第三节 骨骼肌细胞的收缩运动
一、神经—肌接头的兴奋传递
简示如下:
神经肌肉接头的兴奋传递与神经纤维的兴奋传导不同,它是一种电-化学-电的传递,即是神经末梢的动作电位通过乙酰胆碱与相应受体结合再触发细胞的动作电位。根据其传递特点,我们可以通过调控这一过程的每一个环节、治疗骨骼肌疾病或研究它的功能。如Ca2+能促使乙酰胆碱释放;肉毒杆菌素能选择性地阻止接触前膜释放乙酰胆碱;而美州箭毒与乙酰胆碱竞争受体,但又不能引发终板电位。这两毒素都是接头传递的阻滞剂,起到抑制肌细胞兴奋的作用,结果是肌肉松弛。
二、肌肉收缩的过程
骨骼肌收缩的结构基础是肌节。肌肉收缩机制目前用肌丝滑行学说来解释,认为肌肉的收缩是由于肌纤维中细肌丝向粗肌丝之间滑行,使肌节长度缩短而出现肌肉收缩。引起肌丝滑行的始动步骤是肌浆中Ca2+浓度升高。
肌肉收缩的基本过程简示如下:
三、兴奋-收缩耦联的概念与Ca2+的关系
从肌膜电位变化到肌丝滑行的中介过程,称为兴奋-收缩耦联。其结构基础是三联体,中介离子是Ca2+。兴奋-收缩耦的主要步骤是:电兴奋信息传到横管区;三联体信息传递;终池释放Ca2+。
四、骨骼肌收缩的形式
单收缩和强直收缩:在肌肉收缩实验时,骨骼肌受到1次有效刺激,出现1次收缩过程,称为单收缩。若肌肉受到连续的有效刺激时,由于肌肉收缩曲线的融合而出现强而持久的收缩,称为强直收缩(复合收缩)。随着刺激频率不同,可表现为不完全强直收缩和完全强直收缩两种。在完整机体内均表现为强直收缩。
五、肌肉收缩的负荷
肌肉收缩前就加在肌肉上的负荷,称前负荷。前负荷改变初长度,前负荷加大使肌肉初长度增大,在一定范围内肌肉初长度与收缩力呈正变。肌肉开始收缩时遇到的负荷,称为后负荷。存在后负荷时,肌肉收缩总是先产生张力,克服后负荷的阻力后才能使肌肉缩短。因此后负荷增大,肌肉产生的张力增大,肌肉开始缩短延后,缩短速度减慢,缩短长度减小。
第二章测试题
(一)名词解释
1.单纯扩散与易化扩散
2.被动转运与主动转运
3.Na+-K+泵(钠泵)
4.入胞与出胞
5.静息电位与动作电位
6.阈电位
7.极化与超极化
8.去极化与复极化
9.神经冲动
10.受体
11.兴奋-收缩耦联
(二)填空题
1.细胞膜转运离子和小分子物质的方式有_______、_______、_______。
2.无需耗能的细胞膜物质转运方式是_______、_______。
3.按镶嵌蛋白质作用特点,易化扩散分为:_______、_______两种类型。
4.以载体为中介的易化扩散需要有膜的参与,其转运特点有_______、_______、_______。
5.主动转运需细胞膜上_______的作用,通过细胞本身的_______过程,逆电-化学梯度转运Na+、K+,使细胞内外_______分布不均,成为生物电形成的基础。
6.Na+-K+泵是细胞膜上的一种_______,当细胞内Na+增高和(或)细胞外_______增高时被激活,由ATP分解供能,使细胞内外_______逆浓度差转运。
7.大分子物质和物质团块的转运方式有_______和_______。
8.生理静息状态下,细胞膜膜内外离子分布_______,膜对_______通透性较大,所以静息电位主要是_______所形成的电-化学平衡电位。
9.当神经细胞膜受到刺激,局部去极化达到_______时,受刺激部位膜上的_______通道全部开放,使膜对_______的通透性突然增大而迅速大量内流,从而爆发_______。
10.单个阈下刺激可以引起_______电位,阈下刺激的时间或空间总和,达到阈电位时也可引起_______电位。
11.细胞在安静状态下跨膜电位呈_______状态。这种存在于膜内外的电位差,称为_______。
12.以静息电位为准,若膜内电位向负值增大的方向变化称为_______,细胞表现为_______;若膜内电位向负值减小的方向变化称为_______,细胞表现为_______。
13.兴奋在同一细胞上扩布称为_______,其机制是通过_______方式进行的;兴奋在细胞间的传播称为_______,其中介物质称为_______。
14.动作电位在神经纤维上传导称为_______,其传导特点有_______、_______、_______等。
15.受体是分布于_______或_______的一类特殊蛋白质,具有并_______与其结合,_______,产生生理效应的功能。
16.运动神经纤维轴突末梢与骨骼肌纤维接触的部位称为_______,运动神经冲动可使接头前膜去极化,_______内流使接头小泡释放_______,与接头后膜的_______结合,形成_______电位,进而引起肌膜动作电位位导致骨骼肌收缩。
17.含氮类激素通过与_______相结合而发挥作用的,第一信使是指_______,第二信使是指_______。
18.肌肉收缩之前遇到的负荷称_______,它在一定范围内增大时,使肌肉的初长度_______,肌肉的收缩力量_______。
19.骨骼肌受到连续的有效刺激时,由于_______的融合而形成_______。体内骨骼肌收缩由_______传出冲动引起,均属于_______。
20.肌细胞结构和功能的基本单位是_______:兴奋-收缩耦联的结构基础为,耦联因子为_______。
(三)选择题
1.单项选择题
(1)物质以扩散形式通过细胞膜不需消耗能量的转运过程,称为( )。
A.被动转运 B.主动转运 C.易化扩散 D.单纯扩散
(2)对单纯扩散的说明,正确的是( )。
A.转运脂溶性物质 B.转运小分子和离子物质
C.由ATP供能 D.逆浓度差转运 E.需膜蛋白参加
(3)非脂溶性物质顺浓度差转运依靠( )。
A.单纯扩散 B.易化扩散 C.主动转运 D.入胞作用 E.出胞作用
(4)下述与载体转运不符的是( )。
A.逆浓度差转运 B.有特异性 C.有竞争性抑制 D.有饱和现象 E.需膜蛋白质参与
(5)细胞膜转运葡萄糖的方式是( )。
A.主动转运 B.易化扩散 C.逆浓度扩散 D.耗O2耗能 E.单纯扩散
(6)下述与主动转运不符的叙述是( )。
A.需泵蛋白参与 B.逆浓度差或电位差 C.消耗ATP
D.转运脂溶性物质 E.缺O2影响转运
(7)主动转运与被动转运的根本区别是( )。
A.顺浓度梯度转运 B.需借助”载体”或”通道”
C.需消耗能量 D.转运小分子物质
E.转运离子
(8)有关Na+-K+泵的叙述,正确的是( )。
A.膜内侧K+、外侧Na+升高时被激活 B.顺浓度梯度转运
C.不需消耗能量 D.将K+转出细胞,将Na+转入细胞
E.维持细胞膜两侧Na+、K+的不均分布
(9)神经末梢释放递质、胃腺主细胞分泌胃蛋白酶原的过程是( )。
A.单纯扩散 B.易化扩散 C.主动转运 D.入胞作用 E.出胞作用
(10)使膜的Na+通道激活开放,Na+通透性增大时的临界膜电位称( )。
A.静息电位 B.阈电位 C.局部电位 D.锋电位 E.动作电位
(11)可兴奋细胞兴奋的标志是( )。
A.腺体分泌 B.动作电位 C.肌肉收缩 D.局部电位 E.以上均不是
(12)静息电位形成的前提是细胞在生理静息状态下( )。
A.膜两侧离子浓度差 B.膜外Na+浓度低于膜内
C.膜内K+浓度低于膜外 D.膜对Na+通透性较大
E.K+内流的势能
(13)细胞膜安静时,膜内浓度高于膜外,膜对其有较大通透性的离子是( )。
A.Na+ B.K+ C.Ca2+ D.Cl- E.有机负离子
(14)静息电位接近于( )。
A.钠平衡电位 B.钾平衡电位
C.钠平衡电位与钾平衡电位之和 D.钠平衡电位与钾平衡电位之差
E.锋电位与超射值之差
(15)形成动作电位上升相(去极化)的是( )。
A.K+外流 B.K+内流 C.Na+外流 D.Na+内流 E.Cl-内流
(16)膜内电位向负值增大的方向变化过程称( )。
A.去极化 B.复极化 C.超极化 D.反极化 E.超射
(17)细胞膜去极化时,表现为( )。
A.阈电位 B.阈强度 C.兴奋 D.兴奋性 E.抑制
(18)爆发动作电位的直接原因是( )。
A.阈上刺激 B.激活钠泵 C.激活的通道 D.膜电位达到阈电位 E.从K+平衡电位转为Na+平衡电位
(19)动作电位复极化的过程是由于( )。
A.K+外流 B.K+内流 C.Na+内流 D.Na+外流 E.Na+外流、K+内流
(20)细胞膜由K+的平衡电位转变为Na+的平衡电位的过程形成( )。
A.静息电位 B.局部电位 C.动作电位上升相 D.动作电位下降相 E.后电位
(21)需要细胞本身耗能的生理过程是( )。
A.静息状态时膜内K+外流 B.动作电位上升相时Na+内流
C.电位下降相时K+外流 D.复极后Na+、K+离子的转运
E.O2、CO2进出细胞
(22)有关神经纤维上动作电位传导的叙述,错误的是( )。
A.通过局部电流传导 B.神经冲动是沿神经纤维传导的动作电位
C.具有“全或无”的特点 D.动作电位幅度随传导距离而减小
E.传导呈双向性、不衰减性
(23)下列各项中符合动作电位传导特点的是( )。
A.呈单位传导 B.呈双向传导 C.呈衰减性传导 D.电位幅度越大,传导越远 E.刺激强度越强,传导越远
(24)有关细胞膜受体的叙述,正确的是( )。
A.受体就是感受器
B.能接受各种刺激并产生生理效应
C.与信息物质结合激活腺苷酸环化酶
D.激素、递质都是第二信使
E.同类激素与受体结合后发挥同样的效应
(25)有关神经-肌接头传递的叙述,错误的是( )。
A.接头前膜去极化,膜外Ca2+内流 B.接头小泡释放乙酰胆碱
C.乙酰胆碱与终板膜上的受体结合 D.终板膜对K+通透性增高
E.接头后膜去极化产生终板电位
(26)在激素向靶细胞的信息传递过程中,起第二信使作用的是( )。
A.激素 B.ATP C.cAMP D.Mg2+ E.5-AMP
(27)对骨骼肌收缩的下列叙述,错误的是( )。
A.有等长收缩、等张收缩 B.存在后负时先等张后等长收缩
C.实验条件下可出现单收缩 D.整体内均是强直收缩
E.在一定范围内肌肉初长度与收缩力量成正变
(28)引起骨骼肌强直收缩的原因是( )。
A.刺激强度增大 B.刺激作用时间延长 C.刺激频率增加 D.后继刺激落在肌肉收缩期内 E.肌膜动作电位的融合
(29)一般认为肌肉收缩是由于( )。
A.粗肌丝缩短 B.细肌丝卷曲 C.粗细肌丝均缩短
D.粗细肌丝均卷曲 E.细肌丝向粗肌丝滑行
(30)肌肉兴奋—收缩耦联的结构基础是( )。
A.肌节 B.终池 C.横管 D.肌丝 E.三联体
2.多项选择题
(1)影响单纯扩散的主要因素是( )。
A.膜两侧物质的浓度差 B.膜两侧离子的电位差
C.膜对该物质的通透性 D.化学物质结构特异性
E.膜两侧溶液的压力差
(2)细胞膜转运O2和CO2的方式是( )。
A.主动转运 B.易化扩散 C.顺浓度梯度 D.细胞不耗能 E.单纯扩散
(3)易化扩散的特点是( )。
A.逆电—化学梯度转运 B.需载体或通道 C.需耗能
D.有结构特异性 E.顺电—化学梯度转运
(4)属于出胞作用的是( )。
A.内分泌细胞分泌激素 B.细胞内CO2排出
C.胃腺分泌胃蛋白酶原 D.肾小管分泌H+、K+、NH3
E.神经末梢释放递质
(5)动作电位上升相时Na+转运属于( )。
A.被动转运 B.单纯扩散 C.易化扩散 D.主动转运 E.入胞与出胞
(6)主动转运的特点( )。
A.需泵蛋白参与 B.逆电-化学梯度转运
C.能量来自电-化学梯度的势能 D.由ATP供能
E.以载体或通道为中介
(7)对钠泵的下列说明,正确的是( )。
A.是Na+、K+依赖式ATP酶 B.钠泵活动需耗能
C.由细胞内Na+或K+激活 D.逆电-化学梯度转运
E.维持细胞内外Na+、K+浓度差
(8)对静息电位的下列叙述,正确的是( )。
A.膜内外两侧的电位差B.膜内不同区域的电位差
C.K+外流形成的电-化学平衡电位D.Na+内流形成
E.反映静息时细胞之间的电位差
(9)神经纤维动作电位( )。
A.由膜电位减小达阈电位时引发 B.其上升支主要是Na+内流形成
C.其下降支主要是K+外流形成 D.复极后Na+-K+依赖式ATP酶活性降低
E.钠泵活动加强使膜内外离子分布复原
(10)动作电位复极后膜内外Na+、K+分布复原过程中的转运方式( )。
A.逆浓度梯度 B.耗O2耗能 C.主动转运 D.被动转运 E.顺浓度梯度
(11)下列生理现象,细胞需要耗能的是( )。
A.动作电位去极化过程 B.维持静息电位
C.动作电位复极化过程 D.骨骼肌舒张过程中Ca2+转运
E.动作电位复极化后Na+和K+分布复原
(12)细胞膜受体是( )。
A.细胞膜上的特殊镶嵌蛋白质 B.能识别激素递质等化学物质
C.能与激素递质特异性结合 D.能转发化学信息
E.参与物质转运
(13)神经—肌接头的兴奋传递过程是( )。
A.神经冲动使接头前膜去极化
B.Ca2+内流引起接头小泡释放乙酰胆碱
C.乙酰胆碱与接头后膜受体结合产生终板电位
D.肌细胞膜产生动作电位
E.属于化学传递
(14)细胞膜镶嵌蛋白质的功能有( )。
A.载体功能 B.通道功能 C.“泵”的功能 D.受体功能 E.单纯扩散功能
(15)激素与细胞膜受体结合引起( )。
A.腺苷酸环化酶激活 B.ATP转变为cAMP
C.蛋白激酶激活 D.DNA复制
E.mRNA转录
(16)细胞间传递信息的第二信使是( )。
A.Ach B.cAMP C.ATP D.cGMP E.Ca2+
(17)骨骼肌的强直收缩是由于( )。
A.阈上刺激引起 B.连续短促的阈刺激引起
C.阈下刺激总和的发展 D.动作电位融合的结果
E.各次机械收缩的缩合
(18)骨骼肌兴奋—收缩耦联过程的主要步骤是( )。
A.动作电位传到横管区 B.ATP生成
C.三联体传递信息 D.终池释放Ca2+
E.ATP贮备
(五)问答题
1.何谓易化扩散?可分哪几种?试举例说明。
2.大分子物质和物质团块的转运方式有几种?试举例说明。
3.试比较被动转运和主动转运的异同点。
4.何谓静息电位、动作电位?怎样形成的?
5.简述兴奋在同一细胞膜上的传导原理和特点。
6.试述神经—肌肉接头的传递过程?
7.骨骼肌是如何收缩的?Ca2+在肌肉收缩中起什么作用?
8.说明受体存在的部位、化学本质和生理功能?
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