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肌肉收缩与分子马达间的协作行为

本文研究了肌肉收缩时,肌肉细胞中的一种大分子——分子马达间的协作行为。分子马达是细胞内的一种蛋白质分子,具有将化学能转化为机械能的能力。对单个分子马达的动力学研究和多个分子马达协作现象的研究,是目前生物物理上的一个热点。运用能量守恒定律,本文探讨了分子马达间的两种特定的协作行为:(一)n_0个分子马达同步的工作,并且其工作过程与外部的环境无关。(二)n_0个分子马达同步的工作,但其工作的时间T_(on)与细纤丝的速度v成反比,即T_(on)=A/v,其中A是一个单位量纲因子。并且分别计算了这两种协作行为得出的肌肉所负荷外力与收缩速度的关系。本文还尝试从复杂系统的角度去看肌肉系统的行为,研究了一个弹簧耦连小球的模型。在这个模型中,我们用两种不同的方式去激活系统中的小球:随机激活方式和集团激活方式。我们发现,在随机激活方式下,系统运动得更快。本文安排如下:首先是一段关于从理论物理研究到生物物理研究及至分子马达协作行为研究的引言。J\  (本文共46页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中学生天地(A版)》2017年04期
中学生天地(A版)

晚自习放学,我走在楼梯上,一对父子走在我前面,准确来说,只有父亲一个人在走,身高足有一米八的儿子伏在父亲背上,像一只猫。我注意到他们已经有一个多月了,只是一个星期前,儿子的脚上还裹着厚厚的石膏,如今石膏已经拆掉了。我跟在他们后面,默默地看着父亲小腿上的肌肉收缩又舒张,舒张又收缩。在楼梯的一个拐角处,父亲似乎是感觉到背上的人在往下滑,于是慢慢下蹲,用力将儿子往上抬了抬。毕竟已经不年轻了,只见父亲看似壮硕的身体微微晃了晃,又站稳了。他们继续走着。我看得心情复杂,忽然有点羡慕这个儿子,现在还能这般趴在一个温暖的背上。很小的时候,我住在外婆家。外婆脾气急,对我却非常有耐心。那时候我可一点都不安分,而且很讨厌睡觉。晚上别人家都早早熄了灯,只有我们家还亮堂堂的,因为我常常闹着不上床。外婆一向疼我,就给我拿来红纸和剪刀,陪我玩上半天。实在太晚了,外婆担心我再不睡觉,以后会长不高,就把我放在她背上,一只手托着我,一只手耍苍蝇拍,啪啪啪地打“苍蝇...  (本文共1页) 阅读全文>>

《体育科技》1987年03期
体育科技

浅谈肌肉收缩功率的最大值

在当今的体育运动竞赛中,好的成绩不单靠流大汗、出大力地刻苦练基本功,而且要讲究科学训练。在实际应用当中,有一个能决定运动成绩的因素,即完成技术动作时功率的大小。 在物理学中,功率二力x速度,即P二F·V,而“力x速度”就是在体育运动中人们所常说的爆发力,这也是指在较短时间内V够兮e。尸了黔{搭;’ 烤8‘6 425斗八,,2动牵产龟琶产生的最大功率。著名学者卡顿说:人体自身经最大的努力动员发挥出的能量,使全身取得最快速运动的能力。在体育运动中短跑的起跑和疾跑、跳远和跳高的起跳、排球的扣球、投掷、踢等等动作夕都需要人体有大的爆发力。而人体所具有的最大爆发力其表现形式就是肌肉收缩时产生的最大功率。从公式P=F·V中可看出夕决定肌肉收缩功率的大小是肌肉收缩力量和肌肉收缩速度这两个因素。但不同的项目要求力与速度的组合是不同的。 英国著名的生理学家希尔,取青蛙的缝匠肌为试样夕进行实验。通过实验测试得到的数据,导出了著名的希尔方程: (F+...  (本文共3页) 阅读全文>>

《科学》1988年04期
科学

肌肉是怎样收缩的?

肌肉收缩机制的研究,一直是人们最感兴趣的课题之一。但是直到本世纪20年代为止,还只是生理学家和解剖学家的一统天下。20年代之后,生物化学家和生物物理学家开始青睐这一领域的研究。他们把肌肉作为一种生化络合物,研究‘ATP释放的化学能同肌肉收缩过程中的放热作功的数量关系。现在这一研究领域已同机体共振、脏器的弹性及流体力学等生物力学的概念密切相关,这就为物理学工作者提供了可贵的用武之地。各门学科的工作者,利用特制的分光光度计研究活体中的酶促反应及生命物质光密度的变化特性;利用微电极技术直接观测肌肉收缩过程中神经脉冲的传播特性及微量的温度变化;特别是利用X射线衍射仪及电子显微镜,观察肌肉的分子成分及精细结构的动态变化。如果用一个庞大的社会机构来比喻肌肉的结构和功能的话,那末我们对这一机构的组成部门及其各部门的功能都了解得相当清楚了。但是,各部门之间如何协调等细节问题,以及对肌肉所特有的肌球蛋白、肌动蛋白、肌钙蛋白和原肌球蛋白如何获取AT...  (本文共3页) 阅读全文>>

权威出处: 《科学》1988年04期
《生物学杂志》1989年05期
生物学杂志

简述肌肉收缩时的化学变化

户肌肉收缩为身体的各种活动提供基本动力,例如行走、写字、说话、呼吸·心跳等· 肌肉收缩时,肌肉内部的化学变化和能量变化可概括成三个部分: 一、三磷酸腺普(ATP)分解所提供的能量是肌肉收缩的直接能源. 当运动神经纤维上的神经冲动到达肌纤维时,肌纤维内一系列微观的兴奋性变化,激发了介T”酶活性,弓l起ATP分解成二磷酸腺普‘AD”)及磷酸根(P)高能磷酸键的断开可释放较多的能量(E)。 ATP酿 .__--一一~_己 ATP一一一,ADP十P+E肌纤维中的肌丝得到这个能盈,就作相对滑行以致使肌纤维缩短.二、磷酸肌酸(cP)的分解可即时将其高能磷酸根转移给ADP,以合成ATP,使得A了P得到即时补充,维持肌纤维的不断收缩活...  (本文共1页) 阅读全文>>

《生物学通报》1989年08期
生物学通报

通过幻灯机演示肌肉收缩实验

肌肉收缩实验是中学《生理卫生》课中大纲规定的演示实验之一。在以往采用直接演示肌肉收缩实验中,由于肌肉细小台一「学生准以直接观察到肌肉收缩现象,而且指示器也只能见到小幅度的摆动。我在教学中将原装置适当进行改造,然后将该实验置于幻灯机中进行演示,以弥补演示实验之不足.现将实验装置的制作和演示方法分述如F:, (一)实验装t的制作 如图1所示,先用宽2厘米,厚l厘米的木条制成框架,然后将一透明度高,厚度2一3毫米的玻璃片,裁成sxlZ厘米2,然后嵌人木框架内,并配上指针、木弹簧(或细橡皮筋)。小弹簧(或细橡皮筋)应选弹力在肌肉舒张时能使指针恢复原位,肌肉收缩时又能保证指针能偏转这一范围。制作时木框上缘应比玻璃片略高一点,并在玻片与木框相连接处加防水漆后嵌入。这样可以防止实验时液体漏人聚光镜_仁。 (二)演示方法. 1.把蛙或蟾蛛的坐骨神经一胜肠肌标本按图2听示装在装置上。应注意使肌肉与指针之间的连接松紧适宜,神经不与同侧棉线重叠(以便...  (本文共1页) 阅读全文>>