引言
生理学是研究生物体正常生命活动规律的科学,是医学、生物学及相关专业的基础课程。对于医学生和生物学爱好者来说,掌握生理学核心知识点至关重要。然而,生理学内容繁杂,概念抽象,许多学生在学习过程中感到困难。为了帮助大家更好地理解和记忆生理学知识,本文整理了生理学基础题库,并提供详细的答案解析。通过这些题目和解析,你可以系统地复习核心知识点,查漏补缺,提高学习效率。
一、细胞的基本功能
1.1 细胞膜的物质转运功能
题目1: 细胞膜对物质的转运方式有哪些?请举例说明每种方式的特点。
答案解析: 细胞膜的物质转运方式主要包括被动转运和主动转运两大类。
被动转运是指物质顺浓度梯度或电位梯度进行的转运,不需要消耗能量。被动转运又分为单纯扩散和易化扩散。
单纯扩散:脂溶性小分子物质(如O₂、CO₂、乙醇、甘油等)直接通过细胞膜的脂质双分子层进行扩散。例如,肺泡中的O₂通过单纯扩散进入血液,血液中的CO₂通过单纯扩散进入肺泡。
易化扩散:非脂溶性或脂溶性差的物质(如葡萄糖、氨基酸、离子等)借助膜蛋白(载体蛋白或通道蛋白)进行的转运。例如,葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞;Na⁺、K⁺等离子通过通道蛋白进行转运。
主动转运是指物质逆浓度梯度或电位梯度进行的转运,需要消耗能量(ATP)。主动转运分为原发性主动转运和继发性主动转运。
原发性主动转运:直接利用ATP分解供能,如Na⁺-K⁺泵(钠钾泵)每分解1分子ATP可将3个Na⁺泵出细胞,2个K⁺泵入细胞,维持细胞内外离子浓度差。
继发性主动转运:利用原发性主动转运建立的离子浓度差进行的转运,如葡萄糖在小肠上皮细胞的吸收(Na⁺-葡萄糖同向转运)。
题目2: 举例说明载体蛋白和通道蛋白的区别。
答案解析: 载体蛋白和通道蛋白都是膜转运蛋白,但它们在结构和功能上有明显区别。
载体蛋白:具有特异性结合位点,与被转运物质结合后发生构象变化,将物质从膜的一侧转运到另一侧。转运速度较慢,具有饱和性。例如,葡萄糖转运蛋白(GLUT)将葡萄糖从细胞外转运到细胞内。
通道蛋白:形成跨膜孔道,允许特定离子或小分子通过。转运速度快,无饱和性。例如,电压门控Na⁺通道在动作电位产生时开放,允许Na⁺内流。
举例说明:在神经元动作电位产生过程中,电压门控Na⁺通道开放,Na⁺快速内流,这是通道蛋白的作用;而在红细胞摄取葡萄糖时,葡萄糖转运蛋白(GLUT)通过构象变化将葡萄糖转运进细胞,这是载体蛋白的作用。
1.2 细胞的生物电现象
题目3: 简述静息电位的产生机制。
答案解析: 静息电位是指细胞在静息状态下,细胞膜内外存在的电位差。在大多数细胞中,静息电位表现为内负外正,约为-70mV(以神经元为例)。
产生机制:
- 离子分布不均:细胞内K⁺浓度高(约140mM),Na⁺浓度低(约10mM);细胞外Na⁺浓度高(约145mM),K⁺浓度低(约4mM)。
- 膜对离子的通透性不同:静息状态下,膜对K⁺的通透性远高于对Na⁺的通透性(约50-100倍)。
- K⁺外流:K⁺顺浓度梯度外流,使细胞内正电荷减少,形成内负外正的电位差。
- 平衡电位:当K⁺外流形成的电位差与K⁺浓度梯度相平衡时,K⁺净外流停止,此时的电位称为K⁺平衡电位(约-90mV)。
- Na⁺-K⁺泵的作用:Na⁺-K⁺泵持续工作,维持细胞内外Na⁺、K⁺浓度差,为静息电位提供基础。
举例说明:以神经元为例,静息电位约为-70mV,主要由K⁺外流形成。如果用K⁺通道阻断剂(如河豚毒素)阻断K⁺通道,静息电位会减小;如果用Na⁺-K⁺泵抑制剂(如哇巴因)抑制泵活动,静息电位也会逐渐减小。
题目4: 动作电位的产生和传导机制是什么?
答案解析: 动作电位是细胞兴奋时产生的可传播的电位变化,是神经元和肌肉细胞等可兴奋细胞的基本功能。
产生机制:
- 去极化:当刺激使膜电位达到阈电位(约-55mV)时,电压门控Na⁺通道大量开放,Na⁺快速内流,膜电位迅速去极化,形成动作电位的上升支。
- 复极化:Na⁺通道失活,电压门控K⁺通道开放,K⁺外流,膜电位恢复,形成动作电位的下降支。
- 超极化:K⁺外流过多,膜电位短暂低于静息电位,形成后电位。
- 恢复:Na⁺-K⁺泵工作,恢复离子分布,膜电位恢复静息水平。
传导机制: 动作电位在单个细胞上通过局部电流传导。在兴奋区,膜内为正,膜外为负;在邻近静息区,膜内为负,膜外为正。正电荷从兴奋区流向静息区,使静息区膜电位达到阈电位,产生新的动作电位,如此反复,动作电位沿细胞膜传导。
举例说明:在神经纤维上,动作电位从刺激点开始,沿轴突传导。如果神经纤维被局部麻醉剂(如利多卡因)阻断,动作电位无法传导,导致局部感觉丧失。
1.3 肌细胞的收缩功能
题目5: 简述骨骼肌收缩的滑行学说。
答案解析: 滑行学说是解释骨骼肌收缩机制的理论,由Huxley提出。
基本过程:
- 兴奋-收缩耦联:动作电位通过横管系统传到肌浆网,引起Ca²⁺释放。
- Ca²⁺与肌钙蛋白结合:Ca²⁺与肌钙蛋白C亚基结合,使肌钙蛋白构象改变。
- 原肌球蛋白位移:肌钙蛋白构象改变导致原肌球蛋白位移,暴露出肌动蛋白上的结合位点。
- 横桥形成与摆动:肌球蛋白头部(横桥)与肌动蛋白结合,利用ATP水解的能量进行摆动,拉动细肌丝向粗肌丝中央滑行。
- 肌节缩短:细肌丝滑行导致肌节缩短,肌肉收缩。
举例说明:在骨骼肌收缩实验中,如果用Ca²⁺螯合剂(如EGTA)处理肌肉,Ca²⁺浓度降低,肌肉无法收缩;如果用Ca²⁺载体(如A23187)处理,Ca²⁺浓度升高,肌肉持续收缩。
题目6: 比较骨骼肌、心肌和平滑肌的收缩特点。
答案解析: 骨骼肌、心肌和平滑肌在结构和功能上有显著差异。
| 特点 | 骨骼肌 | 心肌 | 平滑肌 |
|---|---|---|---|
| 结构 | 有横纹,多核,肌纤维长 | 有横纹,单核,肌纤维短,有闰盘 | 无横纹,单核,肌纤维短 |
| 收缩特点 | 快速、有力、易疲劳 | 自律性、节律性、不易疲劳 | 缓慢、持久、不易疲劳 |
| 神经支配 | 躯体神经支配,随意收缩 | 自主神经支配,不随意收缩 | 自主神经支配,不随意收缩 |
| 收缩机制 | 滑行学说,Ca²⁺来自肌浆网 | 滑行学说,Ca²⁺来自肌浆网和细胞外 | 滑行学说,Ca²⁺来自肌浆网和细胞外 |
| 举例 | 举重、跑步 | 心脏搏动 | 血管收缩、胃肠蠕动 |
举例说明:骨骼肌收缩迅速有力,但容易疲劳,适合短时间高强度活动;心肌收缩节律稳定,不易疲劳,适合持续工作;平滑肌收缩缓慢持久,适合维持内脏器官的张力。
二、血液循环
2.1 心脏泵血功能
题目7: 简述心脏泵血过程。
答案解析: 心脏泵血过程包括心室收缩期和心室舒张期,以左心室为例:
心室收缩期:
- 等容收缩期:心室开始收缩,房室瓣关闭,主动脉瓣未开,心室容积不变,压力迅速上升。
- 快速射血期:心室压力超过主动脉压,主动脉瓣开放,血液快速射入主动脉。
- 减慢射血期:心室压力下降,射血速度减慢。
心室舒张期:
- 等容舒张期:心室开始舒张,主动脉瓣关闭,房室瓣未开,心室容积不变,压力迅速下降。
- 快速充盈期:心室压力低于心房压,房室瓣开放,血液快速流入心室。
- 减慢充盈期:血液流入速度减慢。
- 心房收缩期:心房收缩,将少量血液挤入心室。
举例说明:在心动周期中,心室收缩期约占0.3秒,舒张期约占0.5秒。如果心率加快(如运动时),舒张期缩短更明显,可能影响心脏充盈。
题目8: 什么是心输出量?影响心输出量的因素有哪些?
答案解析: 心输出量是指一侧心室每分钟射出的血量,包括每搏输出量和心率。
- 每搏输出量:一次心跳一侧心室射出的血量,正常成人约70ml。
- 心率:每分钟心跳次数,正常成人约75次/分。
- 心输出量 = 每搏输出量 × 心率,正常成人约5L/min。
影响因素:
- 前负荷:心室舒张末期容积,受静脉回心血量影响。前负荷增加,每搏输出量增加(Frank-Starling定律)。
- 后负荷:主动脉压,后负荷增加,每搏输出量减少。
- 心肌收缩力:受神经体液调节,如交感神经兴奋增强收缩力。
- 心率:在一定范围内,心率增加可提高心输出量,但过快(>180次/分)时,舒张期过短,充盈不足,心输出量反而下降。
举例说明:运动时,交感神经兴奋,心率加快,心肌收缩力增强,心输出量可增加至20-30L/min。心力衰竭患者,心肌收缩力减弱,心输出量减少,导致组织灌注不足。
2.2 血管生理
题目9: 简述血压的形成机制。
答案解析: 血压是血液对血管壁的侧压,形成需要三个基本因素:
- 心脏射血:心脏收缩时射出血液,为血压提供动力。每搏输出量越大,血压越高。
- 外周阻力:小动脉和微动脉对血流的阻力。外周阻力越大,血压越高。
- 循环血量:足够的血量是维持血压的基础。血量减少(如失血)会导致血压下降。
举例说明:在高血压患者中,外周阻力增加是常见原因。使用血管扩张剂(如硝苯地平)可降低外周阻力,从而降低血压。
题目10: 什么是微循环?其功能是什么?
答案解析: 微循环是指微动脉、毛细血管和微静脉之间的血液循环,是血液与组织细胞进行物质交换的场所。
结构:包括微动脉、后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、通血毛细血管、动静脉吻合支和微静脉。
功能:
- 物质交换:通过扩散、滤过和重吸收等方式进行O₂、CO₂、营养物质和代谢产物的交换。
- 调节血流:通过毛细血管前括约肌的舒缩调节真毛细血管的开放数量,控制局部血流。
- 维持内环境稳定:调节组织液生成和回流,维持组织内环境稳定。
举例说明:在休克时,微循环障碍导致组织缺血缺氧。使用血管活性药物(如多巴胺)可改善微循环灌注。
三、呼吸生理
3.1 肺通气
题目11: 简述肺通气的动力和阻力。
答案解析: 肺通气是气体进出肺的过程,需要动力克服阻力。
动力:
- 呼吸肌收缩:吸气肌(膈肌、肋间外肌)收缩,胸廓扩大,肺内压降低,气体吸入;呼气肌(肋间内肌、腹肌)收缩,胸廓缩小,肺内压升高,气体呼出。
- 平静呼吸:吸气主动,呼气被动;用力呼吸时,呼气也主动。
阻力:
- 弹性阻力:肺和胸廓的弹性回缩力,占总阻力的70%。顺应性(弹性阻力的倒数)降低(如肺纤维化)会增加通气阻力。
- 非弹性阻力:气道阻力(占90%)和组织黏滞阻力。气道阻力受气道半径影响最大(半径减半,阻力增加16倍)。
举例说明:哮喘患者气道平滑肌收缩,气道半径减小,气道阻力增加,导致呼吸困难。使用支气管扩张剂(如沙丁胺醇)可扩张气道,降低阻力。
题目12: 什么是肺泡表面活性物质?其作用是什么?
答案解析: 肺泡表面活性物质是由肺泡Ⅱ型细胞分泌的脂蛋白复合物,主要成分是二棕榈酰卵磷脂(DPPC)。
作用:
- 降低肺泡表面张力:DPPC分子垂直排列在肺泡液-气界面,降低表面张力,防止肺泡塌陷。
- 维持肺泡稳定性:小肺泡表面张力相对较大,但表面活性物质分布更密集,降低表面张力的效果更明显,防止小肺泡塌陷、大肺泡过度扩张。
- 减少肺水肿:降低表面张力,减少肺泡液生成。
举例说明:早产儿因肺泡Ⅱ型细胞发育不全,表面活性物质缺乏,易发生新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)。使用外源性表面活性物质(如猪肺表面活性物质)可有效治疗。
3.2 气体交换
题目13: 简述气体交换的原理。
答案解析: 气体交换包括肺换气和组织换气,原理是气体分压差驱动的扩散。
肺换气:
- 原理:肺泡气O₂分压(102mmHg)高于静脉血(40mmHg),O₂从肺泡向血液扩散;肺泡气CO₂分压(40mmHg)高于静脉血(46mmHg),CO₂从血液向肺泡扩散。
- 影响因素:肺泡通气量、肺血流量、通气/血流比值(正常0.8)、气体扩散面积和距离。
组织换气:
- 原理:动脉血O₂分压(100mmHg)高于组织液(40mmHg),O₂从血液向组织扩散;组织液CO₂分压(46mmHg)高于动脉血(40mmHg),CO₂从组织向血液扩散。
- 影响因素:组织代谢率、血流量、毛细血管通透性。
举例说明:在肺纤维化患者中,气体扩散面积减少,O₂扩散障碍,导致低氧血症。使用氧疗可提高肺泡O₂分压,促进O₂扩散。
题目14: 什么是氧离曲线?其影响因素有哪些?
答案解析: 氧离曲线是表示血红蛋白(Hb)氧饱和度与血氧分压(PO₂)关系的曲线,呈S形。
曲线特点:
- 上段(PO₂ 60-100mmHg):曲线平坦,PO₂变化对Hb氧饱和度影响小,有利于在肺泡摄取O₂。
- 中段(PO₂ 40-60mmHg):曲线陡峭,PO₂轻微下降导致Hb氧饱和度显著下降,有利于组织释放O₂。
- 下段(PO₂ <40mmHg):曲线陡峭,PO₂下降导致Hb氧饱和度急剧下降,有利于组织缺氧时释放更多O₂。
影响因素:
- pH和PCO₂:pH降低(酸中毒)或PCO₂升高,曲线右移,Hb对O₂亲和力降低,利于组织释放O₂(Bohr效应)。
- 温度:温度升高,曲线右移,利于组织释放O₂。
- 2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG):浓度升高,曲线右移,利于组织释放O₂。
- Hb类型:胎儿Hb(HbF)对O₂亲和力高于成人Hb(HbA),曲线左移。
举例说明:在高原地区,低氧环境刺激红细胞生成2,3-DPG增多,氧离曲线右移,促进O₂在组织释放,适应低氧环境。
四、消化与吸收
4.1 消化道运动
题目15: 简述胃的运动形式及其生理意义。
答案解析: 胃的运动形式包括容受性舒张、紧张性收缩、蠕动和胃排空。
- 容受性舒张:进食时,胃底和胃体上部发生舒张,增加胃容量,容纳食物而不增加胃内压。由迷走神经反射介导。
- 紧张性收缩:胃壁平滑肌持续收缩,维持胃内压,促进胃液与食物混合。
- 蠕动:胃壁平滑肌从胃体向幽门方向的节律性收缩,起始于胃中部,每分钟3次。作用:混合食物与胃液,形成食糜,推进食糜。
- 胃排空:食糜通过幽门进入十二指肠的过程。受胃内因素(胃内容物量、渗透压、pH、脂肪)和肠-胃反射调节。液体排空快,固体排空慢。
举例说明:进食后,胃容受性舒张使胃能容纳大量食物而不引起不适。胃排空受脂肪抑制,高脂饮食排空慢,饱腹感强。
题目16: 简述小肠的运动形式及其生理意义。
答案解析: 小肠的运动形式包括紧张性收缩、分节运动和蠕动。
- 紧张性收缩:维持小肠内压,促进食糜与消化液混合。
- 分节运动:以环行肌为主的节律性收缩和舒张,使食糜在局部来回混合,增加消化酶与食糜的接触时间,促进消化和吸收。
- 蠕动:以纵行肌和环行肌协调的推进性运动,将食糜向大肠方向推进。小肠蠕动速度慢(约1-2cm/min),有利于充分消化吸收。
举例说明:在小肠炎症时,分节运动减弱,消化吸收障碍,导致腹泻。使用抗胆碱能药物(如阿托品)可抑制小肠运动,缓解腹泻。
4.2 消化液分泌
题目17: 简述胃液分泌的调节。
答案解析: 胃液分泌受神经和体液调节,分为头期、胃期和肠期。
头期:
- 条件反射:看到、闻到食物引起胃液分泌。
- 非条件反射:咀嚼、吞咽动作通过迷走神经引起胃液分泌。
- 特点:分泌量多,酸度高,胃蛋白酶原含量高。
胃期:
- 机制:食物扩张胃底、胃体,通过迷走-迷走反射和局部神经丛反射促进胃液分泌;食物蛋白质分解产物(如氨基酸)刺激胃窦G细胞释放胃泌素,促进胃液分泌。
- 特点:分泌量多,酸度高,胃蛋白酶原含量中等。
肠期:
- 机制:食糜进入十二指肠,蛋白质分解产物刺激十二指肠S细胞释放促胰液素,抑制胃液分泌;脂肪和酸性食糜刺激十二指肠I细胞释放胆囊收缩素(CCK),抑制胃液分泌。
- 特点:分泌量少,酸度低。
举例说明:胃泌素瘤患者,胃泌素分泌过多,胃酸分泌过多,导致消化性溃疡。使用质子泵抑制剂(如奥美拉唑)可抑制胃酸分泌。
题目18: 简述胰液分泌的调节。
答案解析: 胰液分泌受神经和体液调节,以体液调节为主。
神经调节:
- 迷走神经兴奋:促进胰液分泌,以酶原颗粒为主,水和碳酸氢盐较少。
- 交感神经兴奋:抑制胰液分泌。
体液调节:
- 促胰液素:由十二指肠S细胞分泌,主要刺激胰腺导管上皮细胞分泌大量水和碳酸氢盐,稀释和中和胃酸。
- 胆囊收缩素(CCK):由十二指肠I细胞分泌,主要刺激胰腺腺泡细胞分泌胰酶(如胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶)。
- 胃泌素:促进胰液分泌,作用类似CCK。
举例说明:在急性胰腺炎时,胰液分泌异常,胰酶激活导致胰腺自身消化。治疗需抑制胰液分泌,如使用生长抑素。
五、能量代谢与体温
5.1 能量代谢
题目19: 简述能量代谢的测定方法。
答案解析: 能量代谢的测定方法包括直接测热法和间接测热法。
直接测热法:直接测量机体散发的热量。设备复杂,主要用于研究。
间接测热法:通过测定耗氧量和二氧化碳排出量,计算能量代谢率。常用方法:
- 气体代谢法:测定单位时间内的耗氧量(VO₂)和二氧化碳排出量(VCO₂),计算呼吸商(RQ=VCO₂/VO₂),根据呼吸商和氧热价计算能量代谢率。
- 双标记水法:用于测定自由活动状态下的能量代谢,但成本高。
举例说明:在临床营养评估中,常用间接测热法测定静息能量消耗(REE)。例如,重症患者REE可通过测定VO₂和VCO₂计算,指导营养支持。
题目20: 什么是基础代谢率(BMR)?影响因素有哪些?
答案解析: 基础代谢率(BMR)是指在清醒、静卧、空腹、室温(18-25℃)、无精神紧张状态下,单位时间内的能量代谢率。正常成人BMR约为1600-1800 kcal/天。
影响因素:
- 年龄:儿童BMR较高,随年龄增长逐渐降低。
- 性别:男性BMR高于女性。
- 体表面积:BMR与体表面积成正比。
- 激素:甲状腺激素、肾上腺素等可提高BMR。
- 环境温度:寒冷或炎热环境可增加BMR。
- 疾病:发热、甲亢等疾病可提高BMR;甲减、营养不良等可降低BMR。
举例说明:甲亢患者甲状腺激素分泌过多,BMR显著升高,表现为怕热、多汗、体重下降。治疗需使用抗甲状腺药物(如甲巯咪唑)降低BMR。
六、肾脏生理
6.1 肾小球滤过
题目21: 简述肾小球滤过率(GFR)及其影响因素。
答案解析: 肾小球滤过率(GFR)是指单位时间内两肾生成的超滤液量,正常成人约125ml/min,24小时约180L。
影响因素:
- 有效滤过压:由肾小球毛细血管血压、血浆胶体渗透压和囊内压决定。肾小球毛细血管血压升高或血浆胶体渗透压降低可增加GFR。
- 滤过膜通透性:滤过膜由内皮细胞、基膜和足细胞构成。通透性增加(如肾炎)可导致蛋白尿;通透性降低(如肾小球硬化)可降低GFR。
- 滤过面积:正常肾小球滤过面积约1.5m²。滤过面积减少(如肾小球硬化)可降低GFR。
举例说明:在高血压肾病中,长期高血压导致肾小球毛细血管血压升高,GFR增加,长期可导致肾小球硬化,GFR下降。使用ACEI类药物(如依那普利)可降低肾小球毛细血管血压,保护肾功能。
题目22: 什么是肾糖阈?其临床意义是什么?
答案解析: 肾糖阈是指尿中开始出现葡萄糖时的最低血糖浓度,正常约8.9-10.0mmol/L(160-180mg/dL)。
临床意义:
- 糖尿病诊断:血糖超过肾糖阈,尿糖阳性,是糖尿病的重要诊断依据。
- 肾小管功能评估:肾糖阈降低(如肾小管重吸收功能障碍)可导致尿糖阳性,但血糖正常。
- 治疗参考:糖尿病患者血糖控制目标通常低于肾糖阈,以避免尿糖和渗透性利尿。
举例说明:在肾性糖尿患者中,肾糖阈降低,血糖正常时尿糖阳性,但无糖尿病症状。需与糖尿病鉴别,避免误诊。
6.2 尿的浓缩与稀释
题目23: 简述尿浓缩与稀释的机制。
答案解析: 尿浓缩与稀释主要在肾髓质集合管进行,依赖于肾髓质高渗梯度的建立和维持。
机制:
- 肾髓质高渗梯度的建立:
- 髓袢升支粗段:主动重吸收NaCl,但对水不通透,使髓质间质渗透压升高。
- 直小血管:逆流交换,维持髓质高渗梯度。
- 抗利尿激素(ADH)的作用:
- ADH分泌:血浆渗透压升高或血容量减少时,下丘脑视上核分泌ADH。
- 作用:ADH增加集合管对水的通透性,水重吸收增加,尿液浓缩;ADH缺乏时,尿液稀释。
举例说明:在尿崩症患者中,ADH分泌不足,尿液稀释,尿量增多(可达5-10L/天)。使用去氨加压素(DDAVP)替代治疗可浓缩尿液。
题目24: 什么是肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)?其生理作用是什么?
答案解析: RAAS是调节血压和体液平衡的重要系统。
激活过程:
- 肾素分泌:肾血流减少、低钠、交感神经兴奋时,肾小球旁器分泌肾素。
- 血管紧张素生成:肾素将血管紧张素原转化为血管紧张素I(Ang I),经血管紧张素转化酶(ACE)转化为血管紧张素II(Ang II)。
- 醛固酮分泌:Ang II刺激肾上腺皮质分泌醛固酮。
生理作用:
- Ang II:收缩血管,升高血压;刺激ADH分泌,促进水重吸收;刺激交感神经兴奋。
- 醛固酮:促进肾小管重吸收Na⁺和水,排出K⁺,增加血容量和血压。
举例说明:在心力衰竭患者中,RAAS过度激活,导致水钠潴留,加重心脏负荷。使用ACEI(如卡托普利)或ARB(如氯沙坦)可抑制RAAS,改善症状。
七、神经系统
7.1 神经元与突触传递
题目25: 简述突触传递的过程。
答案解析: 突触传递是神经元之间信息传递的方式,包括电突触和化学突触,以化学突触为主。
化学突触传递过程:
- 动作电位到达突触前膜:神经冲动传导至突触前膜。
- Ca²⁺内流:电压门控Ca²⁺通道开放,Ca²⁺内流。
- 囊泡释放神经递质:Ca²⁺触发突触小泡与突触前膜融合,释放神经递质(如乙酰胆碱、谷氨酸等)。
- 递质与受体结合:递质扩散至突触间隙,与突触后膜受体结合。
- 突触后电位:受体激活后,引起突触后膜离子通道开放,产生兴奋性突触后电位(EPSP)或抑制性突触后电位(IPSP)。
- 递质清除:递质被酶解或重吸收,终止效应。
举例说明:在神经肌肉接头,运动神经元释放乙酰胆碱,与骨骼肌终板膜上的N₂型乙酰胆碱受体结合,产生终板电位,引发肌肉收缩。有机磷农药抑制乙酰胆碱酯酶,导致乙酰胆碱堆积,肌肉持续收缩。
题目26: 比较兴奋性突触后电位(EPSP)和抑制性突触后电位(IPSP)。
答案解析: EPSP和IPSP是突触后电位的两种类型,区别如下:
| 特点 | EPSP | IPSP |
|---|---|---|
| 产生机制 | 突触后膜Na⁺或Ca²⁺内流,Cl⁻外流 | 突触后膜Cl⁻内流或K⁺外流 |
| 电位变化 | 去极化(膜电位负值减小) | 超极化(膜电位负值增大) |
| 作用 | 使突触后神经元兴奋性增加 | 使突触后神经元兴奋性降低 |
| 递质 | 兴奋性递质(如谷氨酸、乙酰胆碱) | 抑制性递质(如GABA、甘氨酸) |
| 举例 | 神经元产生动作电位 | 神经元抑制,防止过度兴奋 |
举例说明:在脊髓反射中,屈肌运动神经元接受兴奋性突触传递,产生EPSP,引起屈肌收缩;同时接受抑制性突触传递,产生IPSP,抑制伸肌运动神经元,防止拮抗肌收缩。
7.2 神经系统的感觉功能
题目27: 简述感觉传入通路。
答案解析: 感觉传入通路包括特异性投射系统和非特异性投射系统。
特异性投射系统:
- 路径:感受器→脊髓或脑干→丘脑→大脑皮层特定感觉区。
- 特点:点对点投射,产生特定感觉(如触觉、视觉、听觉)。
- 举例:皮肤触觉感受器→脊髓后角→丘脑腹后外侧核→大脑皮层中央后回。
非特异性投射系统:
- 路径:感受器→脊髓或脑干→丘脑网状结构→大脑皮层广泛区域。
- 特点:弥散投射,维持觉醒和注意力。
- 举例:痛觉传入纤维→脊髓后角→丘脑网状结构→大脑皮层广泛区域,引起觉醒和痛觉。
题目28: 什么是牵涉痛?其发生机制是什么?
答案解析: 牵涉痛是指内脏疾病引起体表特定部位疼痛或感觉过敏的现象。
发生机制:
- 会聚投射理论:内脏和体表的感觉传入纤维在脊髓后角汇聚于同一神经元,该神经元将信息上传至大脑皮层,大脑将内脏痛误判为体表痛。
- 易化学说:内脏痛觉传入使脊髓后角神经元兴奋性增高,对来自体表的传入冲动敏感化,导致体表感觉过敏。
举例说明:心肌梗死时,疼痛常牵涉至左肩、左臂内侧和心前区;胆囊炎时,疼痛牵涉至右肩和背部。
7.3 神经系统对躯体运动的调节
题目29: 简述小脑对运动的调节功能。
答案解析: 小脑是运动调节的重要中枢,主要功能包括:
- 维持身体平衡:前庭小脑(绒球小结叶)通过与前庭系统的联系,调节肌紧张,维持身体平衡。
- 协调随意运动:脊髓小脑(旧小脑)通过接收本体感觉信息,调节肌紧张,协调随意运动。
- 参与运动学习:新小脑(大脑小脑)通过接收大脑皮层和脊髓的信息,参与运动计划和执行,促进运动学习和技能形成。
举例说明:小脑损伤患者出现共济失调,表现为步态不稳、动作不协调、意向性震颤等。例如,小脑肿瘤患者走路摇晃,指鼻试验不稳。
题目30: 简述基底神经节对运动的调节功能。
答案解析: 基底神经节是皮层下运动调节中枢,主要功能包括:
- 启动和终止运动:通过直接通路(易化运动)和间接通路(抑制运动)调节运动的启动和终止。
- 调节肌紧张:通过调节脊髓运动神经元的活动,维持适当的肌紧张。
- 参与运动学习:与大脑皮层和小脑协同,参与运动技能的学习和巩固。
举例说明:帕金森病患者基底神经节多巴胺能神经元退化,导致间接通路过度活跃,运动启动困难,表现为静止性震颤、肌强直、运动迟缓。使用左旋多巴补充多巴胺可改善症状。
八、内分泌系统
8.1 激素的作用机制
题目31: 简述激素的作用机制。
答案解析: 激素通过与靶细胞受体结合,调节细胞功能。作用机制分为两类:
1. 膜受体介导的信号转导:
- G蛋白偶联受体:激素(如肾上腺素)与受体结合,激活G蛋白,进而激活腺苷酸环化酶(AC),产生cAMP,激活蛋白激酶A(PKA),调节细胞功能。
- 酶联受体:激素(如胰岛素)与受体结合,激活受体酪氨酸激酶,通过磷酸化级联反应调节细胞功能。
- 离子通道受体:激素(如乙酰胆碱)与受体结合,直接开放离子通道。
2. 核受体介导的信号转导:
- 类固醇激素(如皮质醇、雌激素)和甲状腺激素进入细胞,与胞内受体结合,形成激素-受体复合物,进入细胞核,调节基因转录。
举例说明:肾上腺素与β受体结合,激活G蛋白,产生cAMP,激活PKA,促进糖原分解和脂肪分解。胰岛素与受体结合,激活酪氨酸激酶,促进葡萄糖摄取和利用。
题目32: 比较下丘脑-垂体-靶腺轴。
答案解析: 下丘脑-垂体-靶腺轴是内分泌调节的核心,包括三条轴:
| 轴 | 下丘脑激素 | 垂体激素 | 靶腺激素 | 负反馈 |
|---|---|---|---|---|
| 甲状腺轴 | TRH | TSH | T3、T4 | T3、T4抑制TRH和TSH |
| 肾上腺轴 | CRH | ACTH | 皮质醇 | 皮质醇抑制CRH和ACTH |
| 性腺轴 | GnRH | FSH、LH | 雌激素、睾酮 | 雌激素/睾酮抑制GnRH、FSH、LH |
举例说明:在甲状腺功能减退时,T3、T4降低,负反馈减弱,TRH和TSH升高。治疗使用左旋多巴补充T3、T4,可抑制TRH和TSH。
8.2 主要内分泌腺的功能
题目33: 简述胰岛素的生理作用。
答案解析: 胰岛素是胰岛β细胞分泌的激素,主要生理作用包括:
- 促进葡萄糖摄取和利用:增加细胞膜葡萄糖转运蛋白(GLUT)数量,促进葡萄糖进入细胞;促进糖酵解、糖原合成和脂肪合成。
- 抑制糖异生和脂肪分解:抑制肝脏糖异生,抑制脂肪组织脂肪分解。
- 促进蛋白质合成:促进氨基酸进入细胞,促进蛋白质合成。
举例说明:在糖尿病患者中,胰岛素分泌不足或作用障碍,导致血糖升高、脂肪分解增加、蛋白质合成减少。使用胰岛素治疗可降低血糖,促进合成代谢。
题目34: 简述甲状腺激素的生理作用。
答案解析: 甲状腺激素(T3、T4)由甲状腺滤泡细胞分泌,主要生理作用包括:
- 促进新陈代谢:增加基础代谢率,促进产热。
- 促进生长发育:促进骨骼和脑的发育,尤其在婴幼儿期。
- 提高神经系统兴奋性:促进神经元发育和突触形成。
- 增强心脏功能:增加心率和心肌收缩力。
举例说明:在甲亢患者中,甲状腺激素分泌过多,导致代谢亢进、怕热、多汗、心悸、体重下降。使用抗甲状腺药物(如甲巯咪唑)可减少激素分泌。
九、生殖生理
9.1 男性生殖生理
题目35: 简述睾酮的生理作用。
答案解析: 睾酮是睾丸间质细胞分泌的主要雄激素,生理作用包括:
- 促进男性生殖器官发育:促进睾丸、附睾、前列腺、精囊等发育。
- 维持男性第二性征:促进胡须、体毛生长,喉结突出,声音低沉。
- 促进蛋白质合成:促进肌肉和骨骼生长,增加骨密度。
- 维持性欲和性功能:维持正常性欲和勃起功能。
- 促进精子生成:与FSH协同促进精子生成。
举例说明:在睾酮缺乏的男性中,表现为性欲减退、肌肉萎缩、骨质疏松。使用睾酮替代治疗可改善症状。
9.2 女性生殖生理
题目36: 简述月经周期的激素调节。
答案解析: 月经周期受下丘脑-垂体-卵巢轴调节,分为卵泡期、排卵期和黄体期。
卵泡期(第1-14天):
- FSH:促进卵泡发育,分泌雌激素。
- 雌激素:促进子宫内膜增生,负反馈抑制FSH(后期转为正反馈)。
排卵期(第14天左右):
- LH峰:雌激素正反馈导致LH峰,触发排卵。
- 排卵:卵泡破裂,卵子排出。
黄体期(第15-28天):
- LH:促进黄体形成,分泌孕酮和雌激素。
- 孕酮:促进子宫内膜分泌期改变,为受精卵着床准备。
- 负反馈:孕酮和雌激素抑制FSH和LH。
举例说明:在无排卵性月经中,LH峰缺失,卵泡不破裂,孕酮分泌不足,子宫内膜不规则脱落。使用促排卵药物(如克罗米芬)可诱导LH峰,促进排卵。
十、综合应用题
10.1 病例分析题
题目37: 患者,男,65岁,因“反复胸痛、气短1年,加重2天”就诊。查体:血压160/100mmHg,心率110次/分,双肺底湿啰音。心电图示ST段压低。诊断为冠心病、心力衰竭。请用生理学知识解释其症状和体征。
答案解析:
- 胸痛:冠心病患者冠状动脉狭窄,心肌供血不足,心肌缺血缺氧,乳酸等代谢产物堆积,刺激心脏交感神经,引起心绞痛。
- 气短:心力衰竭时,心输出量减少,肺静脉回流受阻,肺毛细血管压升高,导致肺淤血和肺水肿,气体交换障碍,引起呼吸困难。
- 血压升高:心力衰竭时,肾血流减少,激活RAAS,水钠潴留,血容量增加,导致血压升高。
- 心率加快:心输出量减少,通过压力感受器反射,交感神经兴奋,心率加快以代偿。
- 肺底湿啰音:肺淤血导致肺泡内液体增多,呼吸时气体通过液体产生啰音。
- ST段压低:心肌缺血导致心肌细胞复极异常,心电图表现为ST段压低。
治疗原则:改善心肌供血(如硝酸甘油)、降低心脏负荷(如利尿剂、ACEI)、控制心率(如β受体阻滞剂)。
10.2 实验设计题
题目38: 设计一个实验,验证肾上腺素对心率和血压的影响。
答案解析: 实验目的:验证肾上腺素对心率和血压的影响。
实验对象:健康成年家兔(或大鼠)。
实验器材:血压计、心电图机、注射器、肾上腺素溶液(1μg/ml)。
实验步骤:
- 基础测量:测量并记录动物的基础心率和血压。
- 给药:静脉注射肾上腺素(0.1μg/kg)。
- 观察:连续监测心率和血压变化,记录峰值和持续时间。
- 对照:注射生理盐水作为对照。
预期结果:肾上腺素注射后,心率加快,血压升高(收缩压和舒张压均升高)。
生理机制:肾上腺素与心脏β₁受体结合,增加心率和心肌收缩力;与血管平滑肌α受体结合,收缩血管,升高血压。
注意事项:控制给药剂量,避免过量导致心律失常;实验需符合伦理规范。
结语
通过以上生理学基础题库和答案解析,我们系统地复习了细胞功能、血液循环、呼吸、消化、能量代谢、肾脏、神经、内分泌和生殖等核心知识点。这些题目和解析不仅帮助你巩固理论知识,还通过实例和案例分析,加深对生理学原理的理解。生理学是医学的基石,掌握这些核心知识点将为后续的临床学习和实践打下坚实的基础。希望这份题库能助你轻松掌握生理学核心知识点,取得优异的学习成绩!
