生理学—细胞生理基础

1、鱼类生理学第一章细胞生理复习(加粗的是老师重点)1 .鱼类生理学的定义：鱼类生理学是生物科学的一个分支，是研究生命生物生命活动(机能)，及其规律的一门科学。2 .鱼类生理学的研究水平：整体与环境水平的研究器官和系统水平的研究细胞和分子水平的研究3 .生理学的研究方法及其优缺点：动物生理学研究的基本方法是：实验方法，归纳起来分为两类：急性实验和慢性实验急性实验：概念：是以失去知觉的动物作为研究对象，又可分为在体(invivo)和离体(invitro)两类实验。优点：操作简单，条件易掌握。缺点：不能充分反映器官在体内的情况慢性实验：概念：是以清醒、完整和健康的动物作为研究对象，一般需在无菌、麻醉条

2、件下手术，待动物清醒和恢复健康后再进行实验。优点：能够反映器官在体内的机能。缺点：实验条件难以掌握4 .生命活动的基本特征：新陈代谢兴奋性(活细胞在内外环境改变的影响下，能使其内部的新陈代谢发生相应的改变的能力)适应性生长与生殖5 .整合(integration)：是指有机体通过各种调节机制，把不同时间和空间的机能活动统一组织起来，并以整体的形式存在和活动，这种作用称为整合。6 .机体功能的调节方式：神经调节(nervousregulation):神经调节是通过神经系统的活动所实现的一种调节方式。神经活动的基本过程是反射(reflex),反射活动的结构基础是反射弧(reflexarc)体液调节

3、(humoralregulation):体液调节是指通过体液中的某些特殊化学物质，主要是激素所实现的一种调节方式。自身调节(autoregulation):自身调节是指内外环境发生变化时，组织、器官不依赖于外来神经或体液因素的作用，根据自身的生理特性所发生的适应性反应。7 .物质跨膜转运的方式：单纯扩散(simplediffusion)(简单扩散)：对象一一某些脂溶性物质(如O2、CO2、H2O等)；动力* 通过细胞膜由高浓度一侧向低浓度一侧作跨膜运动或转运* 渗透作用(也属于简单扩散)：水分子跨膜扩散的过程称为渗透作用易化扩散(facilitateddiffusion)：指非脂溶性或脂溶性甚

4、小的物质(如葡萄糖、氨基酸，Na+、K+、Ca2+等无机离子)在细胞膜一些特殊蛋白质的帮助”下，由膜的高浓度(高电位)一侧向低浓度(低电位)一侧扩散或转运的过程。易化扩散至少可区分为两种类型：一种是以蛋白质载体为中介的易化扩散；另一种是以离子通道为中介的易化扩散；主动转运(activetransport)：指细胞通过本身的某种耗能过程将某种物质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一侧的过程。* 钠-钾泵(sodium-potassiumpump)主动转运：是镶嵌在膜的脂质双分子层中的、具有ATP酶活性的特殊蛋白质。它可被Na+、K+和Mg2+等离子所激活，通过分解ATP为物质主动转运提供能量

5、出胞exocytosis)和入胞(endocytosis):I、出胞：指某些大分子物质或团块由细胞排出的过程。例如，腺细胞分泌某些酶和粘液，内分泌腺分泌激素以及神经末稍释放递质等都属于出胞作用。n、入胞：指细胞外某些大分子物质或团块(例如侵入动物体内的细菌、病毒或大分子蛋白质等)被整批转入细胞的过程。如进入的物质是固体物质，便称为吞噬(phagocytosis);如进入的是液体物质，称为吞饮(pinocytosis)。8 .兴奋f(excitability):细胞受到刺激后具有产生动作电位的能力或特性，称为兴奋性。9 .刺激(stimulate)三要素：强度(阈强度：当刺激持续时间固定于某一适

6、当数值时引起组织兴奋的最小刺激强度。有阈上，阈下之分)、持续时间、强度对时间变化10 .组织兴奋性的变化：P27,图1-15(1)过程：兴奋性发生周期性变化，依次为绝对不应期：兴奋性为零，阈刺激无限大，钠通道失活。相对不应期：兴奋性从无到有，阈上刺激可再次兴奋，钠通道部分复活。超常期：兴奋性高于正常，阈下刺激即可引起兴奋，膜电位接近阈电位水平，钠通道基本复活。低常期：兴奋性低于正常，钠泵活动增强，膜电位低于静息电位水平(2)生理意义：由于绝对不应期的存在，动作电位不会融合(3)图示绝对不应期(absoluterefractoryperiod受前一个刺激而兴奋时的一个短暂时期内，性下降至零。此时

7、任何刺激均归于无效相对不应期(relativerefractoryperiod):在神经接神经的兴奋):在绝对不应期之后，神经的兴奋性有所恢复，但要引起组织的再次兴奋，所用的刺激强度必须大于该神经的阈强度。超常期(supranomalperiod)：经过绝对不应期、相对不应期，神经的兴奋性继续上升，可超过正常水平。用低于正常阈强度的检测刺激就可引起神经第二次兴奋的时期称。低常期(subnomalperiod)：继超常期之后神经的兴奋性又下降到低于正常水平的期。11 .生物电现象：细胞在静息或活动状态下所伴随的各种电现象(离子电流、溶液导电、静息电位、动作电位等)总称为生物电现象。12 .静息电

8、位(restingpotential,RP):细胞未受刺激时，存在于膜内外两侧的电位差。产生的前提条件：一是膜两侧离子的分布不均，二是静息时离子通道开放不一静息电位形成的机理一一细胞内K+浓度和带负电的蛋白质浓度都大于细胞外(而细胞外Na和Cl浓度大于细胞内)，但因为静息时细胞膜只对K+有相对较高的通透性，K顺浓度差由细胞内移到细胞外，而膜内带负电的蛋白质离子不能透出细胞，阻碍K+外流。于是K离子外移造成膜内变负而膜外变正。外正内负的状态一方面可随K的外移而增加，另一方面，K+外移形成的外正内负将阻碍K的外移。最后达到一种K+外移(因浓度差)和阻碍K+外移(因电位差)相平衡的状态，这是的膜电位

9、称为K+平衡电位静息电位机理流程图：(K+的跨膜外离形成静息电位)K+通道开放一跨膜外离(内正电位J)一内负电位安静状态下Y(外正内负)Na+通道关闭-因K+外离(外正电位)一外正电位13 .动作电位(actionpotential,AP):细胞膜受到刺激后，在静息电位的基础上膜两侧电位所发生电位的变化。（1）动作电位形成的机理锋电位（spikepotential）：构成动作电位主要部分的一次短促而尖锐的脉冲样变化，是细胞兴奋的标7ty>o后电位（afterpotential）：继锋电位之后还会出现一个较长的、微弱的电位变化时期叫后电位。后电位是由缓慢的复极化过程和低幅的超极化过程组成，

10、分别称为后去极化（afterdepolarization）或负后电位它代表细胞兴奋后兴奋性的恢复过程。电位变化模式图极化：静息状态下，细胞膜外为正电位，膜内为负电位的状态，称为极化。去极化（除极化）：生物膜受到刺激或损伤后，膜内外的电位差逐渐减小，极化状态逐步消徐，此种过程称为去极化。反极化：去极化至零电位后膜电位进一步变为正值的整个状态。超射：膜电位高于零电位的部分称超射超极化：原有极化程度增强，静息电位的绝对值增大，兴奋性降低的状态。复极化：由去极化状态恢复到静息时膜外为正、膜内为负的极化状态的过程，称为复极化。去极化、反极化构成了动作电位的上升支由去极化、反极化向极化状态恢复的过程，它构

11、成了动作电位的下降支。机理流程图A：cell（外正内负，受st）一膜对Na+通透性突然增大，Na+通道的开放一Na+的内移一电位差逐渐减小至0,去极化一Na+继续内移一外负内正一cell内的电荷相斥一Na+通道关闭K+通道同时开放一K+外移Na+K+泵作用（多余的Na+泵出，K+泵入）-恢复RP电位静息电位和动作电位的实验模式图（也可参照P28图1-16）群口时骐也位去&化刺翻口膜去梭砧达闽电位水干，电压门相踱逋道开放近人期眦用r门捽十通道开始维幔开放锋电位界出迅速进入细胞，使细息去援化.-3.-sffwio南泗H通道关用，姓汕事开放K从邙脂转移利明蚪好液使用泡复核阳去槐地总电位E强后

12、电g,此M逅钠道基本愎灯.理电位仍小于正常静息电位.与俄电位处距小，故黑布性麻止甯.力盘横曲后电位（正后电：此时K*谑遒仍辅升曲.使转多的力扩散到弹扑.用起招极的位细腿电位修复制息电位水¥4«f电拉变化兴奋性变化员后电位/Yz正后电位局部电位'一潜伏期超常期01734时间：塞耐性收羯糊搦卮琬屈不应1%常期一丽15.结合实验给反射弧的实验现象合理解释(1)实验一：坐骨神经一腓肠肌标本制备&实验二：反射弧的分析(2)实验原理：反射活动是依靠反射弧实现的。反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分。反射弧的结构和功能的完整是实现反射活动的必要条件

13、。反射弧的任何一部分受到破坏，反射活动将不能实现。(3)实验现象解释：用烧杯盛0.5%硫酸，分别刺激蛙两后肢趾端，观察有无反应？为什么？待出现反应后，立即用清水洗净脚趾，并用纱布擦干。答：完整反射弧分析，出现屈膝反射在蛙左后肢踝关节上方，将皮肤作一环形切口，剥取切口以下皮肤(注意除净趾尖皮肤)：再用0.5%硫酸刺激该肢趾端，有无反应？为什么？答：感受器分析：皮肤是蛙反射弧中的感受器，切除批复后，感受器遭破坏，造成反射弧不完整，无反应；剪开右侧大腿背侧的皮肤，再股二头肌和半膜肌之间分离出坐骨神经干，在坐骨神经干放一浸过1%可卡因的小棉球，然后每隔数秒钟用0.5%的硫酸刺激该后肢脚趾，直到不引起反

14、应为止，为什么？答：传入神经分析：坐骨神经中的传入神经因可卡因麻醉作用而传导刺激兴奋能力逐渐减弱至不能有效传导，造成反射弧不完整，故反射停止当右后肢不再出现收缩反应时，立即将浸过1%硫酸的滤纸片贴在该后肢躯干部皮肤上，A该后肢是否仍然出现反应？为什么？B每隔数秒同样刺激一次，直到不能引起右后肢反应为止。为什么？答：A:后肢躯干部存在另一完整反射弧，故仍出现反应，B传出神经分析：坐骨神经干中包括传入神经纤维和传出神经纤维。由于传出神经纤维较粗，故其麻醉所需时间较传出神经纤维为长。所以后期传出神经不能有效传导刺激兴奋，造成反射弧不完整，后右肢反应停止；用蛙针破坏脊髓，再刺激蛙身体的任何部位，有无反

15、应？为什么？答：神经中枢分析：蛙的脊髓是蛙坐骨神经一腓肠肌反射弧的神经中枢，遭破坏后，反射弧不完整，故无任何反应。16: .英文名词解释：(1) EPO:促红细胞生成素，能特异刺激骨髓红细胞系统的造血活动，通过红细胞的增加提高血液运输氧的能力。(2) ADH抗利尿激素，其主要作用是提高远曲小管和集合管对水的通透性，促进水的吸收，是尿液浓缩和稀释的关键性调节激素。此外，还能增强内髓部集合管对尿素的通透性。(3) ACTH促肾上腺皮质激素，脊椎动物脑垂体分泌的一种多肽类激素，它具有促进肾上腺皮质增生，分泌肾上腺皮质激素。(4) TSH:促甲状腺激素是腺垂体分泌的促进甲状腺的生长和机能的激素。(5)

16、 GTH:促性腺激素，促进性腺的生长和发育；(6) T3/T4:甲状腺分泌的激素为含碘的酪氨酸，主要为三碘甲腺原氨酸(T3)和四点甲腺原氨酸(T4),其主要作用是调节新陈代谢、调节生长发育、还能维持神经系统的兴奋性(7) PTH甲状旁腺激素，它具有调节血钙和血磷水平的作用，能升高血钙降低血磷；(8) CT:降钙素，由甲状腺C细胞分泌，主要作用是降低血钙和血磷(9) GH生长激素，其主要作用是促进物质代谢和生长发育。(10) 5HT:5-羟色胺，又名血清素，作为神经递质，主要分布于松果体和下丘脑，可能参与痛觉、睡眠和体温等生理功能的调节(11) Ach:乙酰胆碱是一种神经递质，能特异性的作用于各

17、类胆碱受体，使突触后膜产生兴奋。(12) cAMP环磷酸腺甘，作为第二信使使与其相关的蛋白激酶A磷酸化，从而导致其下游一系列功能性蛋白活性改变，最终与靶细胞产生生理效应；(13) AC：腺甘酸环化酶，是一种膜整合蛋白，能够将ATP转变成cAMP,引起细胞的信号应答，是G蛋白偶联系统中的效应物。(14) CA:碳酸酎酶是红细胞的主要蛋白质成分之一，其主要作用是在血液及其他组织中维持酸碱平衡，帮助体内组织排除二氧化碳，以及确保以CO2和HCO3-为催化底物的酶保持适度的底物浓度。(15) GnRH:促性腺激素释放激素也称作促黄体激素释放激素(LHRH)。促性腺激素释放激素在下丘脑中合成，是一种多肽荷尔蒙，它的主要功能是使垂体释放卵泡刺激素(FSH)和黄体化激素(LH).