人体及动物生理学第三版(王玢-左明雪)-课后习题答案

人体及动物生理学课后习题答案第二章和第三章

第二章细胞膜动力学和跨膜信号转导

1.哪些因素影响可通透细胞膜两侧溶质的流动？

①脂溶性越高，扩散通量越大。

②易化扩散：膜两侧的浓度梯度或电势差。由载体介导的易化扩散：

载体的数量，载体越多，运输量越大；竞争性抑制物质，抑

制物质越少，运输量越大。

③原发性主动转运：能量的供应，离子泵的多少。

④继发性主动转运：离子浓度的梯度，转运

①单纯扩散：膜两侧物质的浓度梯度和物质的脂溶性。浓度梯度越大

蛋白的数量。

⑤胞膜窖胞吮和受体介导式胞吞：受体的数量，ATP的供应。

⑥胞吐：钙浓度的变化。

2.离子跨膜扩散有哪些主要方式？

①易化扩散：有高浓度或高电势一侧向低浓度或低电势一侧转运，不

需要能量，需要通道蛋白介导。如：钾离子通道、钠离子通

道等。

②原发性主动转运：由低浓度或低电势一侧向高浓度或高电势一侧转

运，需要能量的供应，需要转运蛋白的介导。如：钠钾泵。

③继发性主动转运：离子顺浓度梯度形成的能量供其他物质的跨膜转

运。需要转运蛋白参与。

3.阐述易化扩散和主动转运的特点。

①易化扩散：顺浓度梯度或电位梯度，转运过程中需要转运蛋白的介导，通过蛋白的构象或构型改变，实现物质的转运，不需要消耗能量，属于被动转运过程。

由载体介导的易化扩散：特异性、饱和现象和竞争性抑制。

由通道介导的易化扩散：速度快。

②主动转运：逆浓度梯度或电位梯度，由转运蛋白介导，需要消耗能

量。

原发性主动转运：由ATP直接提供能量，通过蛋白质的构象或构型改变实现物质的转运。如：NA-K泵。

继发性主动转运：由离子顺浓度或电位梯度产生的能量供其他物质逆浓度的转运，间接地消耗ATP。如：NA-葡萄糖。

4.原发性主动转运和继发性主动转运有何区别？试举例说明。

前者直接使用ATP的能量，后者间接使用ATP。

①原发性主动转运：NA-K泵。

过程：NA-K泵与一个ATP结合后，暴露出NA-K泵上细胞膜内侧的3

个钠离子高亲结合

位点；NA-K泵水解ATP，留下具有高能键的磷酸基团，将水解后的ADP游离到细胞内液；高能磷酸键释放的能量，改变了载体蛋白的构型。载体向细胞外侧开放，同时降低了与钠离子的亲和性，钠离子被释放到细胞外液；伴随着钠离子外运，磷酸基团从载体

解脱进入细胞内液，同时提供了载体对钾离子的亲和性，并暴露出2个钾离子的结合位点；1个新的ATP分子与NA-K泵结合，载体构型改变向细胞内侧开放，同时释放出钾离子，又开始一个新的循环。

②继发性主动转运：NA-葡萄糖。

过程：载体面向胞外，此时与NA结合位点有高的亲和力，与葡萄糖结合位点有低的亲和力；当NA与载体结合后，与葡萄糖结合的亲和力增大，与葡萄糖结合；两种物质与载体的结合导致载体变构，载体转向细胞内；NA被释放，导致载体与葡萄糖的结合亲和力降低，葡萄糖同时被释放到细胞内。

5.阐述继发性主动转运过程中通过同向转运和反向转运的NA和溶质

的移动方向。

细胞外液中的NA多于细胞内液中的NA。因为继发性主动转运是由离子的顺浓度梯度提供能量，所以，NA由细胞外向细胞内移动。

同向转运时，溶质移动方向与NA移动方向一致，即从细胞外向细胞内移动，由低浓度向高浓度移动。如：葡萄糖，氨基酸。

反向转运时，溶质移动方向与NA移动方向相反，即从细胞内想细胞外移动，由低浓度向高浓度移动。如：肾小管分泌H、K。

6.试述G蛋白偶联信号转导的特点。

①通过产生第二信使实现信号的转导。G蛋白通过激活或抑制其靶酶，

调节第二信使的产生

和浓度的变化。

②膜表面受体是与位于膜内侧的G蛋白相偶联启动了这条通路。

③一种受体可能涉及多种G蛋白的偶联作用，一个G蛋白可与一个或

多个膜效应蛋白偶联。

④信号放大：由于第二信使物质的生成经多级酶催化，因此少量的膜

外化学信号分子与受体结合，就可能在胞内生成数量较多的

第二信使分子，使膜外化学分子携带的信号得到了极大的放

大。

7.比较化学门控通道和电压门控通道信号传递的特点。

衡。尽管存在极大地相反方向的NA和K的浓度梯度，在胞外存在稍多的正电荷和在胞内存在稍多的负电荷，膜电位仍始终保持在一个稳定状态。尽管此时仍然存在离子的被动渗透和主动泵出，但胞内、胞外之间的电荷交换却能保持准确的平衡，通过这些力建立的膜电位因此能始终维持在一个恒定的水平。

2.何谓离子的平衡电位？试述K平衡电位与静息膜电位的关系。

平衡电位：离子的浓度差与电位差相等时，离子处于动态平衡的状态，此时为离子的平衡电位。

静息时，膜对K离子具有通透性，对NA的通透性很小，由于K胞内外的浓度比为30：1，因此K向胞外流动，当浓度差与电位差相等时，达到K的平衡电位。在此过程中，因为有少量的NA通过漏NA通道向胞内扩散，因此抵消了一部分K形成的电位，因此膜静息电位小于K的平衡电位。

3.简述动作电位形成的离子机制。

细胞膜处于静息状态时，膜的通透性主要表现为K的外流。当细胞受到一个阈下刺激时，NA内流，而NA的内流会造成更多的NA通道打开。当到达阈电位时，NA通道迅速大量开放，NA 内流，造成细胞静息状态时的内负外正变为内正外负。到达峰电位时，NA通道失活，K通道打开，K外流，逐渐复极化到静息水平的电位。因为复极化的力比较大，会形成比静息电位更负的超极化，之后再恢复到静息电位水平。

4.试述在阈电位水平时，膜K通道和NA通道发生的变化。

阈电位水平时，NA通道大量迅速的开放，造成NA离子快速内流，形成去极化，达到峰电位。在NA通道打开的同时，K通道也在打开，但是K通道比NA通道开放的速率慢，因此对K的通透性增加也较缓慢，K的外流对抗的NA的内流。

5.在动作电位期间，除极化形成的超射值为何小于NA的平衡电位值？

到达峰电位时，NA通道开始关闭并进入失活态，NA的通透性下降到它的静息状态水平。当膜到达阈电位时，首先是激活态们迅速开放引起膜的除极化，使通道转换成开放的构型。在通道开放的同时也启动了通道关闭的过程，通道构型的变化打开了通道，同时也使失活态门小球与开放门的受体相结合，阻塞了离子通透的孔道。与迅速开放的通道相比，失活态门关闭的速度较慢。在激活态门开放之后、失活态门关闭之前，NA快速流入细胞内，导致动作电位达到峰值，之后失活态门开始关闭，膜对NA的通透性一直降至静息膜电位的水平。

6.何谓神经纤维的跳跃传导？简述跳跃传导的形成机制。

有髓鞘纤维的局部电流是以一种非均匀的、非连续的方式由兴奋区传导至静息区，即局部电流可由一个郎飞结跳跃至邻近的下一个或下几个郎飞结，这种冲动传导的方式称为跳跃传导。

郎飞结可以导致电阻的分布的不均匀性：由于多层髓鞘的高度绝缘性作用致使电阻极高；相反，结区的轴突膜可直接接触细胞外液，