《细胞的生物电现象》PPT课件.ppt

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1、第二章第二章 细胞的基本生理过程细胞的基本生理过程第一节第一节第一节第一节 细胞膜的生理细胞膜的生理细胞膜的生理细胞膜的生理第三节第三节 细胞间的信号传递与转导细胞间的信号传递与转导第四节第四节 肌细胞的收缩功能肌细胞的收缩功能第二节第二节 生物电现象和兴奋性生物电现象和兴奋性第二节第二节 生物电现象和兴奋性生物电现象和兴奋性生物体活细胞在安静和活动时都存在电生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动，这种电活动称为活动，这种电活动称为生物电现象生物电现象（bioelectricitybioelectricity）。一、静息电位一、静息电位(resting potential RP)(restin

2、g potential RP)(一一)概概 念念 ：静息时存在于细胞膜两侧的外正：静息时存在于细胞膜两侧的外正内负的电位差。内负的电位差。(二二)实验现象实验现象：(三）静息电位的产生机制三）静息电位的产生机制1 1、化学现象、化学现象膜两侧形成电位差的必备条件：膜两侧形成电位差的必备条件：膜膜两两侧侧的的离离子子分分布布不不均均，即即浓浓度差度差膜的离子选择性通透膜的离子选择性通透平平衡衡电电位位：当当动动力力和和阻阻力力达达到到动动态态平平衡衡时时，K K+的的净净扩扩散散通通量量为为零零的膜两侧电位差。的膜两侧电位差。通透膜通透膜选择性通透膜选择性通透膜（1 1）细胞膜内、外离子分布不匀

3、）细胞膜内、外离子分布不匀Na+iNa+o1 10K+iK+o30 1 Cl-iCl-o1 14A-iA-o 4 12 2、机制、机制（2 2）细胞膜对离子选择性通透）细胞膜对离子选择性通透K K+ClCl-NaNa+A A-3、K K+平衡电位平衡电位证据证据 NernstNernst公式的计算公式的计算 EK=61 logKEK=61 logK+o/Ko/K+I I Hodgkin Hodgkin 和和 KatzKatz的实验的实验 在在枪枪贼贼巨巨大大神神经经纤纤维维测测得得RPRP值值为为-77mv,-77mv,与与NernstNernst公公式式的计算值（的计算值（-87mv-87m

4、v）基本符合）基本符合。人工改变人工改变KK+O O/K/K+i i，RPRP也发生相应也发生相应改变改变 注意注意：K K+、ClCl-、NaNa+平衡电位总和，平衡电位总和，K K+-Na-Na+泵泵 二、动作电位二、动作电位(action potential AP)(action potential AP)(一一)概概 念念：可兴奋细胞受到刺激后，细胞膜发生：可兴奋细胞受到刺激后，细胞膜发生一次短暂的、可逆的一次短暂的、可逆的,并向周围扩布的电位波动。并向周围扩布的电位波动。APAP实验现象实验现象特征：特征：A：非衰减式传导：非衰减式传导 B：“全或无全或无”的现象的现象 意义：意义：

5、AP的产生是细胞兴奋的标志的产生是细胞兴奋的标志去去 极极 化化上上 升升 支支下下降降支支(二二)动作电位的形状与相关概念动作电位的形状与相关概念刺激刺激局部电位局部电位阈电位阈电位去极化去极化零电位零电位反极化（超射）反极化（超射）复极化复极化（负、正）后电位（负、正）后电位极极 化化:以膜为界，外正内负的状态。以膜为界，外正内负的状态。去极化去极化:膜内外电位差向小于膜内外电位差向小于RPRP值的方向变化的过程。值的方向变化的过程。超极化超极化:膜内外电位差向大于膜内外电位差向大于RPRP值的方向变化的过程。值的方向变化的过程。复极化复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程。去极化后再向极

6、化状态恢复的过程。反极化反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负 的极性反转过程。的极性反转过程。阈电位阈电位:引发引发APAP的临界膜电位数值。的临界膜电位数值。峰电位：峰电位：APAP的去极化和的去极化和复极过程的前半部分复极过程的前半部分局部电位局部电位:低于阈电位的去极化电位。低于阈电位的去极化电位。后电位：后电位：包括：包括：负后电位负后电位=去极化后电位去极化后电位 正后电位正后电位=超极化后电位超极化后电位APAP上升支（上升支（去极化去极化）:NaNa+通道开放，通道开放，Na Na+内流内流APAP下降支（下降支（复极化复极化）：K

7、 K+通道开放，通道开放，K K+外流外流超极化后电位：超极化后电位：NaNa+-K-K+泵激活泵激活 3 Na 3 Na+外流外流2 K2 K+内流内流（三）动作电位的产生机制（三）动作电位的产生机制(四四)阈电位阈电位阈刺激、阈上刺激、阈下刺激阈刺激、阈上刺激、阈下刺激 A A 绝对不应期绝对不应期 B B 相对为应期相对为应期 C C 超常期超常期 D D 低常期低常期 兴兴奋奋性性表表现现为为形形成成动动作作电电位位的的主主要要离离子子通通道道再再激活的可能性激活的可能性三、动作电位时相与细胞的兴奋性三、动作电位时相与细胞的兴奋性AB CD四、兴奋在神经纤维上的传导四、兴奋在神经纤维上

8、的传导 （一）特点（一）特点 1 1、绝缘性、绝缘性 2 2、双向传导、双向传导 3 3、不衰减性、不衰减性 4 4、不可融合性、不可融合性 5 5、相对不疲劳性、相对不疲劳性（二）机制：局部电流（二）机制：局部电流（三）传导方式（三）传导方式：无髓鞘无髓鞘N N纤维上为近距离局部电流纤维上为近距离局部电流有髓鞘有髓鞘N N纤维为远距离纤维为远距离(跳跃式跳跃式)局部电流局部电流N NM M接头处的兴奋传递接头处的兴奋传递1 1）N-MN-M接接 头头结构结构 接头前膜接头前膜 接头间隙接头间隙 接头后膜接头后膜 终板膜终板膜2 2）N-MN-M接头处的兴奋传递过程接头处的兴奋传递过程当神经冲

9、动传到轴突末梢当神经冲动传到轴突末梢膜膜CaCa2 2通道开放，膜外通道开放，膜外CaCa2 2向膜内流动向膜内流动接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，囊泡中接头前膜内囊泡移动、融合、破裂，囊泡中AChACh释放释放(量子释放量子释放)AChACh与终板膜上的与终板膜上的N N2 2受体结合，受体蛋白分子构型改变受体结合，受体蛋白分子构型改变终板膜对终板膜对NaNa、K K (尤其是尤其是NaNa)通透性通透性终板膜去极化终板膜去极化终板电位（终板电位（EPPEPP）EPPEPP电紧张性扩布至肌膜电紧张性扩布至肌膜去极化达到阈电位去极化达到阈电位爆发肌细胞膜动作电位爆发肌细胞膜动作电位 1.1.突

10、触突触:概念：概念：分类：分类：结构结构:突触前膜突触前膜：递质、受体递质、受体 突触间隙突触间隙：水解酶水解酶 突触后膜突触后膜：受体、离子通道受体、离子通道轴轴-胞突触胞突触、轴轴-树突触树突触、轴轴-轴突触轴突触、树树-树突触。树突触。突触间的兴奋传递突触间的兴奋传递2.2.突触传递过程突触传递过程突触前轴突末梢的突触前轴突末梢的APAP突触小泡中递质释放突触小泡中递质释放递质与突触后膜受体结合递质与突触后膜受体结合突触后膜离子通道开放突触后膜离子通道开放NaNa+(主主)K K+通透性通透性ClCl-(主主)K K+通透性通透性CaCa2+2+内流：降低轴浆粘度和内流：降低轴浆粘度和消

11、除突触前膜内的负电位消除突触前膜内的负电位IPSPIPSPEPSPEPSP兴奋性递质兴奋性递质抑制性递质抑制性递质3.3.突触传递的特点突触传递的特点:（1 1）单向传递）单向传递 （2 2）突触延搁：需时）突触延搁：需时0.3-0.5ms/0.3-0.5ms/次次 （3 3）总和）总和:分为时间和空间总和分为时间和空间总和 （4 4）后发放）后发放:主要原因是中间神经元主要原因是中间神经元 的环式联系的环式联系 （5 5）对内环境敏感和易疲劳）对内环境敏感和易疲劳特点：特点：（一一）具具有有刺刺激激相相关关性性，非非“全全或或无无”现现象象（二二）电电紧紧张张方式扩布方式扩布（三三）具具有有总总和效应和效应三、局部电位三、局部电位强的局部刺激强的局部刺激