7-骨骼肌的兴奋-收缩耦联
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第三章神经和肌肉生理一、名词解释1. 不完全强直收缩(incomeplete tetenus)2. 完全强直收缩(complete tetenus)3. 钠-钾泵(Na+-K+ pump)4. 绝对不应期(absolute refractory period)5. 兴奋(excitation)6. 兴奋性(excitability)7. 阈值(threshold)8. 静息电位(resting potential)9. 动作电位(action potential)10. 阈电位(threshold potential)11. 局部兴奋(local excitation)12. 终板电位(end-plate potential)13. 兴奋-收缩耦联(excitation-contraction coupling)14. 前负荷(preload)15. 后负荷(afterload)16. “全或无”现象(“all or none” phenomenon)17. 等长收缩(isometric contraction)18. 等张收缩(isotonic contraction)二、填空题1.细胞膜的跨膜物质转运的形式可分为 ________、________ 、________ 、________ 和_________ 等5种。
2.细胞膜上的通道主要可分为________ 门控通道、________ 门控通道和________ 门控通道。
此外,某些组织的相邻细胞之间还有________ 通道。
3.细胞内的第二信使物质有________ 、________ 、_______ 、________ 和________ 等。
4.可兴奋组织包括________ 、________ 和 ________。
它们安静时在膜两侧存在________ 电位,受刺激时产生 ________电位。
5.局部兴奋的特点是________ 、________ 和________ 。
6骨骼肌收缩的总和与强直收缩1、分析肌肉发生收缩总和的条件与机制..条件:后一次刺激落入前一次刺激的收缩期内..机制:若后一次刺激落入前一次刺激的绝对不应期内;则不会有动作电位产生;所以不会产生二次收缩的任何反应;若后一刺激落入前一刺激的相对不应期内;会产生一次较弱的二次兴奋;致使终池释放较多的Ca+从而产生一次较强的肌肉收缩..2、分析讨论不完全强直收缩和完全强直收缩的条件与机制..当一串刺激作用于肌肉时;若后一刺激落入前一刺激的舒张期内;则会使肌肉再一次收缩后;还未完全舒张就发生另一次收缩;此谓不完全强直收缩..后一次刺激如果频率足够高时;也可能是后几次刺激落入前一次刺激的收缩期内;则前后的刺激产生的收缩发生融合;使得肌肉的收缩力显着增大并持续表现为收缩状态;从而产生强直收缩..3、何为临界融合刺激频率指产生不完全强直收缩的刺激频率与产生完全强直收缩的刺激频率的分界频率..4、本实验表明骨骼肌的那些生理特性试说明其生理意义答:当骨骼肌在收到足够靠近的刺激时会发生收缩的融合..若为一串刺激;如果频率足够高则会发生强直收缩..当肌肉发生强直收缩时;肌肉的收缩力度会显着增加;而且能在不破坏肌肉生理功能的前提下持续一段时间..这就为机体的持续运动;以及持续发力并保持一种用力姿态提供了实现的前提..神经干复合动作电位的记录与观察1、神经干动作电位的图形为什么不是“全或无”的一条神经干中有无数条神经纤维;每条神经纤维的直径和长度不同;膜特性也不完全一样;故兴奋性不同、阈值各异;而本实验记录到的双相动作电位是神经干中各条神经纤维动作电位的复合表现..故神经干没有确定的阈值..因此;神经干动作电位不会有“全或无”的特征..2、你测量出来的神经干复合动作电位为什么与细胞内记录的不一样..同一题;神经干复合动作电位是许多条神经纤维的复合电位表现;因此与单个细胞内记录的不同..3、神经干的动作电位为什么是双相的在两个引导电极之间损伤标本后;为什么动作电位变为单相单相上相的动作电位形状与双相有下相有何不同为什么因为动作电位是由两电极的电位差计算出的..当去极化的电位传到第一个电极时;显示电位差是正的;当传导第二个电极时;第一个电极处电位回复;二者相减就变为负的..故动作电位是双相..损伤标本后动作电位传不到第二电极;故只显示正相动作电位..单相动作电位的区间较双相动作电位得上相部分要短;因为在两电极之间动作电位就已经停止..4、神经干的动作电位的上、下图形的幅值和波宽为什么不对称在剥离蟾蜍的坐骨神经时;某些神经被切断导致神经干的直径不等;传导动作电位的神经的数目在不断改变;所以造成其幅值和波宽的不对称..5、如果将神经干标本的末梢端置于刺激电极一侧;从中枢端引导动作电位;图形将发生什么样的变化为什么图形的幅度会变小但是相位不会发生变化;因为神经的末梢端神经纤维数较中枢端少;而且在两个神经元相接的地方只能单相传导兴奋;故若在末梢端刺激在中枢端引导幅值会变小..6、如果改变两个引导电极之间的距离;观察双相动作电位的图形会发生什么样的变化试解释为什么上相电位峰值与下相动作电位峰值出现的时差会增大..因为动作电位在引导电极之间运动时间增长..7、如果将引导电极距离刺激电极更远一些;动作电位的幅值会变小;这是兴奋传导的衰减吗试解释原因..不是..因为如5题所说;在中枢端刺激产生的动作电位有一部分会因神经纤维的损伤或分支而停止;故离中枢端越远受到的神经冲动就会越少..因此动作电位的幅值就会越小..8、试验中神经屏蔽盒的地线应怎样连接将刺激输出端负极以及信号采集接口的负极接入地线..骨骼肌电兴奋与收缩的时相关系1、从刺激开始至肌电出现;标本内部发生了哪些变化刺激引发神经细胞膜产生动作电位;动作电位由神经纤维传输至肌细胞;肌电开始出现..2、从肌电之肌肉收缩之间;肌肉内部又有什么生理活动1 刺激在肌膜上传导2兴奋——收缩耦联表现为:肌膜兴奋释放钙肌收缩..3、分析神经兴奋、肌肉兴奋与肌肉收缩有何不同答:神经兴奋是指控制肌肉的神经产生动作电位;之后动作电位由神经纤维传输至肌细胞引起肌细胞的兴奋;产生肌电;然后经过三联管、粗细肌丝的结构转化成肌肉的收缩..神经干不应期的测定1、什么是绝对不应期和相对不应期细胞经过一次兴奋之后短时间内兴奋性丧失或降低的现象;首先对外界刺激无反应兴奋性为零称绝对不应期;随后兴奋性有所提高;但低于正常;需要高于阈强度的刺激才能引起兴奋;且产生的动作电位去极速度和幅度低于正常;此称为相对不应期2、刺激落到相对不应期内时其动作电位的幅值为什么会减弱动作电位幅值的大小取决于膜电位去极化时钠离子内流量的大小;Na+通道在被激活以后会失活;之后又会逐渐恢复活性;在相对不应期内只有部分Na+通道复活;因此去极化时Na+内流量较正常值小;故动作电位幅值就会相应的减弱..3、为什么在绝对不应期内;神经对任何强度的刺激都不再发生反应同二题;在绝对不应期内时;所有Na+通道都处于失活状态;因此神经在受到任何刺激时都不会发生去极化;故没有动作电位..4、绝对不应期的长短有什么生理意义不应期的长短对生物体有着重要的意义;不同的可兴奋组织细胞的不应期长短是不尽相同的..神经细胞的绝对不应期一般较短;这是为了能较快地接受外界刺激信号和传导信息;一是集体及时做出反应;而心肌细胞的不应期较长;这是为了使心肌在一次收缩后有充足的舒张休息时间;防止出现心肌过度疲劳甚至出现强直收缩的现象而危机机体.. 5、若某神经的绝对不应期为2ms;那么它美妙内最多可以发放多少次神经冲动500次。
实验七:骨骼肌兴奋收缩耦联神经肌肉兴奋的传递的阻断张博伦 131140046一.实验目的:1.验证兴奋收缩的耦联2.双向动作电位、肌电图、肌肉收缩同步描记3.一些阻断剂对神经肌肉活动的阻断作用二.实验原理:1.琥珀酰胆碱抑制兴奋传导机理:乙酰胆碱是一种重要的神经递质,能特异性的作用于各类胆碱受体。
对神经-肌肉间的兴奋传导起到连接作用。
琥珀酰胆碱是一种烟碱型乙酰胆碱受体激动剂,是乙酰胆碱的类似物,属于去极化型肌松药,它能够竞争性结合胆碱受体而不引起突触后膜的兴奋,导致兴奋传导受到影响。
2.甘油降低肌肉兴奋性机理:甘油可以选择性地破坏肌细胞的横管系统,这时如果再给肌肉以外加刺激,虽然仍可在完好的肌细胞膜上引起动作电位,但不再能引起细胞收缩。
3.兴奋在神经肌肉接头处的传递机制:神经冲动沿神经纤维传到神经肌肉接点处时,引起Ca2+通道开放,使得细胞外液中的Ca2+进入突触前膜,使突触前膜释放Ach,Ach进入突触间隙并扩散到达突触后膜(运动终板)并与突触后膜上的Ach受体结合,引起运动终板对钠离子的通透性改变,导致运动终板去极化,形成终板电位。
终板电位通过局部电流作用,使邻近肌细胞膜去极化产生动作电位从而实现兴奋由神经传递给肌肉。
4.双向动作电位:在神经干上放置一对记录电极a、b,静息时记录不到电位差。
当在神经干一段进行刺激时,表现为负电位变化的动作电位由此极端向另一端传导。
当其传导到a电极时,a、b之间出现电位差,a负b正。
此时可记录到上相波。
当动作电位传至两电极之间是时,a、b又处于等电位状态。
动作电位进一步传导当到达b 电极时,a、b之间又出现电位差,a正b负,此时可记录到下相波。
然后记录又回到零位。
如此获得的呈双相变化的记录就称为双相动作电位。
5.损伤电位:指神经或肌肉的无损伤部分与损伤部分,即断端或破溃部分之间所产生的电位差。
无损伤部分为正。
一般认为这是因为在无损伤部分,其细胞膜常常存在着外侧为正的极化的膜电位,而在负伤部分这种极化消失所产生的现象。
骨骼肌的兴奋-收缩耦联Excitation-contraction coupling of a skeletal muscle【教学对象与学时】一、教学对象:五年制本科二、学时:4学时【预习要求】预习骨骼肌收缩-耦联的概念、步骤、肌丝滑行机制、单收缩及复合收缩【目的要求】一、操作:1.学会正确制备离体缝匠肌肌肉标本2.掌握同时记录骨骼肌动作电位和收缩的实验方法二、理论:1.引起组织兴奋的有效刺激必须具备的条件2.可兴奋组织兴奋一次其兴奋性的变化3.掌握兴奋-收缩耦联的定义、步骤、耦联因子和结构基础4.了解肌丝滑行的机制和骨骼肌收缩的总和【重点和难点】一、重点1. 掌握正确的制备离体缝匠肌肌肉标本的方法2. 理解不同频率的连续有效刺激对骨骼肌收缩的影响3. 理解横管在骨骼肌兴奋-收缩耦联中的作用二、难点1. 理解记录离体肌肉的放电情况与单个细胞的动作电位的异同【教学过程设计】1.课前提问和预习检查2.讲解同时记录离体肌肉放电和收缩活动的原理3.介绍肌肉标本和实验装置的连接和机械-电换能器的工作原理4.讲解BL-410生物机能实验系统的相关计算机操作5.演示制备缝匠肌标本6.学生以小组为单位完成实验,并观察不同强度和频率的有效刺激以及20%的高渗甘油任氏液对肌肉放电和收缩活动的影响7.实验结束前汇总全班实验结果,讨论比较刺激强度和频率变化时骨骼肌放电和收缩的变化以及它们之间的关系【课前预习检查或提问】一、何谓兴奋-收缩耦联?包括哪几个主要环节?二、什么是兴奋、兴奋性、阈刺激?三、正常情况下体内骨骼肌收缩是以何种形式进行的,有何生理意义?【课前讲解】一、实验设计的原理蟾蜍的一些基本生命活动和生理功能与温血动物相似,而其离体组织所需的生活条件比较简单,故选用蟾蜍缝匠肌标本来观察骨骼肌的收缩特性。
活的组织具有兴奋性,能接受刺激产生兴奋,在肌肉组织表现为收缩,但刺激要引起兴奋,其刺激强度、持续时间和强度-时间变化率均须达到某一最小值,即为有效刺激。
( C )1、钠泵最重要的生理意义是:A.维持细胞内高钾 B.防止细胞肿胀 C.建立势能贮备 D.消耗多余的ATP ( D )2、骨骼肌中横管的功能是:A.Ca2+的贮存库 B.Ca2+进出肌纤维的通道C.营养物质进出肌细胞的通道 D.将兴奋传向肌细胞深部(D )3、有关胃蛋白酶的叙述,正确的是:A.由壁细胞分泌 B.初分泌时就具有活性C.能使蛋白质水解,主要产物为氨基酸。
D.只有在酸性环境中才能发挥作用( C )4、有关小肠对氨基酸吸收的叙述,正确的是:A.氨基酸是蛋白质吸收的主要形式 B.属被动吸收C.不需要钠泵的存在 D.经血液和淋巴进入体循环( ABC )5、视近物时,眼的调节反应会出现:A.晶状体变凸 B.瞳孔缩小 C.两眼视轴会聚 D.睫状肌中环形肌舒张( C )6、不能促进蛋白质合成的激素是:A.生长素 B.胰岛素 C.皮质醇 D.甲状腺激素( B )7、在耳蜗感音换能过程中关键因素是:A.前庭膜振动 B.基底膜振动 C.内淋巴振动 D.盖膜的振动( C )8、凝血酶的主要作用是:A.加速因子Ⅶ复合物的形成B.加速凝血酶原酶复合物的形成C.使纤维蛋白原转变为纤维蛋白D.激活因子Ⅻ( C )9、能增加机体产热,使基础代谢率(BMR)升高最明显的激素是:A.肾上腺素 B.胰岛素 C.甲状腺激素 D.睾丸酮( A )10.最易受环境温度影响的是:A.皮肤温度 B.口腔温度 C.腋窝温度 D.直肠温度( C )11、毒蕈碱受体又叫:A.α受体B.N受体C.M受体D.β受体( B )12、突触前受体与配体结合后主要影响:A.递质合成B.递质释放C.递质重新摄取D.Ca2+进入突触小体( A )13、尿中出现白蛋白(蛋白尿)主要与下列哪项变化有关:A.滤过膜孔隙增大 B.滤过膜表面唾液蛋白(即糖蛋白)减少C.血中白蛋白数量增多 D.血中球蛋白增多对白蛋白造成影响( B )14、下列各项反射活动中,哪一项不属于非条件反射:A.伤害性刺激可引起肢体出现屈肌反应 B.见到美味食品可引起唾液分泌C. 低氧可引起呼吸加深加快D. 新生儿的吸吮反射( A )15、影响CO2血中运输的因素是:A.碳酸酐酶 B.肾上腺素C.肾素 D.乙酰胆碱( C )16、冬天某人入浴室后不久,突然晕倒,其血液动力学的原始因素是:A.全身血管收缩 B.心脏射血量不足 C.血管容量增加 D.血流速度增加( C )1、血小板减少的患者,皮肤粘膜常自发性出现出血点和紫癜,主要是由于:A. 不易形成止血栓 B. 血管不易收缩C. 不能维持血管内皮的完整性D. 血凝块回缩障碍( D )2、心肌不会产生强直收缩的原因是:A.心肌呈“全或无”式收缩 B.有自律性,可产生自动节律收缩C.心肌肌浆网不发达,Ca2+贮存少 D.心肌细胞的有效不应期特别长(C )6、心脏收缩力增强时,静脉回心血量增加,这是因为:A.动脉血压升高 B.血流速度加快 C.心输出量增加 D.舒张期室内压低( D )8、糖皮质激素对下列血细胞数量的影响的叙述,哪项错误:A.使红细胞增多 B.使血小板增多C.使中性粒细胞增多 D.使淋巴细胞增多( A )9、血液凝固的内源性激活途径与外源性激活途径的主要差别在于:A.因子X的激活过程B.凝血酶激活过程C.纤维蛋白形成过程D.有无Ca2+参与( A )10、下列哪项不是血浆蛋白的生理功能:A. 运输O2和CO2B. 缓冲功能C. 参与生理止血D. 参与机体的免疫功能(C )11、下列有关反射的论述,哪一项是错误的:A. 完成反射所必需的结构基础是反射弧 B.反射是实现神经调节的基本方式C.同一刺激所引起的反射效应应当完全相同D.在反射进行过程中可以有体液因素参与( C )12、细胞生活的内环境是指哪项而言:A.体液 B.细胞内液 C. 细胞外液 D.组织液(A )13、肺通气的原动力是:A.呼吸运动B.肺的扩大和缩小C.肺内压与大气压之差D.胸内负压的变化( D )14、中枢化学感受器最敏感的刺激物是:A.血液中的CO2 B.血液中的H+ C.脑脊液中的CO2D.脑脊液中的H+( A )15、下列效应器上β受体作用表现为兴奋性的是:A.心肌B.支气管平滑肌C.小肠平滑肌D.骨骼肌血管平滑肌( C )16、最大吸气末肺内存有:A.肺总容量 B.肺活量 C.残气量 D.潮气量十功能残气量( B )12、胰蛋白酶原的激活物主要是:A.盐酸 B.肠激酶 C.胃蛋白酶 D.胰蛋白酶(D )13、调控醛固酮的合成与分泌,下列哪个因子最不重要:A.肾素 B.血K+ C.血Na+ D.ACTH( B )14、促进胃运动和分泌的因素是:A.促胃液素 B.促胰液素 C.缩胆囊素 D.抑胃肽( D )15、用酒精擦浴使高热患者降低体温,其机理属:A.辐射散热 B.传导散热 C.对流散热 D.皮肤蒸发散热( B )1、兴奋不应期发生的机制是:A.膜内外Na+分布尚未恢复 B.Na+通道暂时性失活C.细胞膜所有通道全部关闭 D.Na+通道数量急剧减少( B )4、内呼吸是指:A.肺泡和肺毛细血管血液间的气体交换 B.组织细胞和毛细血管血液之间的气体交换C.细胞器之间的气体交换 D.线粒体膜内外的气体交换( ABC )1、下列生理功能中哪些是生命的基本特征:A.新陈代谢B.生殖功能C.兴奋性D.植物性功能E.动物性功能( AC )2、临床上常用的等渗溶液是:A. 0.9%Nacl溶液B. 1.9%尿素溶液C. 5%葡萄糖溶液D. 0.3mol/L葡萄糖溶液E. 0.15mol/LNaCl溶液( BCDE )3、关于交感神经对心脏的作用:A.对心脏有紧张性作用B.使心率加快C.冠脉血流量增加D.心肌收缩力增强E.房室传导加快( BC )4、在动物实验中,能够使呼吸频率增加的因素有:A.缺氧 B.增大无效腔 C.吸入一定量的CO2D.静脉注射适量乳酸 E.切断迷走神经( ABC )5、胃运动的形式主要为:A.紧张性收缩B.容受性舒张C.蠕动D.分节运动E.集团运动( ABC )1、视近物时眼调节反应会出现:A.晶状体变凸 B.瞳孔缩小 C.两眼视轴会聚D.睫状肌中环形肌舒张 E.晶状体变凹( C )4、分泌胃蛋白酶原的细胞是:A.壁细胞B.胃粘膜表面上皮细胞C.主细胞D.胃幽门粘膜G细胞E.壁内神经丛细胞()1、安静时阻碍肌纤蛋白同横桥结合的物质是肌钙蛋白。
题目
兴奋收缩偶联中起关键作用的物质是什么?
答案解析
解答一
个人认为是Ca+(即钙离子),这个兴奋收缩耦连就涉及到了骨骼肌收缩的肌丝滑动原理(sliding filament mechanism).
目前认为,骨骼肌收缩的机制是肌丝滑动原理(sliding filament mechanism).其过程大致如下:①运动神经末梢将神经冲动传递给肌膜;②肌膜的兴奋经横小管迅速传向终池;
③肌浆网膜上的钙泵活动,将大量Ca2+转运到肌浆内;④肌原蛋白TnC与Ca2+结合后,发生构型改变,进而使原肌球蛋白位置也随之变化;⑤原来被掩盖的肌动蛋白位点暴露,迅即与肌球蛋白头接触;⑥肌球蛋白头ATP酶被激活,分解了ATP并释放能量;⑦肌球蛋白的头及杆发生屈曲转动,将肌动蛋白拉向M线;⑧细肌丝向A带内滑入,I带变窄,A带长度不变,但H带因细肌丝的插入可消失,由于细肌丝在粗肌丝之间向M线滑动,肌节缩短,肌纤维收缩;⑨收缩完毕,肌浆内Ca2+被泵入肌浆网内,肌浆内Ca2+浓度降低,肌原蛋白恢复原来构型,原肌球蛋白恢复原位又掩盖肌动蛋白位点,肌球蛋白头与肌动蛋白脱离接触,肌则处于松弛状态.因此,相对于其他生理过程,可能Ca+起的作用会更大一些!。