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7.29 J 9.09 细胞神经生物学 期中考试答案 2002年3月20 日 问题1. 该问题要求你遵循Hodgkin和Huxley 的预测环路。问题的一半很像是书面的 家庭作业。 (a) 第一步：给出电导和电动势，计算电流。对膜采用欧姆定律。 I = gNa (Vm-ENa) + gK (Vm-EK) I = (2 mS/cm2 2 ) [-50mV - (+50mV)] + 5mS/cm [-50mV – (-80mV)] I = (2 x 10-3 2 -3 -3 2 -3 S/cm ) (-100 x 10 V) + (5 10 S/cm ) (30 x 10 V) I = (-2 --4 2 --4 2 x 10 A/cm ) + (1.5 x 10 A/cm ) I = -5 x 10--5 A/ cm2 注意钠（负电）流时相更长；因此净电流为负值 = 内向电流 = 去极化。 第二步：用不同的电容定义式得出电压梯度。 I = C dV/dt dV/dt = I/C --5 2 -6 2 dV/dt = (-5 x 10 Amps/cm )/(10 Farad/cm ) dV/dt = (-5 x 10--5 2 -6 2 Coulombs/sec/cm )/(10 Farad/cm ) dV/dt = -50 Volts/sec = 50 millivolts/millisec in depolarizing direction. V’= V + V V = (50 millivolts/millisec) x (1 millisec) V’ = -50mV + 50 mV V’ = 0 mV (b) 三个主要的近似处理： (i) 超射峰值近似为ENa (ii) 超极化最大负值近似为EK (iii) 在1毫秒内电导gNa, gK 和电动势没有明显改变。这是三个近似处理中 最具争议的一个。 1 问题2. 这个三角形代表了微分放大器。在Hodgkin和Huxley 的年代它是一个由电 子管和电阻器组成的系统。现在它是可以买到的由晶体管和集成电路组成的盒子。 (a) 输入导线为1和2 。它们连接到：(i) 沿轴突外面走行的导线 (ii) 向下穿入轴突内 部的导线。(外面的导线实际上有一个具有一系列电压指令的盒子，但用不着回答出 来) 。 (b) 输出导线3返回连接到轴突内部的线路。 (c ) 输出电流与输入电压（导线1与2之间的电势差）成比例。 (d) 放大器的输出电流正好等于跨轴突膜的（离子）电流 — 因为它们处于同 一电路环路中。 (e) 如果改换导线1和2 ，那么放大器电路将转变为正反馈模式。这将导致放大器输 出其所能产生的全部跨轴突膜电流，使膜灼伤。 问题3. (a) 第一个钠通道是从电鳗或电鳐（事实上是鳐）的生电器观中克隆出来的。使用氚 标记的河豚毒素从蝾螈或河豚的组织提取物中纯化出钠通道。纯化的蛋白中的一部分 序列被测定(使用Edman反应) ，并通过一些基因序列生成寡核苷酸。这些可用于探测 生电组织的cDNA和基因文库。cDNA 的功能性通过在非洲爪蟾卵母细胞中的表达得 到证实。(不要求作答) 。 (b) 编码区序列的显著特征： (i) 四重同源性 — 编码4个相似的大型亚结构域的基因密码。 (ii) 每个这样的亚结构域具有