第2章　细胞的基本功能

一、单项选择题

1．骨骼肌细胞兴奋时细胞膜发生去极化的离子基础是（　  ）。[2014研]

A．K^＋内流

B．Ca^2＋内流

C．Cl^－内流

D．Na^＋内流

【答案】B

【解析】神经纤维传来动作电位到达神经末梢，造成接头前膜的去极化和膜上电压门控Ca^2＋通道瞬间开放，Ca^2＋借助于膜两侧的电化学驱动力流入神经末梢内，使末梢内Ca^2＋浓度升高，Ca^2＋可启动突触小泡的出胞机制，使其与接头前膜融合，并将小泡内的ACh排放到接头间隙内。ACh在接头间隙内扩散指终极板膜，与ACh受体阳离子通道结合并使它激活，于是通道开放，导致Na^＋、K^＋的跨膜运动，因静息状态下，Na^＋内流远大K^＋外流，使终模板发生去极化。

2．引起骨骼肌细胞复极化的离子流是（　　）。[2013研]

A．K^＋外流

B．Na^＋内流

C．Ca^2＋内流

D．Mg^2＋内流

【答案】A

【解析】骨骼肌的动作电位由去极化和复极化过程所组成，共分为去极化、反极化、复极化、超极化4个时期。①去极化和反极化：Na^＋内流；②复极化期：K^＋快速外流造成；③超极化期：K^＋持续外流超过静息电位；④恢复期：恢复膜内外各种离子浓度的正常比例，如钠-钾泵的活动，钠-钙交换。

3．具有“全或无”特征的电位是（　　）。[2013研]

A．终板电位

B．突触后电位

C．慢波电位

D．动作电位

【答案】D

【解析】动作电位的特点：①动作电位有时程变化。②具“全或无”特性。刺激强度未达到阈电位时，不会引起动作电位的产生；动作电位一经出现，其幅度便达到一定数值，它的幅度不随刺激强度的增强而增大。这些特性称为“全或无”。③动作电位可以沿细胞膜向周围迅速传播。④动作电位在传播过程中不衰减，其波形和幅度始终保持不变。⑤动作电位的锋电位不能总和，处于不应期阶段，即对任何强度的刺激都不会发生反应。

4．神经细胞动作电位上升支形成的原因是（　　）。[2008研]

A．Ca^2＋内流

B．Na^＋内流

C．K^＋内流

D．Cl^-内流

【答案】B

【解析】神经细胞膜在受到刺激时，Na^＋通透性突然增大，以致超过K^＋通透性，使大量的Na^＋从膜外涌入膜内，导致膜电位迅速去极化乃至反极化，形成动作电位的上升支，当达到Na^＋平衡电位时，Na^＋通道很快关闭，开放的K^＋通道继续使膜内K^＋大量外流，膜电位迅速恢复，构成动作电位的下降支。

二、简答题

1．简述细胞膜上钠泵活动的生理意义。[2013研]

答：细胞膜上钠泵活动的生理意义：

（1）钠泵活动是细胞产生静息电位和动作电位的基础，也是许多代谢反应进行的必要条件。

（2）钠泵活动具有维持细胞渗透压和细胞容积相对稳定的作用，对维持体内水、电解质和酸碱平衡也有重要作用。如果细胞允许大量细胞外Na^＋进入膜内，由于渗透压的关系，必然会导致过多水分了进入膜内，这将引起细胞的肿胀，进而破坏细胞的结构。

（3）钠泵为继发性主动转运提供能量。众所周知，能量只能转换而不能消灭，细胞由物质代谢所获得的能量，先以化学能的形式贮存在ATP的高能磷酸键之中；当钠泵蛋白质分解ATP时，此能量用于使离子作逆电-化学势跨膜移动，于是能量又发生转换，以膜两侧出现了具有高电-化学势的离子（分别为K^＋和Na^＋）而以势能的形式贮存起来；换句话说，泵出膜外的Na^＋由于其高浓度而有再进入膜内的趋势，膜内高浓度的K^＋、则有再有再移了膜的趋势，这就是一种势能贮备。由钠泵造成的离子势能贮备，可用于细胞的其他耗能过程。

2．简述神经-肌肉接头处的兴奋传递过程。[2008研]

答：神经-肌肉接头处的兴奋传递过程为：

（1）神经-骨骼肌接头是由运动神经末梢（称接头前膜）和与之相对的细胞膜（称接头后膜或运动终板）构成，接头前膜内有许多小泡，小泡内含有大量的乙酰胆碱（ACh）分子，而接头后膜上有N2型ACh受体和乙酰胆碱酯酶。

（2）动作电位到达神经末梢，引起接头前膜去极化，电压门控钙通道开放，钙离子进入神经末梢，突触囊泡与接头前膜融合，乙酰胆碱释放至接头间隙。

（3）乙酰胆碱与终板膜N2乙酰胆碱受体结合，使终板膜对钠、钾离子通透性增高，产生终板电位，总和后使肌膜产生动作电位。

（4）肌膜产生一次动作电位和一次骨骼肌收缩后,ACh可被胆碱酯酶分解为胆碱和乙酸。

三、实验题

设计实验证明环境温度对蛙或蟾蜍神经干动作电位的传导速度有影响。要求简要写出实验方法与步骤，预测并分析实验结果。[2011研]

答：（1）试验方法与步骤：

①制备蛙坐骨神经-腓肠肌标本，将坐骨神经-腓肠肌标本的中枢端安放在刺激电极端，神经干的外周端安放在记录电极端。

②将中间的神经干浸在两个不同温度的生理盐水中，进行刺激，分别记录出现反应的时间差t。

（2）实验结果及分析：

放入温度高的生理盐水的标本出现反应的时间差比温度低的要短。因为温度的升高可使神经纤维的传导速度加快。

四、分析论述题

电刺激蛙坐骨神经-腓肠肌标本的神经可引起腓肠肌收缩，试分析这一过程中骨骼肌的兴奋-收缩偶联机制。[2010研]

答：（1）骨骼肌的收缩是由动作电位引发的。骨骼肌的动作电位来自支配它的运动神经，二者的动作电位的形态相似，都呈尖峰状，形成的机制也相似。骨骼肌的动作电位引发机械收缩的中介机制称为兴奋-收缩耦联。

（2）其基本过程包括：

①肌膜上的动作电位沿肌膜向肌膜延续形成的T管膜传播，并激活了T管膜和肌膜上的L管钙通道。

②激活的L管钙通道又激活终（末）池上的钙释放通道，并使Ca^2＋释放入胞质，Ca^2＋浓度迅速升高。

③胞质内高浓度的Ca^2＋与肌钙蛋白C亚单位结合，引发肌肉收缩。

④胞质内高浓度的Ca^2＋同时也激活终（末）池上的钙泵，钙泵将胞质内的Ca^2＋回收入肌质网，遂使胞质中的Ca^2＋浓度降低，肌肉发生舒张；相反，Ca^2＋浓度持续升高时，肌肉维持在收缩状态。