人體及動(dòng)物生理(1)

1、人體及動(dòng)物生理 生物奧林匹克競賽輔導(dǎo)1Physiology: the logic of life!生理學(xué)是生命科學(xué)的一個(gè)分支是研究生物機(jī)體生命活動(dòng)規(guī)律和機(jī)理的一門科學(xué)是生命科學(xué)教育中唯一的一門講授機(jī)體功能的課程是醫(yī)學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)參考書生理學(xué)第六版，姚泰 主編，人民衛(wèi)生出版社，2003.3 生理學(xué)第八版，朱大年 主編，人民衛(wèi)生出版社，2013.32Physiology: the logic of life!根據(jù)國際生物學(xué)奧林匹克競賽（IBO）綱要和全國中學(xué)生生物競賽大綱（試行）要求，有關(guān)人體及動(dòng)物生理的內(nèi)容，主要包括消化、吸收、呼吸、循環(huán)、排泄、免疫、調(diào)節(jié)（神經(jīng)和激素）和生殖我們的主要講授內(nèi)容細(xì)胞

2、的一般生理、血液與循環(huán)生理、呼吸生理、消化生理、排泄生理、神經(jīng)生理、感覺器官、內(nèi)分泌生理3第一章機(jī)體的基本生理特征4一、新陳代謝 與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和能量代謝。二、應(yīng)激性 對(duì)刺激發(fā)生反應(yīng)的特性。三、穩(wěn)態(tài) 內(nèi)環(huán)境保持相對(duì)穩(wěn)定。四、整合（調(diào)節(jié)） 適應(yīng)機(jī)體的基本生理特征5第二章細(xì)胞生理學(xué)6第一節(jié)細(xì)胞的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)7 1.單純擴(kuò)散(simple diffusion) (1)概念 脂溶性高的物質(zhì)由膜的高濃度一側(cè)向低濃 度一側(cè)移動(dòng)的過程。CO2i CO2oO2o O2i8 (2)特點(diǎn) 擴(kuò)散速率高 無飽和性 不依靠特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助” 不需消耗能量 擴(kuò)散量與濃度梯度、溫度和膜通透性呈正相關(guān)，用擴(kuò)散通量（mol

3、 or mol數(shù)/min.cm2)表示。 (3)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì) O2、CO2、NH3 、N2 、尿素、乙醚、乙醇、類固醇類激素等少數(shù)幾種。 9 2.易化擴(kuò)散(facilitated diffusion) (1)概念 非脂溶性或脂溶解度小的物質(zhì),在膜蛋白質(zhì)的“幫助”下,由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過程。 (2)分類 經(jīng)通道的易化擴(kuò)散 經(jīng)載體的易化擴(kuò)散10（1）經(jīng)通道的易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì):各種帶電離子K+i K+oNa+o Na+i11（2）經(jīng)載體的易化擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子親水物質(zhì)12 (3)特點(diǎn) 需依靠特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助” 不需另外消耗能量 選擇性（ 特殊膜

4、蛋白質(zhì)本身有結(jié)構(gòu)特異性） 飽和性（ 結(jié)合位點(diǎn)是有限的） 竟?fàn)幮裕?經(jīng)同一特殊膜蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)） 濃度和電壓依從性（ 特殊膜蛋白質(zhì)的變構(gòu)是有 條件的，如化學(xué)門控通道、電壓門控通道） 13 (二)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(active transport) 概念 指物質(zhì)逆濃度梯度或電位梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 特點(diǎn) 需要消耗能量,能量由分解ATP來提供； 依靠特殊膜蛋白質(zhì)(泵)的“幫助”； 是逆電-化學(xué)梯度進(jìn)行的。 分類 繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（簡稱：聯(lián)合轉(zhuǎn)運(yùn)）；原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（簡稱：泵轉(zhuǎn)運(yùn)）； 如:Na+-K+泵、Ca2+-Mg2+泵、H+-K+泵等14泵轉(zhuǎn)運(yùn)Na+-K+泵 Na+-K+泵又稱Na+-K+-ATPase，簡稱鈉泵。

5、 當(dāng)Na+i K+o時(shí)，都被激活，ATP分解產(chǎn)生能量，將胞內(nèi)3個(gè)Na+移至胞外和將胞外2個(gè)K+移入胞內(nèi)。15通道轉(zhuǎn)運(yùn)與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn)模式圖162.繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)概念 間接利用ATP能量的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 即物質(zhì)逆濃度或逆電位梯度轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，能量非直接來自ATP的分解，是來自膜兩側(cè)Na+差，而Na+差是Na+-K+泵分解ATP釋放的能量建立的。分類 同向轉(zhuǎn)運(yùn) 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)17(三)入胞和出胞式轉(zhuǎn)運(yùn) 出胞 指細(xì)胞把成塊的內(nèi)容物由細(xì)胞內(nèi)排出的過程。 主要見細(xì)胞分泌過程：激素、神經(jīng)遞質(zhì)、消化液的分泌。 指細(xì)胞外大分子物質(zhì)或團(tuán)塊進(jìn)入細(xì)胞的過程。 分 為 吞噬=轉(zhuǎn)運(yùn)固體物質(zhì); 吞飲=轉(zhuǎn)運(yùn)液體物質(zhì)。入胞 18分泌物排出

6、融合處出現(xiàn)裂口囊泡向質(zhì)膜內(nèi)側(cè)移動(dòng)分泌囊泡高爾基復(fù)合體蛋白性分泌物出胞 囊泡膜與質(zhì)膜融合19受體對(duì)物質(zhì)的“辨認(rèn)”發(fā)生特異性結(jié)合=復(fù)合物表面的“有被小窩”移動(dòng)“有被小窩”處的膜凹陷吞食泡吞食泡與胞內(nèi)體相融合入胞 20第二節(jié)信號(hào)的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)21第二節(jié) 細(xì)胞的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能 細(xì)胞間傳遞信息的物質(zhì)多達(dá)幾百種：如遞質(zhì)、激素、細(xì)胞因子等。 主要涉及到：胞外信號(hào)的識(shí)別與結(jié)合、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、胞內(nèi)效應(yīng)等三個(gè)環(huán)節(jié)。 跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式大體有以下五類： 離子通道介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)招募型受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)核受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)22一、離子通道介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 離子通道大體有：化

7、學(xué)、電壓、機(jī)械性門控通道化學(xué)性胞外信號(hào)(ACh)ACh + 受體=復(fù)合體終板膜變構(gòu)=離子通道開放Na+內(nèi)流終板膜電位骨骼肌收縮23二、G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(一) cAMP信號(hào)通路神經(jīng)遞質(zhì)、激素等興奮性G蛋白(GS)激活腺苷酸環(huán)化酶(AC)ATPcAMP細(xì)胞內(nèi)生物效應(yīng)激活蛋白激酶A結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體激活G蛋白24(二) 磷脂酰肌醇信號(hào)通路激素（第一信使）興奮性G蛋白(GS)激活磷脂酶C(PLC)PIP2(第二信使）IP3 和 DG激 活蛋白激酶C內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放Ca2+激活G蛋白生物效應(yīng)結(jié)合G蛋白偶聯(lián)受體25三、酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 受體酪氨酸激酶生長因子與受體酪氨酸 激酶結(jié)合細(xì)胞內(nèi)生物效

8、應(yīng)特點(diǎn) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與G蛋白無關(guān)；無第二信使的產(chǎn)生；無細(xì)胞質(zhì)中蛋白激酶的激活。受體酪氨酸激酶介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)圖示26第三節(jié)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象27神經(jīng)元的靜息跨膜電位與動(dòng)作電位神經(jīng)元的基本特性可興奮性刺激 神經(jīng)元 神經(jīng)沖動(dòng)蛙坐骨神經(jīng)腓腸肌實(shí)驗(yàn)靜息時(shí)：無電位差神經(jīng)表面各處電位相等適當(dāng)強(qiáng)度的電刺激：負(fù)電位沿坐骨神經(jīng)傳導(dǎo)負(fù)電位動(dòng)作電位神經(jīng)沖動(dòng)神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)動(dòng)作電位的傳播細(xì)胞的生物電現(xiàn)象28神經(jīng)元的靜息跨膜電位與動(dòng)作電位靜息膜電位（resting membrane potential）靜息狀態(tài)：膜內(nèi)電位 膜外電位膜外正電荷聚集；膜內(nèi)負(fù)電荷聚集內(nèi)負(fù)外正極化（polarization）狀態(tài)動(dòng)作電位（action p

9、otential）細(xì)胞膜受到刺激時(shí)，在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次可擴(kuò)布的電位變化細(xì)胞的生物電現(xiàn)象29(1)靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)、外離子分布不勻 Na+iNa+o110, K+iK+o301 Cl-iCl-o114, A-iA-o 41 靜息電位的產(chǎn)生條件主要離子分布：膜內(nèi)：膜外：靜息電位的產(chǎn)生30(2)靜息狀態(tài)下膜對(duì)離子有選擇性通透性 通透性：K+ Cl- Na+ A-31靜息電位的產(chǎn)生靜息膜電位（極化狀態(tài)）產(chǎn)生的根本原因靜息膜對(duì)各種離子均有一定的通透性，其中對(duì)鉀離子的通透性最大，K+依其在膜兩側(cè)的濃度差由胞內(nèi)向胞外進(jìn)行跨膜擴(kuò)散，而膜內(nèi)帶負(fù)電荷的多為分子量較大的有機(jī)負(fù)離子，不能隨K+擴(kuò)散出細(xì)胞，因

10、而在K+跨膜擴(kuò)散達(dá)到平衡時(shí)，就在細(xì)胞膜兩側(cè)建立起接近于K+平衡電位（胞內(nèi)為負(fù)）的靜息電位細(xì)胞的生物電現(xiàn)象Nernst公式：R：氣體常數(shù)（8.31），T：絕對(duì)溫度（273），Z：原子價(jià)（1）， F：法拉第常數(shù)（96500）， Ko和Ki：K+在膜外側(cè)和膜內(nèi)側(cè)的濃度，EK的單位為V。32靜息電位的產(chǎn)生靜息電位是K+平衡電位靜息狀態(tài)下，膜對(duì)K+的通透性較高，這是由于膜上存在經(jīng)常處于開放狀態(tài)的非門控鉀通道所致（如神經(jīng)纖維膜上的鉀漏通道、心肌細(xì)胞膜上的內(nèi)向整流鉀通道），這就使得靜息電位非常接近于K+平衡電位。因此，一般認(rèn)為靜息電位是由于膜在靜息狀態(tài)下對(duì)K+的選擇性通透造成的。細(xì)胞的生物電現(xiàn)象靜息電位是K

11、+平衡電位的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（槍烏賊大軸突）：A：增加細(xì)胞外K+濃度，靜息電位減小（去極化）。B：靜息電位與細(xì)胞外K+濃度之間的關(guān)系（半對(duì)數(shù)曲線）。黑色直線是根據(jù)Nernst公式計(jì)算的理論值，紅色曲線為實(shí)測值。33靜息電位的產(chǎn)生影響靜息電位的其他因素 鈉鉀泵：鈉鉀泵逆濃度差主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)Na+和K+，該活動(dòng)建立和維持了Na+和K+在細(xì)胞內(nèi)外的濃度差；鈉泵的活動(dòng)還可直接影響靜息電位（生電作用），這是因?yàn)樗鼘?duì)Na+和K+的轉(zhuǎn)運(yùn)是不平衡的（1ATP:3Na+:2K+），使得每一轉(zhuǎn)運(yùn)過程移到膜外的Na+比進(jìn)入膜內(nèi)的K+多出一個(gè)，結(jié)果給膜內(nèi)增加了一個(gè)負(fù)電荷，使膜內(nèi)電位的負(fù)值增大（加大靜息電位）Na+：雖然膜在靜息狀態(tài)

12、下對(duì)Na+亦有一定的通透性，但通透性較小，僅為K+的1/101/100。因此，Na+由胞外向胞內(nèi)的跨膜擴(kuò)散僅部分地中和了膜內(nèi)側(cè)的負(fù)電荷，這就是靜息電位與根據(jù)Nernst公式計(jì)算的K+平衡電位有所偏離的原因之一Cl-：一般細(xì)胞對(duì)Cl-沒有主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，所以其在膜兩側(cè)的分布是被動(dòng)的，主要由靜息電位決定它在膜兩側(cè)的濃度，而不是其參與構(gòu)成靜息電位細(xì)胞的生物電現(xiàn)象34動(dòng)作電位的產(chǎn)生動(dòng)作電位的變化曲線形態(tài)升支、降支和鋒電位：細(xì)胞接受刺激后，膜電位由靜息電位水平迅速去極化，形成升支，隨后迅速復(fù)極化至靜息電位水平，為降支；兩者共同形成的尖峰狀電位變化，稱鋒電位（spike potential）。鋒電位持續(xù)約1 m

13、s，是動(dòng)作電位的主要特征和細(xì)胞發(fā)生興奮的標(biāo)志后電位：指鋒電位后出現(xiàn)的低幅、緩慢的電位波動(dòng)，包括一個(gè)膜電位仍小于靜息電位的負(fù)后電位（negative after-potential）或后去極化（after-depolarization），以及隨后的電位大于靜息電位的正后電位（positive after-potential）或后超極化（after- hyperpolarization）細(xì)胞的生物電現(xiàn)象負(fù)后電位正后電位351.動(dòng)作電位產(chǎn)生的基本條件 (1)膜內(nèi)外存在Na+差:Na+i Na+O 110；(2)膜受到閾刺激時(shí)，對(duì)離子通透性增加：即電壓門控性Na+、K+通道激活而開放動(dòng)作電位的產(chǎn)生36

14、刺激膜上少量Na+通道開放Na+順濃度差少量內(nèi)流局部電位 閾電位Na通道大量開放再生式內(nèi)流Na+i、K+O 激活Na+K+泵2.動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制AP上升支Na+內(nèi)流停+同時(shí)K+通道激活K迅速外流（AP下降支）離子恢復(fù)到興奮前水平37動(dòng)作電位的產(chǎn)生動(dòng)作電位產(chǎn)生的機(jī)制細(xì)胞膜上具有電壓依賴性的Na+、K+通道去極化刺激 Na+通道開放 Na+涌入 Na+內(nèi)向電流超過K+外向電流 膜去極化 更多Na+通道開放（正反饋） Na+大量涌入 外負(fù)內(nèi)正（超射、反極化） Na+通道快速失活（關(guān)閉）、K+通道開放 膜內(nèi)的正電位對(duì)K+有很強(qiáng)的外向驅(qū)動(dòng)力 K+迅速涌出 恢復(fù)外正內(nèi)負(fù)（復(fù)極化） K+持續(xù)涌出 更加外正

15、內(nèi)負(fù)（回射、超極化）細(xì)胞的生物電現(xiàn)象38動(dòng)作電位的產(chǎn)生動(dòng)作電位的峰值應(yīng)該等于Na+平衡電位細(xì)胞的生物電現(xiàn)象A-C：細(xì)胞外液中Na+濃度正常時(shí)槍烏賊大軸突的動(dòng)作電位；降低細(xì)胞外液中的Na+濃度，動(dòng)作電位幅值減??；恢復(fù)細(xì)胞外液中的Na+濃度，動(dòng)作電位恢復(fù)正常。D：動(dòng)作電位幅值與細(xì)胞外液中Na+濃度之間的關(guān)系。黑色直線根據(jù)Nernst公式算出，紅色曲線為實(shí)測值。E：細(xì)胞外液Na+濃度變化不影響靜息電位。39動(dòng)作電位的產(chǎn)生動(dòng)作電位的“全或無”特性：動(dòng)作電位要么不發(fā)生；一旦發(fā)生，其幅度就會(huì)達(dá)到最大值細(xì)胞的生物電現(xiàn)象向細(xì)胞內(nèi)注入的正向電流未達(dá)閾值，細(xì)胞不產(chǎn)生動(dòng)作電位。電流達(dá)到閾值，細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位。加大電

16、流，動(dòng)作電位頻率增高，但幅度和波形不改變。閾值（閾刺激）閾下刺激閾上刺激40動(dòng)作電位的產(chǎn)生動(dòng)作電位的傳導(dǎo)動(dòng)作電位產(chǎn)生后，并不局限于受刺激局部，而是沿質(zhì)膜迅速向周圍傳播，直至整個(gè)細(xì)胞都依次產(chǎn)生動(dòng)作電位。而且，動(dòng)作電位在同一個(gè)細(xì)胞上的傳導(dǎo)是不衰減的，即它的幅度和波形始終保持不變（為什么？）細(xì)胞的生物電現(xiàn)象RmRi膜的被動(dòng)電學(xué)特性并聯(lián)的阻容耦合等效電路41動(dòng)作電位的產(chǎn)生動(dòng)作電位的傳導(dǎo)局部電流學(xué)說：在發(fā)生動(dòng)作電位的部位，膜外側(cè)的電位較前方靜息部位的為負(fù)，而膜內(nèi)側(cè)相對(duì)較正，因而在兩者之間產(chǎn)生局部電流。局部電流將依據(jù)膜的被動(dòng)電學(xué)性質(zhì)，在動(dòng)作電位前方的靜息部位引起局部電位，并因局部電位達(dá)到閾電位而引起靜息部

17、位的動(dòng)作電位，從而實(shí)現(xiàn)沿細(xì)胞膜的傳導(dǎo)。細(xì)胞的生物電現(xiàn)象42動(dòng)作電位的產(chǎn)生動(dòng)作電位的傳導(dǎo)跳躍傳導(dǎo)學(xué)說：在有髓鞘神經(jīng)纖維，由于脂質(zhì)髓鞘的高電阻特性，阻止了局部電流沿細(xì)胞膜的順序性流動(dòng)，因而局部電流只能在低電阻的郎飛氏結(jié)上發(fā)生，使得動(dòng)作電位在郎飛氏結(jié)上跳躍式傳導(dǎo)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象跳躍傳導(dǎo)的優(yōu)越性：由于跳躍傳導(dǎo)不是局部電流沿細(xì)胞膜的順序性流動(dòng)，因而可極大地加快動(dòng)作電位的傳導(dǎo)速度和減少動(dòng)作電位過后膜電位恢復(fù)過程中鈉鉀泵運(yùn)轉(zhuǎn)的能量消耗43動(dòng)作電位的傳導(dǎo)方式無髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)：近距離局部電流；有髓鞘N纖維的興奮傳導(dǎo)：遠(yuǎn)距離局部電流(跳躍式)。44興奮和可興奮細(xì)胞興奮（excitation）：在現(xiàn)代生理學(xué)中

18、，是動(dòng)作電位的同義語或動(dòng)作電位的產(chǎn)生過程可興奮細(xì)胞（excitable cell）：受刺激后能產(chǎn)生動(dòng)作電位的細(xì)胞，包括神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞和腺細(xì)胞可興奮細(xì)胞的共性和個(gè)性：都具有產(chǎn)生動(dòng)作電位所必需的電壓門控Na+通道或Ca2+通道，因而能夠在接受刺激后產(chǎn)生基于這些離子通道再生性激活過程的動(dòng)作電位興奮性（excitability）：可興奮細(xì)胞接受刺激后產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力；閾強(qiáng)度（threshold intensity）做為衡量細(xì)胞興奮性大小的指標(biāo)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象45興奮和可興奮細(xì)胞細(xì)胞興奮后興奮性的變化絕對(duì)不應(yīng)期（absolute refractory period）：在興奮發(fā)生的當(dāng)時(shí)以及興奮后最初的

19、一段時(shí)間內(nèi)（大約相當(dāng)于鋒電位發(fā)生的時(shí)間），無論施加多強(qiáng)大的刺激也不能使細(xì)胞再次興奮，此時(shí)細(xì)胞失去了興奮性；原因是在降支期間，大部分通道處于失活過程或失活狀態(tài)，不能再次接受刺激進(jìn)入激活狀態(tài)相對(duì)不應(yīng)期（relative refractory period）：在絕對(duì)不應(yīng)期之后，細(xì)胞的興奮性逐漸恢復(fù)，受刺激后可發(fā)生興奮，但刺激強(qiáng)度必須大于原來的閾強(qiáng)度（大約相當(dāng)于負(fù)后電位出現(xiàn)的時(shí)期）超常期（supranormal period）：細(xì)胞的興奮性高于正常水平（大約相當(dāng)于負(fù)后電位快接近膜電位的時(shí)期）低常期（subnormal period）：細(xì)胞的興奮性低于正常水平（相當(dāng)于正后電位出現(xiàn)的時(shí)期）細(xì)胞的生物電現(xiàn)象

20、負(fù)后電位正后電位46典型例題在生物體內(nèi)不斷有生物電產(chǎn)生。產(chǎn)生生物電的直接原因是：生物體內(nèi)有微型“生理發(fā)電機(jī)”新陳代謝過程的必然結(jié)果細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)在生物體內(nèi)“燃燒”的結(jié)果2003全國中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽理論試題細(xì)胞的生物電現(xiàn)象47典型例題在生物體內(nèi)不斷有生物電產(chǎn)生。產(chǎn)生生物電的直接原因是：生物體內(nèi)有微型“生理發(fā)電機(jī)”新陳代謝過程的必然結(jié)果細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)在生物體內(nèi)“燃燒”的結(jié)果2003全國中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽理論試題細(xì)胞的生物電現(xiàn)象48典型例題下列有關(guān)神經(jīng)細(xì)胞離子通透性和膜電位變化的敘述，其中正確的是：Na+通透性增大時(shí)會(huì)造成去極化現(xiàn)象 神經(jīng)細(xì)胞膜對(duì)K+的通透沒有限制神經(jīng)細(xì)

21、胞的靜息膜電位為零K+流入細(xì)胞時(shí)有利于膜極化狀態(tài)的恢復(fù)2006全國中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽理論試題細(xì)胞的生物電現(xiàn)象49典型例題下列有關(guān)神經(jīng)細(xì)胞離子通透性和膜電位變化的敘述，其中正確的是：Na+通透性增大時(shí)會(huì)造成去極化現(xiàn)象 神經(jīng)細(xì)胞膜對(duì)K+的通透沒有限制神經(jīng)細(xì)胞的靜息膜電位為零K+流入細(xì)胞時(shí)有利于膜極化狀態(tài)的恢復(fù)2006全國中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽理論試題細(xì)胞的生物電現(xiàn)象50典型例題單個(gè)可興奮細(xì)胞的動(dòng)作電位波形不能完全融合，其原因是：刺激強(qiáng)度不夠刺激頻率不夠鈣離子通道有一個(gè)失活期鈉離子通道有一個(gè)失活期2007全國中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽理論試題細(xì)胞的生物電現(xiàn)象51典型例題單個(gè)可興奮細(xì)胞的動(dòng)作電位波形不能完全融合，其原因

22、是：刺激強(qiáng)度不夠刺激頻率不夠鈣離子通道有一個(gè)失活期鈉離子通道有一個(gè)失活期2007全國中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽理論試題細(xì)胞的生物電現(xiàn)象52典型例題隨著刺激強(qiáng)度的增大，復(fù)合動(dòng)作電位將表現(xiàn)為:“全或無”出現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作電位的振幅可隨刺激強(qiáng)度的增加而增大復(fù)合動(dòng)作電位的頻率可隨刺激強(qiáng)度的增加而增大，后期不變化復(fù)合動(dòng)作電位的振幅可隨刺激強(qiáng)度的增加而增大，后期不變化2009全國中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽理論試題細(xì)胞的生物電現(xiàn)象53典型例題隨著刺激強(qiáng)度的增大，復(fù)合動(dòng)作電位將表現(xiàn)為:“全或無”出現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作電位的振幅可隨刺激強(qiáng)度的增加而增大復(fù)合動(dòng)作電位的頻率可隨刺激強(qiáng)度的增加而增大，后期不變化復(fù)合動(dòng)作電位的振幅可隨刺激強(qiáng)度的增加而增大

23、，后期不變化2009全國中學(xué)生生物學(xué)聯(lián)賽理論試題細(xì)胞的生物電現(xiàn)象54典型例題閾電位是指：成膜對(duì)K+通透性突然增大的臨界膜電位造成膜對(duì)Na+通道性突然增大的臨界膜電位造成膜對(duì)K+通道性突然減小的臨界膜電位造成膜對(duì)Na+通過性突然減小的臨界膜電位在神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位上升支，通透性最大的離子是：A. Cl- B. Ca2+ C. K+ D. Na+ E. A-細(xì)胞的生物電現(xiàn)象55典型例題閾電位是指：成膜對(duì)K+通透性突然增大的臨界膜電位造成膜對(duì)Na+通道性突然增大的臨界膜電位造成膜對(duì)K+通道性突然減小的臨界膜電位造成膜對(duì)Na+通過性突然減小的臨界膜電位在神經(jīng)細(xì)胞動(dòng)作電位上升支，通透性最大的離子是：A.

24、Cl- B. Ca2+ C. K+ D. Na+ E. A-細(xì)胞的生物電現(xiàn)象56典型例題在神經(jīng)纖維一次興奮后的相對(duì)不應(yīng)期時(shí)：多數(shù)K+通道失活較強(qiáng)的刺激也不能引起動(dòng)作電位全部Na+通道失活部分Na+通道已復(fù)活膜電位處在去極化過程中細(xì)胞的生物電現(xiàn)象57典型例題在神經(jīng)纖維一次興奮后的相對(duì)不應(yīng)期時(shí)：多數(shù)K+通道失活較強(qiáng)的刺激也不能引起動(dòng)作電位全部Na+通道失活部分Na+通道已復(fù)活膜電位處在去極化過程中細(xì)胞的生物電現(xiàn)象58第四節(jié)肌細(xì)胞的收縮功能59肌肉與肌肉收縮骨骼肌細(xì)胞的大體解剖粗肌絲和細(xì)肌絲肌 肉肌纖維束肌纖維（肌細(xì)胞）肌原纖維肌球（凝）蛋白肌動(dòng)蛋白原肌球蛋白肌鈣蛋白60骨骼肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)61肌纖維的

25、收縮暗帶（粗、細(xì)肌絲）：寬度不變明帶（細(xì)肌絲）：變窄H帶（暗帶中M線兩側(cè)沒有細(xì)肌絲插入）：變窄粗、細(xì)肌絲的長度不變，但重疊程度變化肌絲滑行學(xué)說細(xì)肌絲滑入粗肌絲叢中 肌小節(jié)縮短 肌纖維縮短 肌肉與肌肉收縮Z lineZ lineM line62肌動(dòng)蛋白肌鈣蛋白原肌凝蛋白粗肌絲肌凝蛋白細(xì)肌絲63肌纖維的收縮肌絲滑行的機(jī)制粗肌絲上突起的橫橋與細(xì)肌絲某位點(diǎn)結(jié)合 橫橋擺動(dòng) 推動(dòng)細(xì)肌絲滑行（很小位移） 橫橋離開原先的結(jié)合位點(diǎn)（需ATP供能） 更換與細(xì)肌絲的接觸位點(diǎn) 橫橋擺動(dòng) 推動(dòng)細(xì)肌絲滑行（很小位移） 反復(fù)多次 肌纖維收縮肌肉與肌肉收縮64肌纖維的收縮神經(jīng)肌肉接頭突觸（synapse）神經(jīng)末梢與肌肉連接處

26、結(jié)構(gòu)：突觸前膜神經(jīng)末梢細(xì)胞膜 突觸后膜肌膜（終膜） 突觸間隙遞質(zhì)：乙酰膽堿（ACh）神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能65按任意鍵飛入橫橋擺動(dòng)動(dòng)畫肌節(jié)縮短=肌細(xì)胞收縮牽拉細(xì)肌絲朝肌節(jié)中央滑行橫橋擺動(dòng)橫橋與結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，分解ATP釋放能量原肌球蛋白位移，暴露細(xì)肌絲上的結(jié)合位點(diǎn)Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合肌鈣蛋白的構(gòu)型改變終池膜上的鈣通道開放終池內(nèi)的Ca2+進(jìn)入肌漿2.肌絲滑行66肌纖維的收縮神經(jīng)肌肉接頭的興奮-收縮耦聯(lián)骨骼肌收縮由脊髓a運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮、軸突末梢釋放ACh引起N型受體通道開放，突觸后肌膜去極化（產(chǎn)生EPSP）電壓門控Na+通道開放，肌纖維產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)作電位T管（橫管）去極化使肌漿網(wǎng)釋放Ca2+Ca2+與肌

27、鈣蛋白結(jié)合引起肌球蛋白發(fā)生位移，產(chǎn)生肌絲滑行肌肉與肌肉收縮橫橋循環(huán)67肌纖維的收縮影響神經(jīng)肌肉接頭傳遞的因素N型ACh受體阻斷劑（如筒箭毒和銀環(huán)蛇毒）可特異性地阻斷受體通道，使接頭傳遞功能喪失，肌肉松弛膽堿酯酶抑制劑（如新斯的明）可增加ACh在接頭間隙的濃度，改善肌無力癥狀膽堿酯酶活性減弱或喪失（如有機(jī)磷農(nóng)藥中毒），可造成ACh在接頭間隙內(nèi)大量蓄積，引起肌肉強(qiáng)直肌肉與肌肉收縮68肌肉收縮的外部表現(xiàn)和力學(xué)變化等張收縮：刺激肌肉 收縮、縮短肌肉收縮時(shí)長度變化；張力幾乎不變肢體屈曲等長收縮：刺激肌肉 不縮短、張力肌肉收縮時(shí)長度幾乎不變；張力變化用力握拳復(fù)合收縮：大多軀體運(yùn)動(dòng)肌肉與肌肉收縮69肌肉收縮

28、效能收縮時(shí)縮短的程度或張力的大小，以及產(chǎn)生縮短或張力的速度影響因素：收縮時(shí)承受的負(fù)荷（前負(fù)荷和后負(fù)荷）、自身收縮能力和總和效應(yīng)負(fù)荷（前負(fù)荷和后負(fù)荷）前負(fù)荷：肌肉在收縮前所承受的負(fù)荷松開旋動(dòng)螺釘在杠桿的短臂端加上前負(fù)荷（肌肉被拉長）擰緊螺釘即決定了前負(fù)荷，也決定了肌肉的初長度后負(fù)荷：肌肉在收縮過程中所承受的負(fù)荷在決定了前負(fù)荷（肌肉的初長度）之后在杠桿的短臂端加上后負(fù)荷該負(fù)荷僅在肌肉收縮時(shí)才呈現(xiàn)出來在有后負(fù)荷的情況下，肌肉不能立即縮短而增強(qiáng)張力，出現(xiàn)等長收縮；當(dāng)張力增強(qiáng)到超過后負(fù)荷時(shí)，肌肉縮短而張力不再增加，呈現(xiàn)等張收縮肌肉與肌肉收縮70肌肉收縮效能收縮的總和（summation）可增強(qiáng)骨骼肌的收

29、縮強(qiáng)度（但心肌的收縮是“全或無”的，不會(huì)發(fā)生收縮總和）肌肉與肌肉收縮骨骼肌收縮的總和有兩種形式，即運(yùn)動(dòng)單位數(shù)量的總和以及頻率效應(yīng)的總和運(yùn)動(dòng)單位：一個(gè)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元及其軸突分支所支配的所有肌纖維運(yùn)動(dòng)單位的募集引起的數(shù)量效應(yīng)總和：激活的運(yùn)動(dòng)單位越多，肌肉產(chǎn)生的張力就越大71肌肉收縮效能收縮的總和（summation）運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)放頻率增加引起的頻率效應(yīng)總和：中樞神經(jīng)系統(tǒng)增強(qiáng)肌肉收縮效能的另一個(gè)辦法是增加運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)放的頻率（頻率募集），使肌肉產(chǎn)生強(qiáng)直收縮而加大收縮的張力單收縮：當(dāng)骨骼肌受到一次短促刺激時(shí)，可發(fā)生一次動(dòng)作電位，隨后出現(xiàn)一次收縮和舒張。在一次單收縮中，肌細(xì)胞膜動(dòng)作電位的時(shí)程僅2 4 ms，而肌肉收縮的過程可達(dá)幾十，甚至幾百毫秒肌肉與肌肉收縮72肌肉收縮效能收縮的總和（summation）收縮的總和與強(qiáng)直收縮：由于骨骼肌的收縮過程可達(dá)幾十甚至幾百毫秒，因而在其的機(jī)械收縮過程中接受新的刺激時(shí)，肌細(xì)胞可以發(fā)生新的興奮（產(chǎn)生動(dòng)作電位），并由此引起新的收縮；而且，收縮可以疊加起來，導(dǎo)致總和現(xiàn)象和收縮張力的加大。骨骼肌的收縮總和有兩種形式：不完全性強(qiáng)直收縮：如果刺激的頻率不太高且落在上一次收縮的舒張期內(nèi)，肌肉發(fā)生不完全性強(qiáng)直收縮強(qiáng)直收縮：如果刺激的頻率足夠高且落在上一次收縮的收縮期內(nèi)，肌肉出現(xiàn)完全性強(qiáng)直收縮，簡稱強(qiáng)直收縮；在生理?xiàng)l件下，支配骨骼肌的傳出神