高中生物肌肉的兴奋与收缩奥赛

三联管： 兴奋-收缩耦联的结构基础
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3.3 兴奋－收缩耦联全过程：
(1) 电兴奋通过横管传到肌纤维深部； (2) 三联管传递信息； (3) 肌浆网对钙的释放； (4) 肌丝滑行，肌肉收缩； (5) 肌质网对钙的再聚积，肌肉舒张。
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3.4 神经肌肉兴奋的产生及过程
教科书P76 4.4章节、图4-16
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2.3 肌丝滑行学说的分子基理
(1)横桥(cross-bridge)水解ATP，储备了化学能，与 细肌丝垂直，但不能与肌动蛋白结合，因为细肌 丝上的原肌球蛋白遮盖了肌动蛋白上能与横桥结 合的位点。(P73图4-12)
(2)胞浆中Ca2+升高时，肌钙蛋白与Ca2+结合，构象 发生变化，原肌球蛋白移动，横桥与肌动蛋白结 合。(P73图4-12)
60%最适长度<肌纤维长度<最适长度<肌纤维长度<175% 张力 0 < 减小 < 最大 > 减小 > 0
解释：图4-9 肌丝滑行
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最适长度的生理意义： 体内绝大多数骨骼肌都附着在骨骼上，每块
骨骼肌的肌纤维的静息长度都接近于最适长度， 可产生最大张力。
另外，由于肌肉附着在骨骼上，骨骼肌长度 的变化很少超过最适长度的30%，避免了骨骼肌 过度拉伸和紧缩。
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一般的躯体运动都不是单纯的等张收缩或等 长收缩，而是两种收缩不同程度的复合。
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第五节 刺激强度、刺激频率 与肌肉收缩的关系
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5.1 刺激强度和肌肉收缩的关系
阈强度(threshold intensity)： 引起肌肉作最小收缩反应的刺激强度。
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(3)横桥构象改变，向其尾部方向摆动，并拖动细 肌丝向H带中心滑动。横桥所储备的化学能用来 克服肌肉的外负荷。肌小节缩短，ADP解离。 (P72图4-10)
(4)ADP解离后，横桥重新结合一个ATP，回到原来 的构象，又重新与细肌丝垂直，而此时由于细 肌丝已发生了滑动，横桥面对的是新的更接近Z 线的肌动蛋白的结合位点。(P72图4-10)
等长收缩(isometric contraction)：肌肉两端固定， 收缩时肌肉的长度几乎不发生变化，肌肉 的张力发生变化的收缩。
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当一条肌纤维发生等长收缩时，其所处的长度 不同，产生的张力也不一样。肌纤维产生最大张力 的长度叫做这个肌纤维的最适长度(optimal length)。
图4-8
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(2) 粗细肌丝的重叠程度与肌小节收缩产生的张力有关
粗肌丝 1.6 (无突起0.2) 3.65
细肌丝 2.05
2.25
3.65 2.25 张力↑ 图4-9
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2.2 肌丝滑行学说(sliding-filament theory of muscle contraction)
基本内容： 肌肉收缩时没有肌丝或某些物质分子结构的
缩短，而只是发生了细肌丝在粗肌丝之间的滑行， 也就是说由Z线发出的细肌丝向暗带中央移动，结 果相邻的各Z线相互靠近，肌小节长度变短，表现 为整个肌C和肌肉的收缩。
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由于肌肉收缩时，只是细 肌丝在粗肌丝之间滑行，而粗 肌丝的长度不变，所以暗带的 宽度不变，细肌丝的长度虽然 也没变，但粗细肌丝的重叠发 生了变化，所以代表纯粹粗肌 丝的H带变窄，甚至消失，代 表纯粹细肌丝的I带也变窄。
结构基础：三联管
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3.1 三联管(肌管)系统
横管(transverse tube)系统： 肌细胞膜内陷(在Z线处) 纵管系统：滑面内质网融合 成侧囊(lateral sac)/终末池
三联管：每一横管和来自两 侧肌小节的纵管
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3.2 肌管的作用
横 管： 传AP至肌细胞深部
纵 管： 贮存、释放、再回收钙
第四章 肌肉的兴奋与收缩
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第一节 骨骼肌的结构与肌原纤 维的亚显微结构
肌肉
骨骼肌(随意肌)
心肌
横纹肌
平滑肌
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骨骼肌的微细结构 图4-1
1.1 肌原纤维与肌小节
骨骼肌
肌纤维+C.T
肌纤维(muscle fiber) 肌原纤维+其它细胞质
肌原纤维 (myofibril) 肌小节(粗肌丝+细肌丝)；
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细肌丝(thin myofilament)：
球形肌动蛋白(actin)组成双螺旋肌动蛋白
组 成
原肌球蛋白(tropomyosin)
肌钙蛋白(troponin)复合体
图4-7，4-11
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第二节 肌肉收缩的原理
2.1 肌丝滑行学说的提出
证据 (1) 肌肉收缩与舒张时明暗带的变化
肌钙蛋白是脊椎动物横纹肌肌丝中仅有的能 与Ca2+结合的蛋白质。
当肌浆中Ca2+浓度低于0.5×10-7mol时，肌 肉不能收缩。
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第三节 兴奋－收缩耦联 (excitation-contraction coupling)
概念：肌膜上的AP触发肌原纤维收缩的一系列 过程。(P74图4-13)
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在横桥的一次摆动中，肌球蛋白将水解ATP所 释放的化学能转变为肌动蛋白的机械能。上述横桥 与ATP结合，摆动、复位、再结合的过程，称为横 桥周期(cross-bridge cycling)。
(1)在一个肌C内横桥的活动是异步的； (2)即使肌小节不缩短，也消耗能量；
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2.4 Ca2+在肌丝滑行中的作用
横纹
肌小节 (sarcomere) 1/2明带+暗带+1/2明带；
明带(I带) Z线；
暗带(A带) H带；
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肌原纤维
肌小节：
1/2明带
暗带
1/2明带
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1.2 粗肌丝与细肌丝
粗肌丝(thick myofilament)： 由肌球蛋白(myosin)组成： 双球形头部(具有ATP酶活性) 颈部 尾部
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前四章重点内容总结：
• 一膜(细胞膜物质转运) • 二耦联(去极化－释放、兴奋－收缩) • 三传导(神经冲动在神经元上的传导、突触传递、
兴奋在肌细胞上的传导就是兴奋－收缩耦联) • 四学说(膜、离子、钠钾泵、肌丝滑行)
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第四节 肌肉的等张收缩与等长收缩
等张收缩(isotonic contraction)：肌肉收缩时，肌肉 的张力不发生变化，肌肉的长度发生变化 的收缩。