AP生物学:理解动作电位

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例子问题

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问题1:理解动作电位

关于细胞的静息电位,下列哪项是正确的?

可能的答案:

钠钾泵使细胞膜保持极化

它们相对于细胞外部的静息电位为-30mV

细胞外的钾离子浓度较高

细胞内的钠浓度更高

正确答案:

钠钾泵使细胞膜保持极化

解释

每泵出3个带正电的钠分子,就有2个带正电的钾分子进入细胞,钠钾泵相对于细胞外部保持了-70mV的静息电位。这个功能对于沿神经元产生电化学梯度很重要。

记住,钠离子在去极化过程中沿其梯度流动进入细胞,而钾离子在动作电位后沿其梯度流动离开细胞,在不应期引起超极化。

问题2:理解动作电位

神经元的电压门控钠通道打开之后,除了下面哪个动作之外,还有其他动作?

可能的答案:

动作电位在轴突的两个方向上传播

由于膜内的分子浓度较低,钠继续涌入

当膜电位上升到+35mV时去极化

打开钾离子通道,允许膜的复极化

正确答案:

动作电位在轴突的两个方向上传播

解释

钠通道打开后,钠顺着浓度梯度冲进细胞(就像之前由钠钾泵产生的那样)。当电位达到+35mV时,这将导致膜的去极化,钾离子通道的打开最终会降低该电位。这导致了超极化,从而阻止了信号的反向传播。

问题3:理解动作电位

下列哪一种的特征是膜电位低于-70mV ?

可能的答案:

静态电位

动作电位

不应期

阈值

正确答案:

不应期

解释

不应期是动作电位不能被激发的阶段,是超极化的结果,在此期间膜电位降至-70mV以下。膜电位处于-70mV水平,而达到动作电位所需的阈值略高,为-50mV。在极端超极化期间,不会形成动作电位。

问题4:理解动作电位

动作电位只有在以下情况下才会启动__________

可能的答案:

神经元去极化至-60mV

神经元达到阈值电位

刺激出现了

肌肉收缩

肌肉达到阈电位

正确答案:

神经元达到阈值电位

解释

阈值电位被定义为神经元启动动作电位必须达到的电位。人类的阈值电位约为-55mV,略高于静息电位-70mV。一旦达到这个阈值,电信号将随着膜去极化而传播为正电位。

亚阈值刺激,如引起去极化至-65mV的刺激,不会触发动作电位。肌肉收缩可以由动作电位引起,也可以提供感觉反馈,但收缩本身并不在启动动作电位中起作用。

问题5:理解动作电位

神经系统中的电活动是通过称为动作电位的脉冲传递的。当刺激到达神经元的树突时,动作电位就开始了,从而引发一系列细胞膜电导率的变化。刺激后,有一段时间,其间没有第二种刺激,无论多么强烈,都能引起第二种动作电位。这段时间叫什么名字?

可能的答案:

阈值内

跳跃式传导

去极化

细胞凋亡

绝对不应期

正确答案:

绝对不应期

解释

不应期是指神经元“恢复”的一段时间,在此期间,神经元对第二次刺激的反应通常不如对第一次刺激的反应强烈。顾名思义,绝对不应期是指无论多么强烈的刺激都不能激起第二动作电位的时间。这是因为钠离子通道的打开会导致去极化,它被一种门控机制密封。

相对绝对不应期之后是不应期。在相对不应期,细胞对正常的刺激没有反应,但在异常大的刺激出现时,细胞会产生动作电位。在此期间,钠通道是封闭的,但没有被门控机制封闭;它们本质上是正常的。相对不应期是由于钾离子在动作电位后冲出细胞而引起的超极化。由于电位低于正常水平,只有非常大的刺激才能克服阈值。

虽然阈值、跃变传导和去极化确实与神经系统电位有关,但它们并不指这一特定时期。细胞凋亡是一个完全不相关的过程,指的是一种细胞死亡。

问题6:理解动作电位

在动作电位期间,为什么会有超极化期?

可能的答案:

钠钾泵是活跃的

带负电荷的氯离子进入细胞结束动作电位

电压门控钾通道保持开放

电压门控钠通道保持开放

正确答案:

电压门控钾通道保持开放

解释

在动作电位结束时,电压门控钾通道缓慢关闭。这允许正常的“漏”钾通道和电压门控钾通道同时打开。大量的钾能够顺着它们的浓度梯度流下,离开细胞。这些带正电的离子的存在导致细胞膜电位的负倾斜,称为超极化。

在超极化过程中,电压门控钾通道关闭,钠钾泵被激活,通过将钾离子移回细胞,钠离子移出细胞,使细胞恢复到静息电位。

问题7:理解动作电位

关于动作电位的产生,“时间求和”是什么意思?

可能的答案:

激活几个独特的运动单元来产生动作电位

随着时间的推移,神经元会在没有刺激的情况下产生动作电位

增加单个神经元的放电速率以产生动作电位

将一段时间内产生的动作电位的总量加在一起

正确答案:

增加单个神经元的放电速率以产生动作电位

解释

时间叠加指的是单个神经元以如此高的频率放电,以至于之前的电位变化尚未归一化,新的电位就开始了。一旦阈值电位被超越,这种叠加效应就会导致动作电位的产生。

空间求和是指同时激活几个独特的神经元来影响另一个神经元。许多单独的输入加在一起在目标神经元上刺激动作电位。

问题8:理解动作电位

什么离子主要负责触发阈膜电位?

可能的答案:

这些都不是

正确答案:

解释

静息膜电位约为-70mV,而阈值电位约为-55mV。当神经元受到刺激时,神经递质的结合会引起少量的局部钠流入,即突触后电位。这些小电位必须加在一起,才能使神经元的局部区域升高到-55mV。一旦达到这个阈值电位,就会产生动作电位,神经元就会使信号永久化。

问题9:理解动作电位

下列哪一项的动作是直接营养不良的人会受到影响吗?

1、钠、钾泄漏通道

2钠钾泵

3电压门控钠和钾通道

可能的答案:

I和III

第三只

II和III

二只

正确答案:

二只

解释

这个问题表明这个人营养不良。这意味着他/她没有获得足够的营养和能量来为身体提供燃料,这直接影响了ATP的产生。正确的答案是一种需要能量来运输分子的蛋白质(主动运输)。

在问题中提出的三种蛋白质中,只有一种使用ATP来运输分子:钠钾泵。它需要ATP,因为泵输送钠离子(Na)和钾离子(K),以对抗它们各自的浓度梯度。泄漏通道和电压门控通道利用离子的易扩散和电化学梯度作为传输的驱动力。

最终,随着个体体内离子浓度的波动,所有三种类型的蛋白质都可能受到影响,但这只是间接的后果。营养不良会直接影响可用的ATP,降低钠钾泵的功能。

问题10:理解动作电位

钠钾泵是下列哪一项的一个例子?

可能的答案:

同向转运,因为它以相同的方向运输钠离子和钾离子

同向转运,因为它以相反的方向运输钠离子和钾离子

反向转运是因为它以相反的方向运输钠离子和钾离子

反向转运,因为它以相同的方向运输钠离子和钾离子

正确答案:

反向转运是因为它以相反的方向运输钠离子和钾离子

解释

钠钾泵将钠输送到细胞外,将钾输送到细胞内。由于泵将离子沿相反方向移动,因此泵被归类为反向转运体。如果离子以相同的方向运动,它将被归类为同向移动。

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