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蒋世禄的生物课堂内外

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【引用】静息电位与动作电位  

2012-04-06 02:12:38|  分类: 生物必修3稳态与 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、静息电位

1、概念表述

       静息电位是指组织细胞静止状态下存在于膜内外两侧的电位差,呈外正内负的极化状态。其值常为数十毫伏,并稳定在某一固定水平。

2、产生条件

     (1)细胞膜内外离子分布不平衡。就正离子来说,膜内K+浓度较高,约为膜外的30倍。膜外Na+浓度较高约为膜内的10倍。从负离子来看,膜外以Cl-为主,膜内则以大分子有机负离子(A-)为主。

     (2)膜对离子通透性的选择。在静息状态下,膜对K+的通透性大,对Na+的通透性则很小(Na+通道关闭),对膜内大分子A-则无通透性。

3、产生过程

       K+顺浓度差向膜外扩散,膜内A-因不能透过细胞膜被阻止在膜内。致使膜外正电荷增多,电位变正,膜内负电荷相对增多,电位变负,这样膜内外便形成一个电位差。当促使K+外流的浓度差和阻止K+外流的电位差这两种拮抗力量达到平衡时,使膜内外的电位差保持一个稳定状态,即静息电位。这就是说,细胞内外K+的不均匀分布和安静状态下细胞膜主要对K+有通透性,是使细胞能保持内负外正的极化状态的基础,所以静息电位又称为K+的平衡电位。

二、动作电位

1、概念表述

       动作电位是指可兴奋细胞受到阈或阈上刺激时,在静息电位的基础上发生的一次快速扩布性电位变化。典型的神经动作电位的波形由峰电位、负后电位和正后电位组成。

2、产生条件

     (1)细胞膜内外离子分布不平衡。细胞内外存在着Na+的浓度差,Na+在细胞外的浓度是细胞内的13倍之多。

      (2)膜对离子通透性的选择。细胞受到一定刺激时,膜对Na+的通透性先增加,对K+的通透性后增加。( 因为Na+通道开放快,失活也快;K+通道开放的慢,失活的也慢,慢到几乎就不出现失活。)

3、产生过程

       (1)去极化:细胞受到阀上刺激→细胞外的Na+顺浓度梯度流人细胞内→当膜内负电位减小到阈电位时Na+通道全部开放→Na+顺浓度梯度瞬间大量内流(正反馈倍增)→细胞内正电荷增加→膜内负电位从减小到消失进而出现膜内正电位→膜内正电位增大到足以对抗由浓度差所致的Na+内流→膜两侧电位达到一个新的平衡点。该过程主要是Na+内流形成的平衡电位,可表示为动作电位模式图的上升支。

       (2)复极化 :去极化达峰值时被激活的Na+通道迅速关闭而失活→Na+内流停止→K+通道逐渐被激活而开放→膜对K+的通透性增加→K+借助于浓度差和电位差快速外流→膜内电位迅速下降(负值迅速上升)→电位恢复静息值。该过程是K+外流形成的,可表示为动作电位模式图的下降支。

      (3)Na+-K+泵转运: 当膜复极化结束后,有一部分Na+在去极化中扩散到细胞内,并有一部分K+在复极过程中扩散到细胞外。这样细胞膜上的Na+-K+泵就会被激活,并开始主动地将膜内的Na+泵出膜外,同时把流失到膜外的K+泵回膜内,Na+—K+的转运是耦联进行的,以恢复兴奋前的离子分布的浓度。

 

 yer.0911

周老师:您好!

今天我遇到一问题图,图内容显示静息电位状态的维持有赖于神经细胞膜上钾离子主动运输的方式进入细胞和钠离子主动运输运出细胞。第二个问题是兴奋时动作电位的形成主要是钠离子协助扩散的方式进入细胞,不涉及钠钾泵,这是上海的一位老师提供的,说这上海的教材中提法。

和您的上述有一点不一致,您怎么理解静息电位的形成时钾离子是通过什么方式通过细胞膜的?谢谢了!

小乜小乜  回复 yer.0911

(1)建立静息电位当然先得通过Na+-K+泵转运来建立离子浓度差,即膜外Na+的浓度高于膜内,即膜内K+的浓度高于膜外,正是有主动运输建立起来的浓度差,才可以实现顺浓度梯度依赖通道蛋白的协助扩散。

(2)动作电位形成并不需要Na+-K+泵的作用,但从动作电位产生到恢复静息电位的过程需要Na+-K+泵。

不知你是否满意,要更具体一点,可以参考大学动物生理学书,谢谢!


 

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