动物生理学第三节细胞的生物电现象优秀PPT.ppt

动物生理学第三节细胞的生物电现象第1页，本讲稿共27页第2页，本讲稿共27页Luigi Galvani 1737-1798Bioelectric Phenomenon第3页，本讲稿共27页Luigi Galvani 1737-1798Bioelectric Phenomenon第4页，本讲稿共27页Luigi Galvani 1737-1798Bioelectric Phenomenon第5页，本讲稿共27页生命活动过程中出现的电现象称为生命活动过程中出现的电现象称为生物电现象。生物电现象。概概 念念Bioelectric Phenomenon第6页，本讲稿共27页生命活动过程中出现的电现象称为生命活动过程中出现的电现象称为生物电现象。生物电现象。概概 念念Bioelectric Phenomenon第7页，本讲稿共27页1.静息电位（静息电位（Resting Potential）：）：（1 1）静息电位的概念）静息电位的概念）静息电位的概念）静息电位的概念 细胞在安静状态下，存在细胞在安静状态下，存在细胞在安静状态下，存在细胞在安静状态下，存在于细胞膜内外两侧的电位差。于细胞膜内外两侧的电位差。于细胞膜内外两侧的电位差。于细胞膜内外两侧的电位差。叫做叫做叫做叫做静息电位静息电位静息电位静息电位。呈现出外正内。呈现出外正内。呈现出外正内。呈现出外正内负的极化状态。负的极化状态。负的极化状态。负的极化状态。Bioelectric Phenomenon第8页，本讲稿共27页极极极极 化：化：化：化：静息时，膜外为正、膜内为负的状态。静息时，膜外为正、膜内为负的状态。静息时，膜外为正、膜内为负的状态。静息时，膜外为正、膜内为负的状态。去极化：去极化：静息电位绝对值减小的过程。静息电位绝对值减小的过程。反极化：反极化：反极化：反极化：膜外为负、膜内为正的状态。膜外为负、膜内为正的状态。膜外为负、膜内为正的状态。膜外为负、膜内为正的状态。复极化：复极化：细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复。细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复。细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复。细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复。超极化：超极化：超极化：超极化：静息电位绝对值增大的过程。静息电位绝对值增大的过程。静息电位绝对值增大的过程。静息电位绝对值增大的过程。二、细胞的兴奋性与生物电现象二、细胞的兴奋性与生物电现象 Bioelectric Phenomenon第9页，本讲稿共27页无通透性无通透性4:11560A-较小较小1:141108Cl-很大很大31:15155K+很小很小1:1014214Na+离离 子子通透性通透性膜内外离膜内外离子浓度比子浓度比膜外浓度膜外浓度膜内浓度膜内浓度主要离子主要离子哺乳动物细胞内、外主要离子分布情况哺乳动物细胞内、外主要离子分布情况（2 2）静息电位产生的机制）静息电位产生的机制 前前 提提条条 件件Bioelectric Phenomenon第10页，本讲稿共27页Bioelectric Phenomenon（2）静息电位产生的机制）静息电位产生的机制）静息电位产生的机制）静息电位产生的机制 静息电位形成的静息电位形成的实质就是实质就是K+的跨的跨膜平衡电位膜平衡电位第11页，本讲稿共27页2.动作电位（动作电位（Action Potential）：）：（1）动作电位的概念）动作电位的概念 可兴奋细胞受到刺激而发生兴奋时，细胞可兴奋细胞受到刺激而发生兴奋时，细胞膜原来的极化状态迅速膜原来的极化状态迅速消失消失，并继而发生，并继而发生倒转倒转和和复原复原等一系列电位变化，称为等一系列电位变化，称为动作电位。动作电位。Bioelectric Phenomenon第12页，本讲稿共27页0-90细细胞胞内内电电位位（mv）时时 间间（ms）静静息息电电位位去极化去极化复极化复极化后电位后电位锋电位锋电位刺激刺激Bioelectric Phenomenon2.动作电位（动作电位（Action Potential）：）：第13页，本讲稿共27页（2）动作电位产生的机制）动作电位产生的机制 a.去极化过程去极化过程（动作电位的上升支）（动作电位的上升支）刺激刺激0-90时时 间间（ms）去极化去极化Bioelectric Phenomenon第14页，本讲稿共27页（2 2）动作电位产生的机制）动作电位产生的机制 a.去极化过程去极化过程（动作电位的上升支）（动作电位的上升支）刺激刺激0-90时时 间间（ms）去极化去极化Bioelectric Phenomenonb.复极化过程复极化过程（动作电位的下降支）（动作电位的下降支）复极化复极化第15页，本讲稿共27页0-90刺激刺激时时 间间（ms）c.离子主动转运过程离子主动转运过程（后电位部分）（后电位部分）（2）动作电位产生的机制）动作电位产生的机制 后电位后电位Bioelectric Phenomenon第16页，本讲稿共27页0-90刺激刺激时时 间间（ms）c.离子主动转运过程离子主动转运过程（后电位部分）（后电位部分）（2）动作电位产生的机制）动作电位产生的机制 后电位后电位Bioelectric Phenomenon第17页，本讲稿共27页（3 3）动作电位的特点）动作电位的特点）动作电位的特点）动作电位的特点 a.“全或无全或无”现象现象 给予细胞阈下刺激不会引起动作电位，给予细胞阈刺激或阈上刺激才会引发动给予细胞阈下刺激不会引起动作电位，给予细胞阈刺激或阈上刺激才会引发动作电位。动作电位一旦产生，其幅度就会达到一定数值，而不会因刺激强度的增强而作电位。动作电位一旦产生，其幅度就会达到一定数值，而不会因刺激强度的增强而随之增大。随之增大。b.不衰减传导不衰减传导c.具有不应期具有不应期 细胞膜受刺激部位产生动作电位后，能沿细胞膜向周围迅速传播，直到整细胞膜受刺激部位产生动作电位后，能沿细胞膜向周围迅速传播，直到整个细胞的细胞膜都依次发生动作电位，并且在传播的过程中是不衰减的，动作电个细胞的细胞膜都依次发生动作电位，并且在传播的过程中是不衰减的，动作电位的波形和幅度始终保持不变。位的波形和幅度始终保持不变。动作电位发生后的一段时间内，对任何强度的刺激都不再发生反应，这动作电位发生后的一段时间内，对任何强度的刺激都不再发生反应，这段时间称为绝对不应期。由于绝对不应期的存在，动作电位不可能发生融段时间称为绝对不应期。由于绝对不应期的存在，动作电位不可能发生融合。合。第18页，本讲稿共27页（4 4）动作电位的传播）动作电位的传播）动作电位的传播）动作电位的传播和和肌肌细细胞胞无无髓髓神神经经纤纤维维第19页，本讲稿共27页有髓神经纤维有髓神经纤维（4）动作电位的传播）动作电位的传播）动作电位的传播）动作电位的传播第20页，本讲稿共27页第21页，本讲稿共27页3.3.电紧张电位和局部反应电紧张电位和局部反应电紧张电位和局部反应电紧张电位和局部反应n 电紧张电位（自学）电紧张电位（自学）n 局部反应局部反应 local response 局部反应没有不应期，虽然一次阈下刺激引起的一个局部反应不局部反应没有不应期，虽然一次阈下刺激引起的一个局部反应不能引发动作电位，但如果在同一部位连续给予多个刺激，形成的多个能引发动作电位，但如果在同一部位连续给予多个刺激，形成的多个局部反应会在时间上相叠加，即发生局部反应会在时间上相叠加，即发生时间总和时间总和时间总和时间总和，或者如果在相邻部位同时，或者如果在相邻部位同时给予多个刺激，形成的多个局部反应会在空间上相叠加，即发生给予多个刺激，形成的多个局部反应会在空间上相叠加，即发生空间总和空间总和空间总和空间总和，都有可能导致膜去极化到阈电位，从而爆发动作电位。都有可能导致膜去极化到阈电位，从而爆发动作电位。当给予细胞一个阈下刺激时，可能在受刺激的局部细胞膜产生一个幅当给予细胞一个阈下刺激时，可能在受刺激的局部细胞膜产生一个幅度较小的去极化，但尚不能达到阈电位，因而不能触发动作电位。这种产度较小的去极化，但尚不能达到阈电位，因而不能触发动作电位。这种产生于膜的局部、较小的去极化反应称为生于膜的局部、较小的去极化反应称为 第22页，本讲稿共27页4.4.可兴奋细胞及其兴奋性可兴奋细胞及其兴奋性 受刺激后能产生动作电位的细胞，称为可兴奋细胞受刺激后能产生动作电位的细胞，称为可兴奋细胞(excitable cell)，主要包括神经细胞、肌细胞和腺细胞。神经细胞产生的动作电位能沿着细胞膜主要包括神经细胞、肌细胞和腺细胞。神经细胞产生的动作电位能沿着细胞膜传播，从而实现神经冲动的传导；肌细胞兴奋后，可以通过兴奋收缩偶联传播，从而实现神经冲动的传导；肌细胞兴奋后，可以通过兴奋收缩偶联(excitation-contraction coupling)而发生收缩；腺细胞兴奋后，可以通过兴奋分泌偶联而发生收缩；腺细胞兴奋后，可以通过兴奋分泌偶联(excitation-secretion coupling)而引起分泌。而引起分泌。第23页，本讲稿共27页阈阈阈阈刺刺刺刺激激激激（threshold threshold stimulusstimulus）：强强强强度度度度时时时时间间间间曲曲曲曲线线线线上上上上的的的的任任任任何何何何一一一一点点点点都都都都表表表表示示示示一一一一个个个个刚刚刚刚能能能能引引引引起起起起组组组组织织织织兴兴兴兴奋奋奋奋的的的的最最最最小小小小刺刺刺刺激激激激，称称称称为为为为。曲曲曲曲线线线线右右右右上上上上方方方方各各各各点点点点表表表表示示示示阈阈阈阈上上上上刺刺刺刺激激激激，左左左左下下下下方方方方各各各各点点点点表表表表示阈下刺激。示阈下刺激。示阈下刺激。示阈下刺激。阈阈阈阈强强强强度度度度（threshold threshold intensityintensity）:即即即即固固固固定定定定刺刺刺刺激激激激的的的的强强强强度度度度时时时时间间间间变变变变化化化化率率率率和和和和作作作作用用用用时时时时间间间间，测测测测定定定定引起组织兴奋所需的最小刺激强度引起组织兴奋所需的最小刺激强度引起组织兴奋所需的最小刺激强度引起组织兴奋所需的最小刺激强度,又简称又简称又简称又简称阈值（阈值（阈值（阈值（thresholdthreshold）第24页，本讲稿共27页n 可兴奋细胞的兴奋性变化可兴奋细胞的兴奋性变化n 相对不应期相对不应期n 绝对不应期绝对不应期 在兴奋发生的当时以及兴奋后最在兴奋发生的当时以及兴奋后最初的一段时间，无论施加多强的刺激初的一段时间，无论施加多强的刺激都不能使细胞再次兴奋，这段时期称都不能使细胞再次兴奋，这段时期称为为 在绝对不应期之后，细胞的兴奋性逐在绝对不应期之后，细胞的兴奋性逐渐恢复，受刺激后可发生兴奋，但刺激强渐恢复，受刺激后可发生兴奋，但刺激强度必须大于原来的阈强度，这段时期称为度必须大于原来的阈强度，这段时期称为 第25页，本讲稿共27页n 可兴奋细胞的兴奋性变化可兴奋细胞的兴奋性变化n 超常期超常期n 低常期低常期 相对不应期过后，有的细胞还会出现相对不应期过后，有的细胞还会出现一个兴奋性轻度高于正常水平的时期，这一个兴奋性轻度高于正常水平的时期，这段时期称为段时期称为 有的细胞在超常期之后又出现有的细胞在超常期之后又出现一个兴奋性低于正常水平的时期，一个兴奋性低于正常水平的时期，这段时期称为这段时期称为 第26页，本讲稿共27页1 1、试述静息电位及动作电位产生、试述静息电位及动作电位产生的机制。的机制。2 2、神经细胞一次兴奋后，其兴奋、神经细胞一次兴奋后，其兴奋性有何变化？性有何变化？思考题思考题第27页，本讲稿共27页