zhì)）能快速通過(guò)細(xì)胞膜。 diffusion）：一些非脂溶性或親水性物質(zhì)，從濃度高的一側(cè)擴(kuò)散通過(guò)細(xì)胞膜時(shí)，需與特殊載體蛋白發(fā)生可逆的結(jié)合。ATPNa+K+泵 單純擴(kuò)散和易化擴(kuò)散都有一個(gè)最終平衡點(diǎn)，即被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)在膜兩側(cè)達(dá)到電化學(xué)梯度為零時(shí)。a、 本質(zhì)：是鑲嵌膜的脂質(zhì)雙層中的四聚體脂蛋白，能分解ATP和酶，有Na+、K+和Mg2+存在時(shí)才有活性b、作用：能逆著濃度差將細(xì)胞內(nèi)的Na+移出膜外，細(xì)胞外的K+移入膜內(nèi)。C、 細(xì)胞膜上的鈉泵活動(dòng)的意義： 繼而小泡與細(xì)胞膜斷離，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。(1)、吞噬（phagocytosis）：被攝取的物質(zhì)如果是固體，則可形成較大的囊泡，稱為吞噬作用。三、細(xì)胞的信息傳遞能（一）、膜受體膜受體：細(xì)胞膜存在能專一性結(jié)合激素、神經(jīng)遞質(zhì)以及其他的化學(xué)活性物質(zhì)并引起特定反應(yīng)的特殊結(jié)構(gòu)。當(dāng)結(jié)合部位與特定的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合時(shí)→結(jié)合部位分子構(gòu)象變化→ 催化部位分子構(gòu)象改變→，無(wú)活性的酶→ 有活性的酶→ 系列連鎖性生化反應(yīng)→ 細(xì)胞內(nèi)部功能的變化。 細(xì)胞膜上鑲嵌的能夠轉(zhuǎn)運(yùn)離子通過(guò)的膜蛋白質(zhì)。 閥門離子通道既是神經(jīng)遞質(zhì)作用的受體 ，又是效應(yīng)器。信使：信息的載體或攜帶者。 第二信使：cAMP、cGMP、Ca2+、DG、IP3等。 由G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（1） G蛋白耦聯(lián)受體(G proteinlinked receptor) （2） G蛋白 大部分激素、神經(jīng)遞質(zhì)及其他調(diào)節(jié)分子改變細(xì)胞過(guò)程時(shí)，以環(huán)一磷酸腺苷（Camp）作為第二信使，有三磷酸鳥(niǎo)苷GTP結(jié)合蛋白（G蛋白）參與。有興奮（Gs、Go）型和抑制（Gi）型兩種，可分別引起效應(yīng)器酶的激活和抑制而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)第二信使物質(zhì)增加或減少。蛋白激酶活性受第二信使cAMP、cGMP、Ca和二酰甘油的調(diào)制。 腺苷酸環(huán)化酶能催化ATP生成cGMP，cGMP可把激素的信號(hào)帶入細(xì)胞漿，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞生理功能的改變。（5）肌醇磷脂與信息傳遞途徑 另一途徑是通過(guò)G蛋白激活特異的磷酸酯酶C，后者將膜中的脂質(zhì)磷脂酰肌醇分解產(chǎn)生三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油，他們都是第二信使。細(xì)胞膜信息傳遞途徑有離子通道和信使轉(zhuǎn)運(yùn)。第三節(jié) 細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象[目的與要求][掌握]細(xì)胞的興奮性、跨膜電位和離子通道狀態(tài)之間的關(guān)系 動(dòng)作電位在同一個(gè)細(xì)胞上傳導(dǎo)的局部電流學(xué)說(shuō)[熟悉] 動(dòng)物生理學(xué)對(duì)興奮性、興奮、可興奮細(xì)胞（組織）、刺激的定義上的差異 極化狀態(tài)、超極化狀態(tài)、去極化和復(fù)極化、超射、反極化狀態(tài)等概念 組織細(xì)胞的興奮性與動(dòng)作電位及離子通道狀態(tài)（開(kāi)放）間的關(guān)系[了解] 引起細(xì)胞（組織）興奮的刺激必備條件，各條件間的相互關(guān)系骨骼肌產(chǎn)生一次興奮時(shí)，其興奮性發(fā)生的變化，興奮性的離子基礎(chǔ) 靜息電位、動(dòng)作電位、局部電位產(chǎn)生的離子基礎(chǔ)，特征、相互關(guān)系 局部電流學(xué)說(shuō)[難點(diǎn)] 、閾(局部)電位與離子通道的狀態(tài)之間的相互關(guān)系 [學(xué)時(shí)] [課堂組織][教學(xué)內(nèi)容]一、 應(yīng)激性（irritability） 結(jié)締組織細(xì)胞刺激（stimulus）： 能引起細(xì)胞產(chǎn)生膜電位變化的內(nèi)外環(huán)境因素的作用。興奮（excitation）：抑制（inhibition）： （二） 刺激與反應(yīng) 刺激的性質(zhì)與反應(yīng)的關(guān)系（1）、適宜刺激：凡是在自然條件下能引起某細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)的刺激。 不同細(xì)胞有不同的適宜刺激，同種細(xì)胞不一定只有一種適宜刺激。刺激的強(qiáng)度與反應(yīng)的關(guān)系（1）、閾刺激：能引起細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)的最小刺 激強(qiáng)度。（3）、閾上刺激：刺激強(qiáng)度大于閾值的刺激。刺激作用時(shí)間過(guò)長(zhǎng) ，細(xì)胞發(fā)生適應(yīng) 興奮性下降，閾值上升，原閾值刺激 相當(dāng)于閾下刺激，不能引起反應(yīng)。 （1）刺激強(qiáng)度越大，所需作用時(shí)間越短，反之亦然。（三）、興奮性的變化絕對(duì)不應(yīng)期（absolute refractory period）：在神經(jīng)接受前一個(gè)刺激而興奮時(shí)的一個(gè)短暫 時(shí)期內(nèi)， 神經(jīng)的興奮性下降至零。相對(duì)不應(yīng)期（relative refractory period）：在絕對(duì)不應(yīng)期之后，神經(jīng)的興奮性有所恢復(fù)，但要引起組織的再次興奮，所用的刺激強(qiáng)度必須大于該神經(jīng)的閾強(qiáng)度。 超常期（supranomal period）：經(jīng)過(guò)絕對(duì)不應(yīng)期、相對(duì)不應(yīng)期，神經(jīng)的興奮性繼續(xù)上升，可超過(guò)正常水平。二、.細(xì)胞的生物電現(xiàn)象 細(xì)胞水平的生物