生物必修3課堂教學(xué)課件—通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)②.ppt

第1節(jié) 通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié),高中生物必修3 第2章 動物和人體生命活動的調(diào)節(jié),2019/7/18,神經(jīng)沖動產(chǎn)生、傳導(dǎo)與傳遞,第二課時,刺激、興奮和興奮性的關(guān)系 靜息電位及其形成原理 動作電位及其形成原理 動作電位的傳導(dǎo) 突觸及其信息傳遞。,2019/7/18,刺激（stimulus）,活的機(jī)體或組織細(xì)胞所生存的環(huán)境，條件復(fù)雜、多變，有一些環(huán)境條件變化與機(jī)體活動無關(guān)，有一些能被機(jī)體或組織細(xì)胞所感受，并使它們的活動發(fā)生變化。這種正在變化的并能被機(jī)體所感受的內(nèi)外環(huán)境條件被稱為刺激。 根據(jù)性質(zhì)不同可將刺激分為：機(jī)械的（包括振動、擴(kuò)張、壓力）、化學(xué)的、溫度的、電的、聲的、光的，生物的、放射性的等等，都存在時間的閾值。,興奮（excitation）,機(jī)體對刺激所產(chǎn)生的反應(yīng)是多種多樣的，形式各異，但都屬于各器官或組織細(xì)胞的特有功能表現(xiàn)，如肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)、腺體分泌、纖毛運動、變形運動等等。這些功能表現(xiàn)若在感受有效刺激后明顯加強(qiáng)（由相對靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)轱@著活躍狀態(tài)），生理學(xué)中稱其為興奮；感受有效刺激后功能表現(xiàn)明顯減弱，則稱為抑制。抑制并不是無反應(yīng)，而是與興奮過程相對立的另一種主動過程。如在動物實驗中，以電刺激家兔頸部交感神經(jīng)，動物的心跳加快、加強(qiáng)（興奮）；若刺激頸部迷走神經(jīng)，心跳減慢、減弱，甚至停止（抑制）。,興奮性（excitability）,興奮性是活機(jī)體的另一個重要特征，同時也說明了活機(jī)體與周圍環(huán)境的另一種關(guān)系，即機(jī)體生存的環(huán)境條件改變時能引起機(jī)體活動的變化。這種特性不僅完整機(jī)體有，組成機(jī)體的每一種活組織或活細(xì)胞也具有這種特性。細(xì)胞直接生存的環(huán)境（稱為內(nèi)環(huán)境）條件改變時同樣引起生活的組織或細(xì)胞發(fā)生活動的變化。刺激引起的機(jī)體或組織細(xì)胞活動的變化稱為反應(yīng)。反應(yīng)是刺激引起的，反應(yīng)本身又是生命活動的特征，因此，廣義地說，興奮性是指活機(jī)體或活組織細(xì)胞對刺激發(fā)生反應(yīng)的能力。近些年來，人們對興奮性提出了更本質(zhì)的理解。認(rèn)為興奮性的實質(zhì)是細(xì)胞在受刺激時產(chǎn)生動作電位的能力。興奮就是指產(chǎn)生了動作電位。,刺激、興奮和興奮性,靜息電位及其形成原理,靜息電位（resting potential，RP）：指細(xì)胞未受刺激時存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差。,將一對測量電極中的一個放在細(xì)胞的外表面，另一個與微電極相連，準(zhǔn)備刺入細(xì)胞膜內(nèi)。當(dāng)兩個電極都位于膜外時，電極之間不存在電位差。在微電極尖端刺入膜內(nèi)的一瞬間，示波器上顯示一突然的電位躍變，表明兩個電極間出現(xiàn)電位差，膜內(nèi)側(cè)的電位低于膜外側(cè)電位。該電位差是細(xì)胞安靜時記錄到的，因此稱為靜息電位。,靜息電位及其形成原理,幾乎所有的動、植物細(xì)胞的靜息電位都表現(xiàn)為膜內(nèi)電位值較膜外為負(fù)，如規(guī)定膜外電位為0，膜內(nèi)電位可以負(fù)值表示，即大多數(shù)細(xì)胞的靜息電位在-10-100mV之間。神經(jīng)細(xì)胞的靜息電位約為-70mV，紅細(xì)胞的約為-10mV。,2019/7/18,靜息電位及其形成原理,A- 表示帶負(fù)電的蛋白質(zhì)基團(tuán),由表可見：細(xì)胞膜內(nèi)外的離子呈不均衡分布，膜內(nèi)K+多于膜外，Na+和Cl-低于膜外，即細(xì)胞內(nèi)為高鉀低鈉低氯的狀態(tài)。此外，A-表示帶負(fù)電的蛋白質(zhì)基團(tuán)，僅存在于膜內(nèi)。,安靜時K+離子通過細(xì)胞膜擴(kuò)散的實質(zhì)是因為膜上有非門控的K+離子通道。這種離子通道沒有門，總是開著的。K+離子是否通過和通過多少是由膜兩側(cè)的離子濃度差和電位差決定的。,靜息電位及其形成原理,細(xì)胞內(nèi)外存在K+的濃度差（細(xì)胞內(nèi)高鉀）， K+具有從膜內(nèi)側(cè)向膜外側(cè)擴(kuò)散的趨勢（ K+外流）。雖然胞內(nèi)A-的濃度也很高，但細(xì)胞膜對A-不能通透，它只能因正負(fù)電荷的相互吸引作用，排列于細(xì)胞的內(nèi)側(cè)面。而擴(kuò)散出細(xì)胞的K+也不能遠(yuǎn)離膜，而排列在膜的外側(cè)面。這樣在膜的內(nèi)外兩側(cè)就形成了外正內(nèi)負(fù)的電位差。,K+的這種外向擴(kuò)散不能無限制的進(jìn)行，因為K+外流造成的外正內(nèi)負(fù)的電場力，將阻礙帶正電的K+繼續(xù)外流，而且K+外流愈多，這種電勢的阻礙就會愈大。當(dāng)促使K+外流的膜兩側(cè)K+濃度差勢能， 與阻礙K+外流的電位差勢能相等時，即膜兩側(cè)電-化學(xué)勢的代數(shù)和為零時，K+外流量與回收（回到胞內(nèi)）的量達(dá)到了動態(tài)平衡，K+的跨膜凈移動為零，此時膜兩側(cè)電位差就穩(wěn)定在某一不再增大的數(shù)值，即靜息電位。,靜息電位及其形成原理,靜息電位及其形成原理,在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜內(nèi)K+的高濃度和安靜時膜主要對K+的通透性，是大多數(shù)細(xì)胞產(chǎn)生和維持靜息電位的主要原因。（K+的平衡電位）,靜息電位及其形成原理,細(xì)胞在靜息狀態(tài)下存在于細(xì)胞膜兩側(cè)的電位差，稱為靜息電位，也稱跨膜靜息電位。,靜息電位及其形成原理,人們將細(xì)胞安靜時膜兩側(cè)保持的內(nèi)負(fù)外正的的狀態(tài)稱為膜的極化； 當(dāng)膜電位向膜內(nèi)負(fù)值加大的方向變化時，稱為膜的超極化； 相反，膜電位向膜內(nèi)負(fù)值減小的方向變化，稱為膜的去極化； 細(xì)胞受刺激后先發(fā)生去極化，再向膜內(nèi)為負(fù)的靜息電位水平恢復(fù)，稱為膜的復(fù)極化。,動作電位及其形成原理,動作電位（action potential, AP）：指膜受刺激后在原有的靜息電位基礎(chǔ)上發(fā)生的一次膜兩側(cè)電位的快速而可逆的倒轉(zhuǎn)和復(fù)原。,動作電位及其形成原理,由鋒電位和后電位組成的。鋒電位是AP的主要成分，因此通常說AP時主要指的是鋒電位。 AP的幅度約為90130mV，神經(jīng)和骨骼肌纖維的AP的去極化上升支超過0mV電位水平約35mV。 神經(jīng)纖維的AP一般歷時0.52.0ms，可沿膜擴(kuò)布，又稱神經(jīng)沖動。因此，興奮和神經(jīng)沖動是動作電位的同意語。,動作電位及其形成原理,第一階段：動作電位上升支的形成（去極化相的形成） 產(chǎn)生原因：由于刺激引起膜對Na+的通透性瞬間增大（Na離子通道被激活），膜外的Na+內(nèi)流，使膜電位由-70mV增加至0mV，進(jìn)而上升為+35mV，Na+通道隨之失活。,動作電位及其形成原理,第二階段：動作電位下降支形成： Na+通道失活后，膜恢復(fù)了對K+的通透性，大量的K+外流。使膜電位由正值向負(fù)值轉(zhuǎn)變，形成了動作電位的下降支。 動作電位是在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生的，因此，在體外描記的圖形為一個短促而尖銳的脈沖圖形，似山峰般，稱為峰電位。,動作電位及其形成原理,第三階段：后電位的形成： 當(dāng)膜電位接近靜息電位水平時，K+的跨膜轉(zhuǎn)運停止。隨后，膜上的Na+-K+泵（Na+-K+-ATP酶）被激活，將膜內(nèi)的Na+離子