生物物理学重点考研笔记.pdf

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1、生物物理学重点复习笔记 第一章 生物大分子：蛋白质、核酸、多糖和脂质。生物大分子特定的生物学功能取决于其特定的空间构象。 蛋白质的意义：是生命活动的物质基础，是细胞和生物体的主要组成成分。 蛋白质的化学组成：构成元素：碳 C，氢 H，氧 O，氮 N，硫 S等。 N的含量一般较恒定：平均为 16%，每克样品中含氮克数 6.25 100即为 100克样品中蛋白质含量 等电点 ：将氨基酸水溶液的酸碱度加以适当调节，使羧基与氨基的电离程度相等，即氨基酸所带正、负电荷数目正好相等，此时溶液的 pH称为该氨基酸的等电点，用 pI表示。 中性溶剂 中，羟基的电离程度略大于氨基，溶液呈微弱酸性 蛋白质： 在水

2、溶液中形成的颗粒具有胶体溶液的特征 (布朗运动、丁道尔现象、不能透过半透膜、吸附能力等 )。 按形状分类：球状蛋白质、纤维蛋白质 按化学结构分：简单蛋白质、结合蛋白质 根据溶解度分类：可溶蛋白质、醇溶性蛋白质、不溶性蛋白质 蛋白质的一级结构： 由共价键结合在一起的氨基酸残基的排列序列。一级结构是蛋 白质功能的基础 蛋白质的二级结构： 指多肽链向单一方向卷曲而形成的有周期性重复的主体。 -螺旋、 -片层 、无规卷曲、回折 。作用力：以肽链内或各肽间的氢键。 螺旋：肽链骨架形成每周 3.6个氨基酸的右手螺旋上升 0.54nm，每个残基旋转 100度。 蛋白质的三级结构： 是线状、螺旋片状结构的进一

3、步卷曲和折叠，形成球形或椭圆形的结构，它是蛋白质分子在二级结构的基础上进一步卷曲折叠，构成一个很不规则的具有特定构象的蛋白质分子。螺旋、折叠、卷曲及无规卷曲等二级结构的多肽链在三维空间的排列方式。作用力：疏水作用（主要）、氢键、离子键、偶极与偶极间的相互作用、二硫键。若蛋白质分子仅有一条多肽链组成，三级结构就是它的最高结构层次。 蛋白质的四级结构： 具有三级结构的蛋白质亚单位通过非共价键缔合的结果。亚基之间 (维持蛋白质四级结构 )的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。 氨基酸链接的基本方式：肽键 CO NH 结构域： 是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个层次 蛋白质特定的构象和功

4、能是由其 一级结构 所决定的。 蛋白质的变性： 天然构象一旦发生变化，必然会影响到它的活性。如发生破坏性的变化，蛋白质的生物活性就会丧失。 使蛋白质变性的物理因素：加热、紫外线、高压等；使蛋白质变性的化学因素：有机溶剂、脲、胍等 变性后性质的变化 ：生物活性降低、溶解度降低、易被蛋白酶水解 变性的实质 ：蛋白质的空间构象被破坏，一级结构保存完好。 蛋白质的复性 ：当去除变性因素时，变性蛋白质又恢复原来的 三维结构。 别构效应 ：当某种小分子物质特异地与某种蛋白质（或酶）结合后（结合部位多在远离活性部位的另一部位，通常称为别位），能够引起该蛋白质（或酶）的构象发生微妙而有规律的变化，从而使其活性

5、发生变化。 别构效应剂： 具有这种特性的蛋白质或酶称为别构蛋白质或别构酶，引起这种效应的小分子物质称为别构效应剂。 别构效应取决于 亚基 的相互作用。亚基之间的信息传递是通过蛋白质构象的变化实现的。 核酸 分为 脱氧核糖核酸 (DNA)和核糖核酸 (RNA)。 DNA存在于 ：细胞核内染色质中、线粒体和叶绿体中。是遗传信息的携带者。 RNA在细胞核内产生，后进入细胞质，在蛋白质合成中起主要作用。 核酸的组成元素： C、 H、 O、 N、 P等 特点 ： 1.核酸一般不含 S元素； 2.P元素的含量比较固定为 9%10% 核酸定量测定方法：测定 P含量代表核酸量 核苷酸 是核酸的基本组成单位 组

6、成核酸的基本单元包括 磷酸、戊糖、碱基 。 A与 T之间形成 2个氢键， G和 C之间形成 3个氢键。 DNA： AGCT RNA： AGCU 核苷酸中的戊糖有两种：核糖和脱氧核糖 核苷中的戊糖上羟基与磷酸以磷酸酯键连接成核苷酸 核酸分子由核苷酸单体通过 3， 5 -磷酸二脂键 聚合成多核苷酸长链，核苷酸单体之间通过 脱水缩合 而成聚合物。 核酸的一级结构 ：许多核苷酸缩合成核苷酸链，各核苷酸的残基沿多核苷酸链排列的顺利。 DNA的一级结构 ：四种核苷酸按照一定的排列顺序，通过磷酸二酯键链接形成的多核苷酸，因核苷酸间的差异仅仅是碱基不同 (故又叫碱基顺序 )。 DNA中不同排列顺序的 DNA区

7、段构成特定的功能单元，基因。 DNA是右螺旋的双螺旋结构，在生理状态下很稳定，维持这种稳定性的主要因素是碱基堆积力。 碱基堆积力 ：指在 DNA双螺旋结构中，碱基对平面垂直于中心轴，层叠于双螺旋的内侧，相邻疏水 性碱基在旋进中彼此堆积在一起相互吸引形成的作用力。 DNA的二级结构 ：双螺旋结构 DNA分子中其它的弱键在维持双螺旋结构的稳定也起一定的作用。这些 弱键 包括：互补碱基对之间的氢键、磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键、范德华引力。 氢键维持双链 横向 稳定性，碱基堆积力维持双链 纵向 稳定性。 相邻碱基平面距离 0.34nm，每 10 个碱基上升一个螺旋， 34nm，

8、螺旋直径 2nm。 DNA结构的特性 ：多样性、特异性、稳定性 DNA的特异性 ：表现在四种脱氧核苷酸的比例 (即数目 )和碱基对的排列顺序不同。 DNA分 子的 稳定性 ：由氢键的多少决定的 DNA的三级结构 ：线状 DNA形成扭结、超螺旋和多重螺旋以及环状 DNA形成的扭结、超螺旋和连环等个多种类型。 RNA的一级结构 ：四种核苷酸以 3， 5 -磷酸二脂键链接而成 稳定因素 ：氢键和碱基堆积力 RNA的二级结构 ： 茎环结构 ：双链结构是由 RNA单链分子通过自身回折使得互补的碱基对相遇，通过氢键结合形成反平行右手双螺旋结构 (称为茎 )，不能配对的区域形成突环 (称为环 )，被排斥在双

9、螺旋结构之外。 RNA的三级结构 ： RNA分子进一步扭曲折叠形成更复杂的三级结构。 RNA的三种类型 ： rRNA（核糖体 RNA）、 mRNA（信使 RNA）、 tRNA（转运 RNA） tRNA的一级结构： tRNA分子中核苷酸的排列顺序。 tRNA的二级结构： tRNA分子呈三叶草形 。 tRNA的三级级结构： 倒写的 L字母 。 电泳 ：用中性或偏碱性的缓冲液核酸解离成阴离子，置于电场中向阳极移动 核酸为两性电解质 核酸变性 ：核酸双螺旋的解链，变成单链的过程。即核酸的双螺旋区的氢键断裂、变成单链的无规则线团，使核酸的某些性质发生改变，部分或全部生物活性丧失。 增色效应 ：指变性后

10、DNA溶液的紫外吸收作用增强的效应。 由温度升高引起的变性称 热变性 。 生物大分子化学组成和特定结构构成了其生物功能多样性的基础。 自然界中的 四种相互作用 ：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。 生物大分子一级结构由强相互作用决定，高级结构由弱相互作用决定。 区分强弱的标准 是热运动瓦解相互作用的能量 分子间的弱相互作用包括氢键、范德华力、疏水作用等。 其物理本质： 永久偶极矩、瞬时偶极矩、诱导偶极矩三者之间的相互作用。 等量正负电荷相距很近所组成的系统 偶极子 广义范德华力包括 3种弱作用力，即定向效应、诱导效应、分散效应 疏水作用最直 观的表现 ：类脂等两亲性分子在水中

11、形成稳态胶束以及蛋白质在水中的折叠。 盐键的稳定性影响因素 ：升高温度时盐键的稳定性增加；加入非极性溶剂而加强；加入盐类而减弱。 第二章 生物膜 是对细胞膜及细胞内膜系统（包括内质网，高尔基体，溶酶体，线粒体，叶绿体等）的统称，又称质膜，是一层厚约 5-10nm的膜，围绕在细胞最外层。 细胞膜 结构 3层：内外两层电子致密带，中间透明带 生物膜结构 ：主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成。 Singer和 Nicholson于 1972 年提出细胞膜的流动镶嵌模型： 膜的共同结构特点是以液的脂质 双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构、而具有不同生理功能的蛋白质。 膜脂 （磷脂 50%以上

12、糖脂 5% 固醇 1/3）是生物膜基本组成成分 细胞膜脂双层的脂类主要包括磷脂、糖脂和固醇。 磷脂： (1)是一种兼性分子，头端具有极性，是亲水的，尾部脂肪酸链为非极性，是疏水的。 (2)约占整个膜脂总量 50%以上，是构成膜脂的基本成分。 磷脂分子的分类 ：甘油磷脂和神经鞘磷脂。 (3)甘油磷脂以甘油为骨架；神经鞘磷脂以鞘氨醇为骨架。 糖脂 :是一种兼性分子，普遍存在于原核和真核细胞的细胞膜中。其含量约占膜脂总量的 5%，在神经细胞膜上的含量较高约占 5%10%。 固醇： (1)固醇类也属兼性分子，含量一般不超过膜脂的 1/3 (2) 胆固醇主要存在于高等动物的细胞膜上；大肠杆菌质膜的脂双分

13、子层主要只含一种磷脂。 膜蛋白从功能上分： 运输蛋白、膜受体蛋白。 膜蛋白从分离的难易及其在膜脂双分子层上的定位分为： 膜周边蛋白、膜内在蛋白。 膜糖类 ：细胞膜所含糖类甚少，糖类大多与膜蛋白结合，膜糖类的多样性或非均一性，是造成膜不对称性的重要原因之一。 膜的不对称性 ： 膜的主要成分是蛋白、脂和糖，膜的不对称性主要是指这些成分分布的不对称以及这些分子在 方向 上的不对称。 膜不对称性的意义 ：膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性。保证了生命活动的高度有序性。细胞间的识别、运动、物质运输、信号传递等都具有方向性。这种不对称性决定了生物膜内外表面功能的特异性。 生物膜

14、的结构模型 ：脂质双分子层模型，蛋白质 -脂质 -蛋白质，单位膜模型，流动镶嵌模型。 流动镶嵌模型 ：突出了膜的流动性和不对称性 膜脂的流动性：膜脂分子的运动，脂质的流动性主要指侧向运动，由脂分子本身的 性质决定。是细胞完成多种生理功能所必须的。 脂质分子流动性的影响因素： 脂肪酸链的长短：脂肪酸越短，膜的流动性越小。 温度： 生理状态下多呈液晶态；温度降低某一点时由液晶态变为晶态；温度升高到某一点时晶态又会变为液晶态；这一 临界温度 值称为相变温度。 膜脂的状态改变称为相变。 膜脂分子的运动 ：侧向扩散旋转运动摆动运动伸缩震荡翻转运动旋转异构 膜蛋白的运动方式： 侧向扩散和旋转扩散 膜流动性

15、的生理意义： 细胞质膜适宜的流动性是生物膜正常功能的必要条件。 膜的流动性大有利于酶分子侧向扩散和旋转运动， 使酶活性增加。 如果没有膜的流动性，细胞外的营养物质无法进入，细胞内合成的胞外物质及细胞废物也不能运到细胞外，这样细胞就要停止新陈代谢而死亡。 膜流动性与信息传递有着极大的关系。 如果没有流动性，能量转换是不可能的。 膜的流动性与发育和衰老过程都有相当大的关系 生物膜的功能 ： 1.区间 2.物质的跨膜运输 3.信号传递 4.能量传递 5.细胞间的相互作用 6.生化活性的定位 脂质体：是根据磷脂分子可在水相中自发组装成稳定的脂双层膜而制备的人工膜。 第三章 电流密度 ：单位时间通过单位

16、面积的电荷 电荷密度： 功率密度： 设膜的双分子层厚度为 d，则 Rm膜的横向电阻或单位面积 膜电阻 对面积为 S(cm2)的细胞膜，其内外实际 输入电阻 为 等效电容为 Cm为 ： 膜的介电常数 到达电化学平衡时，此扩散该离子的平衡电位 静息时的膜电位 ： 根据氨基酸在水中的状态可分为三种类型： 酸性，氨基酸侧链在水中解离为羧基-COO-碱性，在水中解离为氨基 NH3+极性 (中性 )，氨基在水中不解离成离子基团，而是极性基团 -OH、 -NH、 -SH等由于氨基酸以极性离子 (两性离子 )形式存在，故氨基酸的中性溶液具有高介电常数。 水在 生物体中的作用： 提供细胞的生活环境影响和决定生物

17、大分子的构象和功能影响和决定生物生命活动中的物质运输、能量传递和信息传递 生物水的电特性： 很强的偶极性；能与其他水分子、离子或生物大分子的极性基团形成氢键 结构水： 水分子也可与其他离子或生物大分子之间以氢键相联系形成某种结构。 水合作用： 在离子盐溶液中，离子和水分子的偶极矩相互作用，使离子临近的水分子发生重新取向，水分子的再取向作用称为水合作用。 处于离子周围的水表现为三种状态： 最内层 (极化区 )、中间层区、远外层区 各类电介质电极化的基本过程： 原子核外电子云的 畸变极化 (快 )、分子中正、负离子的位移极化 (中 )、分子固有电矩的转向极化 (慢 ) 三个主要的色散区： 低频：色

18、散，与细胞膜的松弛行为有关，由细胞膜中或周围的电荷位移极化引起。中频：色散，细胞膜的电容所致，还与膜电荷、细胞壁材料中的偶极子松弛、贯穿壁的电导及细胞外介质中的电导有关。高频 :色散 ,组织中的水分子的偶极转动造成。 电压钳技术： 是通过插入细胞内的一根微电极向胞内补充电流，补充的电流量正好等于跨膜流出的反向离子流，这样即使膜通透性发生改变时，也能控制膜电位数值在某一固定水平。 基本思想 ：用负反馈的电子线路将膜电位固定在希望的标定值上，同时测量膜电流的变化。再以电压与电流之比求出膜电导的变化，用离子通道电导特性的变化描述生物膜电导的变化。 常用的电压钳位方法有三种： 1)空间钳位：具有空间间

19、隙 2)吸附电极小细胞 3)双微电极大细胞 膜片钳技术： 用尖端直径 0.51 m的玻璃微电极吸附细胞膜表面，通过负压使电极尖开口处相接的细胞膜小片区域与细胞膜周围在电学上绝缘再此基础上固定膜电位，然后对电极尖端下仅为几 m2 的细胞膜片上的一个或几个离子通道的电流，用一个极为敏感的电流监视器 (膜片钳放大器 )测量 此电流强度 单一离子通道电流。 膜片钳的记录方式及基本操作： 细胞吸附式、全细胞记录方式、外膜向外式、内膜向外式 细胞膜电位取决于两个因素 ：膜的选择通透性和膜内外的离子浓度差。 极化电位： 静息电位在细胞和组织中发生的相对于空间和时间快速变化的电位。 兴奋： 生物组织可以对外界

20、刺激发生反应，当刺激达到一定阈值时，生物组织发生反应。 动作电位 4个时相： 去极化、反极化、复极化、超极化。 动作电位： 可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程 静息电位： 是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差 第四章 电离 ：原子由于失去电子或获得电子而成为离子的过程。 电离辐射 (辐射 )：能够通过初级过程或次级过程引起电离事件的带电粒子或不带电粒子 分类 ：直接电离辐射 (带电粒子导致 )、间接电离辐射 (中性粒子导致 ) 放射性活度 ：放射性核素在单位时间内发生衰变的数目即衰变率。 照射量 X定义： 单位质量的空气体积中， X或光子释放

21、的所有电子在空气中全部被阻止时，产生的同一种符号的所有离子电荷的总和。 物理意义 ：表示 X或射线在空气中产生电离能力大小的物理量，用 E表示 。 吸收剂量 D定义 ：授予单位质量的任何电离辐射的平均能量。 意义 ：在任何介质中吸收各类电离辐射能量大小的物理量。 剂量当量 H意义 ：描述各类辐射相对于同一生物效应的差别。 定义 ：组织中一点的吸收剂量 D 与品质因子 Q 的乘积，即加权吸收剂量。 传能线密度 LET意义 ：描述射线与物质相互作用能力大小的物理量。 定义 ：特定能量的带电粒子在介质中穿行单位长度路径时，由于能量转移小于某一特定值的历次碰撞数所造成的能量损失。 粒子与物质作用的形式

22、 ：电离，激发，核反应。 特点： 电离能力强，穿透能力较弱，在云室中留下粗而短的径迹。 粒子形式 ：电离，激发，散射，次级辐射。 特点： 电离作用较弱，穿透本领较强，云室中的径迹细而长。 中子特点：观测不到中子径迹。 射线特点：电离作用最弱，穿透本领最强，云室中不留痕迹。 躯体效应： 是指受照射的个体本身诱发的各种效应 (包括骨髓造血障碍、白内障、癌症等 )。是生物体的体细胞受到照射后产生的后果，不具遗传性。 遗传效应： 受照个体的子代个体中出现的辐射生物学效应。是生物体的生殖细胞受到照射而产生的后果。 特点 ：后代身上；效应间隔时间长；影响可能极大。 随机性效应 ：电离辐射的随机能量沉积。由

23、单个细胞的变异 导致的生物学效应。 确定性效应 ：某器官或部分组织的相当数量的细胞被射线杀死，相应功能受到影响并可观测到形态变化或症状。 相对生物效能 (RBE)： 通过将一种辐射与另一种辐射（参考辐射或基准辐射）相比较的办法来表征辐射的品质。 辐射损伤方式 ：内照射、外照射和混合照射 外照射防护 ：时间防护、距离防护、屏蔽防护 重离子： 原子序数等于或大于 2的原子核被 剥离或部分剥离外周电子后带正电荷的原子核。 第五章 树突： 多数神经元有多个树突，每个树突都短而分支多。分支表面有大量的细胞刺状突起，称为棘突或棘刺。 棘突： 其它神经元的终末支和树突形成突触的接触点。 轴突： 每个神经元只

24、有一个轴突。轴突从细胞体发出时的圆锥状隆起部分称为轴丘 。 轴突形态特点： 胞浆内没有尼氏体。 神经元的机能分类 :感觉神经元、运动神经元、中间神经元 。 按突触的接触部位分为三类 ： 1轴突与细胞体相接触 2轴突与树突相接触 3轴突与轴突相接触 。 一个神经元的轴突末梢经多次分支，最后每一小支的末端膨大呈杯状或球状，叫做 突触小体 。这些突触小体可以与多个神经元的细胞体或树突相接触，形成 突触 。 突触由 突触前膜、突触间隙和突触后膜 构成。 突触传递功能根据传导信号的神经递质分为： 化学突触 和 电突触 细胞兴奋冲动进入脊髓后约 0.5ms，细胞体突触后膜即发生去极化，并以电紧张形式扩布到

25、整个神经元细胞体。这种电位变化称为 兴奋性突触后电位 (EPSP)。 抑制性突触后电位 (IPSP)是突触前膜释放抑制性递质 (抑制性中间神经元释放的递质 )，导致突触后膜主要对 Cl-通透性增加， Cl-内流产生局部超极化电位。 抑制性突触后电位特点： 1 突触前膜释放递质是 Cl-内流引发的； 2 递质是以囊泡的形式以出胞作用的方式释放出来的； 3IPSP是局部电位，而不是动作电位； 4IPSP是突触后膜离子通透性变化所致，与突触前膜无关。 突触后电位的特点 ：等级性、电紧张扩布、可叠加性 。 电突触 可存在于树突与树突、胞体与胞体、轴突与胞体、轴突与树突之间。 结构基础 是缝隙连接，是神

26、经元膜紧密接触的部位。 神经递质： 参与突触传递信息的化学物质统称。 神经递质的分类 ：按生理功能：兴奋性神经递质、抑制性神经递质；按位域分布：中枢神经递质、周围神经递质；按化学性质分：乙酰胆碱、胺类、氨基酸类、嘌呤类等 。 Ca2+是前膜兴奋和递质释放过程的 偶联因子 。 囊泡膜的再循环利用是突触传递持久进行的必要条件 。 Ca2+是小泡膜与突触前膜紧贴融合 的必要因素。其作用：降低轴浆黏度，利于小泡移动 。 消除突触前膜内负电位，利于小泡与突触前膜接触而发生融合。 不同类型的 神经递质其失活 方式不同：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

27、后再利用 。 神经递质： 有特异结构的神经末梢释放的特殊化学物质，它作用于支配的神经元或效应细胞膜上的受体，完成信息传递。 神经调质： 是神经元产生的另一类化学物质，它能调节信息传递的效率，增强或削弱神经递质的效应。 神经元的功能性作用 ：借助于神经冲动传导抵达末梢时突触释放特殊的递质，然后作用于突触后膜，从而改便变所支配组织的功能活动 。 神经的营养性作用 ：由于末稍经常释放某些营养性因子，持续地调整被支配组织的内在代谢活动，影响其持久性的结构、生化和生理的变化，这一作用与神经冲动无关。 中枢神经系统 中存在：长轴突、短轴突和无轴突的神经元。 接受物质要具有受体的两个重要特性：识别特定物质和

28、产生的生物效应。 生物活性物质 分为：内源性和外源性生物活性物质 。 受体 ：在胞膜、胞浆及核中对特定生物活性物质具有识别、能与之结合并产生生物效应的特殊蛋白质 或脂类大分子。 配体 ：与受体有选择性结合的生物活性物质。 受体的基本性质： 高亲和性（代表受体与配体的结合能力）、高特异性（只能选择性地与特定配体结合）、饱和性（指一定量的细胞或组织能结合一定数量的配体）、可逆性（非共价键，多数是通过离子键、氢键或分子间引力作用结合的，且这种结合是可逆的。） 胞内受体： 指位于细胞质和细胞核内的受体，其全部为 DNA结合蛋白 。 膜受体： 位于细胞膜上的受体，绝大部分是镶嵌糖蛋白 。 按照受体的功能

29、可分为三类 ： 质 (配体 )门控性离子通道 G蛋白 (鸟苷酸结合蛋白 )偶联型受体催化型受体 。 离子通道类型： 根据门控机制：电压门控性、配体门控性、机械门控性；根据通透性：离子选择性和非离子选择性通道；根据功能：张力激活型和张力失活型离子通道。 眼球壁 由三层膜构成：巩膜、脉络膜、视网膜 。 视网膜紧贴在眼球的后壁，厚约 0.5nm。 视网膜包括三级神经元 ：光感受器、双极细胞、神经节细胞 。 视网膜细胞有 5 种主要类型： 感受细胞、水平细胞、双极细胞、无足细胞、神经节细胞。 光感受器中有两种感受电位 ：早感受器电位 ERP、晚感受器电位 LRP。 听觉系统 ：听觉器官 (耳 )、听神

30、经及听觉中枢通路构成。 耳分为 外耳、中耳 、内耳 三部分。 声波传播通道： 耳廓、外耳道、鼓膜、骨链、耳蜗螺旋器。 声电转换器 ：耳蜗基底膜 。 中耳 包括两部分：鼓膜、听骨链、鼓室、中耳基、咽鼓管等，起传声作用：鼓膜和听骨链。减小声压和振幅的作用 。 耳蜗电位： 静息时存在直流电位；声音刺激时，不同部位存在直流和交流电位成分。 听神经复合动作电位：声音刺激后在圆窗或耳蜗内记录到的一种电位，是所有听觉神经纤维产生动作电位的总和。 听神经的编码 有两种模式：一是按照刺激信号的频率发放相应节律的神经冲动的时间模式；二是按照刺激信号的频率发放相应强度的电信号的空间模式。 听中枢通路的构件： 听皮层

31、：最高级的听中枢 耳蜗复核：第一级听觉中枢 漆状体：位于脑丘内侧，是皮层下的最高听中枢 网状结构：各个水平的网状结构和听中枢通道相关 第六章 血浆蛋白的主要功能： 1.形成血浆的胶体渗透压 2.运输功能 3.参与凝血和抗凝血功能4.防御功能 5.营养、缓冲功能 。 可塑性变形 :红细胞 在循环中，常要挤过直径比它小的毛细血管和血窦孔隙，这时红细胞将发生卷曲变形 。 渗透脆性 ：红细胞在低渗溶液中发生膨胀、破裂的特性 .渗透脆性大，表示对低渗溶液的抵抗力小。 红细胞的功能 1.运输 O2和 CO2； 2.缓冲作用 。 白细胞 具有变形运动、渗出、趋化性、入胞吞噬的主要特性。 主要作用：将入侵细菌

32、包围在一个局部吞噬掉，防止病原微生物在体内扩散；可吞噬和清除衰老的红细胞和抗原 抗体复合物；参与坏死组织的除。 巨噬细胞 主要功能是：吞噬消灭病毒、疟原虫、真菌和结核分支杆菌等；识别和杀伤肿瘤细胞；清除变性的蛋白质、衰老受损的细胞及其碎片。 参与激活淋巴细胞的特异性免疫功能。能合成和释放多种细胞因子 。 特异性免疫可分为 细胞免疫 和 体液免疫 两种类型。 流变学 ：是研究物质变形与流动的科学。 生物流变学 ：流变学与生物学和 医学交叉的边缘学科，是应生物学、医学的需要发展起来的 。 血液流变学 ：研究最广泛且深入的是关于血液和血管的流变学 。 在流体内各部分之间均存在摩擦力，通常称为 内摩擦

33、力或黏滞力 。 流体具有内摩擦力的性质称为粘滞性或粘性。 牛顿黏滞定律 切应力 这种能够引起流体发生流动的最低切应力值称为致流应力值，它的存在表明该流体具有塑性。故称为塑性流体。 流速分布 泊肃叶定律泊肃叶定律 溶液和悬浮液的粘度与其相应的溶剂或悬浮剂粘度之比 称为相对粘度 。 流体黏弹性特点 :流体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力将随时间的增加而减小，这种现象称为 应力松弛 。应变发生时，若应力保持一定，流体的应变将随时间的增加而增大，这种现象称为 蠕变 。对流体作周期性的加载和卸载，则加载时的应力 -应变曲线与卸载时的应力 -应变曲线不重合，这种现象称为 弹性滞后 ，形成的闭合

34、曲线称为滞后环 。 意义 血液的黏弹性是血液的重要流变性，同其他流变性一样是血液各组员的物理、化学性质及其相互作用的一种宏观表现。实验表明，血液的黏弹性指标与许多疾病的发生、发展有密切关系。结缔组织病、血液病、糖尿病等患 者的血液都呈现出较高的黏弹性。 红细胞形态的机理推测 : 双凹面是由于红细胞内纤维物质收缩蛋白的骨架支撑作用。 在一定红细胞体积和表面积条件下，双凹圆盘形使红细胞膜的弯曲总能量最小，符合能量最低的原理。 红细胞的表面积 S与体积 V之比大于圆球的 S/V。球形红细胞变形能力最小，而正常红细胞却有很好的变形性。 红细胞膜的骨架 ：由膜血影蛋白、肌红蛋白、锚蛋白为主题构成的纤维网

35、状结构，通过膜蛋白与脂双层联系在一起。 红细胞膜的弹性 ：这种结构增强了膜的机械强度，使膜具有抵抗剪切的能力，即膜具有的弹性。 红细胞膜的黏性： 主要是由蛋白质组成成分或蛋白 -脂质相互作用所致。 伯努利力 导致横向运动，而血流对 红细胞的压力 产生三个效应：使红细胞沿管轴方向和横向的运动；使红细胞产生旋转；使红细胞变形，形成液滴形 全血粘度 清晨空腹静脉血 5ml，以肝素或 EDTA盐抗凝， 4h内测定全血粘度的报告方式一般包括高、低切变率下的粘度。 1、组成蛋白质的氨基酸有多少种？如何分类？ 答：组成蛋白质的氨基酸有 20种。根据 R的结构不同，氨基酸可分为四类，即脂肪族氨基酸、芳香族氨基

36、酸、杂环族氨基酸、杂环亚氨基酸。根据侧链 R的极性不同分为非极性和极性氨基 酸，极性氨基酸又可分为极性不带电荷氨基酸、极性带负电荷氨基酸、极性带正电荷氨基酸。 2、举例说明蛋白质的变构效应。 蛋白质的变构效应：当某种小分子物质特异地与某种蛋白质结合后，能够引起该蛋白质的构象发生微妙而有规律的变化，从而使其活性发生变化。 血红蛋白（ Hb）就是一种最早发现的具有别构效应的蛋白质，它的功能是运输氧和二氧化碳，运输氧的作用是通过它对 O2 的结合与脱结合来实现。 Hb有两种能够互变的天然构象，一种为紧密型 T，一种为松弛型 R。 T型对氧气亲和力低，不易于 O2结合； R型则相反，它与 O2的亲和力

37、高，易于结合 O2。 T型 Hb分子的第一个亚基与 O2 结合后，即引起其构象开始变化，将构象变化的“信息”传递至第二个亚基，使第二、第三和第四个亚基与 O2 的亲和力依次增高， Hb分子的构象由 T型转变成 R型这就微妙的完成了运送 O2的功能。 3、 DNA双螺旋结构模型的主要特点是什么？该模型的建立有什么生物学意义？ 答：两条反向平行的脱氧核糖核苷酸的长链围绕同一中心轴相互缠绕。嘌呤碱基与嘧啶碱基位于双螺旋的内侧，磷酸与脱氧核糖在外侧，彼此通过 3， 5 -磷酸二酯键相连接，形成 DNA分子骨架。碱基平面与纵轴垂直， 糖环的平面则与纵轴平行。两条链均为右手螺旋。 生物学意义： DNA分子

38、中的核苷酸排列序列蕴藏着无穷的遗传信息， DNA通过自我复制，能将储存的遗传信息准确地传给子代。 4、维持 DNA分子双螺旋结构的力是什么？ 答：维持 DNA双螺旋稳定性的主要因素是碱基堆积力，其次，大量存在于 DNA分子中的其他弱键也起了一定作用。这些弱键包括：互补碱基对之间的氢键；磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键；范德华引力。 5、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？ 膜的流动性和不对称性。生物膜的流动镶嵌模型：膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构因而具有不同生理功能的蛋白质。流动镶嵌模型主要强调（ 1）膜的流

39、动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；（ 2）膜蛋白镶嵌在脂类中表现出分布的不对称性，有的镶嵌在膜的内外表面，有的嵌入或横跨脂双分子层。 膜的流动性是表现生物膜正常功能的必要条件，如通过膜的物质运输、细胞识别、细胞免疫、细胞分化及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。膜的不对称性决定了生物膜内外表面功能的特异性。 6、内在膜蛋白是何含义？内在 膜蛋白以什么方式与膜脂相结合？ 内在膜蛋白是指那一类嵌入脂质双分子层中，与膜结合紧密的一类膜蛋白。主要靠疏水力与膜脂紧密结合。 7、细胞的跨膜物质运输有哪些方式？ 1被动运输 ：指物质从高浓度一侧向低浓度方向的跨膜转运，这是一个不需要外界供给能量的自发过程。分为

40、简单扩散和协助扩散。 1）简单扩散 ： 小分子物质沿浓度梯度（或电化学梯度）扩散，不需要提供能量，也没有膜蛋白的协助。 2）协助扩散 ： 指各种极性分子和无机离子顺浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运。不需要细胞提供能量，但在特异的膜蛋白的协助下，可使转运效 率增加，转运的特异性增强。 2 主动运输： 由载体蛋白所介导的物质逆着浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向浓度高的一侧进行跨膜转运的方式。 在此过程中需要能量供给。 钠钾泵、钙泵、质子泵、 ABC转换器 。 3 协同运输 : 协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这

41、种电化学势的是钠钾泵或质子泵。 同向运输 : 指物质运输方向与离子转移方向相同。 对向运输 : 物质跨膜运动的方向与离子转移的方向相反。 4 内吞与外排作用 需要能量 1.内吞作用：当细胞摄取大分子或颗粒时，首先被摄入附着于细胞表面，被一小部分质膜逐渐地包围，质膜凹陷然后分离形成细胞内的小囊，其中包含有被摄入的物质。内吞物质如为固体物，形成的囊泡较大，称为吞噬作用，内吞物质为液体或溶质，形成的囊泡较小，称为胞饮。 2.外排作用：大分子物质通过形成小囊泡从细胞内部逐步移至细胞表面，小囊泡的膜与质膜融合，将物质排出于细胞之外。 8、说明钠钾泵的工作原理及其生物学意义。 钠钾泵实质上就是 Na+-K

42、+-ATP酶，是膜中的内在蛋白。它将细胞内的 Na+泵出细胞外，同时又将细胞外的 K+泵入细胞内。 Na+-K+-ATP酶通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化，导致与 Na+、 K+的亲和力发生变化。在膜内侧 Na+与酶结合，激活 ATP酶活性，使 ATP分解，酶被磷酸化，构象发生变化，于是与 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，因此在膜外侧释放 Na+而与 K+结合。 K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化，酶的构象恢复原状，于是与 K+结合的部位转向膜内侧， K+与酶的亲和力降低，使 K+在膜内被释放，而又与 Na+结合。其总的结果是每一循环消

43、耗一个 ATP，转运出三个 Na+，转进两个 K+。 其生物学意义， 钠钾泵的一个特性是它对离子的转运循环依赖自磷酸化过程 ,ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵的一个天冬氨酸残基上 ,导致构象的变化 .通过自磷酸化来转运离子的离子泵就叫做 P-type。它在维持细胞的渗透压，保持细胞的体积和正常生理形态；维持低 Na+高 K+的细胞内环境，尤其是在神经细胞中维持静息电位等过程中具有重要意义。 9、叙述产生静息电位的离子机制 1.细胞内外离子的分布不均衡（细胞内外钾离子的不均匀分布，钾离子的平衡电位就是静息膜电位）； 2.膜上离子通道对离子具有不同的 通透性； 3.生电性钠泵的作用。 10、 与

44、 电 压钳技术相比，膜片钳技术的优点： 1）直接测量生物膜的单通道电流，观察通道开启和关闭过程 2）比较容易对小细胞作电位钳位 3）试验中可任意改变膜内外溶液成分和浓度 4)空间分辨率高 11、叙述电压钳技术的原理 电压钳就是控制跨膜电位在某一固定水平。基本思想是用负反馈的电子线路将膜电位固定在试验所希望的标定值上，同时测量膜电流的变化，再以电压与电流之比求出膜电导的变化，用离子通道电导特性的变化来描述生物膜电导的变化。 根据简化电缆模型，当 Ic=0 时， Im= Iion，即只要固定膜电位不变，使膜电容电流为零，则膜总电流等于离子电流。 12、什么是 Nernst方程？其符号 P89 3-

45、21式 j离子扩散通量 离子浓度梯度 电场强度 z离子带电量 D扩散系数 F Faraday常数 T绝对温度 R普适气体常数 C离子浓度 13、叙述动作电位产生的离子机制。 静息时，由于细胞内液和外液中存在有各种离子的浓度差，且膜对这些离子的通透性不同。 当轴突膜受到电刺激时，膜产生去极化，使得膜对 K+、 Na+的通透性和电导发生变化。 首先是 Na+通道激活，膜产生去极化， Na+离子开始进入膜内，同时膜进一步去极化，大量 Na+离子涌入膜内，膜电位骤增，由负变正，逼近 Na+的平衡电位，出现了超射，构成了动作电位的上升相。 随后 Na+通道在峰值时失活，同时 K+通道激活，钾离子外流逐渐

46、超过钠离子内流。膜电位下降使膜复极化，构成了动作电位的下降相。 最后，依靠膜上的钠钾泵来完成排 Na+摄 K+的任务，维持膜内外离子的浓度差，从而使膜电位恢复到静息水平。 14、兴奋性突触后电位与动作电位区别？ 兴奋在不同神经元之间通过突触结构传递 .经典的突触包括突触前膜、突触后膜与突触间隙 .兴奋传导至上一个神经元末梢时 ,引发突触前膜释放神经递质 ,神经递质经突触间隙扩散至突触后膜 ,与后膜上受体结合而导致膜电位的变化 .神经递质分为抑制性递质和兴奋性递质 ,分别导致后膜发生超极化和去极化 .前者称为抑制性突触后电位 ,后者称为兴奋性突触后电位 。 兴奋性突触后电位是否与动作电位相同呢

47、?其实不然 .动作电位的产生与电压门控通道有关 ,其特点是全或无 ,即电压门控通道要么不能被激活而导致动作电位不能产生 ,要么能被激活而几乎全部开放 ,表现 出相同大小的动作电位 .动作电位可以在神经纤维上传导 ,不随传导距离增加而减弱 ,同一神经元上两个动作电位相遇以后会抵消或停止传导 .而突触后膜上则没有电压门控通道 ,只有化学门控通道 .化学门控通道的开放数量与其所结合的递质成正相关 ,因此不表现出全或无的特点 .兴奋性突触后电位是由于化学门控 Na+（或 Ca+）通道开放使 Na+（或 Ca+）内流而形成 ,这种电位不能传导 ,只能在局部扩布并逐渐减弱直至消失 .多个兴奋性后电位相遇可

48、以叠加 ,而不是抵消 .当兴奋性突触后电位累加达到一定强度 ,通过局部电流形式刺激轴突的始段产生动作电位才 可以沿神经纤维继续传导 .神经与骨骼肌相联系的部位称为神经骨骼肌接头 ,与突触结构相似 .兴奋经递质传递至接头后膜（终板膜）以后在接头后膜产生的终板电位与兴奋性后电位特点相同 ,即没有全或无特征 ,其大小与递质释放量成正比；不能传导 ,只能在局部扩布 ,可引发相邻肌细胞膜产生动作电位；多个终板电位相遇可以叠加 。 15、神经元的主要结构是什么？ 神经元由胞体和突起构成，神经元通过突能结构与下一级神经元相联系。 1.胞体表面有细胞膜，膜内有细胞质和细胞核。胞体是神经元代谢和营养的中心。 2

49、.突起有树突和轴突两种。大多数神经元 有多个树突，每个树突都较短，分支较多。 16、什么是受体学说？受体有哪些特征？ 受体由两部分组成： 1）接受部分，其功能是与递质、激素、药物等配体特异性结合； 2）效应部分，起能换作用。 配体跟受体结合后，两者的相互作用改变了受体蛋白的空间结构，开始产生一系列的反应过程，其结果使神经元兴奋或抑制、肌肉收缩或腺体分泌激素、酶的激活或失活、蛋白的合成、递质或激素的释放等。 受体学说：一 种 学说 。 受体 是一种假想的 概念 ，目前认为受体必须符合以下四相：（ 1）有高度 选择性 的 激动剂 ；（ 2）有高度 特异性 的 拮抗剂 ；（ 3）有高度 敏感性 的生物效应；（ 4）不是 酶 的作 用 底物 或酶的竞争物。 受体特征 1高亲和性：受体能识别周围环境中微量的配体，只要很低浓度的配体就能与受体结合而产生显著的效应。通常配体的浓度小于 10-8mmol L。 2高特异性：受体对它的配体有高度识别能力，对配体的化学结构与立体结构具有很高的专一性，一种特定的受体只能与其特定的配体结合，产生特定的生理效应。同一化合物的不同光学异构体与受体的亲和力相差很