1、試述肌肉收縮基本原理。
【考點】興奮在同一肌細胞上的傳導(dǎo)機制。
【解析】不同肌肉組織在結(jié)構(gòu)和功能上雖有差異，但收縮機制基本相同?，F(xiàn)以骨骼肌為例來說明肌細胞的收縮功能。
肌肉的長度縮短或主動張力增加，稱為肌肉收縮。肌肉的活動都是以收縮形式完成的。為適應(yīng)功能上的需要，肌細胞在結(jié)構(gòu)上有其相應(yīng)的分化。肌細胞外形纖長，內(nèi)部縱向并列著許多肌原纖維。肌原纖維由許多肌節(jié)串聯(lián)而成。肌節(jié)是肌肉收縮的基本單位。
肌細胞的收縮過程如下：
1.肌節(jié)的組成肌節(jié)由粗、細肌絲組成。粗肌絲主要由肌凝蛋白構(gòu)成。肌凝蛋白分子可分球頭部和桿狀部。桿狀部聚合成粗肌絲的主干，球頭部伸出粗肌絲的表面，形成橫橋。細肌絲則由肌纖蛋白、原肌凝蛋白和肌鈣蛋白組成。橫橋在肌肉收縮中起著關(guān)鍵的作用，它具有ATP酶的性質(zhì)，并有兩個結(jié)合位點，一個與ATP的結(jié)合位點，另一個與細肌絲上肌纖蛋白的結(jié)合位點。細肌絲中肌纖蛋白上排列著許多與橫橋結(jié)合的位點。在肌肉舒張時，原肌凝蛋白的位置正好在肌纖蛋白與橫橋之間，掩蓋了肌纖蛋白上與橫橋結(jié)合點，阻止橫橋與肌凝蛋白的結(jié)合。
2.肌絲滑行過程當肌細胞興奮而使胞漿內(nèi)Ca2+增加時，Ca2+便與細絲上的肌鈣蛋白結(jié)合，使其構(gòu)型發(fā)生變化，從而牽拉原肌凝蛋白滾動移位，將其掩蓋的結(jié)合位點暴露出來。橫橋立即與肌纖蛋白結(jié)合形成肌纖凝蛋白，同時橫橋上的ATP酶獲得活性，加速ATP分解釋放能量，使橫橋發(fā)生扭動，牽拉細肌絲向粗肌絲內(nèi)滑行，肌節(jié)縮短，出現(xiàn)肌肉收縮。當胞漿內(nèi)Ca2+濃度下降時，肌鈣蛋白與Ca2+脫離，恢復(fù)靜息構(gòu)型，原肌凝蛋白又回到原位而把結(jié)合位點重又覆蓋起來，橫橋不能接觸細肌絲，便使肌肉進入舒張過程。
在整體內(nèi)骨骼肌的功能直接受神經(jīng)系統(tǒng)控制。當神經(jīng)沖動傳到肌細胞時，肌細胞便產(chǎn)生動作電位，并將其迅速擴布到整個細胞膜，于是整個肌細胞便進入興奮收縮狀態(tài)。肌細胞的興奮并不等于細胞收縮，這中間還需要一個過程。這個把肌細胞的電興奮與肌細胞機械收縮銜接起來的中介過程，稱為興奮收縮耦聯(lián)。具體的耦聯(lián)過程是：首先，細胞膜的動作電位可直接傳遍與其相延續(xù)的橫管系統(tǒng)的細胞膜。橫管的動作電位可在三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處把興奮信息傳遞給縱管終池，使縱管膜對鈣離子的通透性增大，貯存于池內(nèi)的Ca2+便會順其梯度擴散到胞漿中，使胞漿Ca2+濃度升高，Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合，從而出現(xiàn)肌肉收縮。
【考點】興奮在同一肌細胞上的傳導(dǎo)機制。
【解析】不同肌肉組織在結(jié)構(gòu)和功能上雖有差異，但收縮機制基本相同?，F(xiàn)以骨骼肌為例來說明肌細胞的收縮功能。
肌肉的長度縮短或主動張力增加，稱為肌肉收縮。肌肉的活動都是以收縮形式完成的。為適應(yīng)功能上的需要，肌細胞在結(jié)構(gòu)上有其相應(yīng)的分化。肌細胞外形纖長，內(nèi)部縱向并列著許多肌原纖維。肌原纖維由許多肌節(jié)串聯(lián)而成。肌節(jié)是肌肉收縮的基本單位。
肌細胞的收縮過程如下：
1.肌節(jié)的組成肌節(jié)由粗、細肌絲組成。粗肌絲主要由肌凝蛋白構(gòu)成。肌凝蛋白分子可分球頭部和桿狀部。桿狀部聚合成粗肌絲的主干，球頭部伸出粗肌絲的表面，形成橫橋。細肌絲則由肌纖蛋白、原肌凝蛋白和肌鈣蛋白組成。橫橋在肌肉收縮中起著關(guān)鍵的作用，它具有ATP酶的性質(zhì)，并有兩個結(jié)合位點，一個與ATP的結(jié)合位點，另一個與細肌絲上肌纖蛋白的結(jié)合位點。細肌絲中肌纖蛋白上排列著許多與橫橋結(jié)合的位點。在肌肉舒張時，原肌凝蛋白的位置正好在肌纖蛋白與橫橋之間，掩蓋了肌纖蛋白上與橫橋結(jié)合點，阻止橫橋與肌凝蛋白的結(jié)合。
2.肌絲滑行過程當肌細胞興奮而使胞漿內(nèi)Ca2+增加時，Ca2+便與細絲上的肌鈣蛋白結(jié)合，使其構(gòu)型發(fā)生變化，從而牽拉原肌凝蛋白滾動移位，將其掩蓋的結(jié)合位點暴露出來。橫橋立即與肌纖蛋白結(jié)合形成肌纖凝蛋白，同時橫橋上的ATP酶獲得活性，加速ATP分解釋放能量，使橫橋發(fā)生扭動，牽拉細肌絲向粗肌絲內(nèi)滑行，肌節(jié)縮短，出現(xiàn)肌肉收縮。當胞漿內(nèi)Ca2+濃度下降時，肌鈣蛋白與Ca2+脫離，恢復(fù)靜息構(gòu)型，原肌凝蛋白又回到原位而把結(jié)合位點重又覆蓋起來，橫橋不能接觸細肌絲，便使肌肉進入舒張過程。
在整體內(nèi)骨骼肌的功能直接受神經(jīng)系統(tǒng)控制。當神經(jīng)沖動傳到肌細胞時，肌細胞便產(chǎn)生動作電位，并將其迅速擴布到整個細胞膜，于是整個肌細胞便進入興奮收縮狀態(tài)。肌細胞的興奮并不等于細胞收縮，這中間還需要一個過程。這個把肌細胞的電興奮與肌細胞機械收縮銜接起來的中介過程，稱為興奮收縮耦聯(lián)。具體的耦聯(lián)過程是：首先，細胞膜的動作電位可直接傳遍與其相延續(xù)的橫管系統(tǒng)的細胞膜。橫管的動作電位可在三聯(lián)管結(jié)構(gòu)處把興奮信息傳遞給縱管終池，使縱管膜對鈣離子的通透性增大，貯存于池內(nèi)的Ca2+便會順其梯度擴散到胞漿中，使胞漿Ca2+濃度升高，Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合，從而出現(xiàn)肌肉收縮。