官术网_书友最值得收藏!

第2章 細胞的基本功能

一、A型題

1.當細胞膜去極化和復極化時,相關離子的跨膜轉運方式是( ?。?span id="janyz5t" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2015研]

A.經載體易化擴散

B.原發性主動轉運

C.繼發性主動轉運

D.經通道易化擴散

【答案】D

【解析】AD兩項,易化擴散是順電化學梯度跨過細胞膜,去極化和復極化的跨膜離子主要包括Na、K,些離子都不是脂溶性的,不能單純依靠膜兩側的電化學梯度跨過細胞膜,必需依靠膜上通道蛋白質的幫助。只有通道打開時,相應的離子才能順電化學梯度跨過細胞膜,因此是經通道的易化擴散。這些通道包括化學門控通道及電壓門控制通道。BC兩項,離子的跨膜轉運依靠膜兩側的電化學梯度進行的易化擴散,此過程不需要消耗ATP,故不屬于主動轉運。

2.下列情況下,明顯延長神經細胞動作電位時程的是( ?。?span id="6ycpfht" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2015研]

A.部分阻斷鈉通道

B.升高細胞膜閾電位

C.減小刺激的強度

D.部分阻斷鉀通道

【答案】D

【解析】AD兩項,細胞內含有的鉀離子比細胞外多,細胞外含有的鈉離子比細胞內多,動作電位的產生主要是鉀離子迅速外流所致,部分阻斷鉀通道可明顯延長動作電位時程。BC兩項,動作電位的產生具有“有或無”的特性,所以調節閾電位和刺激強度均不能延長時程。

3.下列情況下,能加大神經細胞動作電位幅度的是(  )。[西醫綜合2014研]

A.延長刺激持續時間

B.降低細胞膜閾電位

C.增加細胞外液中Na濃度

D.增大刺激強度

【答案】C

【解析】AD兩項,刺激持續時間、刺激強度屬于刺激量的參數,根據動作電位的“全或無”特性,只要刺激強度達到閾值,都可產生動作電位,且動作電位大小與刺激強度無關,因此延長刺激持續時間、增大刺激強度均不能使動作電位幅度增大。B項,降低細胞膜閾電位,則細胞更易興奮,但動作電位幅度不變。

4.神經沖動到達肌接頭前膜時,引起開放的通道是(  )。[西醫綜合2013研]

A.Na通道

B.Ca2通道

C.K通道

D.Cl-通道

【答案】B

【解析】骨骼肌的神經-肌接頭由接接頭前膜、接頭間隙、接頭后膜(終板膜)組成。終板膜上有ACh受體,即N2型ACh受體陽離子通道。當動作電位到達神經末梢時,接頭前膜去極化→前膜對Ca2通透性增加→Ca2通道開放,Ca2內流→ACh囊泡破裂釋放→ACh進入接頭間隙→終板膜上的ACh受體陽離子通道被ACh激活→終板膜對Na通透性增高→Na內流→產生終板電位→總和選閾電位時→產生肌膜動作電位??梢?,神經沖動到到達肌接頭前膜時,引起開放Ca2通道開放。

5.下列關于動作電位的描述,正確的是(  )。[西醫綜合2013研]

A.刺激強度小于閾值時,出現低幅度動作電位

B.刺激強度達到閾值后,再增加刺激強度能使動作電位幅度增大

C.動作電位一經產生,便可沿細胞膜作電緊張性擴布

D.傳導距離較長時,動作電位的大小不發生改變

【答案】D

【解析】A項,閾值是指能引起動作電位的最小刺激強度,因此刺激強度小于閾值時,只能引起去極化,而不會出現低幅度的動作電位。B項,根據動作電位“全或無”特性,可興備細胞接受閾(上)刺激后,一旦產生動作電位,其幅值就達最大,再增加刺激強度,動作電位的幅度不再增大。C項,動作電位是以局部電流形式傳導的,而不是沿細胞膜作電緊張性擴布,以電緊張傳播是局部電位的特點。D項,根據動作電位不衰減傳導的特性,動作電位在細胞膜的某處產生后,可沿細胞膜傳導,無論傳導距離多遠,其幅度和形狀均不改變。

6.人體的NH3通過細胞膜的方式是( ?。?span id="frje77j" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2012研]

A.單純擴散

B.易化擴散

C.原發性主動轉運

D.繼發性主動轉運

【答案】A

【解析】NH3脂溶性高且分子量小,脂質雙分子層的細胞膜對其通透性高,因此能順濃度梯度從高濃度一側向低濃度一側進行單純擴散,完成其跨膜轉運,不需要膜蛋白的幫助以其他形式進行轉運。

7.微終板電位產生的原因是( ?。?。[西醫綜合2012研]

A.運動神經末梢釋放一個遞質分子引起的終板膜電活動

B.肌接頭后膜上單個受體離子通道開放

C.單囊泡遞質自發釋放引起終板膜多個離子通道開放

D.神經末梢單個動作電位引起終板膜多個離子通道開放

【答案】C

【解析】(1)骨骼肌的神經-肌接頭由接頭前膜、接頭間隙、接頭后膜(終板膜)組成。(2)接頭前的神經軸突末梢中有許多囊泡,每個囊泡內約含有1萬個乙酰膽堿(ACh)分子,在接頭后的終板膜上有N2型ACh受體。(3)當神經沖動到達神經末梢時,接頭前膜的囊泡內ACh大量釋放(至少250個突觸囊泡),經接頭間隙擴散至終板膜,引起終板膜去極化產生終極電位。(4)在靜息狀態下,無神經沖動到達神經末梢時,接頭前膜仍然有個別囊泡自發釋放ACh到達終板膜上,并與膜上受體結合,使少量Na和K通道開放,使后膜產生微小的電位變化,稱為微終板電位。

8.與粗肌絲橫橋頭部結合,引起肌小節縮短的蛋白質是( ?。?。[西醫綜合2012研]

A.肌球蛋白

B.肌動蛋白

C.原肌球蛋白

D.肌鈣蛋白

【答案】B

【解析】(1)根據肌絲滑行理論,橫紋肌的縮短和伸長是粗、細肌絲在肌節內相互滑動發生的。(2)粗肌絲由肌球蛋白構成,上有牽引肌絲滑動的橫橋;細肌絲由肌動蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白構成。(3)當肌細胞上的動作電位引起胞質中Ca2濃度升高時,Ca2與細肌絲上的鈣受體(肌鈣蛋白)結合,使肌細胞蛋白分子發生改變,將細肌絲上的結合位點肌動蛋白暴露出來,引發橫橋與肌動蛋白的結合,使肌絲滑動、肌肉收縮。

9.神經-肌接頭的終板膜上,實現跨膜信號轉導的方式是( ?。?。[西醫綜合2011研]

A.受體-G蛋白-AC途徑

B.受體-G蛋白-PLC途徑

C.離子通道受體途徑

D.酪氨酸激酶受體途徑

【答案】C

【解析】骨骼肌的神經-肌接頭由接頭前膜、接頭間隙、接頭后膜(終極膜)組成。終板膜上有ACh受體,即N2型ACh受體陽離子通道。當動作電位到達神經末梢時,接頭前膜去極化→前膜對Ca2通透性增加→Ca2內流→ACh囊泡破裂釋放→ACh進入接頭間隙→終板膜上的ACh受體陽離子通道被ACh激活→終板膜對Na通透性增高→Na內流→產生終板電位→總和達閾電位時→產生肌膜動作電位??梢?,神經-肌接頭的終板膜上,實現跨膜信號轉導的方式主要是離子通道受體途徑。ABD三項,受體-G蛋白-AC途徑和受體-G蛋白-PLC途徑屬于G蛋白偶聯受體介導的信號轉導,酪氨酸激酶受體途徑屬于酶聯型受體介導的信號轉導。

10.與Nernst公式計算所得相比,實際測得的神經細胞靜息電位值( ?。?span id="pngkhv1" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2011研]

A.恰等于K平衡電位

B.恰等于Na平衡電位

C.接近于Na平衡電位

D.接近于K平衡電位

【答案】D

【解析】(1)根據Nernst公式,將膜內側和膜外側溶液中的該離子的濃度代入公式,即可計算出K的平衡電位為-(90~100)mV,Na的平衡電位為+(50~70)mV。靜息電位通常在-(70~90)mV。(2)靜息電位是指靜息時質膜兩側存在的外正內負的電位,是離子跨膜擴散的結果,膜對哪一種離子的通透性高,則該離子的跨膜擴散對靜息電位的影響就較大,靜息電位也就更接近該離子的平衡電位。在靜息狀態下,質膜對K的通透性大約是Na的10~100倍,因此靜息電位總是接近K的平衡電位,且略小于K平衡電位,這是因為膜對其他離子也有一定的通透性。

11.需要依靠細胞內cAMP來完成跨膜信號轉導的膜受體是( ?。?。[西醫綜合2010研]

A.G蛋白耦聯受體

B.離子通道型受體

C.酪氨酸激酶受體

D.鳥苷酸環化酶受體

【答案】A

【解析】(1)根據膜受體的結構和功能特性,細胞的跨膜信號轉導分為三類,即離子通道型受體介導的信號轉導、G蛋白偶聯受體介導的信號轉導和酶聯型受體介導的信號轉導。(2)G蛋白偶聯受體介導的信號轉導涉及的信號蛋白包括G蛋白偶聯受體本身、G蛋白、G蛋白效應器、第二信使和蛋白激酶等,其中,cAMP為其傳導途徑中的第二信使。BCD三項,均不依靠第二信使cAMP,酪氨酸激酶受體和鳥苷酸環化酶受體都屬于酶聯型受體介導信號轉導的重要組成部分。

12.外加刺激引起細胞興奮的必要條件是( ?。?span id="emv2l56" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2010研]

A.刺激達到一定的強度

B.刺激達到一定的持續時間

C.膜去極化達到閾電位

D.局部興奮必須發生總和

【答案】C

【解析】興奮是指可興奮細胞接受刺激后產生動作電位的過程。閾值是指能使細胞產生動作電位的最小刺激強度,閾下刺激只能引起低于閾電位的去極化,不能發展為動作電位,只有刺激足夠強,能使細胞膜去極化達閾電位后才能產生動作電位(即興奮)。AB兩項,刺激要能使細胞發生興奮,就必須達到一定的刺激量,即刺激強度、刺激持續時間、刺激強度對時間的變化率,這三個參數必須達到某個最小值。D項,局部電位即使發生總和,只要沒有達到閾電位水平,仍然不能形成動作電位。

13.神經細胞膜上鈉泵活動受抑制時,可導致的變化是( ?。?。[西醫綜合2009研]

A.靜息電位絕對值減小,動作電位幅度增大

B.靜息電位絕對值增大,動作電位幅度減小

C.靜息電位絕對值和動作電位幅度均減小

D.靜息電位絕對值和動作電位幅度均增大

【答案】C

【解析】(1)靜息電位的絕對值越大,去極化時產生動作電位的幅度也就越大。(2)靜息電位主要由靜息狀態下K平衡電位(E K)和Na平衡電位(E Na)決定,是權重后E k和E Na的代數和。(3)利用Nemst公式可計算出各種離子的平衡電位:EK=601g([K膜外]/[K膜內]);ENa=601g([Na膜外]/[Na膜內])。靜息狀態下,細胞膜內K濃度約為膜外30倍,膜外Na濃度為膜內10倍。(4)細胞膜內外Na、K這種濃度差的維持是鈉泵作用的結果,鈉泵活動是維持細胞膜內外Na和K濃度差的基礎,鈉泵活動受抑制后,這種濃度差減小,靜息電位絕對值減小,去極化時產生動作電位的幅度也減小。

14.在神經-骨骼肌接頭完成信息傳遞后,能消除接頭處神經遞質的酶是( ?。?。[西醫綜合2009研]

A.Na-K-ATP酶

B.乙酰膽堿酯酶

C.腺苷酸環化酶

D.磷酸二酯酶

【答案】B

【解析】(1)神經-骨骼肌接頭由接頭前膜、接頭間隙、接頭后膜(終板膜)組成。(2)接頭前膜的突觸囊泡內含有大量神經遞質乙酰膽堿(ACh),終板膜上有ACh受體和乙酰膽堿酯酶,乙酰膽堿酯酶可將ACh分解為膽堿和乙酸,從而使ACh失活。(3)生理情況下,當神經沖動到達神經末梢時,接頭前膜去極化→前膜對Ca2通透性增加→Ca2內流→ACh囊泡破裂釋放入接頭間隙→ACh與終板膜上的ACh受體結合→終板膜對Na通透性增高→Na內流產生終板電位→總和達閾電位時產生肌細胞動作電位,ACh在刺激終板膜產生終板電位的同時,可被乙酰膽堿酯酶迅速分解。A項,Na-K-ATP酶(鈉泵)是維持細胞膜內外Na、K濃度差的基礎。CD兩項,腺苷酸環化酶和磷酸二酯酶是ATP分解代謝所需的酶。

15.神經細胞在興奮過程中,Na內流和K外流的量取決于( ?。?。[西醫綜合2008研]

A.各自平衡電位

B.細胞的閾電位

C.鈉泵活動程度

D.所給刺激強度

【答案】A

【解析】(1)當某種離子跨膜擴散時,它受到來自濃度差和電位差的雙重驅動力,這兩個驅動力的代數和稱為電化學驅動力。(2)電化學驅動力決定離子跨膜流動的方向和速度,離子在膜兩側受到的電化學驅動力是由該離子在膜兩側溶液中的濃度和膜電位決定的,離子在膜兩側溶液中的濃度決定該離子的平衡電位。(3)在動作電位期間,盡管離子發生跨膜流動,但離子的平衡電位不會有明顯變化,每次動作電位進入胞內的Na和流出的K均只占胞質內離子總量的幾萬分之一,不會顯著影響膜兩側的離子濃度差,故驅動力主要由膜電位變化引起。(4)某離子在膜兩側受到的電化學驅動力應為膜電位與平衡電位之差,可見Na內流和K外流的量取決于各自平衡電位。BD兩項,細胞的閾電位和所給刺激強度均與興奮的引起有關,而與細胞興奮的離子流量無關。C項,鈉泵活動主要用來維持細胞內外Na和K的不均勻分布。

16.能使骨骼肌發生完全強直收縮的刺激條件是( ?。?span id="1cep166" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2008研]

A.足夠強度的單個閾刺激

B.足夠持續時間的單個閾刺激

C.間隔小于收縮期的一串閾刺激

D.間隔大于收縮期的一串閾刺激

【答案】C

【解析】運動神經元發放沖動的頻率會影響骨骼肌的收縮形式和收縮強度。骨骼肌新的收縮過程可與上次尚未結束的收縮過程總和。AB兩項引起的都是單收縮。C項,間隔小于收縮期的一串閾刺激則可引起完全強直收縮。D項,間隔大于收縮期的一串閾刺激可引起不完全性強直收縮。

17.與低常期相對應的動作電位時相是( ?。?。[西醫綜合2007研]

A.鋒電位升支

B.鋒電位降支

C.正后電位

D.負后電位

【答案】C

【解析】(1)動作電位的標志是鋒電位,在鋒電位后出現膜電位低幅、緩慢的波動,稱為后電位。(2)后電位包括兩個成分:前一個成分的膜電位小于靜息電位,稱為負后電位;后一個成分的膜電位大于靜息電位,稱正后電位。(3)可興奮細胞接受一次刺激,產生動作電位后,其興奮性的變化為絕對不應期→相對不應期→超常期→低常期→恢復正常。AB兩項,絕對不應期相當于動作電位的鋒電位。D項,相對不應期相當于動作電位的負后電位前期。超常期相當于動作電位的負后電位后期。

18.下列關于電壓門控Na通道與K通道共同點的敘述,錯誤的是(  )。[西醫綜合2007研]

A.都有開放狀態

B.都有關閉狀態

C.都有激活狀態

D.都有失活狀態

【答案】D

【解析】(1)Na通道和K通道都是電壓門控離子通道,Na通道有靜息(關閉)、激活(開放)和失活(關閉)三種狀態;而K通道只有靜息和激活兩種狀態,沒有失活狀態,在適當刺激下,通道可從靜息狀態(關閉)轉為激活(開放),但不能從失活狀態直接轉為激活狀態。(2)Na通道和K通道的根本區別是有無失活狀態。

19.下列關于骨骼肌終板電位特點的敘述,正確的是( ?。?span id="hrnimfv" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2007研]

A.其大小與乙酰膽堿釋放量無關

B.不存在時間和空間總和

C.由Ca2內流產生

D.只去極化,而不出現反極化

【答案】D

【解析】骨骼肌的神經-肌接頭由接頭前膜、接頭間隙、接頭后膜(終板膜)組成。終板膜上有ACh受體,即N2型ACh受體陽離子通道。當神經纖維傳來的沖動到達神經末梢時,神經興奮→接頭前膜去極化→前膜對Ca2通透性增加→Ca2內流→ACh囊泡破裂釋放→ACh進入接頭間隙→ACh與終板膜上的ACh受體結合→終板膜對Na通透性增高→Na內流→產生終板電位→總和達閾電位時→產生肌細胞動作電位。AB兩項,終板電位是局部電位,具有局部電位的所有特征:沒有“全或無現象”,其大小與神經末梢釋放的ACh量成比例;無不應期;可表現為總和現象,包括時間總和和空間總和;不能引起肌肉的收縮。C項,可見終板電位是Na內流直接產生的,而不是Ca2內流產生,Ca2內流只是導致突觸小泡內ACh釋放的因素。D項,終板電位以電緊張形式影響終板膜周圍的一般肌細胞膜,使后者去極化,當去極化達該處膜的閾電位時,就會引起一次肌細胞的動作電位,終板電位是局部電位,不能傳播,只能去極化而不能反極化;動作電位可以傳播,既可去極化也可反極化。

20.CO2和NH3在體內跨細胞膜轉運屬于( ?。?。[西醫綜合2006研]

A.單純擴散

B.易化擴散

C.胞吐或胞吞

D.原發性主動轉運

E.繼發性主動轉運

【答案】A

【解析】物質的跨膜轉運方式包括單純擴散、經載體或通道易化擴散、原發性和繼發性主動轉運、出胞或入胞(胞吐或胞吞)。A項,由于細胞膜是由脂質和蛋白質等組成的,因此一些脂溶性高、分子量小的物質(例如CO2、NH3等),容易由濃度高的一側通過單純擴散的方式,穿越細胞膜,到達濃度低的一側,最后使膜兩側的濃度相等。B項,易化擴散是物質在載體或通道的幫助下進行的跨膜轉運,是非脂溶性物質的轉運方式之一。C項,胞吐是指某些大分子物質或物質團塊通過細胞膜的結構和功能變化,從細胞排出的過程。胞吞是指某些大分子物質或物質團塊通過細胞膜的結構和功能變化進入細胞的過程。DE兩項,原發性和繼發性主動轉運是逆濃度梯度或電位梯度進行的跨膜轉運。

21.組織細胞處于絕對不應期時,其興奮性為( ?。?。[西醫綜合2006研]

A.無限大

B.大于正常

C.等于正常

D.小于正常

E.零

【答案】E

【解析】可興奮細胞發生興奮后,其興奮性需要經過“絕對不應期→相應不應期→超常期→低常期→恢復正常”的過程。A項,各種可興奮細胞的興奮性不可能無限大。B項,可興奮細胞興奮性高于正常的是超常期。D項,興奮性低于正常的是相對不應期和低常期。E項,處于絕對不應期的細胞,閾值無限大,無論給予多強的刺激都不能使細胞再次興奮,表明細胞已失去興奮性,此時興奮性為零。

22.當神經沖動達神經末梢時,可引起接頭前膜( ?。?span id="ra0s01y" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2006研]

A.Na通道關閉

B.Ca2通道開放

C.K通道關閉

D.Cl-通道開放

E.Ca2通道關閉

【答案】B

【解析】(1)骨骼肌的神經-肌接頭由接頭前膜、接頭間隙、接頭后模(終板膜)組成,終板膜上有ACh受體,即N2型ACh受體陽離子通道。(2)當神經沖動傳來的動作電位到達神經末梢時,神經興奮→接頭前膜去極化→前膜Ca2通道開放,對Ca2通透性增加→Ca2內流→ACh囊泡破裂釋放→ACh進入接頭間隙→ACh與終板膜上的ACh受體結合→終板膜對Na通透性增高→Na內流→產生終板電位→總和達閾電位水平時→產生肌細胞動作電位。

23.細胞膜外表面糖鏈可作為( ?。?。[西醫綜合2006研]

A.離子通道

B.抗原決定簇

C.膜受體的可識別部分

D.糖跨膜轉運載體

【答案】BC

【解析】A項,作為細胞膜離子通道的是膜蛋白。BC兩項,細胞膜所含的糖類較少,主要是一些寡糖和多糖鏈,這些糖鏈位于膜的外側。有些糖鏈可以作為抗原決定簇,表示某些免疫信息;有些作為膜受體的可識別性部分,能特異地與某種遞質、激素或其他化學信號分子相結合。D項,葡萄糖跨膜轉運載體是右旋葡萄糖載體(葡萄糖轉運體),也是一種膜蛋白,并不是存在于細胞膜外表面的糖鏈。

24.在細胞膜的物質轉運中,Na跨膜轉運的方式是( ?。?。[西醫綜合2005研]

A.單純擴散和易化擴散

B.單純擴散和主動轉運

C.易化擴散和主動轉運

D.易化擴散和出胞或入胞

E.單純擴散、易化擴散和主動轉運

【答案】C

【解析】Na順濃度梯度或電位梯度的跨膜擴散是經通道易化擴散。鈉泵將細胞內的Na移出胞外,是逆濃度差進行的,屬于原發性主動轉運。出胞或入胞是大分子物質或物質團塊借助細胞膜的運動完成跨膜轉運的方式。

25.能以不衰減的形式沿可興奮細胞膜傳導的電活動是(  )。[西醫綜合2005研]

A.靜息膜電位

B.鋒電位

C.終板電位

D.感受器電位

E.突觸后電位

【答案】B

【解析】A項,靜息電位是指細胞在未受刺激時存在于細胞膜內、外兩側的電位差,因此無傳導。B項,鋒電位是動作電位的標志,具有動作電位的特征。因此鋒電位具有動作電位傳導不衰減的特性,即動作電位在某處產生后,可沿細胞膜傳導,無論傳導距離多遠,其幅度和形狀均不改變。CDE三項,肌細胞的終板電位、感受器細胞的感受器電位和神經元的突觸后電位等都是局部電位,都具有局部電位的特征,其傳播方式是電緊張性的,不能象動作電位一樣進行長距離無衰減傳播。

26.5%葡萄糖與5%蔗糖溶液之間被一半透膜分隔,已知該半透膜對水和葡萄糖分子自由通過,而對蔗糖不通透。請指出水分子在兩種溶液之間的凈移動方向( ?。?span id="s5yfter" class="ZhenTiTag">[中南大學2009研]

A.由葡萄糖溶液進入蔗糖溶液

B.由蔗糖溶液進入葡萄糖溶液

C.先由葡萄糖溶液進入蔗糖溶液,后由蔗糖溶液進入葡萄糖溶液

D.先由蔗糖溶液進入葡萄糖溶液,后由葡萄糖溶液進入蔗糖溶液

E.水分子在兩種溶液之間無凈移動

【答案】A

27.物質進出細胞的過程中,需消耗能量,但不需要載體的一項是(  )。[南開大學2008研]

A.根吸收礦質元素離子

B.紅細胞保鉀排鈉

C.腺細胞分泌的酶排出細胞

D.小腸對Ca、P的吸收

【答案】C

【解析】ABD三項,都是通過主動運輸來實現,需要消耗能量,更需要特異性的載體的協助。C項,腺細胞分泌通過胞吐作用,消耗能量,但不需要載體參與。

二、B型題(配伍選擇題,每組題共用一組備選答案,每題只有一個正確答案,備選答案可重復選用。)

第1~2題

A.肌球蛋白

B.肌動蛋白

C.肌鈣蛋白

D.原肌球蛋白

1.具有ATP酶活性,屬于分子馬達的肌絲成分是(  )。[西醫綜合2015研]

【答案】A

2.具有結合位點,能與橫橋結合而引發肌絲滑行的肌絲成分是( ?。?。[西醫綜合2015研]

【答案】B

【解析】肌絲由粗肌絲和細肌絲兩種:(1)粗肌絲由肌球蛋白或肌凝蛋白分子組成,其頭部膨大形成橫橋,橫橋能與肌動蛋白結合,引發肌絲滑動、肌肉收縮,同時橫橋也具有ATP酶活性,能夠分解ATP為肌絲滑動和做功提供能量。(2)細肌絲主要由肌動蛋白或肌纖蛋白、原肌球蛋白或原肌凝蛋白、和肌鈣蛋白組成,肌動蛋白表面有與橫橋的結合位點,舒張狀態下該結合位點被原肌球蛋白掩蓋;當胞質中Ca2濃度升高時,Ca2與細肌絲上的鈣受體,即肌鈣蛋白結合,導致原肌球蛋白分子發生改變,肌動蛋白表面的橫橋結合位點暴露出來,引發橫橋與肌動蛋白的結合。

第3~4題

A.30%~40%

B.50%~60%

C.80%~90%

D.100%

3.在心肌興奮收縮偶聯中,由肌質網釋放的Ca2占胞質Ca2增量的百分比是( ?。?。[西醫綜合2014研]

【答案】C

【解析】在橫紋肌,由肌膜上的動作電位轉變為肌細胞的收縮需經歷如下步驟:(1)T管膜的動作電位傳導。(2)終池(JSR)內Ca2的釋放:在骨骼肌,肌膜的去極化可引起JSR膜中的鈣通道開放,JSR內的Ca2順濃度差釋放到胞質中;在心肌,肌膜的去極化可引起L型鈣通道激活而出現少量Ca2內流,進入胞質的Ca2與JSR膜中的鈣結合位點結合,再引起JSR膜中的鈣通道開放,即鈣觸發鈣釋放(CICR),結果使胞質內的Ca2濃度迅速升高百倍以上;(3)胞質內的Ca2濃度升高觸發肌肉收縮;(4)JSR回收Ca:在骨骼肌的一次收縮中,肌膜和T管膜中L型鈣通道的激活幾乎不引起Ca2內流,胞質內增加的Ca2幾乎100%由JSR釋放;在心肌,由JSR釋放的Ca2僅占80%~90%,另有10%~20%的Ca2則由細胞外經L型鈣通道內流而來。

4.在骨骼肌興奮收縮偶聯中,由肌質網釋放的Ca2占胞質Ca2增量的百分比是( ?。?span id="sqcxs9r" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2014研]

【答案】C

【解析】當骨骼肌舒張時,胞質內增加的Ca2幾乎全部經JSR膜中的鈣泵活動被回收;而心肌胞質中的Ca2大部分經LSR膜中的鈣泵活動被回收,尚有10%~20%Ca2則由肌膜中的Na-Ca2交換體和鈣泵排除體外。

第5~6題

A.Na

B.K

C.Ca2

D.Cl-

5.當神經細胞處于靜息電位時,電化學驅動力最小的離子是(  )。[西醫綜合2010研]

【答案】B

6.當神經細胞處于靜息電位時,電化學驅動力最大的離子是( ?。?。[西醫綜合2010研]

【答案】C

【解析】(1)靜息狀態下,細胞膜兩側離子的分布是不均勻的,這是靜息電位(內負外正)產生的離子基礎。(2)某離子的跨膜擴散主要受膜兩側電位差和該離子濃度差兩種力量的驅使,離子在膜兩側受到的電化學驅動力是由該離子在膜兩側溶液中的濃度和膜電位共同決定的,即電化學驅動力應為膜電位(Em)與該離子的平衡電位(EK)之差的絕對值。(3)神經細胞的靜息電位約為﹣90mV,Na、K、Ca2、C1-的平衡電位分別為﹢56mV、﹣102mV、﹢125mV和﹣76mV,則電化學驅動力分別為146mV、12mV、152.5mV(Ca2為二價離子,按Nernst公式,應為﹣90-125/2=-152.5)和14mV,因此Ca2的電化學驅動力最大,K的電化學驅動力最小。

第7~8題

A.磷脂酶A

B.磷脂酶C

C.腺苷酸環化酶

D.鳥苷酸環化酶

7.與胞漿中cAMP生成有直接關系的G蛋白效應器是( ?。?。[西醫綜合2009研]

【答案】C

【解析】(1)G蛋白偶聯受體介導的信號轉導的大致路徑為:配體-受體結合→激活G蛋白→刺激G蛋白效應器→將信息傳遞給第二信使→依賴第二信使的酶或通道激活或抑制。(2)受體-G蛋白-AC途徑:許多配體與受體結合后,可經Gs家族(或Gi家族)激活(或抑制)腺苷酸環化酶(AC)的活性從而增高(或降低)胞質內cAMP的水平,通過激活蛋白激酶A(PKA)來實現其信號轉導。故與胞漿中cAMP生成有直接關系的G蛋白效應器是腺苷酸環化酶(AC)。

8.與IP3和DG生成有直接關系的G蛋白效應器是( ?。?。[西醫綜合2009研]

【答案】B

【解析】受體-G蛋白-PLC途徑:許多配體與受體結合后,可經G1家族(或Gq家族)中的某些亞型激活磷脂酶C(PLC)→PLC將膜脂質中的二磷酸磷脂酰肌醇迅速分解為兩種第二信使物質(三磷酸肌醇IP3和二酰甘油DG)→升高胞質中的Ca2濃度、激活蛋白激酶C(PKC)來實現其信號轉導。故與IP3和DG生成有關的G蛋白效應器是磷脂酶C(PLC)。

第9~10題

A.肌球蛋白

B.肌動蛋白

C.肌鈣蛋白

D.原肌球蛋白

9.肌絲滑行時,與橫橋結合的蛋白是(  )。[西醫綜合2008研]

【答案】B

10.骨骼肌收縮過程中作為鈣受體的蛋白是( ?。?span id="4d2mroi" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2008研]

【答案】C

【解析】(1)根據肌絲滑行理論,橫紋肌的縮短和伸長是粗、細肌絲在肌節內相互滑動發生的。(2)粗肌絲由肌球蛋白構成,上有牽引肌絲滑動的橫轎;細肌絲由肌動蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白構成。(3)當肌細胞上的動作電位引起胞質中Ca2濃度升高時,Ca2與細肌絲上的鈣受體(肌鈣蛋白)結合,使原肌球蛋白分子發生改變,將細肌絲上的結合位點肌動蛋白暴露出來,引發粗肌絲上的橫橋與肌動蛋白的結合,使肌絲滑動、肌肉收縮。

三、X型題(多項選擇題)

1.下列物質中,可作用于酶聯型受體而實現信號轉導的配體有( ?。?span id="sj1osbe" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2015研]

A.胰島素

B.腎上腺素

C.甲狀腺激素

D.心房鈉尿肽

【答案】AD

【解析】酶聯型受體是指其自身就具有酶活性或能與酶結合的膜受體,主要類型有酪氨酸激酶受體(TKR)、酪氨酸激酶結合型受體(TKAR)、鳥苷酸環化酶受體(GC)和絲氨酸/蘇氨酸激酶受體等。(1)TKR的配體主要是各種生長因子,如表皮生長因子、肝細胞生長因子和胰島素等;(2)TKAR的配體是各種生長因子和肽類激素,如促紅細胞生成素、干擾素、白介素、生長激素、催乳素、瘦素等;(3)GC的配體主要是心房鈉尿肽(ANP)和腦鈉尿肽(BNP)。B項,腎上腺素作用于G蛋白偶聯型受體實現信號轉導。C項,甲狀腺激素則通過與胞內受體結合起作用。

2.既可作用于G蛋白偶聯受體又可作用于通道型受體的配體有( ?。?span id="f67n7p5" class="ZhenTiTag">[西醫綜合2014研]

A.乙酰膽堿

B.γ-氨基丁酸

C.心房鈉尿肽

D.腎上腺素

【答案】AB

【解析】A項,運動神經末梢釋放的乙酰膽堿(ACh)可激活骨骼肌終板膜中的ACh受體陽性離子通道,引起Na內流,導致膜電位改變,最終引起肌細胞興奮。B項,神經元膜上的γ-氨基丁酸受體是Cl-通道,在被神經遞質激活后可使通道開放,引起Cl-內流,對突觸后神經元產生抑制效應。G蛋白偶聯受體分布廣泛,能激活這類受體的配體包括乙酰膽堿、1-氨基丁酸、兒茶酚胺、5-羥色胺、幾乎所有的多肽和蛋白質類遞質、激素(鈉尿肽除外)等??梢?,乙酰膽堿和γ-氨基丁酸既可作用于G蛋白偶聯受體,又可作用于通道型受體。C項,心房鈉尿肽主要通過cGMP-PKG途徑進行信號轉導,既不作用于G蛋白偶聯受體,又不作用于通道型受體。D項,腎上腺素主要通過cAMP-PKA途徑進行信號轉導,可作用于G蛋白偶聯受體,但不作用于通道型受體。

3.屬于骨骼肌的興奮-收縮偶聯過程的有(  )。[西醫綜合2013研]

A.電興奮通過橫管傳向肌細胞的深處

B.三聯管的信息傳遞,導致終池Ca2釋放

C.肌漿中的Ca2與肌鈣蛋白結合可觸發肌絲滑行

D.鈣泵活動將Ca2泵到細胞外,降低肌漿中Ca2濃度

【答案】ABC

【解析】(1)橫紋肌有兩套獨立的肌管系統,一套的走行方向與肌原纖維垂直,稱為橫管或T管,它能使電興奮迅速傳向肌細胞深處;另一套的走行方向與肌原纖維平行,稱為縱管,即肌質網(SR)。(2)肌質網包繞在肌原纖維周圍,稱縱行肌質網(LSR);肌質網末端膨大,與T管膜相接觸,稱為連接肌質網(JSR)或終池,骨骼肌中T管與兩側的終池相接觸而形成三聯管結構。(3)骨骼肌興奮-收縮偶聯的基本過程包括:肌膜上的動作電位沿肌膜和T管膜傳播,同時激活T管膜和肌膜上的L型鈣通道;激活的L型鈣通道通過變構作用激活JSR膜上的ryanodine受體,使JSR內的Ca2釋放入胞質;胞質內的Ca2濃度升高促使肌鈣蛋白與Ca2結合并引發肌肉收縮;胞質內的Ca2濃度升高的同時,激恬LSR膜上的鈣泵,將胞質內的Ca2回收入肌質網,使胞質中Ca2濃度降低,肌肉舒張。D項,鈣泵活動將胞質內的Ca2回收入肌質網,使胞質中Ca2濃度降低,而不是將Ca2泵到細胞外。

4.在激素作用的機制中發揮第二信使作用的物質有(  )。[西醫綜合2013研]

A.cGMP

B.Ca2

C.cAMP

D.DG

【答案】ABCD

【解析】第二信使是指在細胞內傳遞信息的小分子化合物,如cAMP、cGMP、Ca2、IP3(肌醇三磷酸)、DG(二酰甘油)等。

5.離子通過細胞膜的擴散量取決于( ?。?。[西醫綜合2012研]

A.膜兩側該離子的濃度梯度

B.膜對該離子的通透性

C.該離子的化學性質

D.該離子所受的電場力

【答案】ABD

【解析】某物質通過細胞膜的擴散量稱為擴散通量(fluX),是指某物質在每秒鐘內通過每cm2平面的摩爾數。A項,擴散通量與該物質在細胞膜兩側的濃度梯度成正比。B項,由于細胞膜是處于細胞內液和細胞外液之間的脂質雙分子層,因此只有脂溶性物質,才有可能由膜的高濃度一側向低濃度一側擴散,因此物質的擴散通量還取決于膜對該物質的通透性。D項,在電解質溶液中,離子的移動還取決于該離子所受的電場力。C項,離子通過細胞膜的擴散量與該物質的化學性質無關。

6.下列選項中,可使骨骼肌松弛的途徑有( ?。?。[西醫綜合2010研]

A.促使Ca2進入運動神經末梢

B.抑制運動神經末梢釋放遞質

C.阻斷終板膜上一價非選擇性陽離子通道

D.抑制膽堿酯酶活性

【答案】BC

【解析】(1)骨骼肌的神經-肌接頭由接頭前膜、接頭間隙、接頭后膜(終飯膜)組成,終板膜上有ACh受體,即N2型ACh受體陽離子通道。(2)當神經纖維傳來的動作電位到達神經末梢時,神經興奮→接頭前膜去極化→前膜對Ca2通透性增加→Ca2內流→ACh囊泡破裂釋放→ACh進入接頭間隙→ACh與終板膜上的ACh受體結合→終板膜對Na通透性增高→Na內流→產生終板電位→總和達閾電位時→產生肌膜動作電位。A項,接頭前膜處Ca2的內流對于突觸小泡內ACh的釋放、骨骼肌的收縮是至關重要的,促使Ca2進入運動神經末梢,將使骨骼肌收縮加強。B項,若抑制運動神經末梢釋放遞質,將使興奮不能完成從“接頭前膜—接頭間隙一接頭后膜”的傳遞,從而使骨骼肌松弛。C項,阻斷終板膜上一價非選擇性陽離子通道(即N型ACh受體陽離子通道),將不能在終板膜上產生終板電位,也就不能產生肌細胞動作電位,導致肌肉松弛。D項,ACh在膽堿酯酶的作用下滅活失效,抑制膽堿酯酶活性,將使ACh在接頭間隙堆積,引起骨骼肌強直收縮。

7.與發生細胞生物電有關的跨膜物質轉運形式有(  )。[西醫綜合2009研]

A.經載體易化擴散

B.經化學門控通道易化擴散

C.經電壓門控通道易化擴散

D.原發性主動轉運

【答案】BCD

【解析】生物電的跨膜離子包括Na、K、Ca2等。A項,帶電離子不會經載體易化擴散。BC兩項,帶電離子都不是脂溶性的,不能單純依靠膜兩側的電化學梯度跨過細胞膜,必需依靠膜上通道蛋白質的幫助,只有通道打開時相應的離子才能順電化學梯度跨過細胞膜,因此是經通道的易化擴散,這些通道包括化學門控通道及電壓門控制通道。D項,這些離子可通過Na-K泵、Ca2泵等進行原發性主動轉運。

8.用哇巴因抑制鈉泵活動后,細胞功能發生的變化有( ?。?。[西醫綜合2008研]

A.靜息電位絕對值減小

B.動作電位幅度降低

C.Na-Ca2交換增加

D.胞質滲透壓升高

【答案】ABD

【解析】C項,鈉泵活動受抑制,當然會導致Na-K交換減少,從而引起Na-Ca2交換減少,由于細胞內Na濃度較高,因此胞質滲透壓升高,于是水進入細胞內,細胞發生腫脹。ABD三項,鈉泵活動是維持膜內外Na、K濃度差的基礎,因此鈉泵活動受抑制后,將導致這種濃度差減小、靜息電位減小、動作電位幅度降低。

9.以下哪些可作為細胞主動運輸的直接能量來源?( ?。?span id="x06sjym" class="ZhenTiTag">[廈門大學2011研]

A.離子梯度

B.NADH

C.ATP

D.光

【答案】ACD

【解析】偶聯轉運蛋白介導的主動運輸以電化學梯度作為直接能量來源;以ATP驅動泵介導的主動運輸以ATP為直接能量來源;光驅動泵介導的主動運輸主要在細菌細胞中發現,其主動運輸與光輸入偶聯。

四、名詞解釋題

1.絕對不應期[第四軍醫大學2011研]

答:絕對不應期是指細胞在接受前一個刺激而興奮后的一個較短時間內,無論施加多強的刺激都不能使其再次興奮,這一段時期稱為絕對不應期。細胞在此期間的閾值無限大,興奮性為零,其原因是大部分鈉(或鈣)通道已進入失活狀態,不可能再次接受刺激而激活。

2.facilitated diffusion[武漢大學2004研]

答:facilitated diffusion的中文譯名是易化擴散,是指在膜蛋白的幫助(或介導)下,非脂溶性的小分子物質或帶電離子順濃度梯度和(或)電位梯度進行的跨膜轉運。易化擴散可分為經通道易化擴散和經載體易化擴散兩種形式。

3.active transport

答:active transport的中文譯名是主動轉運,是指某些物質在膜蛋白的幫助下,由細胞代謝供能而進行的逆濃度梯度和(或)電位梯度的跨膜轉運。根據膜蛋白是否直接消耗能量,主動轉運可分為原發性主動轉運和繼發性主動轉運。一般所說的主動轉運是指原發性主動轉運。

4.去極化[暨南大學2014研]

答:細胞未受刺激的安靜狀態下,細胞膜兩側外正內負的電位狀態稱極化狀態,當細胞受外界刺激,靜息電位減?。ㄈ缂毎麅入娢挥桑?0mV變為-50mV)則膜的極化狀態減弱,這種靜息電位減小的過程或狀態稱為去極化。

5.resting potential[中南大學2009研]

答:resting potential的中文譯名是靜息電位,是指安靜情況下細胞膜兩側存在的外正內負且相對平穩的電位差。據測定,當細胞外液固定于零電位時,各類細胞的膜內電位在安靜情況下均為負值,范圍在-10~-100mV之間,如在骨骼肌細胞約為-90mV,神經細胞約-70mV,平滑肌細胞約-55mV,紅細胞約-10mV。

6.hyperpolarization

答:hyperpolarization的中文譯名是超極化,是指靜息電位增大的過程或狀態,表示膜的極化狀態增強。超極化常常在細胞膜去極化后再向靜息電位方向恢復的過程中出現。例如,細胞內電位由-70mV變為-90mV。

7.threshold potential

答:threshold potential的中文譯名是閾電位,是指能觸發動作電位的膜電位臨界值。細胞的閾電位一般約比靜息電位小10~20mV。如神經細胞的靜息電位約-70mV,其閾電位為-55mV左右。影響閾電位水平的主要因素有電壓門控鈉通道在細胞膜中的分布密度和功能狀態以及細胞外Ca2水平等。

8.局部興奮[暨南大學2014研]

答:在神經遞質或電緊張電位的刺激下,細胞膜可出現部分離子通道開放,形成由細胞膜主動特性參與的去極化或超極化反應,這種由少量鈉通道激活而產生的去極化膜電位波動稱為局部興奮,局部興奮不能產生動作電位,其特性包括:等級性電位,即其幅度與刺激強度相關;衰減性傳導;沒有不應期,可以疊加總和。

五、問答題

1.說明Na-K泵的工作原理及其生物學意義。

答:(1)Na-K泵的工作原理

α亞基內表面與Na結合→ATP水解→α亞基磷酸化→α亞基構象改變→Na被泵出細胞;

磷酸化的α亞基外表面與K結合→α亞基去磷酸化→α亞基構象復原→K被泵入細胞;

Na依賴的磷酸化和K依賴的去磷酸化引起構象變化有序交替發生,循環約1000次/s;

每循環一次,消耗1分子ATP,泵出3個Na,泵進2個K

(2)Na-K泵的生物學意義

維持低Na、高K的細胞內環境,并維持細胞膜電位。

維持動物細胞滲透平衡,保持細胞的體態特征。

吸收營養,Na-K泵與葡萄糖或氨基酸等有機物的吸收相偶聯。

2.小腸上皮細胞膜上載體蛋白轉運葡萄糖時,為何有時呈協助擴散,有時又是協同運輸?[南開大學2008研]

答:(1)協助擴散

協助擴散是各種極性小分子和無機離子,如糖、氨基酸、核苷酸以及細胞代謝物等,順其濃度梯度或電化學梯度的跨膜轉運,該過程不需要細胞提供能量,但需要特異性膜蛋白協助物質轉運,使轉運的速率和特異性提高。

(2)協同運輸

協同運輸是一類由Na-K泵(或H泵)與載體蛋白協同作用,靠間接消耗能量所完成的主動運輸方式。這種運輸方式的直接動力是來自膜兩側離子電化學濃度梯度,而維持這種離子電化學梯度則是通過Na-K泵(或H泵)消耗ATP實現的。

(3)葡萄糖的轉運

小腸上皮細胞采取何種方式運輸葡萄糖,主要還是根據小腸中葡萄糖的濃度來決定的。當小腸中葡萄糖濃度較高,且高于小腸上皮細胞內的葡萄糖濃度時,細胞一般采用協助擴散方式高效地將葡萄糖轉運入細胞內,當細胞內的葡萄糖濃度高于小腸中的時,細胞的協助擴散已經不能再轉運進葡萄糖,這時,小腸就要用協同運輸方式來繼續葡萄糖的吸收和向胞內轉運。

3.單純擴散和易化擴散有何異同?請舉例說明。

答:單純擴散是指物質從質膜的高濃度一側通過脂質分子間隙向低濃度一側進行的跨膜擴散,易化擴散是指在膜蛋白的幫助(或介導)下,非脂溶性的小分子物質或帶電離子順濃度梯度和(或)電位梯度進行的跨膜轉運。二者的異同點及舉例說明如下:

(1)相同點在于:單純擴散和易化擴散都屬于被動轉運,本身都不需要消耗能量,是物質分子順濃度梯度和(或)電位梯度跨膜轉運的過程。如水的單純擴散和經水通道的易化擴散。

(2)不同點在于:單純擴散屬于一種簡單的物理過程,沒有生物學轉運機制參與,轉運的物質是脂溶性物質或少數不帶電荷的極性小分子物質,如CO2、O2、乙醇、尿素、甘油和水等;易化擴散轉運的是非脂溶性的小分子物質或帶電離子,需要膜結構中一些特殊蛋白質的幫助。根據借助的蛋白質不同,易化擴散可分為經通道和經載體兩種類型。經通道易化擴散轉運的是各種離子,通道打開時離子在電化學驅動力的作用下經通道中央的水相孔道跨膜擴散。依控制通道開閉的因素可將通道分為電壓、化學和機械門控通道,如神經軸突膜上的電壓門控Na通道、終板膜上的N型ACh門控通道等。經載體易化擴散時,底物要與載體蛋白結合,借助載體構象改變實現跨膜轉運,如一般組織細胞膜上的葡萄糖載體和氨基酸載體。

4.鈉泵的化學本質和功能是什么?其活動有何生理意義?

答:(1)鈉泵的化學本質和功能如下:

鈉泵是細胞膜上的一種蛋白質,其化學本質是Na-K依賴性ATP酶。

功能:當細胞內出現較多的Na和細胞外出現較多的K時,鈉泵啟動,通過將結合的ATP進行分解、釋放能量,并利用此能量逆濃度差把細胞內的Na移出到膜外,同時把細胞外的K移入到膜內,因而形成和保持膜內高K和膜外高Na的不均衡離子分布。

(2)鈉泵活動的生理意義主要在于維持細胞的正常功能。一般認為,鈉泵活動的生理意義主要有:鈉泵活動造成的細胞內高K為胞質內許多代謝反應所必需,如核糖體合成蛋白質就需要高K環境;維持胞內滲透壓和細胞容積。在靜息狀態下,膜對Na、K都有一定的通透性。雖然K的通透性相對較高,但由于膜內有機負離子(帶負電的蛋白質、核苷酸等)的吸引,外漏的K較少,而Na受濃度差和電位差的驅動,漏入到胞內的數量則相對較多。鈉泵的活動可將漏入胞內的Na不斷轉運出去,保持細胞正常的滲透壓和容積,以防細胞水腫;鈉泵活動形成的Na和K跨膜濃度梯度是細胞發生電活動的基礎;鈉泵活動的生電效應可直接使膜內電位的負值增大;鈉泵活動建立的Na跨膜濃度梯度可為繼發性主動轉運提供勢能儲備。

5.可興奮細胞發生興奮后,其興奮性有何變化?各期與動作電位有何對應關系?

答:可興奮細胞是指神經細胞、肌細胞和腺細胞,它們都能在接受有效刺激后產生興奮,即形成動作電位。發生興奮后,這些細胞的興奮性順序會發生一系列周期性變化,各期與動作電位的對應關系如下:

(1)絕對不應期:是興奮發生后的最初一段時間,大致相當于動作電位中鋒電位持續的時間。這時,無論施加多強的刺激也不能使細胞再次興奮,其興奮性可視為零。

(2)相對不應期:是絕對不應期之后,相當于動作電位中后去極化電位前半段所持續的時間。這時細胞興奮性逐漸恢復,受到較強(大于閾強度)的刺激可使細胞再次產生興奮。

(3)超常期:相對不應期過后,有的細胞還出現興奮性的輕微變化。首先是興奮性輕度增高,超過正常,該時期稱為超常期,對應于動作電位中后去極化電位后半段所持續的時間。

(4)低常期:是興奮性再次輕度降低的時期,對應于動作電位的后超極化電位出現的時段。

6.何謂動作電位?詳述神經細胞動作電位產生的機制。[暨南大學2014研]

答:(1)動作電位的概念

動作電位是指細胞在靜息電位基礎上接受有效刺激后產生的一個迅速的可向遠處傳播的膜電位波動。以神經細胞為例,當受到一個有效刺激時,其膜電位從-70mV逐漸去極化到達閾電位水平,此后迅速上升至+30mV,形成動作電位的升支;隨后又迅速下降至接近靜息電位水平,形成動作電位的降支。兩者共同形成尖峰狀的電位變化,稱為鋒電位。鋒電位是動作電位的主要部分,被視為動作電位的標志。

(2)動作電位的產生機制

動作電位是許多細胞功能的活動基礎,其產生是細胞膜對Na、K通透性相繼變化所致。當Na內流時引起去極化時的上升支,K外流時引起去極化的下降支。

細胞膜通透性與離子通道

細胞膜通透性是指細胞膜允許離子從一側轉移到另一側的能力,是離子跨膜轉運的基礎。細胞膜上分布有鈉通道、鉀通道、氯通道等離子通道,分別選擇性地轉運相應的離子。當通道受到刺激時,通道蛋白構象改變,使通道開啟或關閉。當通道開啟時允許相應的離子順濃度梯度跨膜擴散,形成離子電流。其中,陽離子由膜外向膜內擴散形成內向離子流,如Na、Ca2形成的內向離子流;反之,陽離子外流或陰離子內流形成外向離子流,如K外流和Cl-內流。在靜息電位基礎上,內向離子流使膜內電位升高,引起膜去極化;外向離子流使膜內電位下降,導致膜復極化,甚至超極化。

動作電位的產生

a.動作電位的去極相

當細胞受到刺激時,膜上少量Na通道被激活開啟,Na順濃度梯度內流,使膜去極化,膜內電位上升。當膜內電位升高到一定程度(約50~-70mV),即閾電位,又有大量電壓依賴的門控鈉通道被激活而開啟,細胞膜對Na的通透性瞬間變大,超過對K的通透性。在電化學勢的驅動下,Na以易化擴散的方式大量進入細胞。隨著Na內流增加,膜進一步去極化,直到內移的Na在膜內形成的電場足以阻止Na的內移時為止。Na的快速內流形成峰電位的上升支。

b.動作電位的復極相

膜去極化過程中的電位變化使電壓門控的K通道開放,膜對K的通透性增大,膜內K順電化學勢向細胞外擴散,形成外向離子流。K外流使膜內電位降低,由正值快速向負值轉變,直至恢復到靜息電位水平,形成動作電位的下降支。

c.去極化后電位

去極化后電位緊接鋒電位的下降支末尾,持續時間5~30ms,幅度為鋒電位的5%~6%。去極化后電位的形成可能是復極相迅速外流的K在膜外暫時蓄積,阻礙了K繼續外流所致。

d.超極化后電位

后電位中大于靜息電位的部分為超極化電位,可持續50ms至幾秒,幅度為鋒電位的0.2%。超極化后電位的形成主要是由于K通道仍然處于一定的開啟狀態,對K的通透性可持續數毫秒,使較多的K向膜外擴散。

e.恢復為靜息電位

后電位之后即恢復靜息狀態,膜內外Na、K也恢復到靜息水平,細胞可繼續接受刺激并產生興奮。

主站蜘蛛池模板: 于都县| 望城县| 九江市| 虞城县| 清水河县| 奉节县| 延安市| 威信县| 阳山县| 英德市| 青阳县| 衡水市| 绥芬河市| 称多县| 双桥区| 佳木斯市| 福海县| 含山县| 昂仁县| 河池市| 萝北县| 临沧市| 永年县| 永川市| 乌恰县| 介休市| 东兰县| 吉木萨尔县| 邹城市| 塔城市| 咸阳市| 盘锦市| 临江市| 卢龙县| 泰顺县| 夏津县| 淮安市| 莒南县| 额济纳旗| 伊春市| 乌恰县|