第二章 细胞的基本功能
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第二章细胞的基本功能单纯扩散:脂溶性小分子物质以物理学上的扩散原理,从浓度高的一侧向浓度低的一侧做跨膜运动,不需要细胞提供能量称为单纯扩散。
易化扩散:水溶性小分子或带电离子借助载体或通道,由细胞膜高浓度向低浓度的跨膜转运过程不消耗能量。
主动转运:某些物质在膜蛋白的帮助下,由细胞代谢功能进行逆浓度梯度或电位梯度跨膜转运称为主动转运。
静息电位:细胞静息状态时,细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差。
动作电位:细胞在进行电位基础上接受有效刺激产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。
阈刺激:当刺激持续的时间和刺激的变化率一定时,引起组织细胞兴奋所需要的最小刺激强度。
阈电位:能使细胞膜上的钠离子通道全部打开,触发动作电位的膜电位临界值。
局部电流:静息部位膜内负外正,兴奋部位膜极性反转,兴奋区与非兴奋区之间存在的电位差,形成局部电流。
兴奋:细胞接受刺激后产生动作电位的过程及其表现,动作电位是细胞兴奋的客观指标。
兴奋性:可兴奋细胞接受刺激后产生兴奋的能力或特性,阈刺激和阈程强度是衡量细胞兴奋性的指标。
极化:细胞安静状态下膜外带正电膜内带负电的状态。
去极化:静息电位减小表示膜的极化状态减弱,这种静息电位减小的过程或状态称为去极化。
绝对不应期:在兴奋发生后的最初一段时间内,无论是加多强的刺激,也不能使细胞再次兴奋,这段时间称为绝对不应期。
相对不应期:在绝对不应期后兴奋性逐渐恢复受刺激后可发生兴奋,但刺激强度必须大于原来的阈值,这段时间称为相对不应期。
肌节:相邻两条z线之间的区域(1/2I+A+1/2I),是肌肉收缩和舒张的最基本单位。
在体骨骼肌安静时肌节长度约为2.0~2.2微米。
静息电位的形成机制:安静情况下,未受刺激的细胞膜对钾离子的通透性大,膜内K†浓度高,K†向外扩散;由于细胞内的阴离子不能通过细胞膜,因此出现“外正内负”的跨膜电位差;随着K†向外扩散的进行,这种电位差加大;而这种电位差是K†向外扩散的阻力,当这种阻力(电位差)和K†向外扩散的动力(浓度差)相等时,K†向外净扩散为0,膜电位不再发生变化而稳定于某一数值,即K†平衡电位。
生理学第二章细胞的基本功能细胞是生命的基本单位,而细胞的基本功能则是维持生命活动的关键。
在生理学中,第二章着重探讨了细胞的这些基本功能,包括细胞膜的结构与功能、细胞的跨膜物质转运、细胞的信号转导、细胞的生物电现象以及肌细胞的收缩功能等。
细胞膜,作为细胞的“边界守护者”,其结构和功能至关重要。
细胞膜主要由脂质、蛋白质和少量糖类组成。
脂质双分子层构成了膜的基本骨架,赋予了膜的流动性和稳定性。
而膜蛋白则承担着各种各样的功能,比如通道蛋白能形成离子通道,让特定的离子通过;载体蛋白则能够协助物质进行跨膜转运。
糖类通常分布在膜的外表面,参与细胞识别和信号传递等过程。
细胞的跨膜物质转运是细胞与外界环境进行物质交换的重要方式。
简单扩散是一种顺浓度梯度、无需耗能的转运方式,像氧气、二氧化碳等气体分子就通过这种方式进出细胞。
而协助扩散则需要借助膜蛋白的帮助,比如葡萄糖进入红细胞就是通过协助扩散进行的。
主动转运则是逆浓度梯度进行,需要消耗能量,常见的有钠钾泵,它能够维持细胞内高钾、细胞外高钠的状态。
细胞的信号转导就像是细胞与外界交流的“语言”。
细胞通过接收外界的信号,然后将其转化为细胞内的一系列反应。
信号分子可以分为内分泌信号、旁分泌信号和自分泌信号等。
当信号分子与受体结合后,会引发细胞内一系列的信号转导通路,最终导致细胞的生理功能发生改变。
细胞的生物电现象是细胞功能的重要体现。
静息电位是指细胞在安静状态下存在于细胞膜两侧的电位差,主要是由于钾离子的外流所形成。
动作电位则是细胞受到刺激时产生的快速、可逆的电位变化,它包括去极化、反极化和复极化等过程。
动作电位的产生与钠离子和钾离子的跨膜流动密切相关。
肌细胞的收缩功能是肌肉运动的基础。
肌肉由肌纤维组成,而肌纤维的收缩是由肌节的缩短实现的。
当神经冲动传到肌细胞时,会引发钙离子的释放,从而启动肌肉收缩的过程。
肌肉收缩的形式有等长收缩和等张收缩,它们在不同的生理活动中发挥着重要作用。
生理学第二章细胞的基本功能细胞,这个词听上去就像是一堆复杂的生物学名词,但其实它是我们身体里的小小“工厂”,每天都在忙着做各种各样的事情,简直就像一群勤劳的小蜜蜂。
想象一下,细胞就像是一个个微型的城市,每个细胞都有自己的职责,工人们各司其职,齐心协力,让我们这个大机器正常运转。
哎,你可别小看它们,虽然细胞看起来微不足道,但没有它们,我们根本无法生存。
细胞的基本功能简直就是生命的基石。
细胞的“能量工厂”功能真是太牛了。
细胞内部有一个叫做线粒体的“小家伙”,它们就像是动力源,负责把我们吃下去的食物转化为能量。
就像给汽车加油,没了能量,车子可开不动。
咱们的细胞也是如此,没有能量就像一台老旧的机器,哐哐响,转不起来。
线粒体就像细胞的电池,源源不断地供给能量,让我们能够跳舞、跑步、甚至是打个哈欠。
想想看,吃完饭后那股困意,正是细胞在忙着把食物变成能量。
然后,咱们的细胞还有个特别厉害的本事,就是“信息传递”。
细胞之间可是有交流的,嘿,别以为它们只会默默无闻地干活。
它们会通过各种信号分子来互相“打招呼”。
想象一下,这就像是在打电话,一个细胞给另一个细胞发个短信,告诉它“喂,快来帮忙!”。
这种信息的传递可重要了,确保咱们的身体能协调运作,像一支默契的乐队,各种乐器和谐地一起演奏。
细胞之间的沟通也影响着咱们的情绪、免疫反应,甚至是生长发育,简直是个了不起的“社交网络”。
细胞还得承担起“守护者”的责任。
咱们的身体可不是随便哪个坏家伙都能进来的,细胞的膜就像是一道防护墙,守卫着内部环境。
细胞膜控制着进出细胞的物质,确保有用的营养物质能顺利进入,而有害的东西则被拒之门外。
这就好比一个保安,严格把关,不让可疑的人士随便混入。
细胞膜里的小“门卫”们可真是尽职尽责,时刻保持警惕,绝不能让坏蛋有机可乘。
除了这些,细胞还得有个“清洁工”。
咱们身体里产生的废物可不少,这可就需要细胞里的溶酶体来处理。
溶酶体就像细胞的垃圾桶,负责分解那些过时的、不需要的物质,保持细胞内部的整洁。
第二章细胞的基本功能一、名词解释1.单纯扩散2.易化扩散3.经载体的易化扩散4.经通道的易化扩散5.被动转运6.主动转运7.受体8.静息电位9.极化10.去极化11.超级化12.复极化13.动作电位14.阈电位15.局部兴奋16.绝对不应期17.终板电位18.兴奋--收缩耦联19.前负荷20.后负荷21.等长收缩22.等张收缩23.单收缩24.强直收缩答案: 1.单纯扩散是指脂溶性小分子物质从高浓度一侧向低浓度一侧跨细胞膜转运的过程。
2.易化扩散是指某些非脂溶性或脂溶性很小的物质,在膜蛋白的帮助下顺浓度差的跨膜转运。
3.经载体的易化扩散是指一些亲水性小分子物质经载体蛋白的介导,顺浓度梯度的跨膜转运。
4.经通道的易化扩散是指各种带电离子经通道蛋白的介导,顺浓度梯度或电位梯度的跨膜转运。
5.被动转运是指物质顺浓度梯度和(或)电位梯度进行的跨膜转运,不需消耗能量。
包括单纯扩散和易化扩散。
6.主动转运是指某些物质在膜蛋白的帮助下由细胞代谢提供能量而实现的逆电-化学梯度的跨膜转运。
7.受体是指存在于细胞膜上或细胞内,能识别并结合特异性化学信息,进而引起细胞产生特定生物学效应的特殊蛋白质。
8.静息电位是指静息时细胞膜两侧存在的电位差。
9.极化是指静息电位存在时细胞膜所处的“外正内负”的稳定状态。
10.去极化是指静息电位的减小即细胞内负值的减小。
11.超极化是指静息电位的增大即细胞内负值的增大。
12.复极化是指细胞膜去极化后再向静息电位方向的恢复。
13.动作电位是指在静息电位基础上,给细胞一个有效的刺激,可触发其产生可传播的膜电位波动。
它是细胞产生兴奋的标志。
14.阈电位是指能触发动作电位的膜电位临界值。
15.局部兴奋是指细胞受到阈下刺激时产生的较小的、只限于膜局部的去极化。
16.绝对不应期是指组织细胞在兴奋后最初的一段时间,无论给予多大的刺激也不能使它再次兴奋。
17.终板电位是指神经-骨骼肌接头处的终板膜产生的去极化电位。
第二章细胞的基本功能
一、名词解释
1.单纯扩散2.易化扩散3.主动转运4.受体5.静息电位6.动作电位7.极化8.去极化9.超极化
10.兴奋-收缩耦联11.等长收缩12.等张收缩
二、填空题
1.细胞膜的物质转运形式有、、、四种。
2.在细胞膜的物质转运形式中,不耗能的有和,耗能的有、和。
3.C02和02等脂溶性物质进出细胞是通过___ 转运形式进行的。
4.易化扩散是指一些不溶于脂质或在脂质中溶解度很少的物质,借助于膜上的帮助出入细胞的过程。
5.参与易化扩散的蛋白质有两种,一种是,另一种是。
6.主动转运与被动转运不同之处在于前者是逆梯度和能量的转运过程。
7.从生物电角度看,兴奋表现为细胞膜的,抑制表现为细胞膜的。
8.从生物电现象看,兴奋的标志是产生;细胞生理静息状态的标志是。
9.在静息状态下,膜对____有较大的通透性,所以静息电位又称____的
平衡电位。
10.当神经细胞受刺激,局部产生去极化达到____ 水平时,膜对____的通透性突然增大,从而引起动作电位的产生。
11.动作电位上升支(去极化)的出现是由于膜对____的通透性突然增大,而下降支(复极化)则与随后出现的通透性的增大有关。
12.在同一细胞上动作电位的传导机制是通过兴奋部位与安静部位之间产生的____ 的结果。
13.骨骼肌收缩和舒张的基本单位是。
14.骨骼肌细胞兴奋-收缩耦联的结构是,耦联因子是。
15.神经-骨骼肌接头处释放的递质是。
16.肌肉收缩按其刺激频率表现为____ 收缩和____ 收缩。
17.强直收缩分为、。
18.正常体内骨骼肌收缩绝大多数属于强直收缩,这是因为运动神经传出的通常是一连串的。
19.在有后负荷存在的条件下肌肉收缩之初总是先有收缩,然后才有
收缩。
三、选择题
A1型题
1.O2、CO2进出细胞过程属于:
A.单纯扩散B.易化扩散C.主动转运D.入胞E.出胞2.静息电位产生的机制是:
A.Na+内流B.Na+外流C.K+内流D.K+外流E.Ca2+内流3.物质在特殊膜蛋白的帮助下,顺电-化学梯度通过细胞膜的过程属于:A.单纯扩散B.易化扩散c.主动转运D.出胞E.入胞4.离子被动跨膜转运的动力是:
A.电位差B.浓度差C.电-化学梯度D.钠泵供能E.自由运动
5.安静时K+由细胞内流向细胞外属于:
A.单纯扩散B.通道转运C.载体转运D.主动转E.出胞
6.关于钠泵的论述,不正确的是:
A.又称为Na+-K+ ATP酶
B.排出K+摄入Na+
C.对细胞膜内Na+、膜外K+浓度变化敏感
D.一次转运排出3个Na+,摄人2个K+
E.转运N a+ - K+过程是耦联过程
7.细胞膜的主动转运是借助于膜上:
A.载体蛋白的耗能过程B.通道蛋白的耗能过程
C.泵蛋白的耗能过程D.受体蛋白的耗能过程
E.泵蛋白的非耗能过程
8.被动转运和主动转运的共同特点是:
A.消耗能量B.顺浓度梯度C.借助膜蛋白帮助
D.转运的物质都是小分子E.转运的物质都是脂溶性
9.细胞膜上的泵、通道和载体的共同点是:
A.转运脂溶性物质B.均消耗能量C.均是化学门控
D.均是电压门控E.转运小分子物质或离子
10.中性粒细胞的吞噬过程属于:
A.出胞B.入胞C.主动转运
D.单纯扩散E.易化扩散
11.静息状态的标志是:
A.极化B.抑制C.阈值D.动作电位E.兴奋12.动作电位去极化产生的离子基础是:
A.Na+内流B.Na+外流C.K+外流
D.K+内流E.Ca2+内流
13.引起肌细胞收缩的直接动因是:
A.Ca2+的释放B.Ca2+的回收C.Na+的释放
D.Cl-的释放E.Mg2+的释放
14.后负荷无限大时,肌肉的收缩形式是:
A.单收缩B.等长收缩C.等张收缩
D.全强直收缩E.完全强直收缩
15.可兴奋细胞受到阈刺激后将产生:
A.静息电位B.动作电位C.阈电位
D.局部电位E.上述电位都可能
16.当静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时,称为: A.极化B.去极化C.复极化D.反极化E.超极化
17.肌肉开始收缩时,表现为张力增加而长度不变。
这种张力增加而长度不变的收缩形式称为:
A.等长收缩B.等张收缩C.动态收缩
D.单收缩E.强直收缩
18.静息时细胞膜内外的Na+和K+浓度差的维持有赖于:
A.膜上ATP的作用B.膜上的Na+-K+泵作用
C.Na+、K+易化扩散的结果D.Na+-K+交换
E.膜对Na+、K+单纯扩散
19.判断组织兴奋性高低的常用指标是:
A.静息电位B.阈电位C.阈强度
D.刺激强度的变化速度E.刺激的频率
20.单纯扩散、易化扩散和主动转运的共同点是:
A.细胞本身都要消耗能量B.是离子和小分子物质的转运形式
C.需膜蛋白质的帮助D.均是从高浓度向低浓度侧转运
E.均是从低浓度向高浓度侧转运
21.细胞膜在静息情况下,对下列哪种离子通透性最大:
A.K+B.Na+C.Cl- D.Ca2+E.Mg2+ 22.Na+泵能逆浓度差主动转运Na+和K+,其转运方式是:
A.将Na+和K+转入细胞B.将Na+和K+转出细胞
C.将Na+转出细胞,K+转入细胞D.将Na+转入细胞,K+转出细胞
E.以上都不对
23.静息电位是指:
A.安静时细胞膜内不同部位的电位差
B.安静时细胞膜外两点之间的电位差
C.安静时存在于细胞膜两侧的电位差
D.生物体表面两点之间的电位差
E.生物体内部两点之间的电位差
24.神经纤维动作电位下降支属于:
A.去极化B.复极化C.反极化D.超极化E.极化
25.大多数可兴奋细胞接受刺激发生兴奋的共同表现是:
A.神经冲动B.收缩C.分泌
D.动作电位E.代谢增高
26.引起Na+通道突然大量开放的临界膜电位称为:
A.静息电位B.动作电位C.阈电位
D.局部电位E.突触后电位
27.与神经细胞动作电位去极化有关的离子是:
A.K+B.Cl-C.Ca2+ D.Na+E.Mg2+
28.连续阈上刺激落在前次收缩的舒张期内,会产生:
A.单收缩B.完全强直收缩C.等长收缩
D.等张收缩E.不完全强直收缩
29.骨骼肌发生收缩时,下列哪项长度不变:
A.暗带B.明带C.H带D.Z线间距E.肌小节A2型题
30.小雷,男,7岁,试图提起重约30千克的水桶,但没有提动。
在提起水桶的过程中,小雷上肢的肌肉发生的收缩形式为:
A.单收缩B.强直收缩C.等长收缩D.等张收缩E.不完全强直收缩
31.患者男,50岁,冬天在炭烧火锅上涮肉,饭后不久出现头疼、呕吐。
医院诊断为CO中毒。
该患者头疼、呕吐的原因是:
A.食物中毒,导致脑细胞变性
B.细胞缺氧,Na+-K+泵活动受影响,最终导致脑细胞水肿
C.胃肠型感冒D.中暑引起的脑细胞代谢异常
E.脑炎引起的颅压增高
A3/A4型题
(32~33)患者,女,55岁,近几天来频繁出现“腿抽筋”,查血钙低于正常,当地诊所诊断为“缺钙”。
32.“缺钙”导致“抽筋”的原因是:
A.神经-肌肉接头处兴奋性降低B.神经-肌肉接头处兴奋性升高
C.缺钙可导致血钾降低D.缺钙可导致血钾升高
E.缺钙可导致血镁升高
33.在骨骼肌兴奋-收缩耦联中,起关键作用的离子是:
A. Mg2+B.Cl-C.K+D.Ca2+E.Na+
(34~35)患者,男,45岁,在农田喷洒有机磷农药后出现四肢抽搐、口咽部分泌物增多、肌肉震颤等症状,当地医院诊断为有机磷农药中毒。
34.神经-肌肉接头处释放的神经递质与受体是:
A.乙酰胆碱,N1受体B.去甲肾上腺素,β受体
C.乙酰胆碱,M受体D.去甲肾上腺素,α受体
E.乙酰胆碱,N2受体
35.肌肉震颤主要是因为:
A.有机磷农药使胆碱酯酶活性增强,乙酰胆碱水解增加
B.有机磷农药使胆碱酯酶活性丧失,乙酰胆碱积聚
C.有机磷农药使乙酰胆碱在体内耗竭
D.有机磷农药阻断胆碱N1受体
E.有机磷农药阻断胆碱N2受体
四、简答题
1.静息电位产生的机制是什么?
2.简述动作电位产生的机制。
3.简述兴奋-收缩耦联的过程。
4.受体的功能有哪些?
五、论述题
1.简述单纯扩散、易化扩散、主动转运的异同点。
2.请说明有机磷酸酯类农药中毒患者为什么会出现肌震颤?。