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第2章

细胞的基本功能

一、单项选择题

1 肌肉的初长度取决于(  )。

A.被动张力

B.单收缩

C.前负荷

D.后负荷

【答案】 C

【解析】 A项,被动张力是指由于前负荷的存在而使得肌肉被动产生的张力。B项,肌组织对于一个短促的阈上强度的刺激,先是发生一次动作电位,紧接着出现一次肌肉机械收缩,称为单收缩。C项,前负荷是肌肉收缩前作用于肌肉的负荷,它决定了肌肉的初长度,在一定范围内,前负荷的大小可以改变肌肉的初长度。D项,后负荷是指肌肉在收缩过程中遇到的阻力。

2 下列对细胞膜的叙述中,错误的是(  )。

A.细胞膜是细胞内容物和细胞外环境的屏障

B.水溶性物质可以直接通过细胞膜

C.细胞膜主要由脂质、蛋白质和糖组成

D.细胞膜所具有的各种功能主要取决于膜上的蛋白质

【答案】 B

【解析】 ACD三项,细胞膜对物质具有选择性透过的功能,因此是细胞内外环境的屏障,细胞膜的主要成分为脂质、蛋白质和糖类,细胞膜具有识别等多种功能,主要与膜上的蛋白质有关。B项,脂质双分子层是细胞膜的基本骨架,根据相似相溶的原理,脂溶性物质可以直接通过细胞膜,而水溶性物质是不可以直接通过细胞膜的。

3 终板电位的形成主要是由于ACh和(  )。

A.K 内流

B.Cl 内流

C.Na 内流

D.Ca 2 内流

【答案】 C

【解析】 终板电位是一种突触后电位,是兴奋传递到神经-骨骼肌接头处的膜电位变化。神经末梢释放的ACh与终板膜上的受体结合以后,主要打开了终板膜上的Na 通道,因此,终板电位主要是Na 内流的结果。

4 肌肉兴奋-收缩耦联的关键物质是(  )。

A.Na

B.Ca 2

C.Ach

D.神经递质

【答案】 B

【解析】 当肌细胞兴奋产生的动作电位沿横管传至三联管的终末池,可引起终末池中的Ca 2 释放到肌浆中,Ca 2 和肌钙蛋白结合,从而产生收缩蛋白的相互作用,使肌肉收缩。因此,Ca 2 是肌肉兴奋-收缩耦联的关键物质。

5 骨骼肌产生强直收缩前,其动作电位(  )。

A.时程延长

B.发生叠加并增高

C.不发生叠加

D.没有明显变化

【答案】 C

【解析】 强直收缩是指给神经或肌肉两次或两次以上的阈上刺激,若后一次刺激落在了前一次刺激的舒张期或收缩期而引起的高频率的收缩过程。C项,动作电位是“全”或“无”的概念。一旦产生,它的大小不变;若连续刺激间隔时间缩短、频率加快、不可叠加。

6 作为第二信使的cAMP,它的作用是(  )。

A.激活磷酸化酶

B.激活蛋白激酶

C.激活磷酸二酯酶

D.激活腺苷酸环化酶

【答案】 B

【解析】 “第二信使学说”说明了含氮类激素的作用机理。该学说认为含氮激素是第一信使,可与靶细胞膜上具有立体构型的专一性受体结合,再激活膜上的腺苷酸环化酶(AC),在Mg 2 存在的条件下,细胞内ATP转变为cAMP。cAMP即是第二信使,可激活蛋白激酶系统,继而激活磷酸化酶并催化细胞内磷酸化反应,引起靶细胞的各种生物效应。

7 关于细胞跨膜信号转导叙述错误的是(  )。

A.各种形式的外界信号作用于细胞膜上受体,经识别变构后,信号以弱电形式将信息传递至细胞内的过程

B.细胞跨膜信号转导是一系列蛋白质构型和功能的改变,具有放大信号的作用

C.各种形式的外界信号可以引发多种功能的改变,但跨膜信号转导的途径只是几类

D.各种形式的外界信号作用于细胞膜上受体,经识别后,进入细胞内,以此影响细胞内功能的改变

【答案】 D

【解析】 ABC三项,细胞跨膜信号转导的概念是指各种形式的外界信号作用于细胞膜上受体,经识别变构后,信号以弱电变化形式,将信息传递至细胞内的过程。各种形式的外界信号可以作用于细胞膜上受体,经识别引发多种功能的改变,转导的途径减少了,但信号放大了。D项,信号不能进入细胞内,而是以弱电变化形式将信息传递至细胞内。

8 关于神经干复合动作电位的叙述,正确的是(  )。

A.它的幅度是“全或无”的

B.它的兴奋阈值是整个神经干全部纤维的兴奋阈值

C.它记录的是细胞内外在兴奋过程中的电位变化过程

D.它的幅度随刺激强度的增大而增大

【答案】 D

【解析】 ABC三项,神经干是由粗细不同的神经纤维组成的,兴奋性各不相同,因此它的幅度随刺激强度的增大而增大,不符合“全或无”的规律;所谓的兴奋阈值也只是指兴奋性最高的纤维的兴奋阈值;所记录出的电位变化,是两记录电极间的相对电位差,而不是细胞内外的电位变化。

9 神经冲动传向骨骼肌细胞的递质是(  )。

A.多巴胺

B.5-羟色胺

C.乙酰胆碱

D.去甲肾上腺素

【答案】 C

【解析】 AB两项,多巴胺和5-羟色胺均为中枢递质。C项,乙酰胆碱是运动神经末梢释放的递质,作用至运动终板膜上的N 2 受体,产生终板电位。D项,去甲肾上腺素为肾上腺素能纤维末梢释放的递质。

10 关于同一细胞兴奋传导的速度,错误的是(  )。

A.动作电位可以沿细胞膜传导到整个细胞

B.动作电位的幅度随传导的距离增加而衰减

C.有髓纤维是以跳跃式方式传导的

D.无髓纤维的传导机制是通过局部电流实现的

【答案】 B

【解析】 B项,同一细胞兴奋产生的动作电位的传导是不衰减的,这是同一细胞兴奋传导的特点之一。

11 下列有关经典突触传递的特点,错误的是(  )。

A.单向传递

B.中枢延搁

C.对内环境变化敏感

D.不易疲劳

【答案】 D

【解析】 ABC三项,在经典突触中,兴奋只能由突触前膜传至后膜,是单向传递的。突触传递过程复杂,需消耗时间,因此会有中枢延搁;突触的前后膜均处在细胞外液中,故对内环境的变化敏感。D项,当高频率的冲动持续通过突触时,可使突触小体中的神经递质释放速度超过合成速度,从而使神经递质耗尽,使得信息通过突触的效率降低,称为突触疲劳,而兴奋在神经纤维上的传导具有不易疲劳的特性。

12 动作电位的峰电位主要形成的原因是(  )。

A.Na 内流、K 外流

B.K 内流、Na 内流

C.Ca 2 外流、Na 内流

D.Cl 外流、K 内流

【答案】 A

【解析】 动作电位的峰电位也称Na 的平衡电位。细胞膜在受到阈上刺激时,Na 的通透性突然增大,Na 从膜外涌入膜内,迅速使膜内负电位消失,去极化、反极化,形成峰电位的上升相,当达到Na 平衡电位时,Na 通道很快关闭,开放的K 通道继续使膜内K 大量外流,膜电位迅速恢复,构成动作电位的下降支。

13 下列属于可兴奋组织的是(  )。

A.神经、腺体

B.腺体、皮肤、肌肉

C.皮肤、神经

D.肌肉、神经、腺体

【答案】 D

【解析】 D项,神经细胞、肌细胞和腺细胞受刺激后可产生动作电位,为可兴奋细胞。由可兴奋细胞组成的组织为可兴奋组织,因此,神经、肌肉和腺体属于可兴奋组织,皮肤主要由上皮细胞组成,不属于此类。

14 以下有关神经纤维结构和功能的叙述,正确的是(  )。

A.神经纤维位于外周神经中

B.只要结构完整就能传导兴奋

C.有髓神经纤维传导兴奋比无髓神经纤维快

D.兴奋在神经纤维上的传导是单向的

【答案】 C

【解析】 A项,神经纤维广泛存在于中枢和外周神经系统中。B项,神经纤维只有在其结构和功能都完整时才能传导兴奋,如对神经纤维局部应用麻醉后,其结构虽然是完整的,但给药部位离子的跨膜转运发生障碍,也会影响其兴奋传导过程。C项,有髓神经纤维以跳跃式传导的方式传导兴奋,故传导速度比无髓神经纤维快。D项,人为刺激神经纤维上任何一点,引起的兴奋可沿纤维同时向两端传播,这是因为已兴奋区的两端都是未兴奋区,局部电流可分别同时影响两端的未兴奋区。但在整体条件下,由于轴突总是将神经冲动由胞体传向末梢,从而表现为传导的单向性。这是由突触的极性决定的。

15 O 2 和CO 2 跨膜转运进入细胞的形式为(  )。

A.单纯扩散

B.通道转运

C.泵转运

D.载体转运

【答案】 A

【解析】 A项,单纯扩散是指某些气体或脂溶性小分子物质可以直接通过细胞膜双层脂质分子结构的物质转运方式,O 2 和CO 2 跨膜转运是通过单纯扩散转运进入一般细胞的形式。

16 葡萄糖、氨基酸在体内跨膜转运的主要方式是(  )。

A.单纯扩散和原发性主动转运

B.原发性主动转运和继发性主动转运

C.易化扩散和继发性主动转运

D.继发性主动转运和单纯扩散

【答案】 C

【解析】 葡萄糖、氨基酸属稍大些的分子。若从物质高浓度的一侧转运至低浓度的一侧(顺浓度梯度)即通过易化扩散的方式进行转运;若上述分子从物质低浓度的一侧转运至高浓度的一侧(逆浓度梯度)则通过继发性主动转运方式进行转运。

17 骨骼肌收缩过程中必不可少的外界因素是(  )。

A.ATP和Ca 2

B.只有Ca 2

C.ATP和Mg 2

D.只有Mg 2

【答案】 A

【解析】 肌肉收缩过程的本质是在有能量供应的情况下,肌球蛋白与肌动蛋白的活化中心相互作用将分解ATP释出的化学能转变为机械能的过程。要使肌动蛋白的活化中心暴露出来,只有当肌浆内Ca 2 浓度升高时,才能解除静息时阻碍肌动蛋白与肌球蛋白横桥结合的障碍,因此,ATP和Ca 2 是必不可少的外界因素。

18 不属于神经-骨骼肌接头处传递兴奋的特点是(  )。

A.单向传递

B.有时间延搁

C.需要化学递质参与

D.相对不疲劳性

【答案】 D

【解析】 D项,相对不疲劳性是兴奋在神经纤维上的传导特征。

19 关于化学突触传递的特征,错误的是(  )。

A.总和作用

B.单向传递

C.突触延搁

D.双向传递

【答案】 D

【解析】 ABC三项,化学性突触传递具有单向传递,存在突触延搁、总和、后放、兴奋性节律改变、对内环境变化敏感和易疲劳性等特点。D项,兴奋在神经纤维上的传导才是双向性的。

20 判断组织兴奋性高低常用的指标是(  )。

A.阈电位

B.阈强度

C.刺激时间

D.刺激频率

【答案】 B

【解析】 刺激要引起组织细胞发生兴奋,必须具备以下三个条件,即一定的刺激强度、一定的持续时间和一定的强度-时间变化率。任何刺激要引起组织兴奋,刺激的三个参数必须达到某一临界值。刚能引起组织发生兴奋的最小刺激称为阈刺激。小于阈值的刺激称为阈下刺激。大于阈值的刺激称为阈上刺激。如果固定刺激的持续时间和强度-时间变化率,那么引起组织发生兴奋的最小刺激强度称为阈强度,因此,阈强度是衡量组织兴奋性高低的指标之一。

21 能以不衰减形式在可兴奋细胞膜上传导电活动的是(  )。

A.锋电位

B.去极化电位

C.终板电位

D.感受器电位

【答案】 A

【解析】 A项,锋电位是动作电位的标志,具有动作电位的特征。因此锋电位具有动作电位传导不衰减的特性,即动作电位在某处产生后,可沿细胞膜传导,无论传导距离多远,其幅度和形状均不改变。B项,去极化电位可能会小于阈电位,不一定能引起动作电位。CD两项,肌细胞的终板电位、感受器细胞的感受器电位等都是局部电位,都具有局部电位的特征,其传播方式是电紧张性的,不能像动作电位一样进行长距离无衰减传播。

22 当达到K 平衡电位时(  )。

A.细胞膜两侧K 浓度梯度为零

B.细胞膜外K 浓度大于膜内

C.细胞膜两侧电位梯度为零

D.细胞膜内侧K 的净外流为零

【答案】 D

【解析】 这其实是关于静息电位的问题。与此相关:细胞外有大量Na 和Cl ,细胞内有大量K 。膜上的K 通道始终开放,K 外流,使膜外侧带正电,电场阻碍K 继续外流最终达到动态平衡,此时内侧K 浓度毫无疑问高于外侧。AB两项,细胞膜两侧的K 浓度为膜内高于膜外,因此细胞膜两侧K 浓度梯度不为零。C项,细胞膜两侧的K 电位梯度是膜外高于膜内。

23 人为增加神经细胞外的K 浓度,会导致其兴奋性(  )。

A.不变

B.升高

C.降低

D.先变小后变大

【答案】 B

【解析】 B项,神经细胞一般是以K 来维持体内渗透压,当兴奋时K 出膜来完成兴奋传导,当然需要一定量,细胞膜的电位就由外负内正变为外正内负,因此,人为增加K ,就更容易达到这个兴奋的量,就提高了兴奋。

24 钠泵活动最重要的意义是(  )。

A.消耗ATP

B.维持兴奋性

C.维持细胞内高钾

D.建立势能贮备

【答案】 D

【解析】 生理学认为,钠泵活动最重要的意义在于,它能建立起一种势能储备,供细胞的其它耗能过程来利用。

25 某神经的强度-时间曲线可体现(  )。

A.该神经的阈电位

B.该神经动作电位的频率

C.该神经动作电位的幅度

D.该神经的兴奋性

【答案】 D

【解析】 D项,强度-时间曲线记录不同作用时间的阈强度,而阈强度是细胞兴奋性的常用指标,因此强度-时间曲线体现了细胞的兴奋性。

26 动作电位的“全或无”特性是指同一细胞上动作电位的幅度(  )。

A.不受细胞内外K 浓度差影响

B.与刺激强度无关

C.不受细胞内外Na 浓度差影响

D.与静息电位无关

【答案】 B

【解析】 刺激强度未达到阈电位时,不会引起动作电位的产生;动作电位一经出现,其幅度便达到一定数值,它的幅度不随刺激强度的增强而增大,这些特性称为“全或无”。B项,符合动作电位全或无的特性。

27 刺激引起兴奋的基本条件是使跨膜电位达到(  )。

A.阈电位

B.锋电位

C.负后电位

D.正后电位

【答案】 A

【解析】 A项,阈电位是指细胞接受阈上刺激后,使细胞膜上的Na 通道全部打开时,能够产生动作电位的最小膜电位。B项,动作电位的除极和复极过程的前半部分极为迅速,且变化幅度很大,记录出的尖波称峰电位,动作电位或峰电位的产生是细胞产生兴奋的标志。CD两项,锋电位过后即为历时较长的后电位:先为负后电位,历时约15毫秒,其幅度约为锋电位的5~6%,前半期与兴奋后兴奋性变化周期中的相对不应期相当,其机制同Na+通道仅部分地恢复有关;后半期大致和超常期相对应,此时膜处于部分去极化状态。正后电位持续60~80毫秒,其幅度仅为锋电位的0.2%,正后电位与低常期同时出现,可能是由于膜在复极化过程中,膜外阳离子暂时性积聚造成的轻度超极化所致。

28 阈电位是引起(  )。

A.局部电位的临界膜电位值

B.超射的临界膜电位值

C.动作电位的临界膜电位值

D.极化的临界膜电位值

【答案】 C

【解析】 阈电位是指细胞接受阈上刺激后,使细胞膜上的Na 通道全部打开时,能够产生动作电位的最小膜电位。

29 骨骼肌收缩时,随着后负荷加大,(  )。

A.收缩达到的张力随之加大

B.缩短的程度增大

C.缩短的时间提前

D.缩短的速度加快

【答案】 A

【解析】 肌肉在收缩过程中所承受的负荷称为后负荷。A项,当后负荷增加到使肌肉不能再缩短时,肌肉可以产生最大的收缩张力。BCD三项,当后负荷加大时,肌肉缩短的程度变小;当后负荷加大时,骨骼肌收缩的时间变长;当负荷等于零时,肌肉收缩可达最大缩短速度。

30 肌张力最大的收缩是(  )。

A.等张收缩

B.不完全强直收缩

C.等长收缩

D.完全强直收缩

【答案】 D

【解析】 A项,等张收缩是肌肉克服恒定负荷的一种收缩形式,骨骼肌在等张收缩过程中保持肌肉的张力保持不变。B项,当骨骼肌受到频率较高的连续刺激时,且刺激频率相对较低,总和过程发生于前一次收缩过程的舒张期,会出现不完全强直收缩。C项,当肌肉收缩产生的张力等于外力时,肌肉积极收缩,但长度不变,这种收缩形式称为等长收缩。D项,当骨骼肌受到的刺激频率较高,总和过程发生于前一次收缩过程的收缩期,会出现完全性强直收缩,强直收缩产生的张力是单收缩的3~4倍。

31 关于神经-肌肉接头兴奋传递不正确的叙述是(  )。

A.接头前膜释放的神经递质为ACh

B.ACh与后膜受体结合立即产生动作电位

C.筒箭毒能使肌肉麻痹

D.有机磷能使肌肉痉挛

【答案】 B

【解析】 A项,神经-骨骼肌接头的主要特点是轴突末梢接受刺激后释放ACh,与后膜上的N 2 受体结合产生去极化终板电位。B项,当神经末梢所释放的ACh量足以使运动终板的去极化电位总和引起肌膜产生一次动作电位和一次骨骼肌收缩。C项,筒箭毒是一种肌松剂,能够作用于神经-骨骼肌接头处阻断兴奋的传导而使肌肉麻痹。D项,有机磷能够抑制胆碱酯酶活性,从而使大量乙酰胆碱不能分解而使得肌肉强制性收缩,发生痉挛。

二、简答题

1 试比较化学突触和电突触。

答: (1)化学突触和电突触的概念:

突触是两个神经元之间或神经元与效应器细胞之间相互接触并借以传递信息的部位。突触前细胞借助化学信号(递质)将信息传递到突触后细胞者,称化学突触;借助于电信号传递信息者,称电突触。

(2)化学突触和电突触的结构特点:

化学突触中的突触小体内可见数量众多的小泡,称突触小泡,还有较多的线粒体。递质贮存于突触小泡内。电突触没有突触小泡和线粒体的汇聚,它的结构基础是细胞间的缝隙连接,因此电突触又称间隙接头。

(3)信息传递特点:

①化学突触的信息传递:是一个电-化学-电的单向传递过程。当突触前神经元兴奋时,动作电位以“全或无”形式传导到神经末梢的突触前膜→前膜去极化→钙离子通道开放→细胞外液的钙离子顺浓度梯度进入突触小体内→突触小泡移动、与前膜接触、融合及破裂→小泡递质以量子形式(以小泡为单位倾囊而出)释放→突触间隙→突触后膜→突触后膜特异受体→后膜上某些离子通道通透性改变→某些离子进入突触后膜→后膜发生突触电位(一定程度上的去极化或超极化)。

②电突触的信息传递:较多的电突触是双向传递的,即不分突触前或突触后,对任何一方传来的信号都能传递。电突触只起电阻的作用,而且电阻率低。

(4)功能特点:

①冲动在神经纤维上的传导速度比较恒定,但在通过化学突触时均呈现一定的时间延搁-突触延搁。突触延搁指从兴奋传导到突触前末梢到突触后电位出现的时间间隔,哺乳动物的突触延搁0.3~0.5ms。经电突触的兴奋传递不显现突触延搁。

②化学突触传递因受递质代谢的限制易出现疲劳;电突触的传递则和纤维传导一样是不易疲劳的。

③化学突触传递易受环境因素如血流、代谢以及能影响递质合成、分解、释放和受体功能的药物等的影响;电突触的传递则不易受这些因素的影响。

2 什么是细胞膜物质的主动转运?原发性和继发性主动转运有何不同?

答: (1)主动转运是指细胞通过本身的某种耗能过程将某种物质分子或离子逆着电-化学梯度(电荷梯度或浓度梯度)由膜的一侧移向另一侧运转的过程。

(2)原发性主动转运是由离子泵介导的逆电-化学梯度的离子跨膜转运。例如,K -Na 泵。继发性主动转运是利用原发性主动转运建立膜电-化学势能的间接供能(如Na 泵活动形成的贮备势能),不是由离子泵介导而是依靠了耗能的含Na 的转运体蛋白逆浓度梯度的跨膜转运。例如,肠上皮细胞将低浓度的葡萄糖、氨基酸从肠腔液中吸收的过程。

3 比较神经纤维传导兴奋和神经-肌肉接头传递兴奋的不同之处?

答: (1)神经纤维是双向传导,而神经-肌肉接头是单向传导。

(2)神经纤维传导速度快、均匀而神经-肌肉接头因有突触延搁,传递缓慢。

(3)神经纤维传导兴奋的方式,是以动作电位的形式,符合“全或无”定律,而神经-肌肉接头传递兴奋的方式是以“电-化学-电”的方式进行,产生的终板电位是局部电位,当刺激强度增大,化学递质(ACh)释放就增多,局部电位可进行时间与空间的总和。

(4)神经纤维传导兴奋代谢水平低而神经-肌肉接头消耗能量高。

(5)神经纤维传导兴奋不易受外界环境的影响,相对不疲劳;而神经-肌肉接头易受外界环境的影响,容易产生疲劳。

4 刺激与兴奋的关系是什么?

答: (1)若在一般情况下给予阈下刺激,不能引起兴奋;但在任意延长时间的情况下,给予能引起组织兴奋所需的最小刺激强度即基强度的刺激时,是可以引起兴奋的。

(2)若在固定作用的时间,引起组织兴奋所需的最小刺激强度即阈强度。

(3)若用不同时间为横坐标,所测出的各个阈强度为纵坐标绘出的强度-时间曲线图,可以更清楚说明在曲线右上方的各点为阈上刺激,各点均可发生反应,而在曲线左下方的各点为阈下刺激,上各点均不可发生反应。

5 简述细胞膜的结构特征。

答: 细胞膜结构具有稳定性和流动性,表现出即使细胞承受相当大的张力和外形改变而不致破裂的能力;即便膜结构发生较小断裂时,也能自动融合而修复的能力。

6 简述细胞膜跨膜物质转运的几种方式及其能耗特点。

答: (1)细胞膜跨膜物质转运一共有三种方式:

①主动转运

主动转运是一种需要能量与载体蛋白的逆浓度梯度的分子跨膜运动。主动转运又分为原发性主动转运和继发性主动转运。

②被动转运

被动转运又分为单纯扩散和易化扩散。

a.单纯扩散是指脂溶性的小分子物质(如O 2 、N 2 、CO 2 、乙醇、尿素等)顺浓度梯度(不需要提供能量)直接通过细胞膜进行被动转运的方式,最终使该物质在膜两侧的浓度差成正比。

b.易化扩散是指较大而且脂溶性较低的分子(如葡萄糖、氨基酸)或小的带电离子在物质高浓度的一侧与细胞膜上的特殊蛋白质(载体或通道蛋白)产生特异性结合(不需要再提供能量),被转运至低浓度的另一侧并解离,使跨膜扩散速率增大的一种转运方式。

③入胞和出胞

入胞和出胞入胞和出胞是大分子物质或物质团块跨膜耗能的转运方式。入胞是大分子物质或物质团块进入细胞的主要方式。出胞是细胞分泌、递质释放以及细胞内其他大分子物质或物质团块的外排方式。

(2)细胞膜跨膜物质转运几种方式的能耗特点:

主动转运需要消耗能量,其中原发性主动转运由ATP直接提供能量,而继发性主动转运所需能量来自Na 的高势能储备;被动转运不需要细胞额外供能;出胞和入胞需要代谢供能。

7 简述原发性主动转运和继发性主动转运的定义、转运过程及其异同。

答: (1)原发性主动转运和继发性主动转运的定义:

①原发性主动转运是由离子泵介导的逆电-化学梯度的离子跨膜转。

②继发性主动转运是利用原发性主动转运建立的膜电-化学势能(如钠泵活动形成的贮备势能)完成的逆浓度梯度跨膜转运。

(2)原发性主动转运和继发性主动转运的转运过程:

①原发性主动转运过程:活动时的钠泵与膜内3Na 结合,酶被激活,水解ATP,诱导钠泵,促使Na 向膜外释放,此时泵与膜外2K 结合,去磷酸化,运送K 向膜内释放,钠泵恢复静态。

②继发性主动转运的过程如肠上皮细胞将低浓度的葡萄糖、氨基酸从肠腔液中吸收的过程,它是依靠了耗能的含Na 的转运蛋白。

(3)原发性主动转运和继发性主动转运的异同点:

①共同点:

它们都属于主动转运,是一种需要能量与载体蛋白的逆浓度梯度的分子跨膜运动。

②不同点:

转运所需要的能量来源不同,原发性主动转运的能量来源是直接分解ATP产生的能量;继发性主动转运的能量来自原发性主动转运所形成的离子浓度梯度而进行的物质逆浓度梯度和(或)电位梯度的跨膜转运方式。

8 简述以载体和以通道为介导易化扩散的异同。

答: (1)共同点:

它们均为易化扩散,均是较大而且脂溶性较低的分子(如葡萄糖、氨基酸)或小的带电离子在物质高浓度的一侧与细胞膜上的特殊蛋白质产生特异性结合(不需要再提供能量),被转运至低浓度的另一侧并解离,使跨膜扩散速率增大的一种转运方式。

(2)不同点:

①介导方式不同

以载体为介导易化扩散借助于载体蛋白质的介导,以通道为介导易化扩散借助通道蛋白质的介导。

②转运速度不同

以载体为介导易化扩散转运速度较慢,以通道为介导易化扩散转运速度较快。

③特性不同

以载体为介导易化扩散的载体羽绒值得结合具有化学结构特异性,以通道为介导易化扩散的离子通道具有离子选择性和门控特性。

④饱和现象

以载体为介导易化扩散有饱和现象,以通道为介导易化扩散没有饱和现象。

9 简述出胞和入胞的定义及其转运特点。

答: (1)出胞和入胞的定义:

出胞和入胞是大分子物质或物质团块跨膜耗能的转运方式。出胞是细胞分泌、递质释放以及细胞内其他大分子物质或物质团块的外排方式;入胞是大分子物质或物质团块进入细胞的主要方式。

(2)出胞和入胞的转运特点:

出胞的过程大分子蛋白性分泌物由粗面内质网合成后,转运至高尔基体并被一层膜性结构所包被,称为分泌囊泡。囊泡接受刺激后,向质膜内侧移动,最后囊泡膜与质膜融合,出现泡裂外排,将内容物一次性排空;入胞的过程首先是细胞外某些物质与细胞膜接触,引起该处的脂膜内陷直至将异物包被,然后内陷部分与膜结构断离,最后是异物连同包被脂膜一起进入细胞质内。液体物质的入胞过程称为吞饮,而物质团块或颗粒的入胞过程称为吞噬。

10 简述细胞跨膜信号转导的概念和一般特性。

答: (1)细胞跨膜信号转导的概念:

细胞跨膜信号转导也称细胞信号传递。简单是指当细胞感受外界环境变化的刺激后,可由该细胞释放某种信息作用于另一个细胞的过程。值得注意的是,各种能量形式的外界信号(物理、化学等)作用于靶细胞时,并不需要进入细胞内直接影响靶细胞,而是通过引起细胞膜上一种或数种特异蛋白质分子(受体R)进行识别、变构,以一定形式的弱电变化将信息传递到膜内的过程。

(2)细胞跨膜信号转导的一般特性:

①细胞外信号作用于受体后会引起一系列信号分子的顺序激活和新的信号形式传递至膜内,然后引发细胞电反应和其他功能的改变。

②虽然刺激信号种类很多,又是多种细胞引发的多种功能改变,但细胞的跨膜信号转导都是通过少数几类转导途径来实现的。

③跨膜信号转导还有放大信号的作用。原因是信号转导是一系列蛋白质的构型和功能的改变引发的瀑布式级联反应,具有分级式放大效应。例如,一个配体-受体复合物至少可激活100个G蛋白分子,一个激活型的G蛋白分子可以激活一个腺苷酸环化酶(AC)分子,而一个AC分子又可以催化生成许多环磷酸腺苷(cAMP)。因此,细胞外的一个信号分子可经过信号转导途径诱导细胞内至少产生几百个cAMP分子,从而产生放大效应。

11 简述细胞跨膜信号转导的主要途径。

答: 细胞跨膜信号转导的主要途径有:

(1)由离子通道介导的跨膜信号转导:

细胞膜上的通道样结构,感受不同的外来刺激,使其离子通道开放或关闭,由此决定了离子本身的跨膜转运,也可快速实现信号的跨膜转导。根据控制开放或关闭的原理不同,可分为化学门控通道、电压门控通道和机械门控通道等。

(2)由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导:

由G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导过程相当复杂,主要包括:①受体识别配体并与之结合;②激活与受体耦联的G蛋白;③激活G蛋白效应器,如腺苷酸环化酶、磷脂酶C(PLC)、磷脂酶A、离子通道等;④生成第二信使,如环-磷酸腺苷(cAMP)、环-磷酸鸟苷(cGMP)、肌醇三磷酸(IP 3 )、二酰甘油(DG)、Ca 2 等;⑤激活或抑制依赖第二信使的蛋白激酶或通道,如蛋白激酶A(PKA)、蛋白激酶C(PKC)等。

(3)由酶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号转导是通过细胞膜上具有酶活性的受体介导完成的。例如,酪氨酸激酶受体或鸟苷酸环化酶受体既是酶又是受体。结合酪氨酸受体虽然不具有酶的活性,但具有酶的功能,也算此类。

12 简述可兴奋性细胞、兴奋和兴奋性概念的区别。

答: (1)可兴奋细胞是指受刺激后能产生动作电位的细胞。一般认为,神经细胞、肌细胞和腺细胞为可兴奋细胞。

(2)兴奋性是指机体具有的对刺激产生动作电位的能力。

(3)兴奋是指组织细胞受刺激发生的外部可见的反应(如肌细胞收缩,腺细胞分泌等)。

13 简述刺激和适宜刺激的区别。

答: (1)刺激是指能够引起反应的内外环境各种因素的变化。

(2)适宜刺激是指机体的感受器对刺激性质的变化最敏感(阈强度最低)或引起兴奋所需能量最低。

14 简述阈强度、基强度和阈电位的区别。

答: (1)阈强度是指固定作用的时间,引起组织兴奋所需的最小刺激强度。

(2)基强度是指在任意延长时间的情况下,引起组织兴奋所需的最小刺激强度。

(3)阈电位是指细胞接受阈上刺激后,使细胞膜上的Na 通道全部打开时,能够产生动作电位的最小膜电位。

15 简述阈刺激(阈强度)和最大刺激的概念。

答: (1)阈强度是指固定作用的时间,引起组织兴奋所需的最小刺激强度。阈刺激是相当于阈强度的刺激,阈上刺激为大于阈刺激的刺激强度,阈下刺激则是小于阈刺激的刺激强度。因此,在一般情况下阈下刺激是不能引起组织兴奋的。

(2)最大刺激:能引起组织发生最大兴奋的最小刺激,称为最大刺激。

16 简述强度-时间曲线的含义及其生物学意义。

答: (1)强度-时间曲线的含义:

强度-时间曲线记录不同作用时间的阈强度。以时间为横坐标、以阈强度为纵坐标。

(2)强度-时间曲线的生物学意义:

强度-时间曲线上的任一点表示阈刺激,在曲线右上方的各点为阈上刺激,而在曲线左下方的各点为阈下刺激。不同组织的强度-时间曲线不同。

17 简述组织兴奋性变化各期的含义。

答: 各种可兴奋细胞在接受一次刺激而出现兴奋的当时和以后的一个短时间内,兴奋性将经历一系列的有次序的变化,然后恢复正常。

神经细胞其兴奋性要经历四个时相的变化:

(1)绝对不应期:

兴奋性为零,任何强大刺激均不能引起兴奋,此时大多数被激活的Na 通道已进入失活状态而不再开放。

(2)相对不应期:

兴奋性较正常时低,只有用阈上刺激才可引起兴奋,此时仅部分失活的Na 通道开始恢复。

(3)超常期:

兴奋性高于正常,阈下刺激可以引起兴奋,此时大部分失活的Na 通道已经恢复,且因膜电位距阈电位较近,故较正常时容易兴奋。

(4)低常期:

兴奋性又低于正常,只有阈上刺激才可引起兴奋,此时相当于正后电位,膜电位距阈电位较远。

18 简述静息电位和动作电位的概念。

答: (1)静息电位是指安静状态下细胞膜两侧存在的外正内负的电位差。

(2)动作电位是指当细胞膜在静息的基础上,接受适当的刺激时,膜内的负电位消失,可触发其膜电位产生迅速的、一过性的波动,这种膜电位的波动称为动作电位。

19 简述突触概念、经典化学突触结构及兴奋传递的过程。

答: (1)突触概念:

一个神经元与另一个神经元相接触的部位叫做突触。突触是神经元之间在功能上发生联系的部位,也是信息传递的关键部位。

(2)经典化学突触结构:

突触的超微结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜3部分。

①突触前膜是指前一个神经元轴突末梢形成的突触小体中的部分膜。突触小体含有许多突触小泡,不同的小跑内涵与不同的神经递质,如乙酰胆碱(ACh)和甲肾上腺素(NA或NE)等。

②突触后膜是指后一个神经元与突玉兔触摸相对的那一部分膜。

③突触间隙是指两膜之间的间隙,为2040nm。

(3)经典化学突触的兴奋传递的过程:

经典突触的传递过程是一个电-化学-电的过程。当突触前神经元兴奋时,动作电位以“全或无”形式传导到神经末梢的突触前膜→前膜去极化→钙离子通道开放→细胞外液的钙离子顺浓度梯度进入突出小体内(目的是降低轴浆滞度前膜内的负电)→突触小泡移动、与膜接触、融合剂破裂→小泡递质以量子形式(以小泡为单位倾囊而出)释放→突触间隙→突触后膜→突触后膜特异受体→后膜上某些离子通道通透性改变→某些离子进入突触后膜→后膜发生突触电位(一定程度上的去极化或超极化)。

20 简述单纯扩散和易化扩散的定义及其异同。

答: (1)单纯扩散和易化扩散的定义:

①单纯扩散是指脂溶性的小分子物质(如O 2 、N 2 、CO 2 、乙醇、尿素等)顺浓度梯度(不需要提供能量)直接通过细胞膜进行被动转运的方式,最终使该物质在膜两侧的两侧的浓度差成正比。

②易化扩散是指较大而且脂溶性较低的分子(如葡萄糖、氨基酸)或小的带电离子在物质高浓度的一侧与细胞膜上的特殊蛋白质(载体或通道蛋白)产生特异性结合(不需要再提供能量),被转运至低浓度的另一侧并解离,使跨膜扩散速率增大的一种转运方式。

(2)单纯扩散和易化扩散的异同点:

①共同点:

二者均为被动扩散,其扩散通量均取决于各物质在膜两侧的浓度差、电位差和膜的通透性。

②不同点:

a.单纯扩散的物质具有脂溶性,无须借助于特殊蛋白质的帮助进行跨膜转运;而易化扩散的物质不具有脂溶性,必须借助膜中载体或通道蛋白质的帮助方可完成跨膜转运。

b.单纯扩散的净扩散率几乎和膜两侧物质的浓度差成正比;而载体易化扩散仅在浓度差低的情况下成正比,在浓度高时则出现饱和现象。

c.单纯扩散通量较为恒定,而易化扩散受膜外环境因素改变的影响而不恒定。

21 简述神经-骨骼肌接头处结构特点及兴奋传递的过程。

答: (1)神经-骨骼肌接头处结构特点:

神经-骨骼肌接头是由运动神经末梢(称接头前膜)和与之相对的及细胞膜(称接头后膜或运动终板)构成,他们中间约有50nm的间隙(称接头间隙)。接头前膜内许多小泡,小跑内含有大量的乙酰胆碱(ACh)分子,而接头后膜上有高度N 2 型ACh受体和乙酰胆碱酯酶。

(2)神经-骨骼肌接头的兴奋传递的过程:

神经-骨骼肌接头的兴奋传递过程与经典突触的传递过程相似。但它的主要特点是轴突末梢接受刺激后释放ACh,与后膜上的N2受体结合产生去极化终板电位,而且每一次动作电位沿神经纤维传至末梢,所释放的ACh量足以使运动终板的去极化电位总和引起肌膜产生一次动作电位和一次骨骼肌收缩,随即ACh可被胆碱酯酶分解为胆碱和乙酸。

22 简述神经-平滑肌接头的结构及兴奋非突触传递的特点。

答: (1)神经-平滑肌接头的结构:

神经-平滑肌和神经-心肌接头由胆碱能或肾上腺素能自主神经节后神经纤维末梢与平滑肌或心肌肌膜构成。以肾上腺素能自主神经节后神经纤维末梢与平滑肌间结构为例:肾上腺素能节后神经纤维末梢有许多分支,分支上形成串珠状膨大结构称曲张体,其内含有NA的突触小泡,曲张体和平滑肌肌膜之间未发现突触或终板样结构,它们之间的距离长达数微米。

(2)神经-平滑肌接头的非突触传递的特点:

当神经动作电位抵达曲张体时,神经递质释放,弥散地作用至一个以上细胞的相应受体上,产生去极化电位。

23 简述电突触的结构基础及兴奋传递的特点。

答: (1)电突触的结构基础:

电突触的结构基础是细胞间的缝隙连接,连接处的细胞间隙仅有2~3nm,两侧的细胞膜上有对接的蛋白质颗粒,每一个蛋白质颗粒是由6个蛋白质亚单位构成的多聚体,中间包绕一个水相通道,可以进行离子和其他营养物质的交换。它存在于心肌细胞、平滑肌细胞、大脑皮层感觉区星状细胞、小脑篮状细胞、视网膜水平细胞和双极细胞等处。

(2)电突触兴奋传递的特点:

除前述的与在神经轴突上传递的相似外,根据它的水相通道结构特征,动作电位可由一侧向另一侧传递,也可向反方向传递,传递速度快,没有潜伏期,也不受外界因素的影响,经电突触传递可使许多细胞产生同步化活动。

24 简述骨骼肌、心肌和平滑肌的基本异同。

答: 由肌细胞构成的肌肉组织包括骨骼肌、心肌和平滑肌三大类,它们的结构、分布及特征各有不同,如下表所示:

表2-1

25 简述骨骼肌细胞的超微结构特点。

答: 骨骼肌由骨骼肌纤维组成,每条肌纤维内有若干细胞核和肌质。肌质中有许多横管、纵管(肌质网)和平行排列的肌原纤维等。

(1)横管横管又称为T管,为肌膜向肌纤维内部凹陷而成的小管,它位于A带和I带交界处。该管道的行走方向与肌原纤维垂直。

(2)纵管(肌质网,SR),纵管为肌纤维内的滑面内质网,位于两条T管之间,与T管垂直排列,也称肌质网或L管。它的末端膨大称终(末)池,膜上有钙释放通道,池内有大量的Ca 2 结合蛋白,Ca 2 的浓度比肌质中高数千倍至上万倍,当通道开放时,可引起Ca 2 向胞质内释放。横管和两侧的终(末)池相接触形成三联体,其内有大量的Ca 2 ,肌质网膜上有大量的钙泵。

(3)肌原纤维,肌原纤维由粗、细两种肌丝有规律地平行排列组成,因此,纵切的肌原纤维在光镜下呈现明暗相间的横纹。粗肌丝位于暗带(A带),中央固定于M线,两端游离;细肌丝一端固定于明带(I带)的中央Z线,另一端平行插入粗肌丝间。两Z线间为一个肌小节,它是肌肉收缩的最小单位。粗肌丝和细肌丝由4种蛋白聚合而成。

26 简述骨骼肌的收缩机制。

答: 肌肉收缩过程的本质是在肌球蛋白与肌动蛋白的相互作用下将分解ATP释出的化学能转变为机械能的过程。能量转换发生在肌球蛋白的横桥和肌动蛋白之间。主要过程为:

(1)肌球蛋白横桥具有ATP酶活性。肌肉处在舒张时,横桥结合的ATP被水解,产生出来的能量使横桥垂直于细肌丝,并对细肌丝的肌动蛋白具有高度的亲和力,但此时细肌丝上的肌动蛋白的结合位点被掩盖,所以不能与之结合。

(2)暴露肌动蛋白的结合位点。当肌浆内Ca 2 浓度升高时,Ca 2 与肌钙蛋白C亚单位结合引起肌钙蛋白构象的改变,同时也可使原肌球蛋白的构象发生扭转,暴露肌动蛋白的结合位点,解除了静息时阻碍肌动蛋白与横桥结合的障碍。

(3)肌动蛋白与肌球蛋白结合产生滑行。横桥与肌动蛋白结合后向M线方向扭动45 把细肌丝拉向M线方向,使肌小节缩短,此时横桥头部贮存的能量转变为克服负荷的张力。

(4)又与一分子ATP结合,结果降低了横桥与肌动蛋白的亲和力,促使它与肌动蛋白解离。

(5)若胞浆内Ca 2 浓度仍较高,便又可出现横桥与细肌丝上新位点的再结合、再扭动。如此反复进行,称为横桥周期。

(6)肌肉舒张。一旦肌浆中的Ca 2 浓度降低,横桥与肌动蛋白解离,使肌小节恢复原状,肌肉舒张。如此反复,等待新一轮的横桥循环。能参加循环的横桥数目及横桥循环的速率,决定了肌肉收缩的程度和缩短的速度。

27 简述骨骼肌的兴奋-收缩耦联过程。

答: 骨骼肌的收缩是由动作电位引发的。骨骼肌的动作电位来自支配它的运动神经,二者的动作电位的形态相似,都呈尖峰状,形成的机制也相似。骨骼肌的动作电位引发机械收缩的中介机制称为兴奋-收缩耦联。其基本过程包括:

(1)肌膜上的动作电位沿肌膜向肌膜延续形成的T管膜传播,并激活了T管膜和肌膜上的L管钙通道。

(2)激活的L管钙通道又激活终(末)池上的钙释放通道,并使Ca 2 释放入胞质,Ca 2 浓度迅速升高。

(3)胞质内高浓度的Ca 2 与肌钙蛋白C亚单位结合,引发肌肉收缩。

(4)胞质内高浓度的Ca 2 同时也激活终(末)池上的钙泵,钙泵将胞质内的Ca 2 回收入肌质网,遂使胞质中的Ca 2 浓度降低,肌肉发生舒张;相反,Ca 2 浓度持续升高时,肌肉维持在收缩状态。

28 简述单收缩、等长收缩、等张收缩的概念。

答: (1)单收缩的概念:

在神经-肌肉标本的实验中,给神经或肌肉一次单个阈上刺激,会引起肌肉的一次收缩,称为单收缩。单收缩包括3个时期:从刺激到开始收缩的时期为潜伏期从收缩开始到收缩最高点的时期为收缩期(缩短期)从收缩的最高点至恢复到静息状态的时期为舒张期,单收缩可分两种:等长收缩和等张收缩。

(2)等长收缩:

等长收缩是指将肌肉两端固定时,给神经或肌肉一次单个阈上刺激,肌肉长度几乎不变时,肌肉张力发生变化所引起的收缩。

(3)等张收缩:

给神经或肌肉一次单个阈上刺激,在肌肉的张力几乎不变的情况下,肌肉的长度发生变化所引起的收缩。

29 简述收缩总和、不完全强直收缩和完全强直收缩的概念。

答: (1)收缩总和:给神经或肌肉连续两次阈上刺激,后一次刺激落在前一次刺激的收缩期或舒张期时出现的收缩曲线称为收缩总和。

(2)不完全强直收缩:给神经或肌肉两次或两次以上的阈上刺激,若后一次刺激落在了前一次刺激的舒张期,出现一条锯齿状的曲线,称为不完全强直收缩。

(3)完全强直收缩:给神经或肌肉两次或两次以上的阈上刺激,若后一次刺激落在了前一次刺激的收缩期(缩短期),出现一条光滑的曲线,称为完全强直收缩。

30 简述影响骨骼肌收缩的内外因素。

答: 骨骼肌收缩主要受以下三种因素影响:

(1)前负荷:

前负荷决定肌肉的初长度,在一定范围内,肌肉收缩产生的主动张力随前负荷增大而增加,达最适前负荷时,其收缩效果最佳。

(2)后负荷:

在前负荷固定的条件下,随着后负荷的增加,肌肉长度增加,出现肌肉缩短的时间推迟,缩短速度减慢,缩短距离减小。后负荷增大到一定值,肌肉出现等长收缩。

(3)肌肉收缩能力:

肌肉收缩能力的改变可显著影响肌肉收缩效果,而收缩能力又受兴奋-收缩耦联过程中各个环节的影响。

31 试比较局部电位和动作电位的区别。

答: 区别见下表:

表2-2

32 简述兴奋在神经-肌肉接头处传递的特点。

答: 兴奋在神经-肌肉接头处传递的特点如下:

(1)是一个电-化学-电的传递过程,即神经元兴奋→接头前膜释放递质→与受体结合→接头后膜产生动作电位。

(2)有时间延搁,因为递质释放、接头间隙的扩散、受体的结合均需要一定时间。

(3)单向传递。

(4)容易疲劳,递质易耗竭。

(5)易受药物的影响,即能与N2受体结合的筒箭毒、肌松剂等可使肌肉麻痹。

三、实验

1 写出测定蟾蜍腓肠肌单收缩、不完全强直收缩和强直收缩的实验步骤,画出三种收缩曲线,并描述它们的特点。

答: (1)方法与步骤:

①制备蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本。

②标本的股骨固定在肌槽上,刺激器的输出端连接于肌槽的电极上。

③跟腱上的结扎线系在张力换能器上,换能器与生理信号记录系统或RM6240系统相连。

④用生理信号记录系统记录:先给予坐骨神经-腓肠肌标本单个阈上刺激,记录单收缩,再选用不同频率的连续刺激,记录不同程度的不完全及完全强直收缩曲线。

(2)三种收缩曲线及其特点:

给神经或肌肉单个阈上刺激引起的收缩称单收缩(图1)。如果给肌肉以连续的脉冲刺激,肌肉的收缩形式可因刺激频率的不同,而有不同表现。在刺激频率较低时每次刺激引起一次单收缩。当刺激频率增大到一定程度时,后一刺激在前一次收缩的舒张期结束前到达肌肉,肌肉表现为不完全强直收缩,描记曲线为锯齿形(图2曲线B、C)。如果刺激频率继续增加,后一刺激落在前一次收缩的收缩期,表现为完全强直收缩,描记曲线为幅度增高的一条光滑曲线。

图2-1

2 设计实验证明可兴奋组织的阈下刺激强度、阈刺激强度和最大刺激强度。

答: (1)实验方法:

①制备蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本。

②将标本的股骨固定于肌槽的固定孔内。跟腱上的结扎线与张力换能器相连。将神经搭在肌槽的电极上。刺激电极的接头与刺激器输出端相连。

③张力换能器与生理信号记录系统相连,打开生理信号记录系统。

④打开刺激器,单脉冲刺激由弱到强,记录刺激强度与收缩曲线。

a.在记录纸上标明刺激强度刚可引起肌纤维发生收缩反应时的刺激强度,该强度为阈刺激。

b.刺激强度逐渐增强时,随着刺激强度的增大,收缩幅度逐渐增大,此时的刺激强度为阈上刺激。在记录纸上标明这个变化的刺激强度。

c.在记录纸上同样标明,当再增加刺激强度,肌肉收缩的幅度不再增加,此时的刺激为最大刺激强度。

d.若再给标本更大的刺激强度反而使肌肉收缩的幅度减小。

(2)结果分析:

①比阈强度小的刺激强度,不引起肌肉发生收缩反应,此时的刺激为阈下刺激。

②阈强度时只能引起少数兴奋性强的肌纤维发生收缩反应。

③阈上刺激时,随着刺激强度的增大,被兴奋的肌纤维数目增多,收缩幅度逐渐增大。

④最大刺激时,全部肌纤维同时收缩,肌肉收缩幅度达到最大,此后再增加刺激强度,肌肉收缩的幅度不再增加。

⑤但是,再给标本更大的刺激强度反而使肌肉收缩的幅度减小,说明更强的刺激可使某些肌纤维损伤,由此反证③所记录的最大刺激是真实的。

3 设计实验证明细胞存在为正、膜内为负的静息电位。

答: (1)制备蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本,并将标本浸泡在任氏液中备用。

(2)另从该蟾蜍取一块还能收缩的肌肉,将其横断,随即将肌肉的横断面和非横断面搭在蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本的神经表面,可观察到蟾蜍腓肠肌出现收缩。

(3)由此细胞存在的膜外为正、膜内为负的静息电位得到证明。理由是,横断具有活性的肌肉的横断面为细胞内,而完好的非横断面为细胞外,它们搭在蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本的神经表面可使肌肉收缩,说明存在电位差,并可传导至肌肉。

4 设计蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本制备方法。

答: 蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本制备方法与步骤:

(1)破坏中枢神经系统。以左手握住蟾蜍,用食指压住头部,使其略向下弯,将探针自枕骨大孔(以及驻正中线为纵线,两侧眼后毒腺为横线,两线交汇的凹陷处即为枕骨大孔)插入,向前捣毁脑,然后再将探针撤回,反响插入脊椎管内,破坏脊髓。以蟾蜍四肢、全身肌肉完全松弛为破坏完全。

(2)剪断脊髓。用粗剪刀自胸部横断脊柱。

(3)剪出前肢及心脏。沿脊柱的切口下剪开两侧腹部皮肤至耻骨处,将连带的头、前肢及内脏全部剪掉,只保留下段脊柱和后肢。

(4)将肛门周围的皮肤和尾骨小心剪去,然后一手用镊子夹紧脊柱骨,另一手捏其上的皮肤,用力勃起皮肤。将去皮的标本放在仁氏液侵湿的瓷砖上,将手和手术器械洗净。

(5)分立左右后肢。用粗剪刀沿脊柱中线向下将左右后肢分开,注意勿损伤神经。分开的标本放入盛有仁氏液的烧杯内备用。

(6)分离坐骨神经。取出一个标本放在瓷砖上,左手食指和拇指将半边记住下压并将大腿基部伸直,用玻璃分针将坐骨神经丛与肌肉分开,向下沿股二头肌和半膜肌的肌肉缝中分理处坐骨神经,剪去坐骨神经分支及相连本分的肌肉,致使神经分离到膝关节。分离中不时滴加任氏液,以保持神经润湿。

(7)分离肌肉。分离腓肠肌的跟腱,用线系紧,自跟腱的附着点后剪断。提起跟腱将腓肠肌与小腿骨分开,并将小腿其余部分剪掉,保留一小段(约1.5cm)股骨。至此,坐骨神经-腓肠肌标本制作完毕。

(8)检查标本。将锌铜弓放入任氏液中沾湿,再轻轻地与坐骨神经接触。如果标本良好,则肌肉立即收缩。

四、分析论述题

1 分析体液中Ca 2 的主要生理作用。

答: Ca 2 在体液中的分布包括细胞内液中Ca 2 和细胞外液中Ca 2 ,主要分布在细胞外液中。体液中Ca 2 的主要有如下生理作用:

(1)血浆中的Ca 2 是内环境的重要组成部分,Ca 2 的含量相对恒定在极小的范围内,它可以降低毛细血管和膜的通透性;降低神经-肌肉的兴奋性;维持神经冲动的正常传导;在突触传递过程中,由于Ca 2 从突触间隙进入突触前膜,促进突触小泡移动、递质释放,并参与EPSP和IPSP的产生,完成正常的突触传递。

(2)Ca 2 还是凝血因子之一(第Ⅳ因子),参与血液凝固过程。怀孕或泌乳动物血中部分Ca 2 转移到胎儿或乳中,成为子体生长不可缺少的重要成分之一。

(3)Ca 2 在细胞内液中虽然含量很少,但具有重要的生理意义。骨骼肌细胞中,Ca 2 聚集在肌浆网中(而心肌肌浆网释放的Ca 2 完全依赖于细胞外Ca 2 的流入),当动作电位沿肌膜传递至肌浆网时,肌浆网的Ca 2 通过激活了的钙通道释放到胞质,成为兴奋-收缩耦联的关键因子,并引发肌肉收缩,并维持肌肉的正常收缩。在心肌细胞膜上有钙泵,对心肌细胞复极化后恢复静息状态起着重要作用。

(4)Ca 2 作为第二信使,广泛参与了细胞的信号转导过程。

2 比较骨骼肌、心肌、平滑肌收缩性的异同。

答: (1)相同点:

三类肌肉都是由肌细胞组成,肌细胞的收缩都是粗、细丝间发生滑行引起的,启动肌丝滑行的原因都是由于胞质内Ca 2 升高,而且都需要消耗ATP。

(2)不同点:

三类肌肉的结构受神经支配的不同,在收缩性上有各自的特征。骨骼肌和心肌都是由横纹肌组成,但骨骼肌中储存Ca 2 的肌质网特别发达,心肌次之,平滑肌最差,因此,在肌肉收缩时,心肌和平滑肌需要细胞外提供Ca 2 ;在肌细胞收缩过程中,在骨骼肌和心肌细胞中Ca 2 与肌钙蛋白结合,而在平滑肌细胞中没有肌钙蛋白,Ca 2 是与钙调蛋白结合的;骨骼肌是运动神经元控制,收缩受意识支配,心肌是自主神经控制,收缩不受意识支配,平滑肌中的内脏平滑肌是属自主神经控制,收缩不受意识支配;当对肌肉的刺激频率增加时,可以引起骨骼肌和平滑肌的单收缩总和,甚至出现强直收缩,而心肌不发生强直收缩,常进行节律性收缩。

3 心室肌与骨骼肌在兴奋与收缩上有哪些异同?有何生理意义?

答: 心室肌与骨骼肌在兴奋与收缩上的异同及其生理意义:

(1)可兴奋细胞受到一次刺激产生兴奋后,它们的兴奋相继出现绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。不同的肌细胞兴奋后的分期有所不同,对第二次刺激产生兴奋的能力不同。

(2)骨骼肌细胞产生兴奋后,它的兴奋相继出现绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期;而心室肌细胞产生兴奋后,它的兴奋相继出现绝对不应期、相对不应期、超常期,没有低常期。绝对不应期兴奋性降至0,在此期内,无论第二次刺激多强,都不能引起新的兴奋。该期骨骼肌细胞只有0.5~2.0ms,而心肌细胞则长达200~400ms,也称有效不应期。相对不应期兴奋性逐渐恢复,在此期内,第二次刺激有可能引起新的兴奋,但刺激强度必须大于阈强度。超常期的兴奋性轻度地增强,刺激强度略小于阈强度。低常期的兴奋性缓慢地降低,刺激强度略大于阈强度,才可引起组织或细胞的兴奋。

(3)心室肌与骨骼肌均属横纹肌,但骨骼肌细胞绝对不应期短,它可以出现不完全强直收缩和完全强直收缩;而心肌细胞兴奋时有效不应期长,包括整个收缩期和舒张早期。这一特性使得心肌收缩和舒张活动能交替有序,在心缩期不会接受外来的兴奋而发生强直收缩。

(4)心肌受特殊的起搏细胞控制,整体受自主神经调控,活动是不随意的,保证心肌的舒缩活动,使血液供给全身,以完成物质代谢和能量代谢。骨骼肌受中枢神经系统(CNS)控制,可以产生随意运动,能够维持姿势、可使躯体移动并完成呼吸运动。 Uss+hEjz9PDolmTd+iwrr5SjiJZHfdNQij9EMpDQFUZij700BJHWmzPxtzt6Vmc+

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