刷2答案专升本生理学知识点细胞的基本功能

题二 细胞的基本功能

一、单项选择题

1．【精析】A细胞膜是具有特殊结构和功能的半透膜；膜的总厚度为7～8nm；膜的结构是以脂质双分子层为基架，镶嵌着具有不同功能的蛋白质；膜上有一定量糖类，糖链大多裸露在胞膜的外侧。

2．【精析】1）人体内O2、CO2、N2和类固醇等脂溶性（非极性）物质通过单纯扩散的形式进出细胞。

3．【精析】B 单纯扩散不需要能量，也不需要膜蛋白参与，顺浓度梯度转运。易化扩散不需要能量，但需要借助膜蛋白完成顺浓度梯度转运。

4．【精析】C 葡萄糖或氨基酸若顺浓度梯度（如从血液→红细胞、脑细胞）为经载体的易化扩散；葡萄糖或氨基酸若逆浓度梯度（从肠腔内、肾小管→血液）为继发性主动转运。

5．【精析】C 钠泵是一种主动转运形式，本身具有ATP酶活性，又称为钠-钾依赖式ATP酶；可逆浓度差将2个K^＋移入胞内，3个Na^＋移出胞外；钠泵活动是生电性的，其活动增强，可使细胞膜内电位的负值增大。

6．【精析】D 某些物质在细胞膜两侧的分布是具有明显浓度梯度的，如细胞外的和Ca2⁺浓度明显高于胞质内，而胞质内的K^＋浓度明显高于细胞外。这种状态不可能经物质的扩散实现，是通过膜的主动转运系统完成的。在膜蛋白的参与下，利用细胞代谢能量将小分子物质或离子逆浓度梯度和（或）电位梯度进行的跨膜转运过程称为主动转运。

7．【精析】D 原发性主动转运是细胞直接利用分解ATP产生的能量将物质逆浓度梯度和（或）电位梯度进行跨膜转运的过程。介导转运的膜蛋白或载体称为离子泵，如钙泵、钠-钾泵、H-泵。肾小管对葡萄糖的重吸收的转运方式为继发性主动转运，故选D。

8．【精析】（哺乳动物细胞膜上普遍存在的离子泵是钠-钾泵，简称钠泵，也称为Na⁺-K⁺依赖式ATP酶。当细胞内的Na^＋浓度升高或细胞外的K^＋浓度升高时，可使钠泵激活，使a亚单位上结合的ATP分解为ADP，分解释放的能量用于Na⁺和K^＋的主动转运，从而维持细胞内外的Na⁺和K^＋浓度差。

9．【精析】（钠泵每分解1分子ATP释放的能量可以将3个Na⁺移出胞外，同时将2个K⁺移入细胞内。

10．【精析】（带电离子被动跨膜转运的动力是电-化学梯度。

11．【精析】1）细胞膜的极化状态是膜电位处于外正内负的状态，当膜两侧电位的极性与原来极化状态相反时，称为反极化。

12．【精析】B 膜内外的电位差简称膜电位，包括动作电位和静息电位。

13．【精析】B 静息电位接近但不完全等于或略低于K^＋平衡电位，因为静息电位的产生主要由K⁺外流形成，但在安静情况下细胞膜对Na^＋也具有一定的通透性，少量的Na^＋内流也参与了静息电位的形成；钠-钾泵的活动本身具有生电作用，因此，钠-钾泵的活动在一定程度上也参与了静息电位的形成。

14．【精析】A 根据电压门控离子通道的电压依赖性和时间依赖性特征，当神经纤维的膜电位由静息水平突然上升并固定到0mV水平时，这种强烈的去极化可以有效地激活电压门控钠通道和电压门控钾通道。由于电压门控钠通道激活较快，故首先出现Na^＋介导的内向电流。随之，电压门控钠通道Na⁺进入失活状态，内向电流减小，而同时电压门控钾通道逐渐激活并持续保持开放，故全细胞电流由Na^＋也介导的内向电流逐渐转为由K^＋介导的外向电流。

15．【精析】A 降低离体神经纤维浸浴液中的K^＋浓度，细胞外K^＋浓度降低，K^＋外流增加，此时静息电位的绝对值增大。

16．【精析】C 生理情况下动作电位在神经纤维轴突始段产生，只能向轴突远端单向传导；动作电位的传导具有全或无、不衰减传导的特点，不能发生空间和时间总和。

17．【精析】B 膜对Na^＋通透性突然增大的临界电位为阈电位。细胞的膜电位达到阈电位即产生动作电位。

18．【精析】C 刺激达到阈值，才能引起细胞兴奋，如给予阈下刺激，细胞不能暴发动作电位，但阈下刺激可使细胞产生局部反应。

19．【精析】B 动作电位的上升支主要是由于电压门控Na⁺＋通道激活后Na^＋大量快速内流形成的；动作Na⁺电位的下降支则是电压门控Na⁺通道失活使得Na⁺内流停止以及电压门控K⁺通道激活后K⁺快速外流的结果。改变电压门控Na^＋、K^＋通道本身的特性，可影响动作电位的幅度。

20．【精析】D神经细胞静息状态下对Na^＋的通透性非常小，细胞外Na⁺浓度变化对静息膜电位几乎没有影响。神经细胞的动作电位发生与Na^＋内流有关，其锋电位接近Na⁺的平衡电位。细胞外Na⁺浓度降低时Na^＋的平衡电位降低，动作电位的幅度也随之减小。

21．【精析】A 绝对不应期时细胞的兴奋性为零，无论多大的刺激都不会再发生兴奋。

22．【精析】C 兴奋性低于正常的时期有：绝对不应期、相对不应期、低常期。超常期组织兴奋性高于正常，用阈下刺激即可引起新的兴奋。超常期相当于动作电位中负后电位的后半段。

23．【精析】（动作电位幅度是由静息电位上升到钠平衡电位为止，因此幅度就是二者绝对值的和。

24．【精析】D 将骨骼肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介过程称为兴奋-收缩耦联。实现兴奋-收缩耦联的结构基础是三联管，耦联因子是Ca2⁺

25．【精析】B 骨骼肌由大量成束的肌纤维即肌细胞组成，每个肌细胞含有上千条肌原纤维，肌原纤维上相邻的两条Z线之间的区域，是肌肉收缩和舒张的基本单位，称肌小节。

26．【精析】D 肌球蛋白和肌动蛋白与肌丝滑行有直接的关系，故称收缩蛋白。

27．【精析】B肌肉的初长度取决于肌肉收缩之前所承受的负荷，即前负荷。

28．【精析】D 增加刺激频率，使每一个后面的刺激落在前一个收缩过程中的舒张期，肌肉会产生不完全强直收缩。

29．【精析】B 当动作电位的频率增加到一定程度时，由前后两个动作电位所触发的两次收缩就可能叠加起来，产生收缩总和。由连续刺激引起肌肉产生强而持续的收缩，称为强直收缩。

30．【精析】C 前负荷是肌肉收缩前已承受的负荷。前负荷的作用是使肌肉在收缩前就处于某种被拉长的状态，增加肌肉收缩前的长度（初长度）。前负荷对骨骼肌收缩的影响：前负荷、初长度及肌肉收缩力三者在一定范围内呈正变，最适前负荷时，初长度最佳，肌肉收缩产生最大肌张力；在达到最适前负荷后再增加前负荷，初长度过长，肌肉收缩力反而减弱。

31．【精析】B 粗肌丝主要由肌凝蛋白（亦称肌球蛋白）组成，它们的分子在粗肌丝中呈独特的有规则的排列。

32．【精析】B ①等长收缩指肌肉收缩时长度保持不变而只有张力的增加；②等张收缩指肌肉收缩时张力保持不变而只发生肌肉缩短。

二、填空题

1．单纯扩散 易化扩散 膜泡运输（出胞和入胞）主动转运

2．通道 载体

3．被动单纯扩散 易化扩散

4．主动

5．入胞 出胞

6．膜电位 静息电位 动作电位

7．全或无 脉冲式发放 不衰减传导

8．阈下刺激

9.Na⁺通道Na⁺

10.Na⁺内流K^＋外流

11.Ca2⁺三联管

12．等张 等长

13．肌丝滑行

三、名词解释题

1．【参考答案】单纯扩散：是指物质从细胞膜的高浓度一侧通过脂质分子间隙向低浓度一侧进行的跨膜扩散。是一种简单的物理扩散。

2．【参考答案】主动转运：在膜“泵”蛋白的参与下，细胞通过耗能，将小分子物质或离子逆浓度梯度或电位梯度进行的跨膜转运过程称为主动转运。

3．【参考答案】静息电位：是指安静情况下细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差。差值愈大，即静息电位愈大。

4．【参考答案】动作电位：指细胞在静息电位的基础上接受有效刺激后产生的一个迅速向远处传播的电位波动。

5．【参考答案】阈电位：是指能触发动作电位的临界膜电位值。是细胞产生动作电位的必要条件。

6．【参考答案】超极化：指静息电位的增大，即膜内电位负值（绝对值）增大。

7．【参考答案】相对不应期：在绝对不应期之后，组织的兴奋性逐渐恢复，但其兴奋性仍低于正常，需受到阈上刺激后，才能引起新的兴奋，这段时期称为相对不应期。相对不应期相当于动作电位中的负后电位前半段。

8.【参考答案】兴奋-收缩耦联：当肌细胞发生兴奋时，首先在肌膜上出现动作电位，然后才发生肌丝滑行，肌小节缩短，肌细胞的收缩反应。这种以膜的电变化为特征的兴奋和以肌纤维机械变化为基础的收缩联系起来的中介过程称为兴奋-收缩耦联。

9．【参考答案】等长收缩：指肌肉收缩时长度不变而张力增加的收缩。

10．【参考答案】完全强直收缩：是指连续刺激频率较高，后一次收缩过程叠加在前一次收缩过程的收缩期，所产生的收缩总和。记录的收缩曲线平滑而连续，无舒张造成的痕迹。表现为只有收缩期而没有舒张期，且幅度大于单收缩和不完全强直收缩的幅度。

11．【参考答案】前负荷：肌肉收缩时将克服一定的负荷而做功，在肌肉收缩之前肌肉所承受的负荷称为前负荷。

四、问答题

1．【参考答案】原发性主动转运是一种直接利用ATP释放的能量实现的主动转运，在ATP酶的作用下逆浓度差和（或）电位差转运物质。继发性主动转运是指某一物质逆浓度差和（或）电位差转运依赖原发性主动转运建立的离子浓度差所造成的势能而实现，如肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖即是继发于钠泵之后。

2．【参考答案】①结构特异性；②饱和现象；③竞争性抑制。

3．【参考答案】①肌膜产生动作电位通过横管膜传向肌纤维内部。②三联体处信息传递：纵管终池释放Ca2⁺人肌质，导致细肌丝向粗肌丝滑行，肌肉收缩。③Ca2⁺回收与肌肉的舒张：纵管膜上有钙泵，使Ca2⁺回收入终池，产生肌肉舒张。

4．【参考答案】给予阈下刺激时，造成局部膜电位变化称为局部电位。局部电位与动作电位的主要区别建表2-2。

5．【参考答案】钠-钾泵（简称钠泵）是细胞膜上的一种蛋白质，其化学本质是Na⁺-K⁺依赖性 ATP酶。当细胞内出现较多的Na⁺和细胞外出现较多的K^＋时，钠泵启动，通过结合的ATP进行分解、释放能量，并利用此能量逆浓度差把细胞内的Na⁺移出到膜外，同时把细胞外的K^＋移入膜内，因而形成和保持膜内高K^＋和膜外高Na⁺的不均衡离子分布。

钠-钾泵活动的生理意义：钠泵活动造成的胞内高K⁺是许多代谢过程的必需条件；钠泵将Na⁺排出胞内将减少水分子进入胞内，对维持细胞的正常体积有一定意义；钠泵活动最重要的意义在于它能逆浓度差和电位差进行转运，因而建立起一种势能贮备，这种势能是细胞内外Na^＋和K^＋等顺着浓度差和电位差移动的能量来源。

五、论述题

1．【参考答案】神经细胞接受刺激产生动作电位的能力称兴奋性。神经细胞兴奋及其恢复过程中，其兴奋性会发生周期性变化，其本质原因是钠通道所处功能状态的不同，具体见表2-3。

2．【参考答案】肌肉收缩时所遇到的负荷可分为两种：一种是肌肉收缩前所遇到的负荷，称前负荷；另一种是肌肉收缩后遇到的负荷，称后负荷。前负荷可改变肌肉收缩前的长度（初长度）。在一定范围内，前负荷（初长度）增加，肌肉收缩产生的张力也增加。当前负荷增加到某一临界值（最适前负荷）时，肌张力不再增加。后负荷可增加肌肉收缩初的张力，然后出现肌肉缩短。在前负荷不变的情况下，逐渐增加后负荷，肌肉在缩短前产生的张力越大，肌肉缩短出现的时间也越晚。缩短一旦出现，肌张力不再增加，即产生等张收缩。当后负荷增加到某一数值时，肌张力增加达到最大限度，但不出现肌肉缩短，即产生等长收缩，不利于做功。当后负荷过小，缩短程度和速度都增大但产生张力减小，也不利于做功。由此可见，肌肉收缩时产生的张力或缩短的速度，即肌肉收缩力在一定范围内与前、后负荷成正比，利于完成做功。

3．【参考答案】给予极微弱的刺激时，按膜的被动电学性质，神经纤维可出现电紧张电位（线性）；当刺激强度增大但未达到阈强度时，少量钠通道开放产生少量a^＋内流，此时神经纤维产生局部电位（局Na⁺部兴奋），且随着刺激强度增大，钠通道开放数量增多，局部电位随之增大；当刺激达阈刺激水平时，膜去极化达到阈电位，动作电位发生；动作电位为全或无式，一旦达到阈刺激，继续增大刺激强度不会改变动作电位的波形。

4．【参考答案】细胞安静时，膜内带负电、膜外带正电。存在于膜内外两侧的这种电位差，称为跨膜静息电位，简称静息膜电位或静息电位。正常时细胞膜内K＋浓度高于膜外，Na^＋浓度则膜外高于膜内。在这种情况下，K^＋必然有一个顺浓度差向膜外扩散的趋势，而Na^＋有向膜内扩散的趋势。但是在安静时细胞膜对K^＋通透性最大，对Na⁺的通透性很小。当K^＋向膜外扩散时，膜内带负电的大分子有机物由于细胞膜对它几乎不通透而留在细胞内。这样，随着K^＋的外移，膜外正电荷数增多，电位升高，膜的两侧就产生了电位差，即膜外带正电，膜内带负电。由于膜内外K^＋浓度差的存在，K^＋将不断向膜外扩散，使膜两侧电位差逐渐加大；然而，随着K^＋外流的增加，这种逐渐加大的膜两侧的电位差，使同性电荷相斥和异性电荷相吸的力量也不断增加，即阻止K⁺外流的力量也不断加大。因此，K^＋的外流不会无限制地进行下去。当浓度差（促使K^＋外流的动力）和电位差（阻止K^＋外流的阻力）使K＋移动的效应达到平衡时，K^＋的跨膜净扩散量为零。于是，由于K^＋外流所造成的膜两侧的电位差也稳定于某一数值不变，这种内负外正的电位差即静息电位。

5．【参考答案】当细胞受刺激发生兴奋时，钠通道蛋白质的结构由于被“激活”而发生变构，大量钠通道开放，膜对Na^＋的通透性突然增大，并超过膜对K^＋的通透性，这时大量Na^＋迅速流入膜内，于是膜内负电位也随着正电荷的进入而迅速被抵消，进而使膜内出现正电位，形成动作电位。在动作电位发生的过程中，细胞膜两侧Na⁺的浓度差以及由静息时K^＋外移造成的外正内负的电位差是Na⁺内流的动力，而Na⁺内流所造成的膜内正电位，则是Na⁺进一步内流的阻力。随着Na⁺内流的增加，这种阻力也不断增大，当Na⁺内流的动力与阻力达平衡时，膜上Na⁺的净扩散量为零，这时膜两侧的电位差达到了一个新的平衡点，即Na⁺的平衡电位。动作电位的时程很短，当细胞膜内出现正电位后，并不停留在正电位状态，而是很快出现复极过程。这是因为膜上钠通道既有电压依赖性又具时间依赖性，开放的时间很短，它很快就进入所谓“失活”状态，即钠通道关闭，从而使膜对Na⁺的通透性变小。这时，膜对K^＋的通透性进一步增大，它很快超过对Na^＋的通透性，于是膜内K^＋又由于浓度差和电位差（膜内带正电）的推动而向膜外扩散，使膜内电位由正值向负值发展，直至恢复静息电位水平。