静息电位和动作电位产生的离子基础大学内容.ppt

①AB段，神经细胞静息时，非门控的K+渗漏通道一直开放，K+外流，膜两侧的电位表现为外正内负； ②BC段，神经细胞受刺激时，受刺激部位的膜上门控的Na+通道打开，Na+大量内流，膜内外的电位出现反转，表现为外负内正； ③CD段，门控的Na+通道关闭，门控的K+通道打开，K+大量外流，膜电位恢复为静息电位后，门控的K+通道关闭； ④一次兴奋完成后，钠钾泵将细胞内的Na+泵出，将细胞外的K+泵入，以维持细胞内K+浓度高和细胞外Na+浓度高的状态，为下一次兴奋做好准备。 高中生物一轮复习全套教学视频： /s/blog_6847mb.html * * * * * * * * 这种兴奋的本质是什么？ 神经调节 第一讲：神经调节的基本方式及结构基础、神经系统的分级调节 第二讲：静息电位和动作电位产生的离子基础 第三讲：兴奋的产生、传导和传递 静息电位和动作电位 产生的离子基础 作者：汉水丑生 本课件依据笔者发表在《生物学通报》2012年第9期的教学设计制作而成。 /s/blog_6847d1.html 论文详见： 依据论文和课件制作而成的教学视频： /s/blog_6847br.html 完成反射的条件 反射弧的结构保持完整性 足够强度的刺激 枪乌贼的巨大神经纤维直径可达1mm，是研究生物电的理想材料。 兴奋的实质是电流，电流是如何产生的？ 产生电流要求有电位差，所以需要测量神经细胞膜的电位变化。 直径小于0.5μm 当将两个微电极都放在神经细胞膜外时，在示波器上没有记录到电位差，说明神经细胞膜外各处电位相等。 当将一个微电极的尖端刺穿细胞膜瞬间，便可通过示波器记录到－70mV的电位差，表明膜内电位比膜外电位低了70mV。再继续深插此电极，只要电极尖端还留在神经细胞内，则此电位值便不再改变。由于此电位发生在静息状态的神经细胞膜的两侧，故称静息电位（外正内负）。 －70 mV 膜内电位比膜外电位低了70mV 规定：膜外电位为零电位 依据资料，并结合细胞膜内K+浓度远高于膜外这一事实，提出合理假设来解释膜内电位比膜外低（外正内负）这一现象。 K+外流 K+高 K+低 如假设成立，K+是以何种方式流向膜外的？K+外流的动力是什么？ 协助扩散。K+外流的动力则是细胞膜内外的K+浓度差。后来科学家分离出了膜上的这种载体蛋白，称作K+通道蛋白。 K+高 K+低 如假设成立，增大神经细胞细胞外液的K+浓度，静息电位的数值会如何变化？ 增大神经细胞细胞外液的K+浓度，则神经细胞内外K+浓度差变小，K+外流量减少，静息电位数值会变小。科学家曾做了这样的实验，的确如此，从而验证了假设。 K+高 K+低 K+会一直外流吗？ K+外流后，神经细胞内外K+浓度差会变小，K+外流的动力减小。另外由于K+外流，使细胞内外电位差加大，向内的电场力会阻止K+外流。当向外的化学驱动力（K+浓度差）和向内的电场驱动力达到平衡时，K+停止外流，此时膜内外的电位稳定在－70mV。 神经纤维受刺激后，示波器上显示的数字由－70 mV逐渐减小到0，并出现+35 mV，这说明膜内外的电位发生了什么变化？ 受刺激后，膜内外的电位差逐渐缩小至0，并出现反转。静息时是膜外电位高于膜内，记做内负外正；发生反转后，膜内电位高于膜外，记做内正外负。 －70 mV 膜内电位比膜外低70 mV 0 mV 膜内电位等于膜外电位 +35mV 膜内电位比膜外高35mV 规定：膜外电位为零电位 结合膜外Na+浓度远高于膜内这一事实，如何解释膜电位由－70 mV逐渐减小到0，并出现+35 mV这一现象？ 假设：膜电位发生反转是由Na+内流引起的 K+高 K+低 Na+低 Na+高 如假设成立，Na+是以何种方式通过神经细胞膜流向膜内的？Na+会一直内流吗？ 协助扩散。Na+不会一直内流，因为Na+内流后，神经细胞内外Na+浓度差会变小，Na+内流的动力减小。 K+高 K+低 Na+低 Na+高 如上述假设成立，减小神经细胞细胞外液的Na+浓度，动作电位的峰值会如何变化？。 K+高 K+低 Na+低 Na+高 如何解释动作电位由+35 mV下降到0，最后恢复为－70mV的静息电位？。 K+外流 K+高 K+低 Na+低 Na+高 K+高 K+低 资料：在神经细胞兴奋的过程中，有部分K+流到了膜外，部分Na+流到膜内，但恢复静息后，经测定，细胞内的K+浓度和细胞外的Na+浓度与静息时几乎相同，这说明必然存在某种机制将流入细胞内的Na+重新转运到细胞外，否则随着兴奋次数的增多，膜外的Na+浓度会越来越低