生物物理习题解答(共9页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上生物物理复习习题纲要一. 细胞的分子基础1. 组成细胞的小分子物质有哪些？有何作用？答：无机小分子有水、无机盐，有机小分子有单糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸。水是细胞中含量最多的一种成分，大多数细胞内的生物化学反应都在水溶液中进行，细胞中的水不仅以游离水的形式存在，而且以结合水的形式与其他物质结合构成细胞结构的组成部分；无机盐以离子状态存在，有的游离于水中维持细胞内外液的渗透压和pH值，有的直接与蛋白质和脂类结合，组成一定功能的结合蛋白质（如血红蛋白）和类脂（磷脂）；葡萄糖是细胞内主要营养物质，能经过氧化反应释放能量，供细胞生命活动所需；多糖（动物细胞内主要是糖原，植物内是淀粉）是细胞贮存的营养物质；核糖是核苷酸的主要成分；有一些低聚糖与蛋白质或脂类结合形成糖蛋白和糖脂，在细胞识别中起重要作用；脂肪酸营养价值高，其能量相当于葡萄糖的2倍；最重要的功能是参与构成细胞膜，磷脂分子是兼性分子，脂质双分子层是细胞膜和胞内膜的结构基础；氨基酸都含有一个羧基和一个氨基，是两性化合物，不同的种类、数量和排列组合形成了多种复杂功能的蛋白质。核苷酸是组成核酸的基本单位，由磷酸、戊糖（核糖和脱氧核糖）和含氮碱基（AGCTU）构成，可组成8种核苷酸，能贮存生物信息；还可充当化学能的载体们尤其是ATP，可参与细胞内各种化学反应的能量传递，cAMP是细胞内通用的信号分子，控制不同细胞内的反应速率。2. 试述蛋白质的四级结构。答：蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键缩合而成的多肽链。一级结构：是指组成蛋白质的多肽链中氨基酸的种类、数目和排列顺序。肽链中的键以肽键为主，或有少量二硫键。一级结构是蛋白质的功能基础，只要一个氨基酸的顺序改变就会形成结构异常的蛋白质分子，其重要性就在于它决定了蛋白质的三维构象，从而影响分子在细胞中的作用。二级结构：是指在一级结构的基础上，借氢键在氨基酸残基之间的对应点连接，使多肽链成为螺旋或折叠的结构。螺旋结构是肽链以右手螺旋盘绕而成的空心筒状构象，主要存在于球状蛋白质中；片层结构是一条肽链回折而成的平行排列构象，主要存在于纤维状蛋白。三级结构：在二级结构的基础上再进行折叠，有的区域为螺旋和折叠，其他区域为随机卷曲，参与三级结构的有氢键、酯键、离子键和疏水键等。四级结构是指两条或以上的肽链在各自三级结构的基础上形成蛋白质分子的结构亚基，若干亚基之间通过氢键等化学键的引力相互结合形成更复杂的空间结构。3.酶有哪些特性？答：酶是细胞内加快化学反应的生物催化剂。有三个特性：高度的专一性：酶对底物有严格的选择性，一种酶只能催化一种化学反应，或只专一作用于特定的化学基团（如甲基、氨基）或化学键（如肽键）。催化的高效性：酶的催化效率比一般催化剂高1061010倍。催化活性的可调节性：酶催化活性易受温度、pH值、金属离子及其他化合物的影响增高或降低。4.核酸分为哪两类？有何区别？答：核酸分为脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA两种。DNA携带和传递生命活动的全部信息，转录合成RNA，而RNA 则指导蛋白质的生物合成。DNA分子是由数量巨大的四种脱氧核糖核苷酸（ATGC）通过聚合而成的直线型或环形分子。一般真核生物DNA为直线型，细菌和一些噬菌体的DNA为环形。RNA分子是由四种核糖核苷酸（AUGC）组成的一条多核苷酸链，其中戊糖是核糖而不是脱氧核糖；尿嘧啶U代替了胸腺嘧啶T，且，RNA分子均为单链。5.试述DNA双螺旋结构的特点？有何功能？答：DNA分子是由两条链组成的螺旋状多聚体，主要特点有：DNA分子由两条多核苷酸链组成，两条链平行排列但方向相反，即两条链的3和5排列方向相反。双螺旋结构中，碱基位于螺旋链的内部，磷酸和戊糖则位于外侧。DNA的两条链上的碱基之间通过氢键有规律地互补配对，A&T、G&C配对，每一碱基对位于同一平面上，并垂直于螺旋轴。相邻2个碱基相距0.34nm，10个碱基旋转1圈。DNA分子中虽然只有四种核苷酸，但是其所含核苷酸数量、种类及排列顺序的随机性，决定了DNA的复杂性和多样性，其排列顺序蕴藏着无穷遗传信息。DNA通过自我复制，将贮存的遗传信息准确的传给子代DNA。6.比较三种RNA的区别。答：信使mRNA：由一条多核苷酸单链组成，携带DNA的遗传信息，每三个相邻碱基构成一个密码子，决定多肽链中氨基酸排列顺序，是蛋白质合成的模板；转运tRNA：是细胞内质量最小的一类核酸，单链结构折叠形成三叶草形状，其上的三个碱基（反密码子）能与mRNA上的密码子互补配对，运输特定的活化氨基酸；核糖体rRNA：是细胞内含量最多的RNA，占RNA总量的80%以上，是单链线性结构，与核糖体蛋白组成核糖体。二.、细胞概述1. 为什么说支原体是最小最简单的细胞？答：支原体为目前发现的最小的最简单的细胞，也是唯一一种没有细胞壁的原核细胞。支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体。其大小介于细菌和病毒之间。结构也比较简单，多数成球形，没有细胞壁，只有细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA、核糖体以及酶。支原体基因组为一环状双链DNA，分子量小（仅有大肠杆菌的五分之一）。2. 试比较原核细胞的异同，你能得出什么结论？答：细胞大小：原核细胞很小，真核细胞较大；细胞核：原核细胞无核仁和核膜，真核细胞有核仁和核膜；染色体：原核由一条环状DNA组成，DNA不与组蛋白结合，真核有两条以上DNA，线状DNA与组蛋白结合形成若干对染色体；细胞质：原核无各种膜相细胞器和细胞骨架，有70S核糖体，真核有各种膜相细胞器和细胞骨架，有80S核糖体；细胞壁：原核细胞壁主要成分为肽聚糖，真核细胞壁主要成分为纤维素；转录和翻译：原核在同一时间和地点，真核在不同时间和地点；细胞分裂：原核为无丝分裂，真核为有丝分裂。三. 细胞膜1.细胞膜的主要成分是什么？有何功能？答：细胞膜主要由脂类、蛋白质和糖类组成，此外还有水、无机盐和金属离子。（1）膜脂：膜脂主要有磷脂、糖脂和胆固醇，是生物膜的结构骨架。 磷脂：磷脂占膜脂总量50%以上，磷脂是膜脂最主要的成分，分为甘油磷脂和鞘磷脂，是一头亲水一头疏水的兼性分子； 糖脂：占膜脂总量5%以下，神经节苷酯在神经传导中起重要作用，又是一类膜上的受体； 胆固醇：是最重要的一种动物固醇，存在于真核细胞膜上，含量不超过膜脂的1/3,。胆固醇散布于磷脂分子之间，增强了膜的稳定性，在调节膜的流动性中起到重要作用。（2）膜蛋白是生物膜功能的体现者，根据蛋白和膜脂的作用方式及其位置不同可分为内在蛋白和周边蛋白。 内在蛋白也叫做整合蛋白，占膜蛋白总量7080%，主要特征是水不溶性。可分布在脂双层中或跨越全膜。 周边蛋白也叫外在蛋白，为水溶性蛋白，常通过离子键与膜上的内在蛋白或脂分子的极性头部结合。（3）膜糖：以低聚糖或多聚糖链的形式与膜蛋白共价结合，形成糖蛋白，或者与脂类共价结合，形成糖脂，均分布于细胞膜脂双层的外层，成为细胞外被。膜糖类与细胞免疫、细胞识别、细胞癌变等方面有密切关系。2.细胞膜的主要特征有哪些？有何生物学意义？答：细胞膜的两个主要特征就是流动性和不对称性。（1）生物膜的流动性是指膜内部的脂类和蛋白质分子的运动是一切膜结构行使功能的基础，是细胞的各种代谢能够顺利进行的保证。 膜脂的流动性：膜脂有几种运动方式：侧向扩散、旋转运动、翻转运动（这对维持膜脂分子的不对称性很重要）和弯曲运动。膜蛋白的流动性：主要两种运动方式：侧向扩散、旋转运动（具有重要生理意义，对酶与第五及蛋白与蛋白之间相互作用时调节正确构象起重要作用）。（2）生物膜的膜脂与膜蛋白分布具有不对称性。 磷脂在脂双层中不对称分布不是绝对的，仅含量上有差异；糖脂的不对称分布是绝对的，只分布在外层。 膜蛋白在细胞膜上都是不对称分布的，都有特定的排布方向，特别表现在糖蛋白，其残基均分布在细胞膜的非胞质侧。这种不对称性决定了细胞膜内外表面功能的特异性。如红细胞外表面的受体蛋白具有细胞识别功能，内表面的血影蛋白具有维持细胞特有外型的作用。3.试述被动运输的几种运输方式。答：被动运输包括简单扩散和协助扩散。（1）简单扩散是指分子或离子顺浓度梯度自由穿越脂双层的运输方式，不消耗代谢能，也不需膜蛋白的帮助，主要是疏水分子和不带电荷的小极性分子；（2）协助扩散，是指一些非脂溶性或亲水性分子，借助细胞膜上的特殊膜蛋白的介导，顺着浓度梯度进行的、不消耗代谢能的物质转运。可分为载体蛋白介导的协助扩散和通道蛋白介导的协助扩散。载体蛋白介导的协助扩散：载体蛋白与特定的物质结合，通过可逆性构象变化，顺浓度梯度进行物质转运；通道蛋白介导的协助扩散：通道蛋白形成贯穿细胞膜的亲水性通道来完成运输，运输对象仅限于离子。其效率高出载体运输100倍以上。4.以Na+-K+泵为例，说明物质的主动运输过程。答：Na+-K+泵实际上是一种Na+-K+-ATP酶，它是由一个大的多次穿膜的催化亚基和一个小的糖蛋白组成的。催化亚基在胞质面有Na+和ATP的的结合位点，在膜外侧有K+和乌本苷（乌本苷是Na+-K+-ATP酶抑制剂，可与K+竞争结合位点）。Na+-K+-ATP酶能可逆地进行磷酸化和去磷酸化。 膜内侧的Na+与ATP酶结合后，激活了ATP酶的活性，使ATP分解为ADP和高磷酸根，高磷酸根与酶结合，使其磷酸化，引发酶的构象改变，使与Na+结合的部位转向膜外侧。 这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低，对K+的亲和力高，于是释放Na+，结合K+，导致Na+被送出细胞，K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化，酶的构象恢复原状，与K+结合的部位转向膜内侧。 这种去磷酸化的构象与K+亲和力低，与Na+亲和力高，结果K+被送入细胞，酶与Na+再次结合，重复上述磷酸化和去磷酸化的过程。就这样不断将Na+排出细胞外，K+泵入细胞内，形成细胞外高钠，细胞内高钾的特殊离子浓度梯度，有利于维持细胞内外渗透压平衡，保证另一些物质的主动运输。5. 以低密度脂蛋白LDL为例，说明受体介导的胞吞作用。答：细胞通过膜上的受体介导摄入特定大分子的过程称作受体介导的胞吞作用。 当细胞膜合成需要胆固醇时，细胞首先制造LDL受体蛋白，并插入膜中，并自发与有被小窝结合。有被小窝是细胞膜上受体介导的胞吞作用开始的特化区，其他部位上的LDL受体与LDL颗粒结合后也会移向有被小窝中。 有被小窝不断内陷，与细胞膜断开形成有被小泡，这样LDL受体结合的LDL颗粒就摄入细胞内。有被小泡很快脱掉外被，形成无被小泡，并与胞质中其他小泡融合，形成更大的囊泡，称为胞内体。 在膜上的H+-ATP酶的作用下，H+被泵入胞内体内，当pH值达到56的酸性条件下，受体构象变化，与LDL颗粒分离，并分到两个不同的囊泡中。含LDL受体的囊泡返回细胞膜，准备重新结合其他LDL颗粒。 含有LDL的囊泡与溶酶体结合，被溶酶体酶降解，形成游离的胆固醇，成为细胞中新膜合成所需的物质。6. 膜受体的生物学特征是什么？有何意义？答：膜受体大多是细胞膜上的糖蛋白或糖脂，通常由识别部、效应部和转换部组成。其生物学特征有：（1）特异性：指受体与配体结合具有专一性，配体和受体之间的结合是靠分子间立体构象的互补，具有高度亲和性。（2）高亲和性：受体对配体的亲和力（结合能力）很强。（3）饱和性：细胞表面受体有限，各种受体的数量相对恒定。（4）可逆性：由于受体和配体是非共价键结合，强度比较弱，决定了分子间的识别反应是可逆的。受体-配体复合物可被解离，恢复原来状态再次被利用。（5）特定的细胞定位：某种化学信号只能作用于某种特定的细胞，因为只有该细胞膜上有这种信号的受体。7. 试述膜受体的类型及传导途径。答：根据信号转导的机制和受体蛋白的类型，膜受体可分为三类：离子通道受体：也称递质闸门离子通道，是一种多次跨膜蛋白，本身是离子通道或与离子通道相偶连。离子通道的“开关”受细胞外配体的调控。当少量神经递质与受体结合时，可瞬间打开或关闭离子通道，从而引起细胞膜通透性和突触后细胞的兴奋性发生变化。如Na-乙酰胆碱受体。催化受体：多为单次跨膜蛋白，由三部分组成。细胞外是配体结合部位，中间是跨膜结构，细胞质侧的部分含有酪氨酸，具有酪氨酸蛋白激酶活性。当配体与受体结合后，活化了受体胞质侧的蛋白激酶的活性，使得酪氨酸自身磷酸化，再使靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化，触发细胞内系列生理活动变化。如胰岛素受体。偶联G蛋白受体：指受体和酶或离子通道之间的相互作用通过一种结合GTP的调节蛋白（G蛋白）介导来完成。配体与受体结合后通过G蛋白间接作用于酶或离子通道，从而调节细胞生理活动。这类受体是目前发现种类最多的一种类型。如受体、视紫红质受体等。8. 偶联G蛋白受体信号体系有哪些传导途径？答：主要有四条信号传导体系：cAMP信号体系：细胞外激素与相应受体结合后，通过调节细胞内的第二信使cAMP的水平而引起细胞反应的信号通路。cAMP信号系统包括刺激性受体Rs、刺激性G蛋白Gs、抑制性受体Gi、抑制性G蛋白Gi和腺苷酸环化酶AC五种成分组成。信号传导途径分为刺激性信号传递途径和抑制性信号传递途径。当激素与受体结合后，使得相应的G蛋白发生构象改变，来活化或抑制AC酶水解ATP生成cAMP的活性。cAMP作为细胞内的第二信使，特异性的活化蛋白激酶A，从而进一步活化或抑制细胞内不同的酶系统，使细胞对外界信号产生不同反应。cGMP信号体系；cGMP是大多数动物细胞内存在的另一种胞内信号，它的浓度只有cAMP的十分之一，也受G蛋白调控，它能活化细胞内的蛋白激酶G，磷酸化相应靶蛋白、酶分子和离子通道，从而产生生物效应（如糖原降解，细胞增殖、受精过程）。cGMP和cAMP在细胞内的浓度及作用相反（如肝细胞中cAMP升高时糖原分解；cGMP升高时糖原合成加快）。Ca2+信号体系；信号传递有两种途径，一种存在于电活性细胞，当一个动作电位使细胞去极化时，打开神经终端电压闸门Ca2+通道，Ca2+流入神经终端；第二种途径存在于大多数真核细胞，外界信号与细胞表面受体结合后，受体被活化，并通过肌醇磷脂信号途径产生的第二信使IP3来激发钙库膜上的Ca2+通道打开。Ca2+由于浓度差涌入细胞质使胞质的Ca2+浓度升高，引起生物效应（如细胞分裂、细胞运动等）。甘油二酯和三磷酸肌醇信号体系：膜受体与胞外信号结合后被激活，进一步活化特异的G蛋白，G蛋白再激活磷脂酶C，不到1秒，活化的磷脂酶C分解肌醇磷脂PIP2产生两种产物，即甘油二酯DG和三磷酸肌醇IP3，从而分别启动两条信号传导途径，即IP3/Ca2+信号途径和DG/PKC信号途径，因此被称为“双信使途径”。9.试述甘油二酯DG、三磷酸肌醇IP3信号体系和Ca2+信号体系的关系。答：三磷酸肌醇IP3是水溶性分子，可使Ca2+从内质网上释放出来，启动Ca2+信号体系，钙离子进一步活化各种钙结合蛋白引起细胞效应。 甘油二酯DG的重要功能是活化与细胞膜结合的蛋白激酶C（PKC），这是一种Ca2+依赖性酶，主要分布在细胞质中，呈非活性构象。当受体被外界信号激活后，PIP2水解，DG瞬间增高，并与细胞膜上的磷脂酰丝氨酸一起结合到蛋白激酶C，增加该酶对Ca2+的亲和力，并变成活性构象，转到细胞膜的内表面，从而激活其他靶蛋白。如在动物细胞内，PKC活化后，激活Na-H交换系统，使Na入胞，H出胞，细胞质pH值上升，促进细胞增殖。四. 神经元1神经元的主要结构是什么？答：神经元的结构可分为两部分，一部分为胞体，一部分为突起（又分为树突和轴突）。（1）神经元胞体由细胞膜、细胞质、细胞器和细胞核组成。细胞膜由脂质双层作为基本骨架膜上所含的糖蛋白和糖脂可作为某种免疫信息和膜受体的可识别部分；细胞质中含有多种细胞器，其中特殊的是尼氏体和神经原纤维。尼氏体只存在于胞体和树突中，由糙面内质网和核糖核蛋白体组成，是神经元内合成蛋白质的主要部分。神经原纤维由神经微管和微丝组成，起到细胞骨架的作用和协助轴浆运输物质。（2）神经元的突起分为树突和轴突。树突是胞体向外生长的树状突起，内容物与胞体大致相同。一个神经元的胞体可以发出许多树突，树突向外生长时反复分支不断变细，一般较短。轴突：神经元胞体只有一根轴突，胞体发出轴突的部位称为轴丘，轴突基本上由髓鞘包裹。在轴突的主干上，常可向直角方向发出侧枝。轴浆与细胞浆相连，起到物质运输的作用。轴突的末端脱去髓鞘后反复分支，分支末端膨大，称为突触前终末。其与其他细胞的树突或胞体相接触的部位称为突触。2.有几种类型的胶质细胞？他们的主要功能是什么？答：神经胶质细胞有四类： 星形胶质细胞：是胶质细胞中体积最大的细胞，为星状，突起呈树枝状，不分树突和轴突。突起的末端膨大，包裹在脑毛细血管的表面，称为血管周足（脚板），这种结构被认为可能是血脑屏障的结构基础。根据胞质内纤维量的多少，星形胶质细胞可分为原浆性和纤维性两种。前者主要分布在灰质，后者主要分布在白质。 少突胶质细胞：因突起少而得名，分布在灰、白质中。在中枢神经系统中包裹神经元的轴突形成髓鞘。 小胶质细胞：体积最小，常广泛分布于脑和脊髓，主要功能是当神经元发生病变时，小胶质细胞具有吞噬作用，能清除病变的细胞。 室管膜细胞：衬在脑室系统和脊髓中央管的壁上，又称室管膜上皮细胞。神经胶质细胞的功能：支持、绝缘、保护和修复作用；营养和物质代谢作用；对离子、递质的调节和免疫功能。五. 静息电位1.细胞静息电位产生的机制是什么？答：静息电位是指神经元未受到刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。在所有被测量过的神经元中，其静息膜电位在3090mV之间。膜两侧里正外负被称为极化，膜电位数值负值减少为去极化，膜电位数值负值增加为超极化。其产生目前认为有三个基本因素：细胞内外离子浓度分布的不平衡；膜上离子通道关闭和开放对离子产生不同的通透性；生电性钠泵的作用。Bernstein提出的静息膜电位的机制是细胞内外K+浓度的不均衡分布。由于细胞内K+浓度超过细胞外K+浓度，而细胞外Na浓度超过细胞内Na浓度，所以K+有顺着浓度梯度向细胞膜外扩散的趋势。当细胞膜选择性地对K+通透，K+的外移就使得细胞产生外正内负的电场力和电势能阻碍K+的继续扩散，直到膜两侧的电势能差和浓度势能差抵消平衡的时候，K+不再跨膜扩散，该电位差也稳定不再增加，称为K+的平衡电位。2.何谓Nernst方程？其符号代表的意义是什么？答：K+平衡电位的大小是由膜两侧原初存在的K浓度差决定的，他的精确值可根据Nernst方程确定的： 其中是K+平衡电位，R是气体常数，T是绝对温度，Z是离子价数，F是法拉第常数，式中和是变数，分别代表膜外和膜内的K+浓度。六. 动作电位1. 离子学说的实验证据是什么？答：1939年微电极发明以后，Curtis和Cole、Hodgkin和Huxley分别用毛细管微电极测量了枪乌贼大神经纤维兴奋时的电位变化，发现动作电位大于膜静息电位，出现了超射；1949年Hodgkin和Katz进一步做了“钠离子对枪乌贼大纤维中产生的动作电位的作用”的实验；根据一系列实验结果，1950-1952年Hodgkin和Huxley和Katz提出了著名的钠学说，即离子学说。钠学说随后得到各方面实验验证。1951年Keyns利用同位素24Na、42K标记实验，测量每次动作电位期间每平方厘米膜上Na+和K+的通量。2.离子电流的分离方法有哪些？何种方法最好？答：（1）离子置换法，就是用别的不可通透的离子在细胞外或细胞内代替Na+或K+。；（2）逆向电位法；（3）药理学方法：阻断钠通道活化的药物、阻遏钠通道失活化的药物、激活钠通道的药物、阻遏钾通道的药物。 何种方法最好？3.Hodgkin的双通道模型的数学表达式和各参数的意义是什么？有何优缺点？答：其中；式中R为轴浆电阻，a为纤维半径，为传导速度。是钾电导的最大值，n是无量纲的变数，在0,1内取值。是钠电导的最大值，m是钠通道活化过程参数，h是钠通道失活化过程参数。 有何优缺点？七. 突触和突触传递1. 生物电信号是怎样从突触前传导到突触后的？答：神经动作到达神经终末，细胞膜去极化，引起膜上的电压闸门Ca2+通道开放，Ca2+流入突触前膜，Ca2+的流入促发突触小泡向突触前膜移动并与前膜融合，然后向突触间隙方向破裂，小泡内的神经递质和其他内容物释放到突触间隙中去。神经递质与突触后膜上的受体蛋白进行结合，打开受体的Na离子通道，引起膜去极化，并进一步去极化，导致产生动作电位。2. 试述化学突触的结构特征。答：化学突触分为突触前、突触后和他们之间的突触间隙。突触前和下一个神经元相接触的部分称为突触前膜，是神经终端膨大的部分。突触前膜从形态上看，是指突触前的细胞质膜特别增厚的部位。突触前主要结构有突触前栅栏结构，这是突触小泡释放神经递质的引导装置，由突触前致密突起和突触小穴组成。突触前的明显特征是具有大量的突触囊泡，用于贮存神经递质。突触前结构中有线粒体，可为突触活动提供所需的能量。突触间隙是前膜与后膜之间的空隙，约20nm。突触后膜是一层致密层，上面有多重特异蛋白，如受体蛋白、通道蛋白和一些能分解神经递质使之失活的酶类，后膜上的受体可识别递质并与之结合，产生生理效应。3. 试述电突触的结构特征。答：电突触也叫缝隙连接，是有别于化学突触的另一类突触，其主要特征是突触间隙很窄，一般小于2nm。每一侧的膜上都排列着多个由6个蛋白质亚基组成的“颗粒”，颗粒的中心是一个亲水性的通道，贯通两个细胞的膜，使得两个细胞的细胞质相通。电突触的膜两侧没有突触小泡，所以信息传递不依赖于神经递质，而是携带电信号的离子流。突触一侧的电位变化，直接通过动作电流作用到下一级神经元或者靶细胞，引起另一侧膜电位发生相应的变化。电突触主要存在于胶质细胞之间。与化学突触相比，其对内环境的变化不敏感。4. 试述兴奋性突触后后电位和抑制性突触后电位的特征。答：兴奋性突触后电位是指兴奋从突触前传到突触后，引起突触后膜的去极化，并扩散到整个神经元细胞的电紧张电位。兴奋性突触后电位区别于动作电位的重要特征：其通道是配基门控，而动作电位是电压门控；兴奋性突触后电位的电位大小是一种分级电位，它具有空间总和和时间总和的作用而没有“全或无”的特征。抑制性突触后电位传递过程和兴奋性突触后电位相似，不同的是兴奋从突触前传到突触后，引起突触后膜的超极化，使得突触后的神经元更难引发动作电位。与兴奋性突触后电位主要是Na离子的流入不同，抑制性突触后电位主要是Cl离子的流入所引起的，其电位大小不但和刺激强度有关，还和突触后神经元的膜电位有关。八. 神经递质和神经调质1.在中枢神经系统中存在哪些种类的神经递质？答：中枢神经递质分为五类：乙酰胆碱、生物胺类、氨基酸类、肽类、其它类。生物原胺类神经递质是最先发现的一类，包括：多巴胺（DA）、去甲肾上腺素（NE）、肾上腺素（E）、5-羟色胺（5-HT）也称（血清素）。氨基酸类神经递质包括：-氨基丁酸（GABA）、甘氨酸、谷氨酸、组胺、乙酰胆碱（Ach）。肽类神经递质分为：内源性阿片肽、P物质、神经加压素、胆囊收缩素（CCK）、生成抑素、血管加压素和缩宫素、神经肽y。其它类：近年来，一氧化氮就被普遍认为是神经递质，它不以胞吐的方式释放，而是凭借其溶脂性穿过细胞膜，通过化学反应发挥作用并灭活。在突触可塑性变化、长时程增强效应中起到逆行信使的作用。2.何谓神经调质？答：神经调质是指神经元产生的另一类化学物质，它的功能是调节信息传递的效率，影响神经递质的效应。有一种观点认为，神经递质是作用于膜受体后，导致离子通道开放从而产生兴奋或抑制的化学物质；而神经调质是作用于膜受体后，通过第二信使作用来改变膜的兴奋性或其他递质释放的化学物质。乙酰胆碱、氨基酸类是神经递质，肽类物质一般划为神经调质。3.神经递质在发挥作用后是如何失活的？答：三种方法可以使其失活：由特异的酶分解该种神经递质；被细胞间液稀释后，进入血液循环到一定场所分解失活；被突触前膜吸收后再利用。九. 离子通道1.离子通道的基本特性是什么？有何实验证据？答：（1）不同的离子通道是互相独立的。证据有：Na电流和K电流可以用药物将他们分离出来，而且互不影响；Na电流和K电流有各自不同的动力学；用链霉蛋白处理神经后对Na通道的失活化有影响，甚至失活化效应消失，但对K电流无影响 （2）通道是孔洞而不是载体。证据有：通道有很高的电导，开放时电导高达1030pS，电阻率很低；孔洞与载体最大的差别在于它们允许离子流动的最大速度；温度效应，Q10定义为温度升高10时引起电导变化的倍数。钠电导和钾电导的Q10与离子在水中自由扩散的Q10相近；通道专一性。还有某些实验现象，如离子通透选择性等用孔洞比载体更容易解释。 （3）离子通道的化学本质是蛋白质结构。通道蛋白是镶嵌在脂质双分子层中的型蛋白质。证据有：用蛋白酶处理后，可使通道的性质改变；一些与羧基结合的试剂能影响钠通道对TTX的结合，说明通道由含有功能性羧基侧链的蛋白质构成；钠通道中有氨基酸残基；发育过程中通道功能的产生可以用蛋白质抑制剂阻止；简单的肽类可形成特异性离子通道。 （4）通道对离子通透性的特异性依赖于孔洞大小、离子形成氢键的能力及通道内位点相互作用的强度。2.钠通道、钙通道和钾通道的分子结构是什么？答： 一个完整的钠通道基因由一条7230个核苷酸的长链组成，相当于1820个氨基酸肽链的三联体密码，这一肽链的分子质量接近20800.该肽链的N端缺少信号肽，这也是内质网核蛋白体翻译的膜蛋白所具有的特征。钠通道蛋白是一个寡聚体，由一个亚单位和两个小单位组成。钙通道由一个大的亚单位和两个较小的、亚单位紧密相连，亚单位疏松连接。与钠通道相同，钙通道仅由最大的1亚单位构成.钾通道结构与钠、钙通道中的4个亚单位中的一个域相似，其蛋白序列中有6个形成跨膜螺旋的相对疏水段，而且第四段与钠通道的S4段相同，其中一个序列中每隔两个氨基酸就有一个赖氨酸或精氨酸。3.目前知道的有哪些钾通道和钙通道亚型？答：钾通道的亚型：Ik型；延迟整流器；钙依赖性钾电流；早期钾电流；反常整流器；M电流。钙通道的亚型：IC型；L型；T型；N型；IB型。十. 受体和第二信使1. 受体有哪些特征，可分几类？答：同3-7题2. 试述G蛋白在神经信号转导中的作用。答：能与GTP结合的蛋白称为G蛋白，它能介导神经递质、光、味、激素和其他细胞外信使的作用。受体与细胞外某特异的信使结合后，激活G蛋白，G蛋白再激活一种或多种效应蛋白。效应蛋白可以是离子通道，也可以是酶，效应蛋白也可以通过作用于其他第二信使再作用于通道。3.试述Ca2+在神经信号转导中的调控。答：Ca2+是神经细胞内一种重要的第二信使，通过调节细胞内游离Ca2+浓度来实现Ca2+作为第二信使的功能：Ca2+内流触发神经递质释放。Ca2+与钙/钙调素依赖性蛋白激酶的结合被认为是递质包装入小泡的关键步骤，Ca2+能触发突触小泡与前膜的融合；Ca2+通过与其他第二信使、蛋白磷酸化、递质合成和代谢作用相联系发挥作用；Ca2+在突触可塑性、发育、学习记忆等神经细胞功能中起重要作用。4. 试述cAMP（cGMP）作为第二信使的作用机制。答：cAMP（cGMP）作为第二信使的作用机制有4个步骤：A-环化酶在递质与受体结合时被激活，成为活化的A-环化酶；在活化了的A-环化酶的催化下，ATP变成cAMP；在cAMP作用下，蛋白激酶被激活，即cAMP+（非活性）蛋白激酶cAMPR+活性蛋白激酶；活性蛋白激酶一方面使膜蛋白磷酸化，改变膜对离子的通透性，传递动作电位；另一方面使核蛋白磷酸化，产生长期记忆。专心-专注-专业