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发布时间:2020-07-20 22:47:26

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作者:李开明、廖发菊

出版社:中国中医药出版社

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生理学基础

生理学基础试读:

前言

中医药职业教育是我国现代职业教育体系的重要组成部分,肩负着培养新时代中医药行业多样化人才、传承中医药技术技能、促进中医药服务健康中国建设的重要职责。为贯彻落实《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》(国发〔2014〕19号)、《中医药健康服务发展规划(2015—2020年)》(国办发〔2015〕32号)和《中医药发展战略规划纲要(2016—2030年)》(国发〔2016〕15号)(简称《纲要》)等文件精神,尤其是实现《纲要》中“到2030年,基本形成一支由百名国医大师、万名中医名师、百万中医师、千万职业技能人员组成的中医药人才队伍”的发展目标,提升中医药职业教育对全民健康和地方经济的贡献度,提高职业技术院校学生的实际操作能力,实现职业教育与产业需求、岗位胜任能力严密对接,突出新时代中医药职业教育的特色,国家中医药管理局教材建设工作委员会办公室(以下简称“教材办”)、中国中医药出版社在国家中医药管理局领导下,在全国中医药职业教育教学指导委员会指导下,总结“全国中医药行业中等职业教育‘十二五’规划教材”建设的经验,组织完成了“全国中医药行业中等职业教育‘十三五’规划教材”建设工作。

中国中医药出版社是全国中医药行业规划教材唯一出版基地,为国家中医中西医结合执业(助理)医师资格考试大纲和细则、实践技能指导用书、全国中医药专业技术资格考试大纲和细则唯一授权出版单位,与国家中医药管理局中医师资格认证中心建立了良好的战略伙伴关系。

本套教材规划过程中,教材办认真听取了全国中医药职业教育教学指导委员会相关专家的意见,结合职业教育教学一线教师的反馈意见,加强顶层设计和组织管理,是全国唯一的中医药行业中等职业教育规划教材,于2016年启动了教材建设工作。通过广泛调研、全国范围遴选主编,又先后经过主编会议、编写会议、定稿会议等环节的质量管理和控制,在千余位编者的共同努力下,历时1年多时间,完成了50种规划教材的编写工作。

本套教材由50余所开展中医药中等职业教育院校的专家及相关医院、医药企业等单位联合编写,中国中医药出版社出版,供中等职业教育院校中医(针灸推拿)、中药、护理、农村医学、康复技术、中医康复保健6个专业使用。

本套教材具有以下特点:

1.以教学指导意见为纲领,贴近新时代实际

注重体现新时代中医药中等职业教育的特点,以教育部新的教学指导意见为纲领,注重针对性、适用性以及实用性,贴近学生、贴近岗位、贴近社会,符合中医药中等职业教育教学实际。

2.突出质量意识、精品意识,满足中医药人才培养的需求

注重强化质量意识、精品意识,从教材内容结构设计、知识点、规范化、标准化、编写技巧、语言文字等方面加以改革,具备“精品教材”特质,满足中医药事业发展对于技术技能型、应用型中医药人才的需求。

3.以学生为中心,以促进就业为导向

坚持以学生为中心,强调以就业为导向、以能力为本位、以岗位需求为标准的原则,按照技术技能型、应用型中医药人才的培养目标进行编写,教材内容涵盖资格考试全部内容及所有考试要求的知识点,满足学生获得“双证书”及相关工作岗位需求,有利于促进学生就业。

4.注重数字化融合创新,力求呈现形式多样化

努力按照融合教材编写的思路和要求,创新教材呈现形式,版式设计突出结构模块化,新颖、活泼,图文并茂,并注重配套多种数字化素材,以期在全国中医药行业院校教育平台“医开讲-医教在线”数字化平台上获取多种数字化教学资源,符合职业院校学生认知规律及特点,以利于增强学生的学习兴趣。

本套教材的建设,得到国家中医药管理局领导的指导与大力支持,凝聚了全国中医药行业职业教育工作者的集体智慧,体现了全国中医药行业齐心协力、求真务实的工作作风,代表了全国中医药行业为“十三五”期间中医药事业发展和人才培养所做的共同努力,谨此向有关单位和个人致以衷心的感谢!希望本套教材的出版,能够对全国中医药行业职业教育教学的发展和中医药人才的培养产生积极的推动作用。需要说明的是,尽管所有组织者与编写者竭尽心智,精益求精,本套教材仍有一定的提升空间,敬请各教学单位、教学人员及广大学生多提宝贵意见和建议,以便今后修订和提高。国家中医药管理局教材建设工作委员会办公室全国中医药职业教育教学指导委员会2018年1月

编写说明

全国中医药行业职业教育“十二五”规划教材《生理学基础》自2013年出版以来,至今已使用五年时间。该教材受到了全国广大中等医药卫生职业教育学校的欢迎和好评,取得了良好的社会效应。2017年5月全国中医药行业职业教育“十三五”规划教材主编会议在北京召开,根据“全国中等职业教育教学改革创新工作会议”的精神,决定组织新一轮教材的编写工作,以适应我国中等医药卫生职业教育发展的需要,培养21世纪技能型高素质人才。会议明确了新一轮教材编写的任务、目标和要求,树立“以学生为主体、以就业为导向、以全面素质为基础、以能力为本位、以技能为核心”的职教理念,力求符合中职学生的认知能力和特点,通过适当的删繁就简、较低难度、调整篇幅和融入“数字化教学资源”等方法,确保教材内容的适用性、实用性和够用性特点。本教材由来自全国7个省市,长期在第一线从事生理学教学的骨干教师,结合自身多年丰富的教学经验编著而成。

本教材在内容体系上与上一版基本保持一致,在结构上以“模块、项目和内容”贯穿始终,将“感觉器官和神经系统的功能”合并为“模块九 神经系统的功能”。每个模块开头设有“学习目标”“案例导入”,项目中间有“知识链接”,以激发学生学习兴趣和求知欲。模块结束设有“考纲摘要”,配合复习思考题,便于学生复习、巩固,并与执业医师资格考试紧密接轨。

本教材共设十一个模块,撰写分工如下:王平编写模块一,高雪梅编写模块二,马凤巧编写模块三、模块八,李开明编写模块四,廖发菊编写模块五,肖睿编写模块六,姜薇薇编写模块七,代志霞、马凤巧、李开明合作编写模块九,左国云、李开明合作编写模块十,赵健荣、李开明合作编写模块十一。编写任务(实验)内容共设计十一个,撰写分工如下:王达菲编写实验一、二,杨艾堂编写实验三、四、五、六,李丽编写实验七,李长惠编写实验八、九、十一,白娜编写实验十。

本教材在编写过程中,参阅了许多国内《生理学》的教材和专著,并得到了中国中医药出版社及参编学校领导、同仁的大力支持,在此一并表示忠心的感谢和敬意。

由于编写时间紧,编者水平有限,书中的错误和疏漏之处在所难免,恳请各位同仁和学生提出宝贵意见和建议,以便再版时不断完善。《生理学基础》编委会2018年4月模块一绪论扫一扫,看课件【学习目标】

1.掌握生命活动的基本特征;新陈代谢、兴奋性、阈强度的概念;内环境及其稳态的概念和意义。

2.熟悉人体功能活动的调节方式及特点;正反馈和负反馈的概念及意义。

3.了解生理学的概念、研究内容和研究方法。

案例导入

小李,男,26岁,因酒后驾车发生车祸,呼吸骤停,瞳孔扩大,血压急剧下降。经医院抢救后,生命体征明显好转,但仍然一直处于昏迷状态,成为植物人。

问题:

1.小李成为植物人后,不具备哪些生命基本特征?

2.试用所学知识阐述小李车祸前后其组织的兴奋性如何变化。项目一 概述一、生理学的研究内容和任务

生理学(physiology)是生物科学的一个分支,是研究机体正常功能活动规律的科学。机体是自然界一切有生命物体的总称,包括动物、植物和微生物。本书主要阐述人体生理学的基本内容。

生理学研究的对象是具有正常生命活动的人体及其各系统、器官和细胞,研究的任务是阐明人体和各组成部分的正常功能活动规律、产生机制,以及内外环境变化对人体功能活动的影响。生理学是一门重要的基础医学课程,是其他基础医学和临床课程的基础。医学中关于疾病的理论研究都以生理学为基础,只有全面掌握人体的正常功能活动规律,才能正确认识疾病的发生、发展,防治疾病、增进健康。二、生理学的研究方法

生理学是一门实验性科学,其知识均来自实验研究和临床实践。由于实验方法会对机体造成不同程度的损伤,因此动物实验是生理学研究的基本方法。动物实验分为急性动物实验和慢性动物实验。急性实验又分在体实验和离体实验。人体的结构和功能极为复杂,生理学是从整体水平、器官和系统水平、细胞和分子水平三个层次对生命活动进行研究的。项目二 生命活动的基本特征

自然界中各种生物体的生命活动形式虽然各异,但都具有新陈代谢、兴奋性、生殖和适应性等基本特征。一、新陈代谢

新陈代谢(metabolism)是指机体与环境之间不断进行物质和能量交换,以实现自我更新的过程。它包括合成代谢(同化作用)和分解代谢(异化作用)。机体不断地从外界环境摄取营养物质,将其转化、合成为自身物质并储存能量的过程称为合成代谢。机体不断分解自身成分,释放能量供生命活动需要,并把分解产物排出体外的过程称为分解代谢。可见,新陈代谢既有物质代谢,又有能量代谢。新陈代谢是生命活动的最基本特征,也是一切生命活动的基础,新陈代谢一旦停止,生命随之终止。二、兴奋性

兴奋性(excitability)是指机体对刺激发生反应的能力或特性。(一)刺激与反应

1.刺激 能引起机体发生反应的各种内、外环境变化,称为刺激。刺激的种类很多,按性质可分为:①物理性刺激,如声、光、电、机械、温度、射线等;②化学性刺激,如酸、碱、盐、药物等;③生物性刺激,如细菌、病毒、寄生虫等;④社会心理刺激,如语言、文字、情绪、思维等。

并非所有刺激都能引起机体发生反应,刺激要想引起机体发生反应必须具备三个要素:一定的刺激强度、一定的刺激时间和一定的强度-时间变化率(单位时间内强度的变化量)。

2.反应 机体受到刺激后所发生的功能活动改变,称为反应。反应有兴奋和抑制两种基本表现形式。兴奋是指机体受到刺激后,由相对静止变为活动状态或活动由弱变强。如外界气温升高后,汗腺分泌汗液的现象。抑制是指机体受到刺激后,由活动变为相对静止状态或活动由强变弱。如外界气温降低后,汗腺的兴奋性减弱,分泌功能受到抑制,出汗减少。(二)兴奋性的衡量指标

不同组织的兴奋性高低不同,同一组织在不同的功能状态下兴奋性也不一定相同。如将刺激的时间和刺激强度时间-变化率保持不变,刺激必须达到一定的强度,才能引起组织发生反应。生理学上,把能引起组织发生反应的最小刺激强度称为阈强度,简称阈值(threshold)。强度等于阈强度的刺激称为阈刺激;高于阈强度的刺激称为阈上刺激;低于阈强度的刺激称为阈下刺激。

阈值是衡量组织兴奋性高低的指标。组织的兴奋性与阈值呈反变关系,即阈值越小,组织的兴奋性越高;阈值越大,组织的兴奋性越低。在机体各种组织中,由于神经、肌肉和腺体组织兴奋性较高,称为可兴奋组织。三、生殖

生物体生长发育到一定阶段后,可产生与自身相似的子代个体,称为生殖。任何生物体的生命都是有限的,只有通过生殖,才能使生命得以延续,种族得以繁衍。四、适应性

机体长期生存在一特定的生活环境中,在客观环境的影响下,可逐渐形成一种与环境相适应的、适合自身生存的反应模式。

机体的这种根据内、外环境变化不断调整机体各部分的功能活动以适应新环境的特性,称为适应性。正常条件下,机体的适应性包括行为适应性和生理适应性。项目三 人体和环境一、人体与环境

人体的一切生命活动都是在一定的环境中进行的,脱离环境,人体或细胞都将无法生存(图1-1)。图1-1 人体与环境示意图(一)人体和外环境

自然界是人体赖以生存的体外环境,称为外环境,包括自然环境和社会环境。外环境无时无刻不在发生着变化,对人体的生命活动有着很大的影响。自然环境是指存在于自然界中的各种因素的总和,是人体赖以生存的物质基础。但随着科学技术和社会经济的发展,自然环境遭受了不同程度的破坏,如环境污染、生态失衡等,若不加控制,必然对人类的生存和发展产生更多的不良影响。社会环境是指人与自然、人与人之间关系的总和,包括政治、经济、文化、人际关系、心理变化等。目前,由于社会心理因素导致的疾病越来越多,因此也应注重社会环境的对人体生命活动的影响。(二)人体和内环境

人体结构和功能的基本单位是细胞。绝大部分细胞生活在体内的液体环境中,不直接与外环境接触。人体内的液体总称为体液(body fluid)。正常成年人的体液量约占体重的60%,其中2/3分布于细胞内,称为细胞内液;其余1/3分布于细胞外,称为细胞外液,包括组织液、血浆、淋巴液、脑脊液等。细胞外液是细胞直接生活的环境,称为机体的内环境(internal environment)。二、稳态

内环境是细胞进行新陈代谢的场所,为细胞的正常生命活动提供适宜的理化条件。细胞代谢所需的O2和各种营养物质从内环境中摄取,细胞代谢产生的CO2和代谢终产物直接排到细胞外液中。但正常情况下,机体可通过多个系统和器官的活动,及时补充消耗物质,排出代谢产物,使内环境保持动态平衡。

内环境中各种成分和理化性质(如温度、酸碱度、渗透压等)保持相对稳定的状态,称为稳态。例如,通过呼吸系统的活动从外界环境摄取细胞代谢所需要的O2,排出产生的CO2;通过肾脏的泌尿作用排出多余的代谢产物,通过消化器官从外界摄取营养物质等。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。如果内环境稳态遭到破坏,新陈代谢将不能正常进行,机体就会引发疾病,甚至危及生命。项目四 人体生理功能的调节

人体具有较为完备的调节和控制系统,各器官、系统的功能活动能随着内、外环境的变化及时调整,以维持内环境相对稳定的状态。一、人体生理功能的调节方式(一)神经调节

神经调节是指通过神经系统的活动对机体各种功能进行的调节。神经调节的基本方式是反射。反射是指在中枢神经系统的参与下,机体对刺激做出的规律性反应。反射活动的结构基础是反射弧,包括感受器、传入神经、反射中枢、传出神经和效应器五个部分(图1-2)。感受器受到刺激后产生电信号(神经冲动),经传入神经传至反射中枢,反射中枢对传入信号进行分析后,发出传出指令到达效应器,使其功能发生改变。例如,当手无意中触及火焰时立即回缩的现象,就是简单的反射活动。反射的完成依赖于反射弧结构与功能的完整性,其中任何一个环节受到破坏或被阻断,反射活动将不能完成。图1-2 反射弧及其组成示意图

反射按其形成过程,可分为非条件反射和条件反射两类(表1-1)。神经调节具有迅速、短暂和准确的特点,是机体最主要的调节方式。表1-1 非条件反射和条件反射的区别(二)体液调节

体液调节是指体液中的化学物质通过体液的运输对机体生理功能所进行的调节。参与体液调节的化学物质主要是内分泌腺或内分泌细胞分泌的激素,它通过血液循环运送到全身各处特定的组织细胞,影响其功能活动。体液调节的特点是作用缓慢、广泛、持续时间长,主要调节机体的新陈代谢、生长发育、生殖等生理过程。

人体内大部分内分泌腺或内分泌细胞受神经系统支配,因此神经调节和体液调节是相辅相成的,体液调节成为神经调节反射弧的传出部分,这种调节称为神经-体液调节。(三)自身调节

自身调节是指体内某些组织细胞不依赖于神经或体液因素,自身对刺激产生的适应性反应。例如,动脉血压在一定范围内变动时,肾脏入球小动脉会相应地收缩和舒张,通过改变血流阻力,使肾血流量保持相对稳定。自身调节的特点是范围局限,调节幅度小、灵敏度差,但对维持组织细胞的功能稳定具有一定的作用。二、人体生理功能的反馈控制

人体功能活动的各种调节,均可看作自动控制系统,通过自动化调节,使机体各种生理功能保持相对稳定。自动控制系统由控制部分和受控部分组成,之间有双向信息联系。控制部分可发出控制信息,调节受控部的功能活动。受控部分也可发出反馈信息来影响控制部分活动。这种由受控部分发出的信息反过来影响控制部分活动的过程称为反馈(图1-3)。反馈有负反馈和正反馈两种形式。图1-3 人体功能活动的反馈调节

反馈信息与控制信息作用相反的反馈称为负反馈。例如,在生理状态下,当动脉血压升高时,可通过反馈信息,改变心血管中枢的活动,使血压回降至正常;当动脉血压降低时,则通过负反馈机制,使动脉血压得以回升至正常。人体内大部分调节均采用负反馈形式,其意义在于使机体各种生理功能保持相对稳定。

反馈信息与控制信息作用相同的反馈称为正反馈,其意义在于促使某些生理功能一旦发动,就迅速加强直至完成。人体的正反馈为数不多,主要有排尿、排便、分娩、血液凝固等生理过程。

考纲摘要

1.生命活动的基本特征主要包括新陈代谢、兴奋性、生殖、适应性。

2.新陈代谢是一切生物体最基本的生命特征,包括合成代谢和分解代谢。

3.阈值是衡量组织兴奋性的指标,组织的兴奋性与阈值呈反变关系。

4.细胞外液是细胞直接生活的环境,称为机体的内环境,其理化特性处于相对稳定的状态称为稳态。内环境的稳态是细胞进行正常生命活动的必要条件。

5.人体生理功能的调节方式主要包括神经调节、体液调节和自身调节,其中神经调节是人体功能调节中最主要的调节方式。

6.神经调节的基本方式是反射。反射的结构基础是反射弧,它由感受器、传入神经、反射中枢、传出神经和效应器五个部分组成。

7.人体功能活动的各种调节,均采用反馈的形式,使机体各种生理功能保持相对稳定。

8.反馈具有负反馈和正反馈两种形式。人体内大部分调节均属于负反馈调节,其意义在于使机体各种生理功能保持相对稳定。

复习思考题

一、名词解释

1.兴奋性

2.阈强度

3.机体的内环境

4.负反馈

二、单项选择题

1.生命活动最基本的特征是( )

A.兴奋性   B.适应性   C.生长发育

D.新陈代谢   E.生殖

2.衡量兴奋性高低的指标是( )

A.阈电位   B.阈强度   C.阈刺激

D.刺激时间   E.强度-时间变化率

3.机体的内环境是指( )

A.体液   B.血液   C.细胞内液

D.细胞外液   E.组织液

4.内环境稳态是指其中的( )

A.化学组成恒定不变  B.化学组成相对稳定 C.理化性质恒定不变

D.理化性质相对稳定  E.物理性质绝对稳定

5.维持内环境稳态的重要途径是( )

A.神经调节   B.体液调节   C.正反馈

D.负反馈   E.自身调节

6.机体最主要的调节方式是( )

A.自身调节   B.体液调节   C.神经调节

D.神经-体液调节  E.行为调节

7.以下属于负反馈的调节方式是( )

A.动脉血压调节  B.排尿   C.排便

D.分娩   E.血液凝固

三、简答题

1.简述内环境稳态的特点及其生理意义。

2.简述神经调节、体液调节、自身调节的概念和特点。

3.举例说明正、负反馈的生理意义。扫一扫,知答案模块二细胞的基本功能扫一扫,看课件【学习目标】

1.掌握静息电位和动作电位的概念及其产生机制。

2.熟悉细胞膜物质转运的方式;动作电位的传导;局部反应的概念及其特点;骨骼肌细胞的收缩机制和兴奋-收缩耦联。

3.了解细胞膜的基本结构;细胞膜的受体;骨骼肌的收缩形式。

案例导入

患儿,男,7个月,于2个月前无明显诱因出现抽搐,多在睡眠及进乳后发作,双下肢屈曲,双上肢外展,表现为有节律性成串发作,每次持续1~2秒,病初每个月发作一次,每次3~4下,随后20余天未发作,故未予特殊诊治。近10天来再次出现抽搐,发作次数较前频繁。病程中无发热、呕吐、腹泻、咳喘,无明显智力及运动障碍。发病以来,患儿精神、食欲、睡眠尚可,大小便正常。脑电图监测显示为异常婴儿脑电图,运动障碍结合患儿既往史、家族史以及其他辅助检查等结果,诊断为癫痫。

问题:

1.脑电图是脑内神经细胞生物电活动在脑组织的综合反映,神经细胞的生物电有哪些表现形式?这些表现形式又是如何形成的?

2.试以骨骼肌的收缩机制来解释“抽搐”的发生?

细胞(cell)是构成机体最基本的结构和功能单位。在人的身体中大约有200余种不同类型的细胞,这些细胞形态各异,功能不同。许多不同的细胞形成组织和器官,不同器官相互联系行使某一类生理功能构成一个器官系统。人体的一切生命活动都是在细胞正常功能活动的基础上进行的。细胞执行的功能活动虽各有不同,但其基本功能活动都具有共性。本模块将介绍细胞共有的基本功能包括细胞膜的物质转运功能、细胞的生物电现象、细胞膜的受体功能及骨骼肌细胞的收缩功能。项目一 细胞膜的基本结构和功能

细胞膜(cell membrane)是包被在细胞最外层的一种具有特殊结构和功能的生物膜,又称质膜,它把细胞内外的物质分隔开,使细胞成为相对独立的功能单位而存在于环境之中。一、细胞膜的基本结构

细胞膜的特殊结构决定细胞膜的功能。细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量的糖类等物质构成。目前被广泛接受的是液态镶嵌模型学说,该学说的基本内容为细胞膜是由液态的脂质双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同分子结构和生理功能的蛋白质,少量的糖类与脂质、蛋白质结合后附在膜的表面。

脂质是膜中分子数最多的物质,主要由磷脂、胆固醇和少量糖脂构成,是具有双嗜性的分子,以脂质双分子层的形式构成细胞膜的基本骨架,亲水端分别朝向细胞膜的内表面和外表面,疏水端在细胞膜的内部两两相对,形成膜内部的疏水区,只有脂溶性的物质才能通过细胞膜。膜脂质的熔点较低,在体温状态下呈液态,具有一定的流动性,为实现物质的跨膜转运以及信号转导等提供有利条件。

细胞膜中的蛋白可分为表面蛋白和整合蛋白两类。表面蛋白仅占膜蛋白的20%~30%,主要附着于膜内表面;整合蛋白则以其肽链一次或反复多次穿越膜的脂质双层镶嵌于膜中。细胞膜各种功能的实施有赖于膜蛋白,例如参与跨膜物质转运的载体、通道、离子泵和信号转导的受体等都是整合蛋白。

膜中的糖类以共价键的形式与膜蛋白或脂质结合,形成糖蛋白或糖脂。结合于糖蛋白或糖脂上的糖链几乎总是存在于细胞膜的外侧,参与细胞的多种生命活动,可作为标记发挥受体或抗原的功能。细胞膜不仅构成细胞的屏障,而且细胞在新陈代谢过程中的物质转运及受体参与的信号转导都需经细胞膜进行,可见细胞膜在细胞生命活动中具有非常重要的作用。二、细胞膜的物质转运功能

细胞在新陈代谢的过程中,许多物质需要不断通过细胞膜与周围环境实现物质交换。这些物质的理化性质各不相同,基于细胞膜的结构特点,使其进出细胞具有不同的转运方式。(一)单纯扩散

单纯扩散(simple diffusion)是指脂溶性小分子物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧进行的跨膜转运。此过程是顺浓度梯度进行,是一种简单的物理扩散。单纯扩散的方向和速度取决于物质在膜两侧的浓度差和膜对物质的通透性。脂溶性的小分子物质如O2、CO2、NH3、N2、乙醇、尿素、甘油和水经此种方式通过细胞膜。(二)易化扩散

易化扩散(facilitated diffusion)是非脂溶性或脂溶性很小的物质在膜蛋白的帮助下,顺浓度梯度和(或)电位梯度进行的跨膜转运。根据膜蛋白种类的不同,分为经载体易化扩散和经通道易化扩散两种方式,载体和通道都是贯穿脂质双分子层的膜蛋白。

1.经载体易化扩散 在细胞膜载体蛋白的介导下,顺浓度梯度进行的易化扩散。载体蛋白是贯穿细胞膜脂质双分子层的整合蛋白,具有与被转运物质的结合位点,在膜的一侧与物质结合后,通过构象发生改变将其转运至膜的另一侧。此种转运方式见于葡萄糖、氨基酸等脂溶性很低的亲水性小分子营养性物质。

经载体易化扩散具有以下特点:①特异性:载体与转运的物质具有化学结构上的特异性,如葡萄糖载体只能转运葡萄糖;②饱和性:细胞膜中载体的数量有限,当被转运物质的浓度增加到一定限度时,转运量不再随之增加;③竞争性抑制:同一载体同时转运两种化学结构相似的物质,一种物质转运量增加,必然会减少对另一种物质的转运。

2.经通道易化扩散 在细胞膜通道蛋白的介导下顺浓度梯度和(或)电位梯度进行的易化扩散。此种转运见于体液中的带电离子如Na+、K+、Ca2+ 、Cl-,分别称为钠通道、钾通道、钙通道、氯通道,故也称为离子通道。通道蛋白是中央带有亲水性孔道的整合蛋白,当通道开放时,离子以极快的速度跨越细胞膜,关闭时离子转运停止(图2-1)。离子通道通常具有三种功能状态:激活、失活和备用。受到刺激后进入激活状态通道开放,之后通道关闭转为失活状态,再逐渐恢复为备用状态。根据引起通道开闭条件的不同,可分为以下三种类型:①受膜两侧电位差控制通道开闭的是电压门控通道;②受膜内外的化学物质控制通道开闭的是化学门控通道;③受机械刺激控制通道开闭的是机械门控通道。

经通道易化扩散具有以下特点:①离子选择性:每种通道都只允许一种或几种离子通过,而其他离子不易或不能通过,称为离子选择性;②门控特性:通道的开闭是受“闸门”控制的,称为通道的门控特性,故通道又称门控通道。图2-1 经通道易化扩散示意图

知识链接

非离子通道

目前发现通道并非只转运离子,细胞膜中还存在水通道。红细胞膜上的水通道可使大于其百倍容积的水快速通过其质膜,因此在低渗盐溶液中红细胞可快速膨胀、破裂和溶血。组成水通道的蛋白质为水孔蛋白(aquaporin,AQP),分布于具有分泌和吸收功能的上皮细胞,如肾小管、集合管、唾液腺等处。1988年,Peter Agre发现水通道,并因此获得2003年诺贝尔化学奖。

单纯扩散和易化扩散是物质顺浓度梯度或电位梯度、不需要耗能进行的跨膜转运,属于被动转运。(三)主动转运

主动转运(active transport)是指离子或小分子物质在膜蛋白的帮助下,通过细胞本身的耗能,逆浓度梯度和(或)电位梯度进行的跨膜转运。根据膜蛋白是否直接消耗能量,主动转运分为原发性主动转运和继发性主动转运。

1.原发性主动转运 细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。介导此过程的膜蛋白称为离子泵,本质是ATP酶,可利用分解ATP释放的能量完成跨膜转运。离子泵依据其转运的离子不同而命名,如钠-钾泵和钙泵等。

钠-钾泵(sodium-potassium pump)简称钠泵,也称钠-钾依赖式ATP酶,是普遍存在于细胞膜上的膜蛋白。当细胞内Na+浓度增高或细胞外K+浓度增高时,钠泵可被激活,一般情况下每分解一分子ATP,利用释放的能量逆浓度差,可使3个Na+被泵出胞外,同时2个K+被泵回胞内,因而形成并维持细胞内高钾和细胞外高钠的不均衡离子分布(图2-2)。实验测定,细胞膜外的Na+浓度是膜内的10倍,而细胞膜内的K+浓度是膜外的30倍。钠泵活动具有非常重要的生理意义:①维持细胞内高K+,是胞质内许多代谢反应所必需的,如核糖体合成蛋白质;②细胞外高钠,建立Na+势能储备,为继发性主动转运的动力;③钠泵造成的膜内高K+膜外高Na+的不均衡离子分布是细胞生物电产生的基础,对维持细胞正常兴奋性具有重要的意义;④钠泵将Na+离子排出细胞,将减少水分子进入细胞,维持细胞正常体积和渗透压的稳定。图2-2 钠泵转运机制示意图

2.继发性主动转运 转运时所需能量并不直接来自ATP分解,而是来自原发性主动转运所形成的离子浓度势能差,这种间接利用ATP能量的主动转运过程称为继发性主动转运也称为联合转运。介导此过程的膜蛋白称为转运体。许多物质并不能直接利用ATP分解的能量实现主动转运,而需要利用原发性主动转运过程中钠泵所建立的膜两侧浓度梯度进行。继发性主动转运分为两种:①同向转运:指转运物质与Na+转运方向相同的转运;如Na+、葡萄糖在小肠黏膜上皮细胞的吸收和肾近端小管上皮细胞的重吸收;②逆向转运或交换:被转运物质与细胞膜上逆向转运体结合,以与Na+转运方向相反的方向通过细胞膜的转运;如心肌细胞的Na+-Ca2+交换及肾近端小管上皮细胞的Na+-K+交换(图2-3)。图2-3 继发性主动转运示意图(四)出胞和入胞

大分子物质和颗粒物质进出细胞,分为出胞和入胞两种方式。

1.出胞(exocytosis) 出胞是大分子物质或物质团块由细胞内排出的过程。多见于细胞的分泌活动,如激素和消化酶的分泌、神经纤维末梢递质的释放等。几乎所有分泌物先在粗面内质网上的核糖体合成蛋白质,经高尔基复合体进行膜包裹形成分泌囊泡。出胞时,囊泡在蛋白质的介导下逐渐向细胞膜移动,进而与细胞膜融合、破裂,将囊泡内的分泌物排出细胞,囊泡膜成为细胞膜的一部分。

2.入胞(endocytosis) 入胞是大分子物质或物质团块进入细胞的过程。被转运物质首先与细胞膜互相识别、接触,引起细胞膜内陷或伸出伪足,并逐渐将异物包裹,经膜融合与离断进入细胞内部,造成细胞膜的面积减少。入胞分为吞噬和吞饮两种形式。固体物质的入胞过程称为吞噬,如中性粒细胞吞噬细菌等;液态物质的入胞则为吞饮,是多数大分子物质如蛋白质进入细胞的唯一途径,几乎出现在体内所有的细胞。出胞和入胞都需要消耗能量,属于主动过程。三、细胞膜的受体功能

受体(receptor)是指细胞膜或细胞内能与某些化学物质发生特异性结合并诱发生物效应的特殊蛋白质。受体因存在部位的不同可分为:膜受体、胞质受体和核受体三种类型。能与受体发生特异性结合的活性物质称为配体(ligand),配体包括激素、神经递质、细胞因子、神经调质和气体等。受体与配体的结合具有以下特点:①特异性:某种受体只能和特定的配体结合;②饱和性:细胞膜受体的数量有限,因此能与之结合的配体数量也是有限的;③可逆性:受体与配体的结合是可逆的,既可以特异性结合也可发生解离。

受体具有识别结合和信号转导两个生理功能。项目二 细胞的电活动

一切活的细胞无论是它处于安静状态还是活动状态都存在电活动,这种电活动称为生物电现象(bioelectrcity)。生物电是一种普遍存在且非常重要的生命现象,是细胞功能活动的基础。生物电现象表现为发生在细胞膜两侧的跨膜电位的变化,也称跨膜电位,简称膜电位。跨膜电位包括静息电位和动作电位两种表现形式。一、静息电位(一)静息电位相关概念

静息电位(resting potential,RP)是指静息状态下存在于细胞膜两侧的电位差。

将与示波器相连的两个测量电极A与B,均置于静息状态下的神经纤维表面任何两点,示波器荧光屏上的光点在零电位线上横向扫描,说明神经细胞膜表面任何两点之间无电位差(图2-4A)。如果将其中一个电极B插入细胞内时,则扫描光点瞬间下移并稳定在一定水平(图2-4B),说明细胞膜内外存在稳定的电位差,且膜内较膜外低。如果规定膜外电位为0,则膜内电位为负值。通常用膜内电位来表示静息电位,所以静息电位一般为负值。细胞种类不同,静息电位的值也各有差异。例如红细胞静息电位约为-10mV,神经细胞静息电位约为-70mV,骨骼肌细胞静息电位约为-90mV。图2-4 静息电位测量示意图

细胞在静息状态下,膜外为正、膜内为负的电荷分布状态称为极化。极化状态与静息电位是同一现象的两种表述方式,因此静息电位和极化都是细胞处于静息状态的标志。静息电位负值减小的过程称为去极化;静息电位负值增大的过程称为超极化;膜电位由负变正时称为反极化;高于零电位的膜电位部分称为超射;细胞膜去极化后再恢复至静息电位的过程称为复极化。(二)静息电位的产生机制

静息电位的产生机制采用离子流学说解释,该学说认为静息电位的产生有两个前提条件:①静息状态下,细胞内外某些离子的分布不均;②静息状态下,细胞膜对离子的通透性不同。在静息状态下,细胞膜对K+的通透性较大,对Na+的通透性很小,对有机大分子A-则无通透性。因此,K+在浓度差的推动下向细胞膜外扩散,膜外出现正电荷,而膜内的A-则被阻挡在细胞膜内表面,膜内出现负电荷,形成膜两侧外正内负的电位差,其产生的电场力成为K+外流的阻力,并随K+外流的增加而增大。当促使K+外流的浓度差与阻止K+外流的电场力达到平衡时,K+的净外流停止,此时膜两侧的电位差保持在某一个稳定的数值,即为静息电位。所以,静息电位主要是K+外流产生的电-化学平衡电位,又称K+平衡电位。根据膜两侧K+的浓度差可计算出K+平衡电位的理论数值,而实测值略小于理论数值,原因是静息时有少量Na+内流部分抵消K+外流形成的膜内负电位。二、动作电位(一)动作电位的概念

动作电位(action potential,AP)是可兴奋细胞接受有效刺激后,在静息电位基础上产生的快速、可向远处传播的膜电位变化。动作电位是细胞兴奋的标志。以神经细胞为例,当其接受一次阈刺激或阈上刺激后,膜电位由静息电位-70mV很快去极化直至+30mV,形成动作电位的上升支,称为动作电位的去极化时相;随后膜电位迅速复极化接近至静息电位,形成动作电位的下降支,称为动作电位的复极化时相。上升支和下降支共同形成尖锋状的电位波动称为锋电位,是动作电位的主要构成部分,总时间不超过2.0ms。锋电位之后,膜电位还要经历后电位才会稳定于静息电位水平(图2-5)。

动作电位具有以下特点:①“全或无”现象:刺激强度小则动作电位不产生(无),一旦产生动作电位就达最大值(全),即其幅度不随刺激强度的增加而增大;②不衰减性传导:动作电位的幅度不随传播距离的增大而减小;③脉冲式: 连续刺激引起的多个动作电位不会融合,形成脉冲式图形。图2-5 神经细胞动作电位曲线示意图(二)动作电位的产生机制

当细胞受到有效刺激时,受刺激局部的细胞膜少量Na+通道开放,少量Na+内流使细胞膜静息电位的值变小,发生轻度的去极化,当去极化达到临界值(阈电位)时,膜上电压门控性Na+通道大量开放,在浓度差和电位差的驱动下,大量Na+快速内流,使膜内电位迅速上升至0mV,继而出现内正外负的反极化状态。这种由Na+内流产生的电位差,形成了阻碍了Na+内流的电场力。当促使Na+内流的浓度差和阻止Na+内流的电场力相等时,Na+的净内流停止,Na+通道迅速失活关闭,膜电位达到Na+的电-化学平衡电位,形成动作电位上升支,即去极化时相。Na+通道关闭后,K+通道开放,K+顺浓度差和电位差快速外流,使膜电位迅速下降恢复至接近静息电位,形成动作电位的下降支即复极化时相。因此,动作电位的上升支是由大量Na+快速内流所形成的电-化学平衡电位,动作电位的下降支是K+快速外流的结果。

动作电位复极结束后,膜内外尚未恢复正常的离子分布,激活膜上的Na+泵,将膜内Na+泵出,同时将膜外K+泵入,使细胞内外的Na+、K+重新恢复至静息状态下的离子分布,以维持细胞的正常兴奋性。(三)动作电位的触发

1.阈电位 能产生动作电位的临界膜电位值称为阈电位(threshold potential,TP)。静息电位去极化达到阈电位是动作电位产生的必要条件。阈电位一般比静息电位小10~20mV,静息电位和阈电位之间的差值与细胞兴奋性的高低呈反变关系,即细胞的静息电位和阈电位之间的差值越小,引起动作电位的刺激阈值则越小,细胞的兴奋性越高。

2.局部电位 单个阈下刺激不能引起动作电位,只可引起受刺激部位细胞膜上少量的Na+通道开放,Na+内流使膜发生轻度去极化,但还达不到阈电位水平,不能产生动作电位。阈下刺激引起的未达到阈电位的膜局部去极化电位波动称为局部电位(local potential),也称为局部兴奋。

局部电位具有以下特点:①非“全或无”现象:局部电位的幅值随刺激强度的增加而增大;②衰减性传导:局部电位的幅值随传播距离的增加而减小,直至消失;③总和现象:连续(时间总和)或同时(空间总和)给予多个阈下刺激引起的局部反应可叠加总和,使细胞膜去极化达到阈电位,进而引发动作电位(图2-6)。图2-6 局部电位及其总和现象示意图(四)动作电位的传导

动作电位一旦在细胞膜的某一部位产生,会向整个细胞膜迅速传播而且它的幅度不会因为传播距离增加而减弱。动作电位在同一细胞上的传播称为传导。动作电位在神经纤维上的传导称为神经冲动。动作电位的传导机制可用局部电流学说来解释。以无髓神经纤维为例,当膜的某一部位受刺激而兴奋产生动作电位时,出现内正外负的反极化状态,在已兴奋部位和其相邻的未兴奋部位之间产生电位差,由于膜两侧的溶液都是导电的,必然会驱动电荷移动形成局部电流。局部电流的方向是,在膜外侧电流由未兴奋部位流向已兴奋部位;在膜内侧电流则由已兴奋部位流向未兴奋部位。结果未兴奋部位的细胞膜发生去极化,达到阈电位水平时触发动作电位,使它转变为新的兴奋部位。此种方式连续进行,表现为动作电位在整个细胞膜的传导。可见,动作电位在无髓神经纤维上的传导是通过局部电流形成有效刺激沿着细胞膜连续不断产生新动作电位的过程(图2-7A)。

在有髓神经纤维上局部电流只能跨越具有绝缘性的髓鞘,在相邻郎飞结之间形成动作电位,呈现跳跃式传导(图2-7B),其传导速度比无髓神经纤维快得多。图2-7 动作电位在神经纤维上的传导示意图

知识链接

1789年,意大利生物学家伽伐尼发现被解剖后的青蛙,虽然生命已经结束,但腿部肌肉仍然在收缩。后经证实,这是电流刺激的结果。几年后,在伦敦的博物馆他发现“电鳗”能放电,于是立刻想到蛙腿的抽搐,经过一系列研究,他证实了生物电的存在。1939年,英国生理学家Hodgkin和Huxley将微电极插入枪乌贼巨大神经轴突,直接测出了神经纤维膜内外的电位差即静息电位。之后两位科学家通过电压钳实验又发现了动作电位,并因此在1963年同获诺贝尔生理学和医学奖。在临床上常见的如心电图、脑电图和肌电图等检查,是通过在器官水平上记录到的生物电变化,推知机体生理过程是否处于正常状态,为临床相关疾病的诊断提供了重要的依据。项目三 骨骼肌细胞的收缩功能

体内各种形式的运动主要是通过肌肉的收缩来完成。由肌纤维构成的肌肉组织包括骨骼肌、心肌和平滑肌,其主要活动方式为收缩与舒张,实现躯体运动、心脏泵血和消化管运动等活动。不同的肌肉组织在结构和功能上各有特点,但收缩的基本形式和原理是相似的。现以骨骼肌为例,阐述肌纤维收缩的基本原理。一、骨骼肌的微细结构

每块骨骼肌都是由大量互相平行的肌纤维及它们所附着的肌腱构成的。每条肌纤维即是一个肌细胞。肌细胞在结构上突出的特点是含有大量的肌原纤维和丰富的肌管系统,且其排列高度规则有序。(一)肌原纤维和肌小节

每个肌细胞内含有上千条直径为l~2µm纵贯全长平行排列的肌原纤维。光镜下每条肌原纤维呈规则的明带和暗带交替排列。暗带是暗色条纹区,中央有横向的M线为中线,M线两侧有相对明亮的部分为H带。明带的中央有一条称为Z线的横线。无论肌肉收缩与否,暗带长度固定不变,H带却随肌肉收缩而变短。肌原纤维上相邻两条Z线之间的区域,称为肌小节,由1条暗带和两侧各1/2的明带组成,是肌肉收缩和舒张的基本结构和功能单位。

电镜下观察可见肌小节中的明带和暗带是由粗肌丝和细肌丝构成。粗肌丝是暗带的主要构成部分,细肌丝则以Z线为基点,一部分构成了明带,一部分则伸入到相邻的粗肌丝之间。

粗肌丝主要由肌球蛋白(也称肌凝蛋白)分子构成,单个分子呈杆状形似豆芽,杆部平行排列成束状,形成粗肌丝的主干。杆的一端有两个球形的头称为横桥(图2-8),裸露在M线两侧的粗肌丝主干表面,与细肌丝有规律地呈空间分布。横桥有以下特点:①可以和细肌丝上的肌纤蛋白分子可逆性结合,出现横桥周期性摆动,牵引细肌丝向暗带的M线方向滑行;②具有ATP酶的活性,可分解ATP释放能量,为横桥摆动提供能量来源。

细肌丝主要由肌纤蛋白(也称肌动蛋白)、原肌球蛋白(也称原肌凝蛋白)和肌钙蛋白三种分子组成(图2-8)。肌纤蛋白是球形单体聚合形成的双螺旋结构,构成细肌丝的主干,其上排列着与横桥结合位点;原肌球蛋白由两条肽链缠绕成双螺旋状,与肌纤蛋白并行,肌肉舒张时覆盖于肌纤蛋白与横桥的结合位点上,阻碍二者结合;肌钙蛋白与Ca2+有很强的亲和力,可与Ca2+结合,消除位阻效应引发肌丝滑行。图2-8 肌原纤维、肌小节和肌丝分子结构示意图(二)肌管系统

肌管系统是每一条肌原纤维周围包绕着膜性囊管状结构,按来源和功能的不同分成横管和纵管系统。横管是由肌膜内陷形成的走行方向与肌原纤维垂直的肌管,与细胞外液相通,可将肌膜的兴奋传至细胞深部。纵管是包绕于肌原纤维周围的走行方向与肌原纤维平行的肌管,其相互沟通交织成网又称肌质网。纵管两端在接近横管处的管腔膨大,形成终池,终池内储存高浓度的Ca2+,其膜上有钙泵和电压门控性Ca2+通道。一个横管和其两侧的终池合称为三联管。三联管是把肌细胞膜上的电变化和细胞内的收缩过程衔接起来的关键部位(图2-9)。二、骨骼肌细胞的收缩机制(一)肌丝滑行学说

骨骼肌收缩的原理多用肌丝滑行理论解释,该学说认为:肌肉舒缩活动有赖于肌小节内的粗肌丝与细肌丝的相互滑行,粗、细肌丝本身的长度不变。直接的证据是肌肉收缩时暗带长度不变,明带和H带缩短。

收缩机制如下:肌浆中Ca2+浓度升高,Ca2+与肌钙蛋白结合其构象改变,使原肌球蛋白移位,暴露出肌纤蛋白与横桥结合位点,横桥与肌纤蛋白结合后分解ATP释放能量,横桥摆动,牵拉细肌丝向粗肌丝滑行。横桥与肌纤蛋白分离,通过二者之间的结合、摆动、解离、复位再结合的不断循环,使肌小节缩短,出现肌肉收缩(图2-9)。当肌浆中Ca2+浓度降低时,Ca2+与肌钙蛋白分离,致使原肌球蛋白重新阻挡于横桥和肌纤蛋白之间,细肌丝滑出,肌肉发生舒张。图2-9 肌细胞收缩、肌丝滑行及兴奋-收缩耦联示意图(二)骨骼肌的兴奋-收缩耦联

骨骼肌的活动受躯体运动神经元的支配。当神经冲动通过神经-肌接头处传递给骨骼肌使其兴奋,在肌细胞膜上产生动作电位后,才出现肌细胞的机械收缩,把肌细胞的电兴奋和机械收缩衔接起来的中介过程称为兴奋-收缩耦联。

兴奋-收缩耦联过程包括三个步骤:①动作电位沿横管膜传入细胞深部至三联管附近;②横管膜去极化引起终池膜上Ca2+通道开放释放Ca2+,使肌浆中Ca2+浓度升高,引发肌丝滑行出现肌肉收缩;③Ca2+激活终池膜上的钙泵,终池回收Ca2+,肌浆中Ca2+浓度降低出现肌肉舒张。由此可见,兴奋-收缩耦联的耦联部位是三联管;肌浆中Ca2+的浓度变化是肌肉收缩和舒张的直接原因,故其也称为耦联因子。三、骨骼肌的收缩形式(一)等长收缩和等张收缩

不同负荷的条件下,骨骼肌的收缩可有不同的表现形式。肌肉收缩前所承受的负荷称为前负荷,使肌肉收缩前就处于某种被拉长的状态,具有一定的初长度。一定范围内前负荷与初长度呈正相关,使肌肉收缩力增强。肌肉在收缩过程中所承受的负荷称为后负荷,是肌肉收缩的阻力,影响肌肉缩短的速度。

根据肌肉收缩时长度与张力的变化,可分为等长收缩和等张收缩。等长收缩是指肌肉收缩时长度不变张力增加,其生理意义是维持人体的位置和姿势。如人直立时腰背部肌肉对抗重力、维持姿势而产生的肌肉收缩形式主要是等长收缩。等张收缩是指肌肉收缩时张力不变长度缩短。等张收缩通过肌肉长度的缩短使物体发生位移,可以对物体做功。常见的骨骼肌收缩大多是混合式的,由于后负荷的存在,肌肉收缩首先发生等长收缩增加肌肉张力,当张力足以克服后负荷的阻力时,肌肉缩短而张力不变,变为等张收缩。(二)单收缩和强直收缩

根据肌肉接受刺激频率的差异,可分为单收缩和强直收缩。肌肉受到一个有效刺激,产生一次动作电位,出现一次收缩和舒张的收缩形式称为单收缩(single twitch)(图2-10)。肌肉受到连续刺激时出现持续收缩的状态,产生的收缩总和称为强直收缩(tetanus)。频率不同的刺激使强直收缩可分为两种:①不完全强直收缩:连续刺激的频率较低,新刺激落在前一次收缩的舒张期内,表现出舒张不完全,记录的收缩曲线为锯齿状;②完全强直收缩:连续刺激的频率较高,新刺激落在前一次收缩的收缩期内,会出现收缩的叠加现象,记录的收缩曲线为平滑的直线(图2-10)。由于运动神经传来的冲动总是快速连续的刺激,骨骼肌的收缩呈现的都是完全强直收缩,此时产生的肌张力可达单收缩的3~4倍,因而可产生强大的收缩效果。图2-10 不同频率刺激对骨骼肌收缩的影响

考纲摘要

1.细胞膜的物质转运方式包括:单纯扩散、易化扩散、主动转运以及出胞和入胞。易化扩散分为经载体易化扩散和经通道易化扩散。主动转运分为原发性主动转运和继发性主动转运。转运过程不消耗细胞代谢所产生的能量,故单纯扩散和易化扩散都称为被动转运。

2.细胞膜的生物电现象主要有两种表现形式,即安静时的静息电位和受刺激时产生的动作电位。

3.静息电位是在静息状态下存在于细胞膜内外两侧的电位差;极化是细胞在静息状态时膜外带正电、膜内带负电的电荷分布状态;二者都是细胞处于静息状态的标志。静息电位形成主要是K+外流,即K+的电-化学平衡电位。

4.动作电位是可兴奋细胞在接受有效刺激后,在静息电位基础上发生的快速、可向远处传播的膜电位变化,是细胞兴奋的标志。动作电位的去极化时相是由于Na+的大量、快速内流形成;复极化时相是K+快速外流的结果,上升支和下降支构成锋电位,是动作电位的标志。

动作电位的特点:①“全或无”现象;②不衰减性传导;③脉冲式。

5.动作电位的产生是由作用于细胞的有效刺激使膜去极化达到阈电位水平引起的。能使膜产生动作电位的临界膜电位值被称为阈电位。

6.给予细胞膜一个阈下刺激,可引发局部电位。这种由少量Na+通道开放引起的轻度去极化的膜电位波动称为局部电位,也称局部兴奋。局部电位的特点:①非“全或无”现象;②衰减性传导;③总和现象。

7.动作电位的传导是局部电流流动的结果。在无髓神经纤维上的传导是连续式;有髓神经纤维上则是跳跃式传导。

8.骨骼肌受躯体运动神经纤维支配,通过神经-肌接头处兴奋的传递产生动作电位,经兴奋-收缩耦联,使肌浆中Ca2+浓度升高,引发肌丝滑行,出现肌肉收缩。肌浆中Ca2+浓度降低出现肌肉舒张。肌肉收缩的基本单位是肌小节。

9.兴奋-收缩耦联是指将肌细胞膜的兴奋与肌细胞的机械收缩衔接起来的中介过程。三联管是兴奋-收缩耦联的耦联部位,Ca2+为耦联因子。

10.根据肌肉长度与张力的变化,肌肉收缩可分为等长收缩和等张收缩。等长收缩是肌肉收缩时长度保持不变而张力增加的收缩形式,其生理意义是维持人体的位置和姿势;等张收缩是肌肉收缩时张力保持不变而长度缩短的收缩形式。根据刺激频率的不同,接受一次刺激出现一次收缩和舒张形成单收缩。连续刺激时出现持续收缩的状态,产生的收缩总和称为强直收缩,可分为不完全强直收缩和完全强直收缩。

复习思考题

一、名词解释

1.易化扩散

2.主动转运

3.静息电位

4.动作电位

5.极化

6.阈电位

7.局部电位

8.兴奋-收缩耦联

二、单项选择题

1.参与细胞易化扩散的蛋白质是( )

A.受体蛋白    B.通道蛋白    C.泵蛋白

D.载体蛋白    E.载体蛋白和通道蛋白

2.可兴奋细胞产生兴奋的共同特征是产生( )

A.收缩反应    B.分泌    C.动作电位

D.离子运动    E.静息电位

3.易化扩散的特点不包括( )

A.特异性    B.顺浓度差    C.饱和性

D.竞争性抑制   E.消耗能量

4.单纯扩散、易化扩散和主动转运的共同特点是( )

A.要消耗能量   B.顺浓度梯度   C.需要膜蛋白帮助

D.转运的都是小分子物质或离子E.转运的物质是大分子的团块

5.白细胞吞噬异物或细菌的过程是( )

A.单纯扩散    B.易化扩散    C.主动转运

D.入胞    E.出胞

6.细胞膜在静息状态下,对哪种离子通透性较大( )

A.K+     B.Na+    C.Ca2+

D.Cl-     E.A-

7.神经纤维膜电位由-70mV变为+30mV的过程称为( )

A.超极化    B.去极化    C.复极化

D.反极化    E.极化

8.O2和CO2的跨膜转运方式属于( )

A.单纯扩散    B.通道转运    C.载体转运

D.主动转运    E.入胞

9.细胞膜内外正常Na+和K+的浓度差的形成和维持是由于( )

A.安静时膜对K+通透性大  B.兴奋时膜对Na+通透性增加

C.Na+易化扩散的结果  D.膜上Na+-K+泵的作用

E.K+易化扩散的结果

10.神经纤维静息电位形成,下列叙述哪项是错误的( )

A.细胞外K+浓度小于细胞内K+浓度

B.细胞内Na+浓度小于细胞外Na+浓度

C.增大细胞外K+浓度,会使静息电位值加大

D.细胞膜主要对K+有通透性

E.细胞膜主要对Na+有通透性

11.神经细胞在产生动作电位时去极化的方向是朝向下列哪种电位的( )

A.K+的平衡电位   B.Na+的平衡电位

C.K-与Cl-的平衡电位  D.Na+与Cl-的平衡电位

E.A-的平衡电位

12.动作电位的特点不包含下列那一项( )

A.“全或无”现象   B.不衰减性传导   C.双向性

D.脉冲式    E.总和

13.神经细胞动作电位上升支是由于( )

A.K+外流    B.Na+内流    C.Na+外流

D.K+内流    E.Ca+内流

14.神经细胞动作电位下降支是由于( )

A.K+外流    B.Na+内流    C.Na+外流

D.K+内流    E.Ca2+内流

15.下列有关局部电位的叙述,错误的是( )

A.去极化反应随阈下刺激强度增大而增大

B.局部电位的幅值随传播距离的增加而减小

C.可以总和    D.不能引起总和  E.非“全或无”现象

16.生理情况下,机体内骨骼肌的收缩形式主要是( )

A.单收缩   B.强直收缩   C.等张收缩

D.等长收缩   E.等容收缩

17.细胞内的K+向膜外扩散属于( )

A.单纯扩散   B.易化扩散   C.主动转运

D.入胞   E.出胞

18.骨骼肌细胞中的的Ca2+主要贮存于( )

A.胞浆   B.细胞核   C.横管

D.终池   E.暗带

19.肌丝滑行学说的直接证据是,肌肉收缩时( )

A.暗带长度不变,明带和H区缩短

B.暗带长度缩短, 明带和H区不变

C.明带和暗带长度均缩短

D.明带和暗带长度均不变

E.粗肌丝和细肌丝长度都缩短

20.骨骼肌兴奋-收缩耦联的耦联部位是( )

A.肌浆   B.终池   C.横管

D.三联管   E.纵管

三、简答题

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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