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02生理学知识点汇总及历年考研真题解析之细胞基本功能

第二章细胞的基本功能

考查内容:

1.细胞的跨膜物质转运:

单纯扩散、经载体和经通道易化扩散、原发性和继发性主动转运、出胞和入胞。

2.细胞的跨膜信号转导:

由G蛋白耦联受体、离子通道受体和酶耦联受体介导的信号传导。

3.神经和骨骼肌细胞的静息电位和动作电位及其简要的产生机制。

4.刺激和阈刺激,可兴奋细胞(或组织),组织的兴奋,兴奋性及兴奋后兴奋性的变化。

电紧张电位和局部电位。

5.动作电位(或兴奋)的引起和它在同一细胞上的传导。

6.神经-骨骼肌接头处的兴奋传递。

7.横纹肌的收缩机制、兴奋-收缩耦联和影响收缩效能的因素。

知识点1:

细胞膜的物质转运功能

一、单纯扩散

转运物质:

脂溶性物质;气体;水

转运动力:

势能差(浓度差)

A型题

1.(2006,2012)CO2和NH3在体内跨细胞膜转运属于:

A单纯扩散B易化扩散C出胞或入胞

D原发性主动转运E继发性主动转运

答案:

A层次:

应用考点:

小分子气体的跨膜转运方式

解析:

脂溶性物质、小分子非极性物质和气体等均以单纯扩散的方式进行跨膜转运,故选项A正确。

 

二、易化扩散

概念:

在膜蛋白的帮助(或介导)下,非脂溶性的小分子物质或带电离子顺浓度梯度和(或)电位梯度进行的跨膜转运。

转运动力:

势能差(浓度差;电位差)

经通道易化扩散

转运物质:

带电离子

基本特征:

离子选择性;门控特性

经载体易化扩散

转运物质:

水溶性小分子物质;带电离子

载体的特点(不单单见于易化扩散,也见于主动转运):

结构特异性;饱和现象;竞争性抑制

A型题

2.(1994)产生生物电的跨膜离子移动属于:

A单纯扩散B载体中介的易化扩散C通道中介的易化扩散

D入胞E出胞

答案:

C层次:

综合(记忆)

考点:

离子的跨膜转运方式;生物电的形成机制

解析:

离子通过细胞膜的方式包括易化扩散(顺浓度差转运)和主动转运(逆浓度差转运)。

产生生物电的跨膜离子移动的驱动力是浓度差,是顺浓度差经通道的转运,因此属于通道中介的易化扩散。

3.(1998)葡萄糖从细胞外液进入红细胞内属于:

A单纯扩散B通道介导的易化扩散C载体介导的易化扩散

D主动转运E入胞作用

答案:

C层次:

应用考点:

葡萄糖的跨膜转运方式

解析:

葡萄糖的跨膜转运方式包括载体介导的易化扩散和继发性主动转运。

其中葡萄糖在小肠的吸收和近端肾小管的重吸收属于继发性主动转运,而在其它细胞(例如红细胞)的转运方式为载体介导的易化扩散。

故选项C正确。

4.(2000,2001)下列跨膜转运的方式中,不出现饱和现象的是:

A与Na+偶联的继发性主动转运B原发性主动转运

C易化扩散D单纯扩散ENa+-Ca2+交换

答案:

D层次:

应用考点:

跨膜转运的饱和现象

解析:

饱和现象产生的原因是细胞膜上相应载体的数量有限,因此对物质的转运量有最大上限,当细胞膜两侧需转运物质的量超过其最大转运上限后,物质的跨膜转运量便不再增加,是载体介导的跨膜转运的特点之一,载体介导的异化扩散、原发性主动转运和继发性主动转运(Na+-Ca2+交换也属于继发性主动转运)均可以看做是载体介导的跨膜转运,故均具有饱和现象。

而单纯扩散是简单的物理现象,其物质的跨膜转运量始终与细胞膜两侧的浓度差成正比,不具有饱和现象。

5.(2012)离子通过细胞膜的扩散量取决于:

A膜两侧该离子的浓度梯度B膜对该离子的通透性

C该离子的化学性质D该离子所受的电场力

答案:

ABD层次:

记忆考点:

离子跨膜转运的影响因素

解析:

物质的跨膜转运取决于两方面因素,即驱动力和通透性。

对离子而言,影响其跨膜转运的驱动力包括浓度差和电荷差。

故选项ABD均可影响离子通过细胞膜的扩散量。

C型题

A易化扩散B主动转运C两者都是D两者都不是

6.(1992)氧由肺泡进入血液:

答案:

D层次:

应用考点:

小分子气体的跨膜转运方式

解析:

包括氧在内的小分子气体可自由通过细胞膜,其跨膜转运方式为单纯扩散。

7.(1992)葡萄糖由血液进入脑细胞:

答案:

A层次:

记忆考点:

葡萄糖的跨膜转运方式

解析:

葡萄糖的跨膜转运方式包括载体介导的易化扩散和继发性主动转运。

其中葡萄糖在小肠的吸收和近端肾小管的重吸收属于继发性主动转运,而在其它细胞(例如脑细胞)的转运方式为载体介导的易化扩散。

 

三、主动转运

概念:

某些物质在膜蛋白的帮助下,有细胞代谢供能而进行的逆浓度梯度和(或)电位梯度跨膜转运。

转运动力:

细胞代谢供能(ATP)

转运方式

直接消耗ATP:

原发性主动转运(利用ATP逆浓度差转运某种物质)

间接消耗ATP:

继发性主动转运(利用ATP逆浓度差转运物质A,建立A物质在细胞膜两侧的浓度势能贮备,再利用A物质的浓度势能逆浓度差转运B物质)

A型题

8.(2000,2005)在细胞膜的物质转运中,Na+跨膜转运的方式是:

A单纯扩散和易化扩散B单纯扩散和主动转运C易化扩散和主动转运

D易化扩散和出胞或入胞E单纯扩散、易化扩散和主动转运

答案:

C层次:

综合(记忆)考点:

Na+的跨膜转运方式

解析:

Na+本身不能通过细胞膜,因此其跨膜转运需要借助于细胞膜上特定的蛋白质,根据其转运的驱动力不同,Na+的跨膜转运方式包括顺浓度差的易化扩散和逆浓度差的主动转运。

B型题

A单纯、扩散B载体中介的易化扩散C通道中介的易化扩散

D原发性主动转运E继发性主动转运

9.(1999,2013,2014)葡萄糖通过小肠粘膜或肾小管吸收属于:

答案:

E层次:

应用考点:

葡萄糖的跨膜转运方式

解析:

葡萄糖的跨膜转运方式包括载体介导的易化扩散和继发性主动转运。

其中葡萄糖在小肠的吸收和近端肾小管的重吸收属于继发性主动转运,而在其它细胞的转运方式为载体介导的易化扩散。

10.(1999)葡萄糖通过一般细胞膜属于:

答案:

B层次:

应用考点:

葡萄糖的跨膜转运方式

解析:

葡萄糖的跨膜转运方式包括载体介导的易化扩散和继发性主动转运。

其中葡萄糖在小肠的吸收和近端肾小管的重吸收属于继发性主动转运,而在其它细胞的转运方式为载体介导的易化扩散。

C型题

A钠泵B载体C二者均是D二者均非

11.(2004)葡萄糖的重吸收需要:

答案:

C层次:

应用考点:

葡萄糖的跨膜转运方式

解析:

葡萄糖在近端小管的重吸收为继发性主动转运,同时需要Na+-葡萄糖同向转运载体和钠泵。

12.(2004)肾小管上皮细胞分泌氨需要:

答案:

D层次:

应用考点:

小分子气体的跨膜物质转运

解析:

小分子气体(例如氨)的跨膜转运方式为单纯扩散,不需要载体和钠泵。

X型题

13.(1991)下列各种物质通过细胞膜的转运方式为:

AO2,CO2和NH3属于单纯扩散

B葡萄糖进入红细胞膜属于主动转运

C安静时细胞内K+向细胞外移动为易化扩散。

DNa+从细胞内移到细胞外为主动转运

答案:

ACD层次:

综合(记忆)考点:

不同物质的跨膜转运方式

解析:

小分子气体(例如O2,CO2和NH3)的跨膜转运方式为单纯扩散。

葡萄糖的跨膜转运方式包括载体介导的易化扩散和继发性主动转运。

其中葡萄糖在小肠的吸收和近端肾小管的重吸收属于继发性主动转运,而在其它细胞(例如红细胞)的转运方式为载体介导的易化扩散。

故葡萄糖进入红细胞应为载体介导的易化扩散。

K+从细胞内向细胞外的转运为顺浓度差的通道介导的异化扩散。

Na+从细胞内向细胞外的转运需逆浓度差进行,属于主动转运。

14.(1999)下述哪些过程需要细胞本身耗能:

A维持正常的静息电位

B膜去极化阈电位时的大量Na+内流

C动作电位复极相中的K+外流

D骨骼肌细胞胞浆中,Ca2+向肌浆网内部的聚集

答案:

AD层次:

应用考点:

主动转运举例

解析:

需要细胞本身耗能的跨膜转运方式为逆浓度差的主动转运,其中A选项需要钠泵参与,D选项需要钙泵参与,均需细胞本身耗能。

而选项B和C为通道介导的易化扩散,是顺浓度差的跨膜转运,不需细胞本身耗能。

四、膜泡运输

转运物质:

大分子;颗粒物质

转运形式:

出胞;入胞

知识点2:

钠-钾泵

一、生理作用:

维持钠和钾的跨膜梯度

A型题

15.(1989)细胞内液与细胞外液相比,细胞内液含有:

A较多的Na+B较多的Cl-C较多的Ca2+D较多的K+

答案:

D层次:

应用考点:

钠泵的生理作用

解析:

由于钠-钾泵通过分解ATP逆浓度差向细胞内转移K+,使细胞内液[K+]较细胞外液[K+]高30多倍。

16.(1996,1998,2004)细胞膜内外正常Na+和K+浓度差的形成和维持是由于:

A膜安静时K+通透性大B膜兴奋时Na+通透性增加

CNa+易化扩散的结果D膜上Na+泵的作用

E膜上Ca2+泵的作用

答案:

D层次:

记忆考点:

钠泵的生理作用

解析:

细胞膜上钠-钾泵通过分解ATP逆浓度差向细胞外转运Na+,同时向细胞内转运K+,形成和维持了细胞内外Na+和K+的浓度差。

二、作用机制:

每分解一分子ATP,将3个Na+移出胞外,将2个K+移入胞内

A型题

17.(1994)血液中各种成分的含量大多随贮存时间的延长而下降,只有下列哪一种例外:

A红细胞的生活B钾离子浓度CpH

D血小板的活性E红细胞携带氧的能力

答案:

B层次:

应用考点:

钠泵的作用机制

解析:

血液随储存时间延长,红细胞内由于能量缺乏,细胞膜上钠-钾泵停止工作,细胞内的K+在浓度差的作用下转移至细胞外,导致血液中K+浓度随储存时间延长而升高。

18.(2000)呼吸衰竭严重缺氧可导致机体内的变化,下列哪项错误:

A可抑制细胞能量代谢的氧化磷酸化作用 

B可产生乳酸和无机磷,引起代谢性酸中毒 

C氢离子进人细胞内引起细胞内酸中毒

D组织二氧化碳分压增高

E体内离子转运的钠泵损害,引起细胞内高钾

答案:

E层次:

综合(应用)考点:

钠泵的生理作用;钠泵机制

解析:

呼吸衰竭时严重缺氧导致细胞内ATP缺乏,钠-钾泵缺乏能量而停止工作,无法逆浓度差向细胞内转运K+,而K+在浓度差的作用下向细胞外转运,故可引起细胞内K+浓度降低。

三、生理意义

细胞内高钾维持代谢反应

维持细胞内渗透压和细胞容积

细胞发生电活动的基础

生电效应

细胞外高钠提供势能储备

临床联系:

细胞水肿

细胞水肿是病因作用于细胞后常见的细胞病理变化类型之一。

致病因素→离子泵(钠-钾泵)→细胞内Na+积聚→细胞水肿→线粒体功能障碍→细胞能量不足,功能障碍。

A型题

19.(2003)下列关于Na+-K+泵的描述,错误的是:

A仅分布于可兴奋细胞的细胞膜上

B是一种镶嵌于细胞膜上的蛋白质

C具有分解ATP而获能的功能

D能不断将Na+移出细胞膜外,而把K+移入细胞膜内

E对细胞生物电的产生具有重要意义

答案:

A层次:

综合(记忆)

考点:

钠泵的生理作用;钠泵的生理意义

解析:

钠-钾泵分布于所有的细胞膜上,不仅仅限于可兴奋细胞的细胞膜上。

X型题

20.(1991)钠泵的生理作用是:

A逆浓度差将细胞内的Na+移出膜外,同时将细胞外的K+移入膜内

B阻止水分进入细胞

C建立离子势能贮备

D是神经、肌肉组织具有兴奋性的离子基础

答案:

ABCD层次:

记忆考点:

钠泵的生理意义

解析:

钠-钾泵通过分解ATP逆浓度差向细胞外转运Na+,同时向细胞内转运K+,形成和维持了细胞内外Na+和K+的浓度差,其生理意义包括:

维持细胞内代谢反应、形成势能储备、维持细胞内渗透压和容积、发生电活动的基础和生电效应。

四、抑制剂:

哇巴因

知识点3:

静息电位

一、概念:

安静情况下细胞膜两侧存在的外正内负且相对平稳的电位差

二、跨膜电位的变化:

极化;超极化;去极化;超射;复极化

三、离子跨膜流动的影响因素

驱动力:

浓度差;电位差

平衡电位:

当某种离子的电位差驱动力与浓度差驱动力方向相反,并且大小相等时,此时该离子的净跨膜扩散量为零,此时的跨膜电位差即为该离子的平衡电位。

细胞膜的通透性

A型题

21.(1999)当达到K+平衡电位时:

A细胞膜两侧K+浓度梯度为零B细胞膜外K+浓度大于膜内

C细胞膜两侧电位梯度为零D细胞膜内较膜外电位相对较正

E细胞膜内侧K+的净外流为零

答案:

E层次:

应用考点:

平衡电位

解析:

平衡电位是指离子净扩散为零时的跨膜电位差,故当达到K+平衡电位时,K+的净外流为零。

22.(2001)神经纤维安静时,下面说法错误的是:

A跨膜电位梯度和Na+的浓度梯度方向相同 

B跨膜电位梯度和Cl-的浓度梯度方向相同

C跨膜电位梯度和K+的浓度梯度方向相同

D跨膜电位梯度阻碍K+外流 

E跨膜电位梯度阻碍Na+外流

答案:

C层次:

综合(应用)

考点:

静息电位;离子的跨膜扩散驱动力

解析:

神经纤维安静时,即静息电位,电位分布为内负外正,因此电位梯度为外高内低。

由于细胞内负电位对正电荷形成吸引力,阻碍正电荷(Na+、K+)的外流。

由于Na+和Cl-的分布都是细胞外高浓度,细胞内低浓度,因此其浓度梯度也为外高内低,与电位梯度方向相同;而K+的分布是细胞内高浓度,细胞外低浓度,浓度梯度为外地内高,与电位梯度方向相反。

B型题

ANa+BK+CCa2+DCI-

23.(2010)当神经细胞处于静息电位时,电化学驱动力最小的离子是:

答案:

D层次:

应用考点:

离子跨膜移动的电-化学驱动力

解析:

当神经细胞处于静息电位时,非常接近于Cl的平衡电位,其电化学驱动力接近于零,故Cl-是电化学驱动力最小的离子。

24.(2010)当神经细胞处于静息电位时,电化学驱动力最大的离子是:

答案:

C层次:

应用考点:

离子跨膜移动的电-化学驱动力

解析:

当神经细胞处于静息电位时,Ca2+的电化学驱动力为浓度差的力与电位差的力之和,并且细胞内外Ca2+的浓度差在四种离子中是最大的,故电化学驱动力最大的离子是Ca2+。

四、产生机制

K+平衡电位:

K+外流形成的内负外正的跨膜电位,静息电位的主体

Na+的通透性:

少量Na+内流,细胞膜电位去极化,使静息电位小于K+平衡电位

钠泵:

细胞膜电位轻度超极化

A型题

25.(1992)人工增加离体神经纤维浸浴液中K离子浓度,静息电位的绝对值将:

A不变B增大C减小D先增大后减小E先减小后增大

答案:

C层次:

应用考点:

静息电位的形成机制

解析:

K+平衡电位是神经细胞静息电位的主要机制,当细胞外K+浓度升高时,细胞内外K+浓度差减小,导致与K+浓度差相平衡的K+跨膜电位差减小,故静息电位相应减小。

26.(2001)细胞外液的K+浓度明显降低时,将引起:

ANa+-K+泵向胞外转运Na+增多B膜电位负值减小C膜的K+电导增大

DNa+内流的驱动力增加EK+平衡电位的负值减小

答案:

D层次:

综合(应用)

考点:

静息电位的形成机制;离子跨膜移动的驱动力;钠泵的生理作用

解析:

当细胞外K+浓度降低时,细胞内外K+浓度差增大,导致K+平衡电位增大,静息电位相应增大,即细胞内负电荷增多,对细胞外Na+的吸引力增加,故Na+内流的驱动力增加。

27.(2011)与Nernst公式计算的平衡电位相比,静息电位值:

A恰等于K+平衡电位B恰等于Na+平衡电位

C多近于Na+平衡电位D接近于K+平衡电位

答案:

D层次:

记忆考点:

静息电位的形成机制

解析:

K+平衡电位是静息电位形成的主要机制,但由于细胞在安静状态时有少量Na+通过细胞膜向细胞内转运,进入细胞内的Na+会中和掉一部分负电荷,使静息电位始终小于K+的平衡电位,因此静息电位接近于但不是恰等于K+平衡电位。

知识点4:

动作电位

一、概念:

细胞在静息电位基础上接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动

二、组成

峰电位(动作电位的标志):

去极相;复极相

后电位:

后去极化电位;后超极化电位

A型题

28.(1991)神经细胞动作电位的主要组成是:

A阈电位B锋电位C负后电位D正后电位E局部电位

答案:

B层次:

记忆考点:

神经细胞动作电位的组成

解析:

神经细胞动作电位由峰电位和后电位两部分组成,其中峰电位是动作电位的主要组成部分和标志。

三、特点

“全或无”现象:

刺激强度低于阈刺激,不产生动作电位;而当刺激强度达到阈电位时即产生动作电位,并且动作电位的幅度不随刺激强度的增加而增加。

不衰减传播:

可看做“全或无”现象在动作电位传导中的体现

脉冲式发放:

由于不应期的存在,动作电位(峰电位)只能单独出现,不能发生总和

A型题

29.(1998)从信息论的观点看,神经纤维所传导的信号是:

A递减信号B高耗能信号C模拟信号

D数字式信号E易干扰信号

答案:

D层次:

应用考点:

动作电位的特点

解析:

神经纤维所传导的信号即为动作电位。

由于动作电位具有“全或无”的特点,其幅度一旦产生即达到最大值,不会随刺激强度的增加而增加;并且由于动作电位具有不应期,不能出现多个动作电位的总和,上述特点使动作电位具有数字式信号的特征。

30.(1999)下列关于动作电位的描述中,哪一项是正确的:

A刺激强度低于阈值时,出现低幅度的动作电位

B刺激强度达到阈值后,再增加刺激强度能使动作电位幅度增大

C动作电位的扩布方式是电紧张性的

D动作电位随传导距离增加而变小

E在不同的可兴奋细胞,动作电位的幅度和持续时间是不同的

答案:

E层次:

综合(记忆)

考点:

动作电位的特点;动作电位的组成

解析:

动作电位的三个特点为“全或无”现象、不衰减式传导和脉冲式发放。

“全或无”现象即刺激强度较小时不产生动作电位,刺激强度达到一定水平时产生动作电位,并且动作电位一旦产生其幅度不会随刺激强度的增加而增加,因此选项A和B错误;不衰减式传导是指动作电位在同一细胞上传导时,其幅度不会随传导距离的延长而减小,因此选项C和D错误。

而不同的细胞,例如神经细胞和心肌细胞,其动作电位的幅度和持续时间是不同的。

31.(2013)下列关于动作电位的描述,正确的是:

A刺激强度小于阈值时,出现低幅度动作单位

B刺激强度达到阈值后,再增加刺激强度能使动作电位幅度增大

C动作电位一经产生,便可沿细胞膜作电紧张性扩布

D传导距离较长时,动作电位的大小不发生改变

选项:

D层次:

记忆考点:

动作电位的特点

解析:

动作电位的三个特点为“全或无”现象、不衰减式传导和脉冲式发放。

“全或无”现象即刺激强度较小时不产生动作电位,刺激强度达到一定水平时产生动作电位,并且动作电位一旦产生其幅度不会随刺激强度的增加而增加,因此选项A和B错误;不衰减式传导是指动作电位在同一细胞上传导时,其幅度不会随传导距离的延长而减小,因此选项C,而选项D正确。

X型题

32.(2002)动作电位的“全或无”特点表现在:

A刺激太小时不能引发B一旦产生即达到最大

C不衰减性传导D兴奋节律不变

答案:

ABC层次:

记忆考点:

动作电位的特点

解析:

动作电位的“全或无”特点是指当刺激强度较小时不能产生动作电位,即“无”;而当刺激达到一定强度时可以产生动作电位,并且动作电位一旦产生其幅度即达到最大,不会随刺激强度的增加再进一步增加,即“全”。

此外,动作电位的幅度不会随传导距离的增加而降低(不衰减性传导),也是动作电位“全或无”特点在传导中的一种表现。

四、机制

去极相:

Na+内流

电-化学驱动力:

达到Na+平衡电位,Na+净流动为零,Na+内流停止,此时动作电位达到最高点。

Na+通道

三种状态:

静息(去极化)→激活(时间依赖性,持续约1ms)→失活(复极化)→静息

再生性循环:

细胞膜去极化与钠通道开放的相互促进(细胞膜轻度去极化,少量钠通道开启,少量Na+内流,细胞膜去极化幅度加大,钠通道开放数量增多,Na+内流增多),直至钠通道全部开放。

阻断剂:

河豚毒(TTX)

复极相:

K+外流

K+通道

静息(去极化)→激活(延迟激活,开启滞后于钠通道)→静息

阻断剂:

四乙铵(TEA)

A型题

33.(1996)人工地增加细胞外液中Na+浓度时,单根神经纤维动作电位的幅度将:

A增大B减小C不变D先增大后减小E先减小后增大

答案:

A层次:

应用考点:

动作电位去极相的形成机制

解析:

神经纤维动作电位的幅度取决于去极化的幅度,动作电位去极化的形成机制是Na+内流,因此Na+内流的量便决定了动作电位的幅度。

Na+内流的量取决于细胞内外Na+的浓度差以及细胞膜对Na+的通透性。

由于钠泵的存在形成了细胞内外的Na+浓度差,即细胞外Na+浓度较细胞内高,当进一步增加细胞外液中Na+浓度时,细胞内外的Na+浓度差进一步增加,使Na+内流的量增加,因此动作电位的幅度将增大。

34.(1997)减少浴液中的Na浓度,将使单根神经纤维动作电位的超射值:

A增大B减小C不变D先增大后减小E先减小后增大

答案:

B层次:

应用考点:

动作电位去极相的形成机制

解析:

神经纤维动作电位的幅度取决于去极化的幅度,动作电位去极化的形成机制是Na+内流,因此Na+内流的量便决定了动作电位的幅度。

Na+内流的量取决于细胞内外Na+的浓度差以及细胞膜对Na+的通透性。

由于钠泵的存在形成了细胞内外的Na+浓度差,即细胞外Na+浓度较细胞内高,当减少浴液即细胞外液中Na+浓度时,细胞内外的Na+浓度差将减小,使Na+内流的量相应减少,因此动作电位的幅度将减小。

35.(1997)下列关于神经纤维膜上Na通道的叙述,哪一项是错误的:

A是电压门控的B在去极化达阈电位时,可引起正反馈

C有开放和关闭两种状态D有髓纤维,主要分布在朗飞氏结处

E与动作电位的去极相有关

答案:

C层次:

综合(记忆)

考点:

钠通道;动作电位的形成机制

解析:

由于神经纤维膜上钠通道具有两道闸门,因此决定了其具有三种状态,即静息态、激活态和失活态。

36.(1999,2007)下列关于电压门控Na+通道与K+通道共同点的叙述,错误的是:

A都有开放状态B都有关闭状态C都有激活状态D都有失活状态

答案:

D层次:

综合考点:

钠通道的特点;钾通道的特点

解析:

钠通道因为其双闸门结构,因此具有三种状态,即静息(关闭)态、激活(开放)态和失活态;而钾通道是单闸门结构,因此只具有静息态和激活态。

37.(2008)神经细

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