细胞生物电现象ppt.ppt

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1、关于细胞生物电现象PPT现在学习的是第1页，共82页细胞生物电现象主要有两种表现形式：静息电位静息电位 动作电位动作电位体内各种器官或多细胞结构所表现的多种形式生物电现象，大多数可根据细胞水平的这些基本电现象来解释。现在学习的是第2页，共82页1、静息电位概念：概念：指细胞在安静时，存在于细胞膜内外两侧的电位差，称为跨膜静息电位，简称静息电位。极化：极化：细胞静息时膜内侧带负电，外侧带正电的状态称为极化。现在学习的是第3页，共82页体内所有细胞的静息电位都表现为膜内侧带负电，外侧带正电。各种不同的细胞有各自稳定的静息电位：哺乳动物神经、骨骼肌、平滑肌、心肌细胞静息电位为-70-90mV；人红细

2、胞静息电位为-10mV等。现在学习的是第4页，共82页2、动作电位在神经纤维一端记录静息电位同时，在纤维另一端给予电刺激，经过极短潜伏期后，记录电极部位在静息电位基础上出现一个快速的生物电变化。现在学习的是第5页，共82页图形：图形：上升相去极化动作电位下降相复极化现在学习的是第6页，共82页生物电现象产生的机制现在学习的是第7页，共82页（一）生物电现象的离子学说生物电的产生依赖于细胞膜对化学离子严格选择性的通透性及其在不同条件下的变化。现在学习的是第8页，共82页 1、细胞膜内外离子分布的不均匀、细胞膜内外离子分布的不均匀膜内有较多的K+和带负电的大分子有机物，膜外有较多的Na+和Cl-。

3、据测定，各类细胞在膜内的K+浓度约为膜外的20-40倍，而Na+浓度则膜外约为膜内的7-12倍。现在学习的是第9页，共82页2、膜对离子的选择通透性、膜对离子的选择通透性镶嵌于脂质双分子层中的各种通道蛋白质，分别对某种离子有选择性通透能力。在不同生理条件下，通道的机能状态（离子通道开放、关闭、开放数量等）可以迅速改变，从而使细胞膜对各种离子的通透性发生改变。例如：安静情况下，膜对K+通透性最大，对Cl-次之，对Na+通透性很小，对带负电的大分子有机物则几乎不通透。现在学习的是第10页，共82页（二）静息电位与K+平衡电位现在学习的是第11页，共82页1、过程细胞安静时，K+顺化学浓度剃度向膜外

4、扩散，膜内带负电大分子有机物留在膜内。K+外流加大膜两侧电场力，使同性电荷相斥和异性电荷相吸的力量也在不断增加。当浓度差和电场力对K+移动的效应达到平衡时，膜对K+的净通量为零。K+平衡电位（Ek）。现在学习的是第12页，共82页2、实验证明、实验证明改变细胞浸浴液K+浓度枪乌贼巨轴突灌流实验 结论：结论：静息电位主要取决于K+平衡电位，膜内K+向膜外扩散至维持膜内外动态平衡的水平是形成静息电位的主要离子基础。现在学习的是第13页，共82页(三)动作电位与Na+平衡电位现在学习的是第14页，共82页1、过程、过程 去极化：去极化：细胞受刺激发生兴奋时：钠通道被“激活”而开放，Na+流入膜内，膜

5、内负电位随着正电荷的进入而迅速被抵消，膜内出现正电位，形成动作电位上升相。Na+内流动力内流动力：膜两侧Na+浓度差与静息电位。现在学习的是第15页，共82页 Na+平衡电位平衡电位（ENa）：Na+内流造成膜内正电位，是Na+进一步内流的阻力。当Na+内流的动力与阻力达到平衡时，膜上Na+净通量为零，膜两侧电位差达到了一个新的平衡电位。现在学习的是第16页，共82页 复极化：复极化：钠通道进入钠通道进入“失活失活”状态状态时，膜对时，膜对K+的通透性进一步增的通透性进一步增大，膜内大，膜内K+顺浓度差和电位顺浓度差和电位差（膜内带正电）推动向膜差（膜内带正电）推动向膜外扩散，使膜内电位由正值

6、外扩散，使膜内电位由正值向负值发展，直至回到原初向负值发展，直至回到原初安静时电位水平。安静时电位水平。此时钠通道失活状态解此时钠通道失活状态解除，回复到可被激活或备用除，回复到可被激活或备用状态，细胞又能接受新的刺状态，细胞又能接受新的刺激。激。现在学习的是第17页，共82页 复极后的恢复期：复极后的恢复期：据估计，神经纤维每兴奋一据估计，神经纤维每兴奋一次，进入细胞内次，进入细胞内Na+量大约使量大约使膜内膜内Na+浓度增加八万分之一，浓度增加八万分之一，逸出的逸出的K+量也近似这个数值。量也近似这个数值。这种状态激活细胞膜上钠这种状态激活细胞膜上钠-钾钾泵，将细胞内多余泵，将细胞内多余N

7、a+运至细胞运至细胞外，将细胞外多余外，将细胞外多余K+运回细胞内，运回细胞内，从而使细胞膜内外离子浓度恢复从而使细胞膜内外离子浓度恢复到原初安静时的水平，重建膜的到原初安静时的水平，重建膜的静息电位。静息电位。现在学习的是第18页，共82页说明：除除Na+、K+以外，其他离子如以外，其他离子如Ca2+、Cl-与静息与静息电位及动作电位也有关：电位及动作电位也有关：静息电位的维持除了静息电位的维持除了K+外流外，外流外，Na+、Cl-的内流也的内流也起了一定的作用。起了一定的作用。动作电位发生时，除动作电位发生时，除Na+内流内流、K+外流外，至少还外流外，至少还有有Ca2+内流。内流。Ca2

8、+内流量虽不多，但很重要，特内流量虽不多，但很重要，特别是对神经末梢和肌纤维激活，别是对神经末梢和肌纤维激活，Ca2+是必不可少是必不可少的。的。现在学习的是第19页，共82页（1）无）无Na+细胞浸浴液：细胞浸浴液：神经浸浴神经浸浴于无于无Na+溶液时，动作电位不出现。溶液时，动作电位不出现。（2）降低细胞浸浴液）降低细胞浸浴液Na+浓度浓度：用蔗：用蔗糖或氯化胆碱替代细胞浸浴液中糖或氯化胆碱替代细胞浸浴液中Na+，使细胞外液使细胞外液Na+浓度减小而渗浓度减小而渗透压、静息电位保持不变，发生的透压、静息电位保持不变，发生的动作电位幅度或其超射值减小，减动作电位幅度或其超射值减小，减小的程度

9、和小的程度和Na+平衡电位减小的预平衡电位减小的预期值相一致。期值相一致。2、实验证明现在学习的是第20页，共82页3、动作电位主要特点 （1）全或无）全或无 （2）非递减性传导）非递减性传导现在学习的是第21页，共82页（四）细胞兴奋后兴奋性的变化与动作电位现在学习的是第22页，共82页1、兴奋性变化条件条件-测试法：测试法：先用一条件刺激条件刺激（阈上刺激）作用于组织，再用测试刺激测试刺激测定阈值变化。测试刺激阈值条件刺激阈值测试刺激阈值条件刺激阈值测试刺激阈值条件刺激阈值当组织发生兴奋后其兴奋性变化依次经历四个时期（依哺乳动物粗神经纤维为例）。现在学习的是第23页，共82页兴奋性分期兴奋

10、性分期测试刺激强度测试刺激强度兴奋性变化兴奋性变化可能机制可能机制绝对不应期绝对不应期无限大兴奋性降至零Na+通道处于被激活后暂时失活状态相对不应期相对不应期条件刺激强度兴奋性逐渐恢复Na+通道部分开放超常期超常期条件刺激强度兴奋性超过正常水平膜处于部分去极化状态低常期低常期条件刺激强度兴奋性低于正常水平膜处于复极化状态现在学习的是第24页，共82页 不应期存在，意味着在单位时间内只能发生一定不应期存在，意味着在单位时间内只能发生一定次数的兴奋。次数的兴奋。哺乳动物神经的动作电位绝对不应期一般为哺乳动物神经的动作电位绝对不应期一般为1ms，从理论上讲每秒最多能传导神经冲动约从理论上讲每秒最多能

11、传导神经冲动约1000次次/S，但正常人体神经纤维产生冲动的频率通常为但正常人体神经纤维产生冲动的频率通常为10-100次次/S，最高频率很少超过，最高频率很少超过200次次/S，说明神经冲动传说明神经冲动传导保存着很大储备能力。导保存着很大储备能力。现在学习的是第25页，共82页2、动作电位的锋电位与后电位锋电位动作电位负后电位后电位正后电位现在学习的是第26页，共82页后电位产生机制：负后电位负后电位可能是膜复极时，K+迅速外流而积聚于膜外附近，使膜内外K+浓度差变小，因而暂时阻碍了K+外流的结果；正后电位正后电位可能由于此时钠泵活动加强，由于生电泵的作用（泵出的Na+超过泵入的K+）而使

12、膜电位暂时出现轻度的超极化。现在学习的是第27页，共82页锋电位与后电位锋电位大致相当于绝对不应期负后电位大致相当于相对不应期和超常期后电位正后电位大致相当于低常期现在学习的是第28页，共82页第三节神经冲动产生和传导现在学习的是第29页，共82页一、神经冲动的产生（一）外向电流和电紧张性电位现在学习的是第30页，共82页1、极性法则 概念概念：当用短暂的直流电刺激神经当用短暂的直流电刺激神经时，通常仅在通电和断电时各引起时，通常仅在通电和断电时各引起一次兴奋，通电时兴奋发生在阴极一次兴奋，通电时兴奋发生在阴极部位，断电时则在阳极部位。部位，断电时则在阳极部位。现在学习的是第31页，共82页原

13、因：原因：当电极置于神经纤维表面通电时，刺激电流在阳极处由膜外流向膜内，再在阴极处由膜内流向膜外，即在阳极处存在着内向电流内向电流，在阴极处存在着外向电流外向电流。现在学习的是第32页，共82页内向电流造成电压降与膜两侧原有静息电位（内负外正）一致，结果使膜电位数值增大，膜处于超极化状态，即膜兴奋性下降。外向电流造成电压降与膜两侧原有静息电位（外正内负）电压差方向相反，两者互相抵消，结果使阴极下膜静息电位数值减少，处于去极化状态，即兴奋性升高。现在学习的是第33页，共82页2、电紧张性电位概念：概念：阈下强度刺激作用所引起的膜电位变化通称阈下强度刺激作用所引起的膜电位变化通称 为为电紧张性电位

14、电紧张性电位。特点：特点：随着刺激强度增强而增大；随着刺激强度增强而增大；按一般电学规律向周围扩布，呈指数衰减。按一般电学规律向周围扩布，呈指数衰减。（电紧张性扩布）。（电紧张性扩布）。现在学习的是第34页，共82页（二）局部反应、阈电位和动作电位现在学习的是第35页，共82页1、局部反应外向电流加大到一定程度便可导致神经冲动产生。现在学习的是第36页，共82页局部反应与电紧张性电位相同点：相同点：局部反应幅度也可随着刺激强度的强弱而增减，并作电紧张性扩布。局部反应特点：不同点：不同点：电紧张性电位完全是由于电刺激造成的去极化（膜电容电流）所引起；局部反应是由于电刺激造成的去极化和少量Na+内

15、流造成的去极化叠加所引起，是动作电位前身。现在学习的是第37页，共82页2、阈电位和动作电位 阈电位：阈电位：当刺激增强到阈值，当刺激增强到阈值，使膜电位减小到临界水平使膜电位减小到临界水平（神经、肌肉细胞约在（神经、肌肉细胞约在-50至至-70mv），），便爆发动便爆发动作电位。这一临界膜电位作电位。这一临界膜电位水平称为阈值膜电位或简水平称为阈值膜电位或简称称阈电位阈电位。现在学习的是第38页，共82页阈刺激与阈电位关系 阈刺激：阈刺激：刺激强度和作用时间等参数足以使膜电位去极化到阈电位阈电位的刺激现在学习的是第39页，共82页（二）阈下刺激、局部反应及其总和现在学习的是第40页，共82页

16、1、阈下刺激与局部反应单个阈下刺激产生的局部反应可以使膜的兴奋性提高（P59图36）。现在学习的是第41页，共82页2、局部反应与总和、局部反应与总和p59：（1）时间性总和：）时间性总和：在膜同一部位相继给予两个阈下刺激，二个阈下刺激引起的局部反应发生叠加，称为时间性总和；（2）空间性总和：）空间性总和：在膜相邻的两个部位同时给予阈下刺激，各自的局部反应发生叠加，称为空间性总和。现在学习的是第42页，共82页 局部反应经过总和使静息电位减小局部反应经过总和使静息电位减小（去极化）到阈电位水平，细胞膜可产生（去极化）到阈电位水平，细胞膜可产生一次动作电位。一次动作电位。总和现象生理意义在于使局

17、部的兴奋总和现象生理意义在于使局部的兴奋有可能转化为远距离传导的动作电位。有可能转化为远距离传导的动作电位。现在学习的是第43页，共82页归纳：阈刺激阈刺激细胞兴奋可由细胞兴奋可由 两种方式引起两种方式引起阈下刺激的总和效应阈下刺激的总和效应现在学习的是第44页，共82页二、神经冲动的传导(一)神经冲动传导机制（p59）现在学习的是第45页，共82页传导与传递现在学习的是第46页，共82页当神经纤维某一局部发生兴当神经纤维某一局部发生兴奋时，膜外为负电位，膜内为正奋时，膜外为负电位，膜内为正电位，但临近静息部位的膜外仍电位，但临近静息部位的膜外仍然是正电位，膜内是负电位。然是正电位，膜内是负电

18、位。膜外兴奋部位与未兴奋部位之膜外兴奋部位与未兴奋部位之间的电位差形成内向电流；膜内兴间的电位差形成内向电流；膜内兴奋部位与未兴奋部位之间的电位差奋部位与未兴奋部位之间的电位差形成外向电流。形成外向电流。局部电流学说现在学习的是第47页，共82页（二）神经冲动的传导方式与速度现在学习的是第48页，共82页1、神经冲动的传导方式有髓神经纤维的传导有髓神经纤维的传导 方式：方式：跳跃式传导跳跃式传导无髓神经纤维的传导无髓神经纤维的传导 方式：方式：局部产生的动作电位沿膜表面依次传导。现在学习的是第49页，共82页现在学习的是第50页，共82页2、影响神经纤维传导速度的因素神经纤维粗细、髓鞘厚度神经

19、纤维粗细、髓鞘厚度 一般说来，神经纤维越粗，髓鞘越厚，其传导一般说来，神经纤维越粗，髓鞘越厚，其传导速度越快。速度越快。温度温度 随着温度降低，传导速度减慢，当温度降低到随着温度降低，传导速度减慢，当温度降低到0时，神经纤维兴奋传导就会发生阻滞。时，神经纤维兴奋传导就会发生阻滞。现在学习的是第51页，共82页（三）神经传导的一般特征（p60）现在学习的是第52页，共82页 1、生理完整性；、生理完整性；2、绝缘性；、绝缘性；3、双向性；、双向性；4、相对不疲劳性；、相对不疲劳性；5、非递减性、非递减性动作电位的幅度不随刺激强度增加而增大；动作电位的幅度不随刺激强度增加而增大；刺激强度使静息电位

20、减小到阈电位水平时爆发动作电位。之后，动作电位幅度、波形以及它在膜上传导情况与原先刺激无关，仅取决于膜本身当时生物物理特性与膜内外离子分布情况。不随传导距离增加而减小不随传导距离增加而减小原因：传导通过局部电流引起。现在学习的是第53页，共82页第二章：思考题1、名词解释刺激与反应、兴奋与兴奋性、阈值与兴奋性、阈刺激、阈强度与阈电位、电紧张与电紧张性电位极化、去极化、反极化、复极化、超极化、超射、全或无现象、极性法则2、根据离子学说，阐述静息电位和动作电位产生的机制3、用实验举例证明静息电位形成与K+、动作电位产生与Na+的关系现在学习的是第54页，共82页4、什么是条件-测试法？可兴奋细胞兴

21、奋后其兴奋性变化可分成哪几个时期？5、锋电位与后电位分别具有何生理意义？它们与兴奋性周期是什么对应关系？6、什么是内向电流与外向电流？它们对细胞的兴奋性将会产生什么影响？7、电紧张性电位、局部电位、动作电位分别具有什么特点？现在学习的是第55页，共82页8、局部反应与动作电位有何关系？9、何谓时间总和与空间总和？它们分别具有何生理意义？10、何谓局部电流学说？用局部电流学说解释有髓神经纤维神经冲动的传导11、举例说明神经传导的一般特征现在学习的是第56页，共82页现在学习的是第57页，共82页现在学习的是第58页，共82页现在学习的是第59页，共82页现在学习的是第60页，共82页现在学习的是

22、第61页，共82页现在学习的是第62页，共82页现在学习的是第63页，共82页现在学习的是第64页，共82页现在学习的是第65页，共82页现在学习的是第66页，共82页现在学习的是第67页，共82页现在学习的是第68页，共82页现在学习的是第69页，共82页现在学习的是第70页，共82页现在学习的是第71页，共82页现在学习的是第72页，共82页现在学习的是第73页，共82页现在学习的是第74页，共82页现在学习的是第75页，共82页现在学习的是第76页，共82页现在学习的是第77页，共82页现在学习的是第78页，共82页现在学习的是第79页，共82页现在学习的是第80页，共82页现在学习的是第81页，共82页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第82页，共82页