高中生物 神经的兴奋与传导奥赛课件.ppt

第二章神经的兴奋与传导 第一节生物电现象 1 1生物电的发现电鳗伽伐尼1786动物电图2 10 2 12伏特双金属电流马泰乌奇图2 13雷蒙损伤电位 1 2静息电位 restingpotential 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 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 带电离子的跨膜扩散 kcl0 1mol kcl0 01mol ek 59 5lg k o k i k 3 静息电位产生的机制 膜学说 membranetheory 1902年由德国生理学家bernstein提出 主要解释rp 膜两侧离子分布 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 静息状态下 带电离子在膜两侧呈不均衡分布 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 rp的产生主要是由于钾离子的外流造成的 rp相当于ek 1 3动作电位 actionpotential 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 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 产生与扩播 图2 16 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 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hodgkincycle 钠快速内流形成ap的上升支 当趋近于ena时 钠通道失活 钠通道关闭 钾通道开放 钾外流引起 膜复极化 repolarization ap机制 下降支 图2 42 3 下面我们把动作电位形成的全过程归纳一下 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 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 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 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 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 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 1 5膜片钳 patchclamp 实验和单通道离子电流图2 36 2 37 膜片钳实验 通道的特性 通道的开或关是突然的 通道开放时具有恒定的电导 开放时间长短不一 特定信号使开放的机率增大 而 失活 信号使开放机率减小 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 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2刺激信号的传导能力3效应器的反应可兴奋细胞 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 感受器细胞 神经细胞 肌肉细胞 例子 坐骨n 腓肠肌标本 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 2 2 2刺激的三要素 强度阈强度 thresholdintensity 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 maximalintensity 引起组织做最大收缩反应的最小刺激强度 全或无 allornone 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 时间可兴奋组织的强度 时间曲线 strength durationcurve 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 utilizationtime 强度的变化率 rateofchange 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 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 基强度指标a肌肉b肌肉基强度0 7v1 2v兴奋性较大较小 例 3 1 2时值 chronaxie 概念 当刺激强度为基强度的二倍时 引起兴奋所需的最短刺激作用时间 兴奋性 1 时值 3 2组织兴奋及其恢复过程中兴奋性的变化 分期兴奋性反应绝对不应期零对任何刺激不起反应相对不应期低于正常对较强的阈上刺激起反应超常期稍高于正常对阈下刺激可起反应低常期稍低于正常对阈上刺激起反应 3 3阈下总和如果给神经一个阈下刺激 神经就不会兴奋 但如果连续给两个阈下刺激 却可能引起神经兴奋 这种现象叫阈下刺激总和或阈下总和 这种现象产生的原因是因为第一个刺激提高了神经的兴奋性 所以相继的第二个阈下刺激成了有效刺激 引起了神经兴奋 4 1神经元神经细胞 neuron 又叫神经元神经组织作用 功能细胞神经胶质细胞 neuroglia 作用 支持 营养 保护 绝缘 第四节神经的兴奋与传导 神经元 neuron 神经元胞体位于脑 脊髓和内脏神经节等突起位于中枢 外周分为树突 dendrite 短 1 n个轴突 axon 长 一个图2 3 nf nervefiber 长的突起 主要是轴突神经元又叫神经纤维 nf 有髓鞘nf myelinatednf 许旺氏细胞 schwancell nf分为朗飞氏结 nodeofranvier 无髓鞘nf unmyelinatednf 图2 32 42 5 4 2神经冲动的产生 兴奋的引起 4 2 1阈电位和ap阈电位 thresholdpotential 膜内负电位去极化到能引起动作电位产生的临界膜电位数值 阈强度就是刚好使细胞的静息电位降低到阈电位 因而引起动作电位出现的最小刺激强度 4 3神经冲动在轴突上的传导 兴奋在同一细胞上的传导 实质 已兴奋处和未兴奋处因电位差而引起的电荷移动 无髓鞘nf 胞外 胞内 有髓鞘nf 跳跃传导 saltatoryconduction 已兴奋的与未兴奋的朗飞氏结间的局部电流 图2 50高等动物 跳跃传