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发布时间:2020-11-24 05:46:56

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朱大年《生理学》(第8版)笔记和典型题(含考研真题)详解

朱大年《生理学》(第8版)笔记和典型题(含考研真题)详解试读:

第1章 绪 论

1.1 复习笔记

一、生理学概念及其研究方法

1.生理学的定义及其任务(1)定义

生理学是研究生物机体的生命活动现象及其正常功能活动规律的一门学科,生理学是生物学的一门分支学科。在医学中主要指人体生理学。(2)任务

研究机体细胞、组织、器官、系统的正常活动过程和规律,发生机制、条件,相互之间的关系及相互作用原理,机体内外环境中的各种变化对机体结构功能活动的影响,以及机体的适应机制等。

2.生理学和医学的关系

生理学是医学的一门基础理论课程,是医学理论研究的基础,为医学提供研究方法和手段。同时临床医学实践又可以丰富生理学理论,推动生理学的发展。

3.生理学的研究方法

生理学的研究方法包括动物实验和人体实验。动物实验可分为急性动物实验和慢性动物实验,前者又可分为在体实验和离体实验。动物实验与人体试验有其各自的特点,详见表1-1。

表1-1 各类生理学实验方法及其优、缺点

二、机体的内环境和稳态

1.机体的内环境(1)体液及其组成

体液是指人体内所含的液体。正常成年人体液占体重的60%,分为细胞内液和细胞外液:

图1-1 体液的组成(2)体液的分隔与相互沟通

人体各部分体液彼此隔开,但又可通过细胞膜或毛细血管壁互相沟通。血浆是人体体液中最活跃的部分。(3)内环境的概念

内环境与外环境相区别,机体的内环境指细胞在体内直接所处的环境,是细胞实际生活的环境,又称细胞外液。

2.稳态(1)稳态的概念

稳态又称自稳态,是指机体细胞外液的成分(离子成分、营养成分等)、各种理化特性以及体温和姿势的维持等能够通过自身的调节机制保持相对稳定的状态。(2)稳态特点和生理意义

①稳态是细胞生存和发挥功能的基本条件。

②稳态是一种动态平衡,若变动超出一定范围,稳态会受到破坏,可能引起疾病。

③稳态的维持是全身各系统和器官共同参与完成的机体自我调节(如神经和体液调节)的结果。

三、机体生理功能的调节

1.生理功能的调节方式(1)神经调节

①神经调节是指通过神经系统的活动(反射),对机体各组织器官功能所进行的调节,是人体生理功能调节中最主要的形式。

②反射是神经调节的基本方式,是在中枢神经系统的参与下,机体对内、外环境变化产生的有规律的适应性反应。

a.反射弧是反射的结构基础,包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。只有反射弧保持结构和功能的完整,机体才能做出规律性应答。

b.反射可分为非条件反射和条件反射。(2)体液调节

①定义

体液调节是指体内由某些细胞分泌的某些化学物质(如激素、代谢产物等)通过体液运输作用于相应细胞受体,而影响生理功能的一种调节方式。

②分类(按作用方式的分类)

表1-2 体液调节的分类(3)自身调节

自身调节是指细胞、组织和器官依靠自身,而并不依赖于神经或体液,而对对周围环境变化产生的一种适应性反应。(4)三种调节方式的特点,详见表1-3。

表1-3 神经、体液和自身调节的作用方式、特点及在调节中的地位

2.生理功能的控制系统(1)反馈控制系统概念

反馈控制系统是一个闭环控制系统,是指受控部分(各靶细胞、靶器官等)一方面接受控制部分(如中枢神经、内分泌腺)发出的指令来进行活动,另一方面发出信息反过来影响控制部分的活动。(2)反馈的分类

反馈有负反馈和正反馈两种形式。

①负反馈:受控部分发出的反馈信息导致控制器调节作用减弱或抑制。体内的绝大多数控制系统都是负反馈方式调节。

②正反馈:受控部分发出的反馈信息使控制器调节作用增强。正反馈可激起机体功能活动迅速达到某种特定状态,完成相应的生理功能。(3)前馈控制系统

前馈控制发生于受控部分发出反馈信息之前。体内某些监测装置在受到刺激后预先发出信息至控制器,使其及时做出适应性反应。前馈自动控制的意义在于使机体的反应性调节功能具有预见性,及早做准备并使活动更加准确,减少滞后现象及波动。

1.2 典型题(含考研真题)详解

一、A型题(单项选择题,请从备选答案中选出一个最佳答案)

1.下列生理功能活动中,主要通过体液途径完成的调节是(  )。[西医综合2015研]

A.肢体发动随意运动

B.大量出汗引起尿量减少

C.食物入口引起唾液分泌

D.沙尘飞入眼球引起的闭眼动作【答案】B【解析】ACD三项,均是通过神经调节完成的。B项,大量出汗后抗利尿激素分泌增加,从而尿量减少,此为体液调节。

2.下列生理功能活动中,主要通过神经反射而完成的调节是(  )。[西医综合2014研]

A.育龄期女性月经周期的正常进行

B.肢体在受伤害性刺激时的回撤动作

C.餐后血糖很快恢复正常水平的过程

D.正常人体的生长与发育过程【答案】B【解析】人体生理活动的调节方式包括神经调节、体液调节和自身调节。ACD三项,育龄期妇女月经周期主要通过雌激素、孕激素、FSH、LH等进行调节;血糖浓度稳态的维持主要通过胰岛素、胰高血糖素等激素进行调节;正常人体的生长与发育过程受生长激素、甲状腺激素、雌激素、雄激素等的调节,这些均属于体液调节。B项,当肢体受到伤害性刺激时,皮肤感受器可感受这种伤害性刺激,并将刺激信号经传入神经传到中枢,信号经中枢分析处理后,经传出神经到达效应器,即有关肌群,引起肌群收缩,使受刺激肢体产生回撤动作,在整个反射过程中,没有体液因素的参与,是完全通过神经反射完成的神经调节。

3.下列生理活动中,存在负反馈控制的是(  )。[西医综合2011研]

A.动作电位的产生

B.血糖浓度的调节

C.排便反射的过程

D.兴奋的突触传播【答案】B【解析】受控部分发出的反馈信息对控制部分的活动产生抑制作用,使控制部分的活动减弱,这种反馈称负反馈。受控部分发出的反馈信息促进与加强控制部分的活动,这种反馈活动称为正反馈。A项,动作电位的产生过程中,神经纤维膜上0期去极达阈电位时,细胞膜++Na通道开放与Na内流之间的正反馈,使其达到超射。B项,血糖浓度维持稳态主要受胰岛素和胰高血糖素的调节,当血糖浓度过高时,负反馈抑制胰高血糖素的分泌;当血糖浓度过低时,负反馈抑制胰岛素的分泌。C项,排便是一种随意和不随意协调的非常复杂的生理性反射动作,一旦排便开始,就逐步加强、加速,直至完成,因此为正反馈。D项,典型的突触结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜,当突触前神经元兴奋→兴奋达神经末梢→神经末梢突触前膜去极2+2+化→突触前膜Ca通道开放→Ca进入突触前膜→神经递质释放→递质进入突触间隙→扩散到突触后膜→后膜对某种离子的通透性改变→后膜的去极化或超极化→产生突触后电位。此过程中涉及局部电位及动作电位的产生,有正反馈过程,而无负反馈。

4.关于体液的叙述,正确的是(  )。[西医综合2010研]

A.分布在各部分的体液量大体相等

B.各部分体液彼此隔开又相互沟通

C.各部分体液的成分几乎没有差别

D.各部分体液中最活跃的是细胞内液【答案】B【解析】A项,机体内的液体称为体液,约2/3分布于细胞内,称细胞内液;约1/3分布于细胞外,称细胞外液。BC两项,人体各部分体液彼此隔开,因而各部分体液的成分有较大差别,但各部分体液又相互沟通,细胞膜是分隔和沟通细胞内液与组织液的结构。毛细血管是分隔和沟通血浆与组织液的结构。D项,血浆是沟通各部分体液并与外界环境进行物质交换的重要媒介,因而是各部分体液中最为活跃的部分。

5.人体功能保持相对稳定依靠的调控系统是(  )。[西医综合2009研]

A.非自动控制系统

B.负反馈控制系统

C.正反馈控制系统

D.前馈控制系统【答案】B【解析】人体内的控制系统分为非自动控制系统、反馈控制系统和前馈控制系统。A项,非自动控制系统不起自动控制作用,人体功能保持相对稳定不依靠该系统。BC两项,反馈控制系统具有自动控制能力,包括负反馈和正反馈,负反馈是维持机体生理功能稳态的重要途径,是机体绝大多数情况下的调节方式。D项,前馈控制系统只是在反馈信息尚未出现偏差之前及时对其可能出现的偏差发出纠正信号,对人体功能稳态的维持远没有负反馈控制系统重要。

6.从控制论的观点看,对维持内环境的稳态具有重要作用的调控机制是(  )。[西医综合2008研]

A.非自动控制

B.负反馈控制

C.正反馈控制

D.前馈控制【答案】B【解析】人体内的控制系统分非自动控制系统、反馈控制系统和前馈控制系统三类。A项,在非自动控制系统中,控制部分发出指令控制受控部分的活动,而其自身的活动不受来自受控部分或其他纠正信息的影响,因此它不可能对内环境的稳态起自动调控作用。BC两项,(1)一个自动控制系统必然是一个闭合回路,也就是在控制部分(控制信息)和受控部分(反馈信息)之间存在双向信息联系;(2)机体维持内环境的稳态主要依靠反馈信息对控制信息的纠正和调整作用,从而到达精确调节的目的;(3)反馈控制包括正反馈和负反馈,其中,负反馈是维持稳态的重要途径,但这种调节方式也有缺点,即调节的波动性和滞后性。D项,前馈控制系统所起的作用是预先监测干扰,防止干扰的扰乱;或是超前洞察动因,及时作出适应性反应,条件反射活动是一种前馈控制系统活动,通过前馈机制可避免负反馈所具有的波动性和滞后性两项缺陷。

7.下列关于体液调节的叙述,错误的是(  )。[西医综合2007研]

A.不受神经系统控制

B.通过特殊化学物质实现

C.不一定都是全身性的

D.反应比神经调节缓慢【答案】A【解析】体液调节是指人体的内分泌细胞分泌某些特殊的化学物质(如激素),经体液运输到全身各处,作用于细胞上相应的受体,进行的调节活动。因为激素通常是通过血液运输到距离较远的部位起作用,因此称为体液调节。A项,不少内分泌腺本身直接或间接地接受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节成了神经调节的一个环节,称神经体液调节。BC两项,除激素外,某些组织细胞产生的一些化学物质虽不能随血液到身体其他部位起作用,但可以在局部组织液内扩散,改变附近组织细胞的功能活动状态,此为局部体液调节。D项,体液调节的特点是:反应速度慢、不够精确、作用时间持久、作用范围广。

8.机体处于寒冷环境时,甲状腺激素分泌增多属于(  )。[西医综合2006研]

A.神经调节

B.自身调节

C.局部调节

D.体液调节

E.神经-体液调节【答案】E【解析】(1)机体功能活动的调节分神经调节、体液调节和自身调节。通过神经系统进行的调节是神经调节;通过内分泌细胞分泌激素完成的调节是体液调节;既无神经系统活动又无体液因素参与的调节是自身调节。局部调节是相对应全身或较大范围的调节而言的。(2)机体处于寒冷环境时,温度感受器的信息通过神经系统到达下丘脑体温调节中枢,经过“下丘脑(TRH)-垂体(TSH)-甲状腺(T、T)”轴促进甲状腺激素的释放,促进代谢及产热。该过程中,34既有神经系统的参与,也有体液因素的参与,因此是神经-体液调节。

9.机体的内环境是指(  )。[西医综合2005研]

A.体液

B.细胞内液

C.细胞外液

D.血浆

E.组织间液【答案】C【解析】(1)人体的体液分细胞内液和细胞外液:前者占2/3,分布在细胞内;后者占1/3,分布在细胞外(包括血浆和组织液)。(2)人体的绝大多数细胞都不直接与外界环境接触,而是直接浸浴在细胞外液中,因此细胞外液是细胞在体内直接所处的环境,称内环境。

1.内环境的稳态(  )。[中南大学2009研]

A.是指细胞内液中各种理化因素保持相对恒定

B.是指细胞外液的各种理化性质发生小范围变动

C.使细胞内、外液中各种成分基本保持相同

D.不依赖于体内各种细胞、器官的正常生理活动

E.不受机体外部环境因素的影响【答案】B

二、B型题(配伍选择题,每组题共用一组备选答案,每题只有一个正确答案,备选答案可重复选用)

A.偏差信息

B.参考信息

C.控制指令

D.反馈信息

E.前馈信息

1.在神经调节中,由效应细胞发出的能影响相应神经中枢活动的信息是(  )。【答案】D

2.在体液调节中,由内分泌细胞发出的能影响相应靶细胞活动的信息是(  )。【答案】C

3.在食物尚未入口前,能引起唾液分泌的有关食物的外观、气味等信息是(  )。【答案】E

三、X型题(多项选择题)

1.下列现象中,哪些存在着正反馈?(  )

A.肺牵张反射

B.排尿反射+

C.神经纤维膜上达到阈电位时Na通道的开放

D.血液凝固过程【答案】BCD

2.下列哪些现象中存在正反馈?(  )

A.血液凝固过程+

B.心室肌纤维动作电位0期去极时的Na内流

C.排卵前期,成熟的卵泡分泌大量雌激素对腺垂体分泌黄体生成素的影响

D.妇女绝经后,由于卵巢激素分泌减少引起的血和尿中的促性腺素浓度升高【答案】ABC

3.生理学的任务包括(  )。

A.机体功能活动规律

B.机体功能活动的产生机制

C.机体内外环境对功能活动的影响

D.机体功能活动的调节【答案】ABCD

4.下列关于自稳态的描述,正确的有(  )。

A.内环境理化性质固定不变

B.包括各种生理功能活动的稳态

C.是机体维持生命的必要条件

D.主要依靠体内的负反馈控制【答案】BCD

5.与反馈控制相比,前馈控制的优点有(  )。

A.速度快

B.不会失误

C.有预见性

D.适应性强【答案】ACD

四、名词解释题

1.internal environment

答:internal environment的中文译名是内环境,是指围绕在多细胞机体中细胞周围的体液,即细胞外液。细胞外液的理化性质变动非常小,这对保持内环境的相对稳定非常重要,这也是机体能适应外环境并保持独立生存的首要条件。

2.稳态[暨南大学2014研]

答:稳态(Homeostasis)是指内环境中的各种理化因素保持相对稳定的状态,但现已扩展到泛指体内细胞和分子水平、器官和系统水平到整体水平的各种生理功能活动在神经和体液等因素调节下保持相对稳定的状态。

3.humoral regulation

答:humoral regulation的中文译名是体液调节,是指多细胞生物体内某些特殊的化学物质(如内分泌激素、生物活性物质或某些代谢产物等)通过体液途径而影响生理功能的一种调节方式。体液调节包括远距分泌、旁分泌、自分泌和神经分泌四类。

4.negative feedback

答:negative feedback的中文译名是负反馈,是指在中体内控制系统,受控部分发出的反馈信息调整控制部分的活动,最终使受控部分的活动朝着与它原先活动相反的方向改变的过程。负反馈有两个特点:(1)控制都有一个调定点。调定点是指自动控制系统所设定的一个工作点,使受控部分的活动只能在这个设定的工作点附近的一个狭小范围内变动。(2)负反馈控制系统是一个闭合回路,反馈可在回路中反复进行。

5.正反馈[暨南大学2014研]

答:正反馈是指受控部分发出反馈信息促进与加强控制部分的活动,最终使受控部分的活动朝着与它原先活动相同的方向改变。它是一种反馈的形式,意义在于产生“滚雪球”效应,或促使某一生理活动过程很快达到高潮并发挥最大效应。一般对稳态的维持不发挥作用。

6.神经调节

答:神经调节是通过反射而影响生理功能的一种调节方式,是人体生理功能调节中最主要的形式。人体通过神经系统对各种刺激作出应答性反应的过程称为反射,反射是神经调节的基本方式。

7.前馈控制

答:前馈控制指控制部分在反馈信息尚未到达前已受到纠正信息(前馈信息)的影响,及时纠正其指令可能出现的偏差的现象。前馈控制的特点:①前馈较快速,并具有预见性,适应性大;②有时会发生失误。

8.反射弧

答:反射弧是反射的结构基础,由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个部分组成。反射须在反射弧的结构和功能都完整的基础上才能正常进行;反射弧中的任何一个环节被阻断,反射将不能完成。

五、问答题

1.内环境稳态具有什么生理意义?机体如何保持内环境相对稳定?

答:内环境稳态是指内环境的理化性质,如温度、pH、渗透压和各种液体成分等的相对恒定状态。(1)生理意义:①在人和高等动物,内环境的稳态是细胞维持正常生理功能,乃至机体维持正常生命活动的必要条件;②内环境的稳态是细胞各种代谢活动所必需;③内环境的稳态是兴奋性细胞保持其正常兴奋性和生物电活动正常进行的必要条件。(2)内环境的稳态是一种动态平衡,稳态的维持是机体自我调节的结果,需要全身各系统和器官的共同参与和相互协调来完成。例如,代谢需要的O和营养物质可由呼吸系统和消化系统摄人体内,2+而代谢产生的CO和H等终产物则通过呼吸系统和泌尿系统排出体2外。

2.简述人体生理学研究的几个水平。

答:人体生理学的研究主要可分为三个水平进行。(1)整体水平研究:主要研究机体与环境之间的关系。如研究人在安静、不同程度的活动状态以及特殊环境(高空、高原、潜水等)条件下,整体功能活动的变化及发生机制。(2)器官水平研究:主要研究各器官的功能活动规律及其调节。(3)细胞和分子水平研究:主要研究细胞、亚细胞结构的功能以及细胞内生物分子的生理作用,可深入阐明生命活动的最基本规律以及器官、组织功能活动的原理。

通过以上不同水平的研究,阐明机体生命活动的规律及适应自然的能力。

第2章 细胞的基本功能

2.1 复习笔记

一、细胞膜的结构及功能

1.细胞膜的结构模型

液态镶嵌模型是目前公认的细胞膜结构模型,其中脂质双分子层是细胞膜的基本骨架。

2.细胞膜的分子结构

细胞膜和细胞内各种细胞器的膜结构及其化学组成基本相同,主要由脂质(磷脂、糖脂和胆固醇)和蛋白质(主要以糖蛋白的形式)以及少量糖类物质组成。(1)膜脂

①膜脂质主要由磷脂、胆固醇和少量糖脂构成。细胞膜的脂质呈双分子层排列,构成膜的基本骨架(图2-1)。

图2-1 膜脂的成分(2)膜蛋白

细胞膜的功能主要是通过膜蛋白来实现。膜蛋白分为表面蛋白和整合蛋白两类。

表2-1 表面蛋白和整合蛋白的比较(3)膜糖

①存在形式

细胞膜中的糖类以共价键的形式与膜蛋白或膜脂质结合而形成糖蛋白或糖脂。

②功能

a.提高膜的稳定性,增强膜蛋白对细胞外基质中蛋白酶的抗性,帮助膜蛋白进行正确的折叠和维持正确的三维构型;

b.参与细胞的信号识别、细胞的黏着;

c.糖蛋白中的糖基还帮助新合成蛋白质进行正确的运输和定位;

d.糖类物质中所含糖基序列可以起到“分子语言”的作用。

3.细胞膜的功能总结(表2-2)

表2-2 细胞膜的功能

4.跨细胞膜的物质转运(1)单纯扩散

①定义

单纯扩散又称简单扩散,是指小分子物质以热自由运动的方式顺着电化学梯度或浓度梯度,不需要细胞提供能量,也无需膜转运蛋白的协助,直接通过脂双层进出细胞的运输方式。

②影响单纯扩散转运速率的因素

膜两侧的浓度差和膜对该物质的通透性。

在简单扩散的跨膜运动中,脂双层对溶质的通透性大小主要取决于分子大小和分子的极性。

③转运的物质

疏水性小分子如O、N以及小的不带电荷的极性分子很容易通22过简单扩散进出细胞。(2)易化扩散

①定义

易化扩散是指溶质顺着电化学梯度或浓度梯度,不需要细胞提供能量,在膜转运蛋白(通道蛋白或载体蛋白)协助下的跨膜转运方式。

②转运的物质

多种极性小分子和无机离子,包括水分子、糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等顺着电化学梯度或浓度梯度完成跨膜转运。

③分类

易化扩散分为经通道易化扩散和经载体易化扩散两种形式。

a.经通道易化扩散,即以通道为中介的易化扩散,是指在通道蛋白的介导下,各种带电离子顺浓度梯度和(或)电位梯度的跨膜转运。其转运的通道为离子通道。

离子通道转运速度快,具有离子选择性和门控特性。其中门控特性包括三类(表2-3):

表2-3 门控特性通道的分类

b.经载体易化扩散,是指以膜上载体蛋白为中介进行的易化扩散。即在载体蛋白介导下,水溶性小分子物质或离子顺浓度梯度进行的跨膜转运,属于载体介导的被动转运。

特点:物质载体转运速率较慢,高度的结构特异性,饱和现象,竞争性抑制。

表2-4 经通道易化扩散和经载体易化扩散的鉴别(3)主动转运

①定义

主动转运是指由载体蛋白所介导的物质,由细胞膜或细胞膜所属的细胞提供能量,逆着电化学梯度或浓度梯度进行跨膜转运的方式。

②分类

a.原发性主动转运

第一,定义:原发性主动转运是指ATP酶直接利用水解ATP提供的能量,实现离子或小分子逆浓度梯度或电化学梯度的跨膜运输。

第二,离子泵:介导带电离子进行主动转运的膜蛋白或载体。离子泵的活动是典型的原发性主动转运。++

离子泵的种类:钠-钾泵(同时转运Na和K,逆浓度差将3个++2+Na排出胞外,将2个K摄入胞内)、钙泵(转运Ca)和质子泵+(转运H)等。+

ⅰ.钠-钾泵的生理意义主要有:造成的细胞内高K是许多机体代谢反应进行的必要条件;维持胞内渗透压的平衡和细胞容积的相对++稳定;形成的Na和K跨膜浓度梯度是细胞发生电活动(可兴奋细胞产生兴奋)的基础;生电效应可使膜外正电荷增加,使膜内电位的负值增大;为继发性主动转运提供能量和势能储备。2+

ⅱ.钙泵主要功能是将Ca转运到细胞外或肌质网、内质网中2+2+2+储存起来,使细胞内低Ca。Ca泵将Ca泵入肌质网,调节肌细胞的收缩。+

ⅲ.质子泵主要功能是将H转运到细胞外或细胞器内。

b.继发性主动转运,又称为联合(或协同)转运,是指利用原发性主动转运所造成的高势能,使物质逆浓度梯度和(或)电位梯度的跨膜转运。

继发性主动转运可分为同向转运和反向转运两种形式。

第一,同向转运是指被转运的分子或离子扩散方向相同的联合转+运,其载体称为同向转运体;如Na-葡萄糖同向转运体。

第二,反向(逆向)转运,是指被转运的分子或离子扩散方向相+2+反的联合转运,其载体称为反向转运体或交换体;如Na-Ca交换++体和Na-H交换体。(4)胞吞作用与胞吐作用(膜泡运输)

胞吐和胞吞是一些大分子物质或物质团块(固态或液态的)通过细胞膜的方式,涉及生物膜的断裂与融合,是一个耗能的过程。

①胞吐(出胞)

胞吐作用是指细胞内合成的生物分子(蛋白质和脂质等)和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程。胞吐时细胞膜表面积有所增加。胞吐包括持续性胞吐和调节性胞吐两种形式,前者如小肠黏膜上皮杯状细胞分泌黏液的过程,后者如神经末梢释放神经递质的过程。

②胞吞(入胞)

胞吞作用是指细胞通过质膜内陷形成囊泡,将胞外的生物大分子、颗粒性物质或液体等摄取到细胞内,以维持细胞正常的代谢活动的过程。胞吞过程可使细胞膜面积有所减小。

胞吞分为吞噬(物质以固态入胞)和吞饮(即胞饮,物质以液态入胞)两种形式。

a.吞噬作用常发生于一些特化的吞噬细胞,如巨噬细胞和中性粒细胞中,除了可以摄取营养物,主要是清除侵染机体的病原体以及衰老或凋亡的细胞。

b.胞饮作用几乎发生于所有类型的真核细胞中。

四种细胞跨膜物质转运方式的比较见表2-5。

表2-5 细胞跨膜物质转运方式的比较

二、细胞的跨膜信号转导

跨膜信号转导是指刺激信息以及信号分子作用于受体后,以一种新的信号(电信号)形式传递到膜内,引起靶细胞相应功能改变的过程。

1.离子通道型受体介导的信号转导

细胞表面离子通道耦联受体是指受体本身既有信号(配体)结合位点,又是离子通道,其跨膜信号转导无需中间步骤。离子通道包括化学门控通道、电压门控通道和机械门控通道。

2.G蛋白耦联受体介导的信号转导(1)主要的信号蛋白和第二信使

信号蛋白主要包括G蛋白耦联受体、G蛋白、G蛋白效应器和蛋白激酶等。

①G蛋白耦联受体

a.G蛋白耦联受体含有7个疏水肽段形成的跨膜α螺旋区,N端在细胞外侧,C端在细胞胞质侧。

b.胞外侧和跨膜螺旋内部有配体结合部位,膜内胞质侧有G蛋白结合部位,受体与配体结合后,通过构象变化激活G蛋白。

c.它是细胞表面受体中最大家族,普遍存在于各类真核细胞表面。G蛋白耦联受体既无通道结构,又无酶活性,又称促代谢型受体。

②G蛋白

a.组成

G蛋白是鸟苷酸结合蛋白的简称。G蛋白通常指由G、G、G三αβγ个亚单位构成的异三聚体G蛋白。G亚单位是G蛋白主要的功能亚单α位,既具有结合GTP或GDP的能力,又具有GTPase活性,是分子开关蛋白;G和G亚单位以异二聚体形式存在。βγ

b.分类

G蛋白分为G、G、G和G等类,每类又可分为多种亚类。siq12

c.G蛋白与GTP结合为激活态,与GDP结合为失活态。

③G蛋白效应器

G蛋白效应器是指G蛋白直接作用的靶标,包括催化生成第二信使的酶[腺苷酸环化酶(AC)、磷脂酶C(PLC)、磷脂酶A和磷酸二2酯酶]、膜离子通道以及膜转运蛋白等。

④第二信使

第二信使是指胞外信号分子(如激素、神经递质、细胞因子等第一信使)作用于膜受体后产生的非蛋白类小分子。已知的第二信使有2+cAMP、cGMP、Ca、二酰甘油(DAG)、肌醇-l,4,5-三磷酸(IP)和3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇(PIP)等。33

⑤蛋白激酶

蛋白激酶可催化蛋白质磷酸化,引起生物体内各种效应。

图2-2 G蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导的主要步骤(2)主要的信号转导通路

①受体-G蛋白-AC-cAMP-PKA通路(cAMP信号通路)

胞外化学信号(激素、神经递质为第一信使)→与G蛋白耦联受体(刺激性激素受体R)结合→合蛋白激活(兴奋性G蛋白,G)→ss刺激腺苷酸环化酶(AC)→提高靶细胞cAMP水平→激活cAMP依赖的蛋白激酶A(PKA)→进一步催化下游靶蛋白磷酸化,发挥生物学作用。

注:细胞膜上还存在抑制性G蛋白(G),在化学信号与抑制性i受体结合后,G可以抑制AC,减少cAMP的生成。i

记忆通路:激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→AC→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录2+

②受体-G蛋白-PLC-IP-Ca和DAG-PKC通路3

激素→素蛋白耦联受体→白蛋白→磷脂酶C脂酶联和DAG脂启32+动IP/Ca和DAG/PKC途径→激活靶酶和开启基因表达(图2-3)。3

图2-3 IP3-Ca2+和DAG-PKC双信使信号通路

3.由酶耦联受体介导的信号跨膜转导(1)酶联受体分类

受体酪氨酸激酶、受体丝氨酸/苏氨酸激酶、受体酪氨酸磷酸酯酶、受体鸟苷酸环化酶和酪氨酸蛋白激酶联受体。(2)受体酪氨酸激酶(RTK)及RTK-Ras蛋白信号通路

受体酪氨酸激酶多数为单体跨膜蛋白,二聚化是其被激活的普遍机制。位于膜外侧的较长的肽链部分同特定的化学信号结合后,可以直接引起受体肽链的膜内段激活,使之具有磷酸激酶活性,通过使自身肽链和膜内蛋白质底物中的酪氨酸残基发生磷酸化,而产生细胞内效应。

三、细胞的电活动

细胞生物电表现为跨膜电位,细胞的膜电位主要有静息电位和动作电位两种表现形式。细胞都具有静息电位,动作电位则仅见于神经细胞、肌细胞、和部分腺细胞。

1.静息电位(1)静息电位的概念

①静息电位(RP)指安静情况下,存在于细胞膜两侧外正内负且相对平稳的电位差。

②相关概念

a.极化:通常指细胞在安静状态下,细胞膜处于膜外正电位、膜内负电位的状态。

b.超极化:静息电位(负值)增大的过程或状态。

c.去极化(除极化):静息电位(负值)减小的过程或状态。

d.反极化:除极化至零电位后膜电位进一步变为正值的过程或状态,即膜两侧电位的极性与原来的极化状态相反,细胞膜电位由外正内负变为外负内正的状态。

e.超射:指反极化的电位幅度,膜电位高于零电位的部分。

f.复极化:从反极化的状态的电位恢复到膜外正电位、膜内负电位的静息状态。(2)静息电位的产生机制

用膜的离子流学说解释,带电离子的跨膜转运形成了静息电位这种状态。其要点有:细胞膜内外离子浓度差;细胞膜对各种离子的选择通透性;不同状况下,膜通透性发生变化。+

①钠泵的活动造成细胞内液K浓度高于细胞外液的浓度。++

②静息时,膜上的K通道开放,K顺浓度差外流。+++

③进而促进K外流的动力即K浓度差减小,而由外流的K形成的外正内负的电位差所构成的阻力增大。+

④当促使K外流的动力与阻止其外流的阻力相等时电化学驱动+力即为零,此时K的净扩散量为零,膜两侧的电位差便稳定下来。+电位接近K的平衡电位,为静息电位。+

注:一般K平衡电位理论值比静息电位的实测值大,这是因为+安静时细胞膜对Na也有一定的通透性。(3)影响静息电位水平的因素+

①细胞外液K浓度++

细胞外K浓度(如高血钾)↑→K平衡电位↓→静息电位↓。++

②膜对K和Na的相对通透性++

膜对K的通透性↑→静息电位将↑;反之,膜对Na的通透性↑→静息电位↓。

③钠泵活动水平

钠泵活动↑→生电效应↑→膜发生一定程度的超极化;相反,钠泵活动↓→静息电位↓。

2.动作电位(1)动作电位的概念和特点

①动作电位是指可兴奋细胞在接受有效刺激(阈刺激或阈上刺激)后,在静息电位基础上,其细胞膜产生的一次迅速、短暂、可扩布的电位变化过程。动作电位由锋电位和后电位组成。

②相关概念

a.锋电位是指动作电位的升支(去极相)和降支(复极相)共同形成尖峰状的电位变化。是动作电位的主体,被视为动作电位的标志。

b.后电位是指锋电位之后低幅、缓慢波动的膜电位。

第一,负后电位(后去极化电位):膜电位的负值仍小于静息电位。

第二,正后电位(后超极化电位):膜电位的负值大于静息电位。

c.后电位结束后膜电位才恢复到稳定的静息电位水平。

图2-4 神经纤维动作电位模式图

③动作电位的特点

a.“全或无”特性

刺激强度未达到阈电位时,动作电位不会产生;动作电位一经出现,其幅度便达到一定数值,且幅度不随刺激强度的增强而增大。

b.不衰减传播

动作电位产生后,沿细胞膜向周围传播,在传播过程中不衰减,其幅度和波形始终保持不变。

c.脉冲式电位变化

多个连续的动作电位不融合,而有一定的时间间隔。(2)动作电位的产生机制

离子跨膜移动引起膜电位的波动,由此产生动作电位。离子跨膜转运主要受离子的电-化学驱动力和细胞膜对离子的通透性的影响。+

①当细胞受到阈刺激或阈上刺激后,膜上的Na通道开放,引起+Na内流,产生去极化;++

②去极化达到阈电位水平时,K外流不足以对抗Na内流,于是产生净内向电流;+

③净内向电流使膜的去极化与Na电导之间形成正反馈,使膜电位出现爆发性去极化,形成动作电位的升支;++

④当膜电位去极化接近Na的平衡电位时Na通道失活关闭,此时膜电位处于动作电位的峰值;++

⑤此时对K的外向驱动力很强,同时对K的通透性也开始增+加,产生很强的K外向电流,使膜迅速复极化,形成动作电位的降支。(3)动作电位的触发

①阈刺激

a.阈强度又称阈值,是指能使细胞产生动作电位的最小刺激强度,即阈刺激作用于细胞时,能使膜的静息电位除极化到阈电位的刺激强度。

b.阈刺激,是指相当于阈强度的刺激。大于阈强度的刺激称为阈上刺激;小于阈强度的刺激称为阈下刺激。

②阈电位+

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(临界膜电位),即刚好能触+发膜去极化与Na电导之间形成正反馈的膜电位水平。(4)动作电位的传播

①动作电位在同一细胞上的传播(局部电流学说)

②动作电位在细胞之间的传播

相邻细胞间存在缝隙连接(属于非门控通道,处于开放状态),动作电位可通过此结构在细胞之间传播,缝隙连接让某些同类细胞发2+生同步化活动,细胞内Ca水平增高和(或)pH降低时,缝隙连接通道可关闭。神经细胞的电突触结构和心肌细胞之间有闰盘结构基础是缝隙连接。(5)兴奋性及其变化

①兴奋性

兴奋性是指机体的可兴奋组织或细胞接受刺激后发生反应(动作电位)的能力或特性,它是生命活动的基本特征之一。兴奋性高低以刺激的阈值来衡量,阈值愈小兴奋性愈高;阈值愈大兴奋性则愈低。

②细胞兴奋后兴奋性的变化

可兴奋细胞在发生一次兴奋后,其兴奋性将出现一系列周期性变化。细胞兴奋后兴奋性变化大致分为绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期四期,每期均具有不同的特点(图2-5,表2-6)。

图2-5 动作电位与兴奋性变化的时间关系示意图

表2-6 细胞兴奋后兴奋性变化的规律

3.电紧张电位和局部电位(1)电紧张电位

①定义

电紧张电位是指由膜的被动电学特性(膜电容、膜电阻和轴向电阻)决定其空间分布和时间变化的膜电位。

②扩布范围和生成速度

a.用空间常数λ表示电紧张电位扩布范围,λ越大,电紧张电位扩布的范围越大,对邻旁细胞膜的影响范围就越大。

b.用时间常数τ表示电紧张电位时间变化(即生成速度),τ越小,电紧张电位的生成速度就越快。

③电紧张电位的极性

负电极下方可产生去极化电紧张电位;正电极下方可产生超极化电紧张电位。

④电紧张电位的特征

a.等级性电位

电紧张电位的幅度可随刺激强度的增大而增大。

b.衰减性传导

电紧张电位的幅度随传播距离的增加呈指数函数下降。

c.电位可融合

由于电紧张电位无不应期,故多个电紧张电位可融合在一起。(2)局部电位

①概述

局部兴奋(局部电位或局部反应),是指阈下刺激造成的除极化+与少量Na内流造成的除极化叠加在一起,在受刺激部位出现一个较小的除极化。

②电学特征

局部电位具有电紧张电位的电学特征:

a.等级性电位,不具有“全或无”的特点;

b.衰减性传导;

c.没有不应期,电位可融合(时间和空间)。

局部电位和动作电位的区别如表2-7所示。

表2-7 局部电位和动作电位的区别

四、肌细胞的收缩

根据结构和收缩性能,肌组织可分为骨骼肌、心肌和平滑肌三类,其中骨骼肌和心肌统称为横纹肌。骨骼肌属于随意肌,受躯体运动神经的支配和控制;心肌和平滑肌属于非随意肌,受自主神经的支配和控制。

1.横纹肌(1)骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递

①骨骼肌神经-肌接头的结构特征

骨骼肌神经-肌接头由接头前膜、接头后膜和接头间隙构成。

图2-6 骨骼肌神经-肌接头的结构

②骨骼肌神经-肌接头处的兴奋传递过程2+

当神经冲动传导到运动神经轴突末梢→膜Ca通道开放,膜外2+Ca向膜内流动→轴突末梢

内囊泡前移、融合、破裂,囊泡中Ach释放→Ach与终板膜上的+++N受体结合,受体蛋白构型改变→终板膜对Na、K(尤其是Na)2通透性↑→终板膜去极化→终板电位(EEP)→EEP电紧张扩布至肌膜,肌膜去极化达到阈电位→肌细胞膜爆发动作电位。(2)横纹肌细胞的结构特征

横纹肌细胞的结构特征是细胞内含有大量的肌原纤维和高度发达的肌管系统(图2-7)。

图2-7 横纹肌细胞的结构组成

①肌原纤维和肌节

a.肌原纤维由粗肌丝和细肌丝构成,粗、细肌丝在肌节中的规则排列形成明暗交替的横纹(图2-8)。

A带:横纹的暗带。

M线,即暗带的中央的一条横向的线;

H带,即M线两侧相对较亮的区域或者说暗带的中央部分着色较淡的部分;

I带:相邻两A带之间为较为透亮的明带。

Z线:即明带中央的一条横线。

b.肌节,即相邻两Z线之间的区段,是肌肉收缩和舒张的基本单位。

图2-8 骨骼肌的肌原纤维和肌管系统

②肌管系统

横纹肌细胞包括横管和纵管两个肌管系统(图2-9)。

图2-9 横纹肌细胞的组成(3)横纹肌细胞的收缩机制——肌丝滑行学说

该学说认为肌肉收缩时,肌节缩短,是细肌丝(肌动蛋白丝)在粗肌丝(肌球蛋白丝)中间主动滑动的结果,肌丝在滑行过程中长度未发生改变。

①肌丝的分子结构

a.粗肌丝,由肌球蛋白或肌凝蛋白分子聚合而成,包括杆部和头部(横桥)。

b.细肌丝,主要成分是肌动蛋白,辅以原肌球蛋白和肌钙蛋白。

注:收缩蛋白:直接参与肌肉收缩,如肌球蛋白和肌动蛋白。

调节蛋白:不直接参与肌肉收缩,但可调控收缩蛋白间的相互作用,如原肌球蛋白和肌钙蛋白。

②肌丝滑行的过程

粗肌丝与细肌丝间的相互滑行是通过横桥周期完成的。横桥周期是指肌球蛋白的横桥(具有ATP酶作用)与肌动蛋白结合、摆动、复位的过程。

a.初始状态,横桥没有结合ATP时,与细肌丝结合,并成僵直状态。

b.横桥结合ATP,与肌动蛋白纤维的结合力下降,与肌动蛋白分开;同时结合的ATP被水解为ADP和Pi,水解产物仍与肌球蛋白结合;获能的横桥发生旋转,垂直于细肌丝,向细肌丝的正极端抬升,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。

d.横桥与肌动蛋白结合。22++

胞质Ca浓度↑→Ca与肌钙蛋白结合→原肌球蛋白发生位移→暴露出肌动蛋白上的横桥结合位点→横桥立即与细肌丝正极端的肌动蛋白结合。

e.横桥摆动。随着Pi的释放,肌球蛋白颈部结构域发生构象变化,横桥与细丝的角度发生变化(横桥头部向桥臂方向扭动45°),拉动细肌丝向M线方向滑行(即相对于粗肌丝的滑动),肌节长度缩短。

f.横桥复位。随着ADP的释放,在ADP解离的位点横桥与ATP结合,横桥与肌动蛋白分离,横桥结构域与细肌丝之间又回到僵直状态。2+

g.横桥与肌动蛋白再结合。胞质Ca浓度仍升高时,再次重复上述d、e、f过程。(4)横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联

①基本特点2+

a.兴奋-收缩耦联的耦联因子是Ca;

b.结构基础:在骨骼肌是三联管结构,在心肌则为二联管结构。

②基本步骤(图2-10)

图2-10 横纹肌细胞的兴奋-收缩耦联步骤(5)影响横纹肌收缩效能的因素

肌肉收缩效能是指肌肉收缩时产生的张力大小、缩短程度以及产生张力或缩短的速度。

①等张收缩与等长收缩。

根据肌肉收缩时期张力及长度是否变化,可分为等张收缩和等长收缩。

a.等长收缩(isometric contraction),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。

b.等张收缩(isotonic contraction),是指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。

②负荷对肌肉收缩的影响

a.前负荷

第一,定义:前负荷是指肌肉在收缩前所承受的负荷。前负荷决定肌肉在收缩前被拉长的程度,即初长度。

第二,前负荷对肌肉收缩的影响:用长度-张力关系曲线表示。在一定的初长度范围内,随着肌肉的初长度的增加,肌肉的收缩力也增加;小于或超过最适初长度,肌肉的收缩力都会下降。与最适初长度相对应的肌节长度为2.0~2.2μm。

b.后负荷

第一,定义:后负荷是指肌肉在收缩后遇到的负荷或阻力。

第二,后负荷对肌肉收缩的影响,可用张力-速度关系曲线表示。后负荷为零时,肌肉张力为零,肌肉收缩可达最大缩短速度,表现为等张收缩;随后负荷的增大,肌肉收缩表现为先等长收缩而后等张收缩;当后负荷增加到使肌肉不能缩短时,肌肉可以产生最大的收缩张力,表现为等长收缩。

c.肌肉收缩能力对肌肉收缩的影响

肌肉收缩能力提高,可使长度-张力关系曲线上移、张力-速度关系曲线右上移。影响肌肉收缩能力的因素包括钙瞬变、收缩蛋白对2+Ca的敏感性等。

③收缩的总和

收缩的总和是指肌细胞收缩的叠加特性,是骨骼肌快速调节其收缩效能的主要方式。可分为空间总和形式和时间总和形式。

a.空间总和形式,称为多纤维总和,是指参与同步收缩的运动单位数目的增加。

b.时间总和形式,称为频率总和,是指提高骨骼肌收缩频率而产生的叠加效应。

第一,单收缩,指整块骨骼肌或单个肌细胞受到一次短促的刺激时,先产生一次动作电位,然后出现一次机械收缩;根据收缩时肌肉所处的负荷条件不同,单收缩既可以等长也可以等张。

第二,复合收缩

ⅰ.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。

ⅱ.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。

注意:心脏的收缩为全或无式的,不会发生心肌收缩的总和。

表2-8 负荷与收缩能力对肌肉收缩强度的影响

2.平滑肌(1)平滑肌的分类

平滑肌主要分单个单位平滑肌和多单位平滑肌两类。单个单位平滑肌与多个单位平滑肌区别见表2-9。

表2-9 单个单位平滑肌与多个单位平滑肌的比较(2)平滑肌细胞的结构特点

平滑肌细胞与横纹肌细胞的比较,详见表2-10。

表2-10 平滑肌细胞与横纹肌细胞的比较(3)平滑肌细胞的收缩机制22++

①平滑肌收缩的触发因子是Ca,胞质中Ca来自经细胞膜2+2+2+Ca通道进入的Ca和由sR(侧囊)释放到胞质中的Ca。

②平滑肌细胞的肌丝滑行22++

细胞质中Ca↑→Ca与钙调蛋白(CaM,注:平滑肌的细肌丝中不存在肌钙蛋白,但含有钙调蛋白)结合形成Ca-CaM复合物→与胞质中的肌球蛋白轻链激酶(MLCK)结合→MLCK活化→横桥中的MLC磷酸化→平滑肌收缩。(4)平滑肌活动的神经调节

平滑肌受交感和副交感神经的双重调节,起兴奋和抑制双重作用。

2.2 典型题(含考研真题)详解

一、A型题

1.当细胞膜去极化和复极化时,相关离子的跨膜转运方式是(  )。[西医综合2015研]

A.经载体易化扩散

B.原发性主动转运

C.继发性主动转运

D.经通道易化扩散【答案】D【解析】AD两项,易化扩散是顺电化学梯度跨过细胞膜,去极化++和复极化的跨膜离子主要包括Na、K,些离子都不是脂溶性的,不能单纯依靠膜两侧的电化学梯度跨过细胞膜,必需依靠膜上通道蛋白质的帮助。只有通道打开时,相应的离子才能顺电化学梯度跨过细胞膜,因此是经通道的易化扩散。这些通道包括化学门控通道及电压门控制通道。BC两项,离子的跨膜转运依靠膜两侧的电化学梯度进行的易化扩散,此过程不需要消耗ATP,故不属于主动转运。

2.下列情况下,明显延长神经细胞动作电位时程的是(  )。[西医综合2015研]

A.部分阻断钠通道

B.升高细胞膜阈电位

C.减小刺激的强度

D.部分阻断钾通道【答案】D【解析】AD两项,细胞内含有的钾离子比细胞外多,细胞外含有的钠离子比细胞内多,动作电位的产生主要是钾离子迅速外流所致,部分阻断钾通道可明显延长动作电位时程。BC两项,动作电位的产生具有“有或无”的特性,所以调节阈电位和刺激强度均不能延长时程。

3.下列情况下,能加大神经细胞动作电位幅度的是(  )。[西医综合2014研]

A.延长刺激持续时间

B.降低细胞膜阈电位+

C.增加细胞外液中Na浓度

D.增大刺激强度【答案】C【解析】AD两项,刺激持续时间、刺激强度属于刺激量的参数,根据动作电位的“全或无”特性,只要刺激强度达到阈值,都可产生动作电位,且动作电位大小与刺激强度无关,因此延长刺激持续时间、增大刺激强度均不能使动作电位幅度增大。B项,降低细胞膜阈电位,则细胞更易兴奋,但动作电位幅度不变。

4.神经冲动到达肌接头前膜时,引起开放的通道是(  )。[西医综合2013研]+

A.Na通道2+

B.Ca通道+

C.K通道-

D.Cl通道【答案】B【解析】骨骼肌的神经-肌接头由接接头前膜、接头间隙、接头后膜(终板膜)组成。终板膜上有ACh受体,即N型ACh受体阳离子通22+道。当动作电位到达神经末梢时,接头前膜去极化→前膜对Ca通2+2+透性增加→Ca通道开放,Ca内流→ACh囊泡破裂释放→ACh进入接头间隙→终板膜上的ACh受体阳离子通道被ACh激活→终板膜对++Na通透性增高→Na内流→产生终板电位→总和选阈电位时→产生2肌膜动作电位。可见,神经冲动到到达肌接头前膜时,引起开放Ca+通道开放。

5.下列关于动作电位的描述,正确的是(  )。[西医综合2013研]

A.刺激强度小于阈值时,出现低幅度动作电位

B.刺激强度达到阈值后,再增加刺激强度能使动作电位幅度增大

C.动作电位一经产生,便可沿细胞膜作电紧张性扩布

D.传导距离较长时,动作电位的大小不发生改变【答案】D【解析】A项,阈值是指能引起动作电位的最小刺激强度,因此刺激强度小于阈值时,只能引起去极化,而不会出现低幅度的动作电位。B项,根据动作电位“全或无”特性,可兴备细胞接受阈(上)刺激后,一旦产生动作电位,其幅值就达最大,再增加刺激强度,动作电位的幅度不再增大。C项,动作电位是以局部电流形式传导的,而不是沿细胞膜作电紧张性扩布,以电紧张传播是局部电位的特点。D项,根据动作电位不衰减传导的特性,动作电位在细胞膜的某处产生后,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。

6.人体的NH通过细胞膜的方式是(  )。[西医综合2012研]3

A.单纯扩散

B.易化扩散

C.原发性主动转运

D.继发性主动转运【答案】A【解析】NH脂溶性高且分子量小,脂质双分子层的细胞膜对其3通透性高,因此能顺浓度梯度从高浓度一侧向低浓度一侧进行单纯扩散,完成其跨膜转运,不需要膜蛋白的帮助以其他形式进行转运。

7.微终板电位产生的原因是(  )。[西医综合2012研]

A.运动神经末梢释放一个递质分子引起的终板膜电活动

B.肌接头后膜上单个受体离子通道开放

C.单囊泡递质自发释放引起终板膜多个离子通道开放

D.神经末梢单个动作电位引起终板膜多个离子通道开放【答案】C【解析】(1)骨骼肌的神经-肌接头由接头前膜、接头间隙、接头后膜(终板膜)组成。(2)接头前的神经轴突末梢中有许多囊泡,每个囊泡内约含有1万个乙酰胆碱(ACh)分子,在接头后的终板膜上有N型ACh受体。(3)当神经冲动到达神经末梢时,接头前膜的囊2泡内ACh大量释放(至少250个突触囊泡),经接头间隙扩散至终板膜,引起终板膜去极化产生终极电位。(4)在静息状态下,无神经冲动到达神经末梢时,接头前膜仍然有个别囊泡自发释放ACh到达终板++膜上,并与膜上受体结合,使少量Na和K通道开放,使后膜产生微小的电位变化,称为微终板电位。

8.与粗肌丝横桥头部结合,引起肌小节缩短的蛋白质是(  )。[西医综合2012研]

A.肌球蛋白

B.肌动蛋白

C.原肌球蛋白

D.肌钙蛋白【答案】B【解析】(1)根据肌丝滑行理论,横纹肌的缩短和伸长是粗、细肌丝在肌节内相互滑动发生的。(2)粗肌丝由肌球蛋白构成,上有牵引肌丝滑动的横桥;细肌丝由肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白构成。22++(3)当肌细胞上的动作电位引起胞质中Ca浓度升高时,Ca与细肌丝上的钙受体(肌钙蛋白)结合,使肌细胞蛋白分子发生改变,将细肌丝上的结合位点肌动蛋白暴露出来,引发横桥与肌动蛋白的结合,使肌丝滑动、肌肉收缩。

9.神经-肌接头的终板膜上,实现跨膜信号转导的方式是(  )。[西医综合2011研]

A.受体-G蛋白-AC途径

B.受体-G蛋白-PLC途径

C.离子通道受体途径

D.酪氨酸激酶受体途径【答案】C【解析】骨骼肌的神经-肌接头由接头前膜、接头间隙、接头后膜(终极膜)组成。终板膜上有ACh受体,即N型ACh受体阳离子通22+道。当动作电位到达神经末梢时,接头前膜去极化→前膜对Ca通2+透性增加→Ca内流→ACh囊泡破裂释放→ACh进入接头间隙→终+板膜上的ACh受体阳离子通道被ACh激活→终板膜对Na通透性增高+→Na内流→产生终板电位→总和达阈电位时→产生肌膜动作电位。可见,神经-肌接头的终板膜上,实现跨膜信号转导的方式主要是离子通道受体途径。ABD三项,受体-G蛋白-AC途径和受体-G蛋白-PLC途径属于G蛋白偶联受体介导的信号转导,酪氨酸激酶受体途径属于酶联型受体介导的信号转导。

10.与Nernst公式计算所得相比,实际测得的神经细胞静息电位值(  )。[西医综合2011研]+

A.恰等于K平衡电位+

B.恰等于Na平衡电位+

C.接近于Na平衡电位+

D.接近于K平衡电位【答案】D【解析】(1)根据Nernst公式,将膜内侧和膜外侧溶液中的该离+子的浓度代入公式,即可计算出K的平衡电位为-(90~100)mV,+Na的平衡电位为+(50~70)mV。静息电位通常在-(70~90)mV。(2)静息电位是指静息时质膜两侧存在的外正内负的电位,是离子跨膜扩散的结果,膜对哪一种离子的通透性高,则该离子的跨膜扩散对静息电位的影响就较大,静息电位也就更接近该离子的平衡电++位。在静息状态下,质膜对K的通透性大约是Na的10~100倍,++因此静息电位总是接近K的平衡电位,且略小于K平衡电位,这是因为膜对其他离子也有一定的通透性。

11.需要依靠细胞内cAMP来完成跨膜信号转导的膜受体是(  )。[西医综合2010研]

A.G蛋白耦联受体

B.离子通道型受体

C.酪氨酸激酶受体

D.鸟苷酸环化酶受体【答案】A【解析】(1)根据膜受体的结构和功能特性,细胞的跨膜信号转导分为三类,即离子通道型受体介导的信号转导、G蛋白偶联受体介导的信号转导和酶联型受体介导的信号转导。(2)G蛋白偶联受体介导的信号转导涉及的信号蛋白包括G蛋白偶联受体本身、G蛋白、G蛋白效应器、第二信使和蛋白激酶等,其中,cAMP为其传导途径中的第二信使。BCD三项,均不依靠第二信使cAMP,酪氨酸激酶受体和鸟苷酸环化酶受体都属于酶联型受体介导信号转导的重要组成部分。

12.外加刺激引起细胞兴奋的必要条件是(  )。[西医综合2010研]

A.刺激达到一定的强度

B.刺激达到一定的持续时间

C.膜去极化达到阈电位

D.局部兴奋必须发生总和【答案】C【解析】兴奋是指可兴奋细胞接受刺激后产生动作电位的过程。阈值是指能使细胞产生动作电位的最小刺激强度,阈下刺激只能引起低于阈电位的去极化,不能发展为动作电位,只有刺激足够强,能使细胞膜去极化达阈电位后才能产生动作电位(即兴奋)。AB两项,刺激要能使细胞发生兴奋,就必须达到一定的刺激量,即刺激强度、刺激持续时间、刺激强度对时间的变化率,这三个参数必须达到某个最小值。D项,局部电位即使发生总和,只要没有达到阈电位水平,仍然不能形成动作电位。

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