动作电位的产生机制.ppt

中学生物教学 疑难问题解决 专题讲座 神经系统的结构与功能 神经冲动的产生 传导与传递 吴琪浙江省宁波中学gigiwu1207 一 关于神经系统的几个名词 4 神经系统 由神经细胞和神经胶质细胞 支持细胞 组成 1 可兴奋细胞 指感受器细胞 神经组织 肌肉细胞和腺细胞 2 兴奋 可兴奋细胞动作电位的产生过程或动作电位的产生 神经冲动 3 兴奋性 活细胞受到刺激后产生兴奋的能力或特性 或细胞在受刺激时产生动作电位的能力 5 神经元 是构成神经系统的基本单位 由树突 胞体和轴突三部分构成 神经元的模式图 6 神经纤维 由神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘共同组成 7 神经 许多神经纤维 轴突 包围在结缔组织中组成 二 细胞跨膜电位的产生及其机制 一 细胞外记录 双相动作电位 蛙坐骨神经的动作电位示意图 例1 2010年海南卷 将记录仪 R 的两个电极置于某一条结构和功能完好的神经表面 如下图 给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋 可在R上记录到电位的变化 能正确反映从刺激开始到兴奋完成这段过程中电位变化的曲线是 D 例2 以枪乌贼的粗大神经纤维做材料 图中箭头表示电流方向 下列说法错误的是A 在a点左侧刺激 依次看到现象的顺序是4 2 3 4B 在b点右侧刺激 依次看到现象的顺序是4 3 2 4C 在a b两点中央刺激会出现1或4现象D 在a b两点中央偏左刺激 依次看到现象的顺序是4 3 2 4 D 二 细胞内记录 以神经纤维为例实验材料 玻璃微电极刺激仪器记录仪器 二 细胞跨膜电位的产生及其机制 1 静息电位 restingpotential RP 静息时神经细胞膜内外离子浓度 脊椎动物 静息电位 细胞未受刺激时 即细胞处于 静息 状态下细胞膜两侧存在的电位差 极性 外正内负 即极化状态 polarization 静息电位的的产生机制 离子学说 ionictheory 对静息电位的解释 当膜外k 浓度升高 静息电位增大还是减小 膜内k 向膜外扩散 以维持膜内外动态平衡水平是形成静息电位的离子基础 所以静息电位主要决定于钾离子的平衡电位 2 动作电位 actionpotential AP 动作电位 指可兴奋细胞在受到刺激而发生兴奋时所产生的外负内正的电位变化 去极化 反极化 复极化 动作电位的产生机制 离子学说 ionictheory 对动作电位的解释 某种刺激使细胞膜产生较缓慢的去极化 从a b 动作电位的产生机制 离子学说 ionictheory 对动作电位的解释 某种刺激使细胞膜产生较缓慢的去极化 从a b 当膜电位达到阈电位 膜上的钠通道开放 允许Na 顺着浓度梯度流进细胞 动作电位的产生机制 离子学说 ionictheory 对动作电位的解释 某种刺激使细胞膜产生较缓慢的去极化 从a b 当膜电位达到阈电位 膜上的钠通道开放 允许Na 顺着浓度梯度流进细胞 Na 流入细胞引起膜进一步去极化 从而引起新的钠通道开放 进一步加快Na 内流 当膜电位上升趋近于平衡时 达到动作电位的顶点d 从b d 动作电位的产生机制 离子学说 ionictheory 对动作电位的解释 某种刺激使细胞膜产生较缓慢的去极化 从a b 当膜电位达到阈电位 膜上的钠通道开放 允许Na 顺着浓度梯度流进细胞 Na 流入细胞引起膜进一步去极化 从而引起新的钠通道开放 进一步加快Na 内流 当膜电位上升趋近于平衡时 达到动作电位的顶点d 从b d 开放的钠通道失活 关闭 而此时钾通道开放 K 迅速外流 使膜复极化 回到静息水平 从d e 动作电位的产生机制 离子学说 ionictheory 对动作电位的解释 某种刺激使细胞膜产生较缓慢的去极化 从a b 当膜电位达到阈电位 膜上的钠通道开放 允许Na 顺着浓度梯度流进细胞 Na 流入细胞引起膜进一步去极化 从而引起新的钠通道开放 进一步加快Na 内流 当膜电位上升趋近于平衡时 达到动作电位的顶点d 从b d 开放的钠通道失活 关闭 而此时钾通道开放 K 迅速外流 使膜复极化 回到静息水平 从d e 动作电位的产生机制 离子学说 ionictheory 对动作电位的解释 某种刺激使细胞膜产生较缓慢的去极化 从a b 当膜电位达到阈电位 膜上的钠通道开放 允许Na 顺着浓度梯度流进细胞 Na 流入细胞引起膜进一步去极化 从而引起新的钠通道开放 进一步加快Na 内流 当膜电位上升趋近于平衡时 达到动作电位的顶点d 从b d 开放的钠通道失活 关闭 而此时钾通道开放 K 迅速外流 使膜复极化 回到静息水平 从d e 当膜外Na 浓度增加 动作电位增大还是减小 动作电位主要特点 1 全或无 性质 就单条神经纤维来说 如果刺激未达到阈值 则不引起动作电位 而动作电位一经引起 其幅度就可达最大值 增加刺激强度对动作电位幅度和频率有何影响 2 非衰减性传导 例3 2009年山东卷 C 例4 2010年宁夏卷 将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液 溶液 中 可测得静息电位 给予细胞一个适宜的刺激 膜两侧出现一个暂时性的电位变化 这种膜电位变化称为动作电位 适当降低溶液S中的Na 浓度 测量该细胞的静息电位和动作电位 可观察到A 静息电位值减小B 静息电位值增大C 动作电位峰值升高D 动作电位峰值降低 D 例5 2010年浙江卷 下图 依次表示蛙坐骨神经受到刺激后的电位变化过程 下列分析正确的是A 图 表示甲乙两个电极处的膜外电位的大小与极性不同B 图 表示甲电极处的膜处于去极化过程 乙电极处的膜处于极化状态C 图 表示甲电极处的膜处于复极化过程 乙电极处的膜处于反极化状态D 图 表示甲乙两个电极处的膜均处于极化状态 D 3 动作电位的传导 ConductionofAP 动作电位以局部电流的形式传导 兴奋部位 未兴奋部位 未兴奋部位 4 神经冲动传导的特点 1 生理完整性 2 双向传导 3 非衰减性 4 绝缘性 5 相对不疲劳性 三 突触的信号传递 一 神经肌肉接点的结构 1 突触前膜 神经末梢细胞膜与肌肉细胞相对的部分 突触间隙 3 突触后膜 肌肉细胞膜 肌膜 与神经末梢相对的部分 突触小泡 每个轴突末梢内含几千甚至上万个突触小泡 每个突触小泡内含上万个乙酰胆碱分子 神经递质 乙酰胆碱受体 Ach受体 三 突触的信号传递 一 神经肌肉接点的结构 1 突触前膜 神经末梢细胞膜与肌肉细胞相对的部分 突触间隙 3 突触后膜肌肉细胞膜 肌膜 与神经末梢相对的部分 突触小泡 每个轴突末梢内含几千甚至上万个突触小泡 每个突触小泡内含上万个乙酰胆碱分子 神经递质 乙酰胆碱酯酶 接点褶中有乙酰胆碱酯酶 可以分解乙酰胆碱 乙酰胆碱受体 乙酰胆碱酯酶分解乙酰胆碱 二 神经肌肉接点突触传递过程 运动神经末梢传来动作电位 突触前膜去极化 钙离子通道开放 钙离子内流入神经末梢 突触小泡与突触前膜融合 通过胞吐释放乙酰胆碱 乙酰胆碱与突触后膜上受体结合 激活受体的离子通道 突触后膜对Na K 通透性增高 突触后膜去极化 肌肉收缩 引发肌膜产生动作电位 例6 2008年全国卷 三 神经肌肉间兴奋传递的特点 1 单向性传递 兴奋只能由神经传向肌肉 而不能由肌肉传向神经 2 时间延搁 突触延搁 传递需0 5 1ms 3 易疲劳 4 易感性 易受物理 化学 温度等因素的影响 箭毒 阻断神经肌肉的兴奋传递 银环蛇毒 可特异性阻断乙酰胆碱受体通道 使兴奋传递受阻 有机磷农药 使胆碱酯酶被磷酰化而丧失活性 造成乙酰胆碱在接头间隙大量蓄积 引起中毒症状 神经毒气 是乙酰胆碱酶的抑制剂 四 神经元间的化学突触类型 化学突触通过释放神经递质 实现兴奋传递 化学突触的兴奋传递的单向的 轴突 胞体突触 轴突 树突突触 轴突 轴突突触 例7 2010年安徽卷 答案 1 A神经冲动的产生需要Na 或海水类似于细胞外液 2 1 将3份离体神经纤维 枪乌贼的巨轴突 分别放置于盛有海水 A 等渗KCl溶液 B 等渗葡萄糖溶液 C 3个培养皿中 若都给予适宜的刺激 填A B C编号 培养皿中的神经纤维可以产生神经冲动 原因是 2 图为神经 肌肉连接示意图 C1 C2表示免疫细