高中生物神经的兴奋与传导奥赛

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(3)静息电位产生的机制 带电离子的跨膜扩散
KCL 0.1mol
K+
KCL 0.01mol
+ +
EK = 59.5 lg([k+ ]o/[k+]i)
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膜学说(membrane theory)：1902年由德国生理 学家Bernstein提出，主要解释RP。 膜两侧离子分布:
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1.5 膜片钳(patch clamp)实验和单通道 离子电流
图2-36、2-37
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膜 片 钳 实 验
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通道的特性：
①通道的开或关是突然的； ②通道开放时具有恒定的电导； ③开放时间长短不一； ④特定信号使开放的机率增大，而“失活”
信号使开放机率减小。
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②时间
可兴奋组织的强度-时间曲线 (strength-duration curve) 图2-6
基强度(rheobase)：最小的阈强度 效用时间：用基强度刺激，引起兴奋所需要 的 最 短 刺 激 时 间 ， 又 叫 利 用 时 (utilization time)。
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③强度的变化率(rate of change)
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2.2.2 刺激的三要素 ①强度 阈强度(threshold intensity)：引起组织兴奋所需的 最小刺激强度。 阈 刺 激：强度等于阈强度的刺激。 阈下刺激：强度小于阈强度的刺激。 阈上刺激：强度大于阈强度的刺激。 顶强度(maximal intensity):引起组织做最大收缩反 应的最小刺激强度。 全或无(all or none): 对单个细胞来说，一旦刺激强 度达到阈值，就会引起这个细胞作最大反应。
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生物电产生的基本原理：细胞生物电 现象的各种表现，主要是由于某些带电离子 在细胞膜两侧不均衡分布，以及膜在不同情 况下对这些离子的通透性发生改变所造成的。
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1.4 钠钾泵的主动转运
Na-K泵ATP酶
主动转运： 消耗一个ATP， 运进2个K＋， 运出3个Na＋
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产生与扩播: 图2-16
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(2)动作电位产生的机制
证据： 钠对AP的影响 图2-29
离子学说：1949年由Hodgkin和Huxley提出， 主要解释AP。
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AP产生机制(上升支)：
细胞受刺激时，膜缓慢去极化 (depolarization)，膜对钠的通透性增加，钠内 流，达到阈电位时，钠内流 ，膜进一步去极 化，膜电位与钠电导间形成Hodgkin cycle，钠 快速内流形成AP的上升支，当趋近于ENa时，钠 通道失活。
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③净内向电流引起膜的进一步去极化，使新的钠 通道开放，进一步加速Na+内流，使膜内电位进 一步升高。形成动作电位上升相。
④当膜电位趋于ENa，Na+内流变慢，钠通道失活， 而钾通道开放，K+在强大的电动势作用下迅速外 流，从细胞内移去了正电荷，使膜复极化，回到 静息水平。
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AP机制(下降支)：
钠通道关闭，钾通道开放，钾外流引起, 膜复极化 (repolarization)。
图2-42
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(3)下面我们把动作电位形成的全过程归纳一下： ①刺激使细胞的静息电位值降低，引起受刺激部 位的细胞膜首先去极化。少数Na+内流。 ②当去极化使膜电位降低到一定程度，膜上的钠 通道大量开放，Na+内流并很快超过K+外流，引起 细胞内电压升高。
图2-7 恒定的直流电在持续作用过程中不
会引起肌肉收缩
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第三节 兴奋性的指标和兴奋性的
变化
3.1 兴奋性的指标
3.1.1基强度(rheobase)
兴奋性∝1/基强度 例：
指标 基强度 兴奋性
胞内高钾，具较多的由有机分子形成的负离子； 胞外高钠，负离子以Cl-为主。 静息电位的产生机制： ①静息状态下，带电离子在膜两侧呈不均衡分布； ②静息状态下，膜的通透性主要表现为钾的通透 性，总的表现为钾外流； ③RP的产生主要是由于钾离子的外流造成的，RP
相当于EK。
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1.3 动作电位(action potential)
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(2)极化：
静息状态下，膜是有极性的，为内负外正的
极化(polarization)状态。
静息电位的增大称为超极化
(hyperpolarization)。
静息电位减小称为去极化(depolarization)。
细胞膜去极化后再向静息电位方向恢复称为
复极化(repolarization)。
(1)概念：细胞膜受到刺激后在原有RP基础上 发生的一次膜两侧电位的快速而可逆 的倒转与复原。
刺激(stimulus)是指能引起细胞产生动作电 位的内外环境条件的变化。
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动作电位产生后并不局限于受刺激部位， 而是迅速向周围扩播，直至整个细胞的细 胞膜都依次产生动作电位。动作电位的扩 播是不衰减的，其幅度和波形始终保持不 变。
第二章 神经的兴奋与传导
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第一节 生物电现象
1.1 生物电的发现
电鳗
伽伐尼 1786 12
伏特
动物电 图2-10、2双金属电流
马泰乌奇
图2-13
雷蒙
损伤电位
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1.2 静息电位(resting potential)
(1)概念： 静息状态下细胞膜两侧所存在的电位差。 测量：微电极 大小：-50 ~ -100mv
第二节 组织的兴奋和兴奋性
2.1 应激性
应激性(irritability)是活的机体、组织、细胞 对刺激发生反应的能力。
例子：变形虫，合欢，含羞草，植物的向性等。
一切生命物质都具有对刺激发生反应的能力。
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生物体要对刺激发生反应必须具备三个条件：
条件： 1 对刺激的感受能力
感受器细胞
2 刺激信号的传导能力 神经细胞
3 效应器的反应
肌肉细胞
可兴奋细胞：感受器细胞、神经细胞、肌肉细胞
可兴奋性细胞的应激性称为兴奋性
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例子：坐骨N-腓肠肌标本
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2.2 刺激
2.2.1 刺激的定义 刺激(stimulus)是指能引起细胞兴奋的内外环境条
件的变化。 性质与种类 性质：机械刺激、化学刺激、温度刺激、电刺激等。 电刺激：矩形波电刺激，强度时间可控，损伤小