神经生物学复习题答案-2012

第一篇神经活动的基本过程第一章神经元和突触一、名词解释：1、神经元：神经细胞即神经元，是构成神经系统的结构和功能的基本单位。2、突触：神经元之间进行信息传递的特异性功能接触部位称之为突触。3、神经胶质细胞：是广泛分布于中枢神经系统内的、除了神经元以外的所有细胞。具有支持、滋养神经元的作用，也有吸收和调节某些活性物质的功能。二、问答题：1.神经元的主要结构是什么？可分为哪些类型？神经元的主要结构包括胞体（营养和代谢中心）、树突（接受、传导兴奋）、轴突（产生、传导兴奋）。分类：1）、根据神经元突起的数目分类：单极神经元、双极神经元、多极神经元、假单极神经元。2)、根据树突分类：①按树突的分布情况分类：双花束细胞、a细胞、锥体细胞、星形细胞。②按树突是否有棘突：有棘神经元、无棘神经元。③按树突的构型：同类树突、异类树突、特异树突神经元。3）、根据轴突的长度分类：高尔基I型神经元、高尔基II型神经元。4）、根据功能联系分类：初级感觉神经元、运动神经元、中间神经元。5）、根据神经元的作用分类：兴奋性神经元、抑制性神经元。6）、根据神经递质分类：胆碱能神经元、单胺能神经元、氨基酸能神经元、肽能神经元。2.简述突触的分类。突触：神经元之间进行信息传递的特异性功能接触部位称之为突触。分类：1）、根据突触连接的成分分类：轴—体、轴—树、轴—轴三种最为主要。2）、根据突触连接的方式分类：依傍性突触、包围性突触。3）、根据突触连接的界面分类：I型突触（非对称性突触）、II型突触（对称性突触）。4）、根据突触囊泡形态分类：S型突触、F型突触。5）、根据突触的功能特异性分类：兴奋性突触、抑制性突触。6）、根据突触的信息传递机制分类：化学突触、电突触。3.试述化学突触的结构特征。化学突触：通过神经递质在细胞之间传递信息的突触。由突触前成分、突触后成分和突触间隙三部分构成。1）、突触前成分：神经末梢膨大的部分，含有神经递质的囊泡状结构，是递质合成、贮存和释放的基本单位，也是神经递质量子释放的基础，可分为①无颗粒囊泡②颗粒囊泡。2）、突触间隙：突触前膜和突触后膜之间的空隙，其宽度因突触类型的不同而异。突触间隙内有电子致密物质存在，含有黏多糖、糖蛋白和唾液酸。3）、突触后成分：包括突触后膜、突出下网、突触下致密小体以及线粒体、滑面和粗面内质网、突触下囊、多囊体、微丝、微观和包被囊泡。突触后膜分为厚型突触后膜、薄型突触后膜、高密度电子致密物质的突触后膜。4.试述电突触的结构特征。电突触也称缝隙连接，由突触前膜、突触后膜及突触间隙构成。两侧膜均没有增厚特化，也无突触囊泡的存在。电突触的每一侧膜上都排列着多个圆柱状半通道，又称为连接子，各由6个相同的蛋白质亚基围成，其中心是一个亲水性的孔道。两侧的连接子相互准确对接，即形成缝隙连接通道，该通道贯穿两侧细胞膜，使得两个细胞的细胞质相通。缝隙连接的通道可允许带电离子通过产生离子电流传递冲动，其信号传递是两向的，而且速度快几乎没有突触延搁。电突触可与化学突触共存于一个突触中，构成混合突触。5.神经胶质细胞分为几种类型？中枢神经系统的神经胶质细胞分为两类1）大胶质细胞：来自神经外胚层，是神经胶质的主要部分，包括星形胶质细胞、少突胶质细胞。2)小胶质细胞：一般认为是来自中胚层的胚胎单核细胞。周围神经系统中有来源于神经嵴的施万细胞，包裹神经轴突形成髓鞘；还有感觉上皮的支持细胞等。神经胶质细胞的功能：1.支持作用；2.绝缘、屏障作用；3.保护、修复与再生作用；4.物质代谢营养作用；5.免疫应答反应；6.维持局部离子平衡作用；7.对递质的调节；8.合成神经活性物质第二章神经元膜的电学特性和静息电位一、名词解释：1、静息电位：未受刺激时神经元膜内外两侧的电位差。2、极化：神经元膜两侧内负外正的带电状态成为极化。3、去极化：膜电位的数值向负值减少的方向变化（绝对值减小），甚至由负变正的过程。4、超极化：膜电位的数值向负值增大的方向变化的过程称为超极化。二、问答题：1.神经元膜的物质转运方式有哪些？1）、通过脂质双层的物质扩散——单纯扩散：扩散是溶液中的溶质或溶剂分子由高浓度区向低浓度区净移动单纯扩散：脂溶性物质或气体顺浓度差的跨细胞膜转运。如O2、CO2、乙醇、脂肪酸。离子在溶液中的扩散通量决定于：离子的浓度差（浓度梯度）、离子所受的电场力（电位梯度）跨膜物质转运的扩散通量决定于：电化学梯度、膜的通透性(permeability)。2）通过膜蛋白介导的物质转运：⑴、被动转运(passivetransport)：不溶于脂质或难溶于脂质的物质，在细胞膜上某些特殊蛋白质的“帮助”下，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧的转运形式称易化扩散，如葡萄糖、氨基酸、离子等。分为：载体介导的易化扩散、通道介导的易化扩散。特点：顺浓度梯度移动，无需细胞额外供能。①载体介导的易化扩散：特点：顺浓度梯度，不需额外供能；高度结构特异性(specificity)；饱和现象(saturation)；竞争性抑制(competition)。②通道介导的易化扩散：通道：与离子扩散有关的膜蛋白质。分为：电压门控通道、化学门控通道、机械门控通道、水通道。特点：顺浓度梯度，不耗能；离子选择性；门控性；产生跨膜离子电流⑵、主动转运(activetransport)：细胞膜通过本身的某种耗能过程，将某些物质经细胞膜逆浓度梯度或电位梯度转运的过程。分为：离子泵介导的主动转运、转运体介导的主动转运。特点：逆浓度梯度进行，消耗能量。①离子泵介导的主动转运：原发性主动转运（由膜蛋白离子泵介导的主动转运。子泵具有ATP酶活性，可直接利用ATP提供的能量，逆浓度差和电位差），包括钠泵、钙泵、质子泵等。②转运体介导的主动转运：继发性主动转运（逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量来自膜两侧Na+浓度差，而Na+浓度差是Na+-K+泵分解ATP释放的能量建立的。）分为同向转运、反向转运。3）、通过膜“运动”的物质转运：入胞：细胞外某些物质团块（如蛋白质、脂肪颗粒、侵入体内的细菌或异物等）进入细胞的过程。分为吞噬、吞饮、受体介导式入胞。出胞：一些大分子物质或固态、液态的物质团块由细胞排出的过程。入胞和出胞均要消耗能量2.通道介导的易化扩散的特性是什么？1）、顺浓度梯度转运，不耗能；2）、离子选择性：由于孔道的口径及内壁的带电状态不同，离子通道具有离子选择性；3）、门控性：通道具有开和关的门控性；4）、产生跨膜离子电流，是神经电信号的产生和传播的基础。3.简述钠钾泵的作用及其生物学意义。钠-钾泵：存在于细胞膜上的一种具有ATP酶活性的特殊蛋白质,可被细胞膜内的Na+增加或细胞外K+的增加所激活，受Mg2+浓度的影响，分解ATP释放能量，进行Na+、K+逆浓度和电位梯度的转运。钠泵分解1个ATP分子，可使3个Na+泵出细胞，2个K+进入细胞。钠-钾泵的生物学意义：1）、维持细胞内高K+，是许多代谢反应进行的必需条件；2）、维持细胞外高Na+，使得Na+不易进入细胞，也阻止了与之相伴随的水的进入，对维持正常细胞的渗透压与形态有着重要意义；3）、建立势能贮备，是神经、肌肉等组织具有兴奋性的基础，生电性，影响神经元膜电位。4）、继发性主动转运的能量来源（如葡萄糖、氨基酸等）。4.比较生物电记录技术的细胞外记录和细胞内记录。细胞外记录技术：比较简单，将微电极插至神经细胞附近（不插入细胞内），当细胞有电活动时，该处就与参考电极之间产生电位差，进而记录到点位的变化。不能精确观察细胞的正常极化状态（静息电位），记录的电位幅度小、波形随记录位置的改变而不同，只能分析放电的频率和潜伏期，一种脉冲式信号记录，获得的信息量较少。场电位、单细胞放电。细胞内记录：将一根电极至于细胞外作为参考电极，另一电极通常为玻璃微电极，插入神经细胞内，记录神经元膜内外两侧的电位差。细胞内记录的信号幅度较大，属于单细胞记录，是跨膜记录，能获得更多的信息，不仅可以精确记录静息电位，分析膜的电学特性，还可以进行电压钳记录分析膜电流等。常规细胞内记录为膜电位记录，也可进行电压钳记录以分析模电流机制、离子通道活动等。5.静息膜电位产生的基本条件是什么？静息膜电位：未受刺激时，神经细胞膜内外两侧的电位差。离子学说：生物电的产生依赖于细胞膜对化学离子严格的选择通透性及其在不同条件下的变化。产生RP的条件：1）、带电离子跨膜分布的不均衡性（细胞内外K+的不均衡分布，是产生静息电位的第一个条件），是由钠泵的主动转运所产生的。2）、细胞膜在不同条件下对离子通透性的变化，是产生静息电位的第二个条件。只有带电荷的离子进行跨膜移动，才能产生细胞膜内外的电位不平衡，从而产生跨膜电位差。静息电位（RP）是在离子浓度梯度、电位梯度及离子泵的作用下，K+通过膜转运达到平衡的K+平衡电位。6.综述静息膜电位的形成机制。静息膜电位：未受刺激时，神经细胞膜内外两侧的电位差。产生RP的条件：1）、带电离子跨膜分布的不均衡性（细胞内外K+的不均衡分布，是产生静息电位的第一个条件），是由钠泵的主动转运所产生的。2）、细胞膜在不同条件下对离子通透性的变化，是产生静息电位的第二个条件。只有带电荷的离子进行跨膜移动，才能产生细胞膜内外的电位不平衡，从而产生跨膜电位差。静息电位（RP）是在离子浓度梯度、电位梯度及离子泵的作用下，K+通过膜转运达到平衡的K+平衡电位。K+平衡电位(EK)：当离子移动所产生的电位差和离子移动所造成的浓度势能差平衡时，不再有离子的净移动，这时膜两侧的电位差称为离子的平衡电位。Nernst方程：1）、仅需要微小的离子浓度改变就可以引起膜电位大幅度的变化；2）、膜内外两侧电荷的不同仅仅分布于膜的内外侧面，而不是分布于整个细胞的内外液；3）、离子的跨膜速率与膜电位和平衡电位的差值成正比；4）、根据某离子膜两侧浓度的差值可以计算该离子的平衡电位。7.简述影响静息电位的因素。1）、膜内外K+浓度差：由于RP主要是由Ek改变细胞内外的K+浓度，膜电位也随之改变；改变细胞内外Na+的浓度，对静息电位没有影响。2）、膜对K+和Na+的相对通透性：由于RP是Ek和ENa综合作用的结果，所以膜对K+和Na+的相对通透性的改变，将影响RP。3）、钠泵的生电性作用：由于钠泵活动时，进行钠钾离子的不对称转运，即将3个Na+运出细胞时，将2个K+运进细胞，每运转一次就使细胞内失去一个正电荷，进而产生超极化。第三章神经电信号和动作电位一、名词解释：1、局部电位：指阈下电刺激时产生的电紧张电位和由少量Na+通道开放产生的特定电变化叠加在一起的去极化电位。2、突触电位：指神经信号在神经元之间进行传递的过程中，由突触前神经元释放的神经递质，作用于突出后神经元所引起的突触后神经元膜电位的变化。3、阈电位：能触发动作电位产生的临界膜电位水平（能够导致膜对Na+通透性突然增大的临界膜电位数值）4、动作电位：指各种可兴奋细胞受到有效刺激时，在细胞膜两侧产生的快速、可逆、并有扩布性的电位变化，包括去极化、复极化等环节。神经元的兴奋或功能活动的标志。5、离子电导：是用来反映膜对某一离子通透性大小的电学指标，为电阻的倒数。6、兴奋：神经元因刺激而产生动作电位的反应。7、兴奋性：具有接受刺激产生兴奋即动作电位的能力。8、阈强度：刚能使膜电位降低到阈电位水平（引起兴奋所需的）的最低刺激强度。二、问答题：1.离子学说的要点是什么？离子学说：生物电的产生依赖于细胞膜对化学离子严格的选择通透性及其在不同条件下的变化。当离子移动所产生的电位差和离子移动所造成的浓度势能差平衡时，不再有离子的净移动，这时膜两侧的电位差称为离子的平衡电位。1）、仅需要微小的离子浓度改变就可以引起膜电位大幅度的变化；2）、膜内外两侧电荷的不同仅仅分布于膜的内外侧面，而不是分布于整个细胞的内外液；3）、离子的跨膜速率与膜电位和平衡电位的差值成正比；4）、根据某离子膜两侧浓度的差值可以计算该离子的平衡电位。离子通透性的改变或离子通道的活动通常是造成静息电位变化的主要方式。2.简述局部电位的特征及其产生的离子机制。局部电位：指阈下电刺激时产生的电紧