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生理学理论指导:动作电位及其产生机制

生理学理论指导:动作电位及其产生机制
生理学理论指导:动作电位及其产生机制

在静息电位的基础上,细胞受到一个适当的刺激,其膜电位所发生的迅速、一过性的极性倒转和复原,这种膜电位的波动称为动作电位。动作电位的升支和降支共同形成的一个短促、尖峰状的电位变化,称为锋电位。锋电位在恢复至静息水平之前,会经历一个缓慢而小的电位波动称为后电位,它包括负后电位和正后电位。

细胞的动作电位具有以下共同特征:①动作电位具有“全或无”特性,动作电位是由刺激引起细胞产生的去极化过程。而且刺激必须达到一定强度,使去极化达到一定程度,才能引发动作电位。对于同一类型的单细胞来说一旦产生动作电位,其形状和幅度将保持不变,即使增加刺激强度,动作电位幅度也不再增加,这种特性称为动作电位的全或无(allornone)现象,即动作电位要么不产生要产生就是最大幅度;②动作电位可以进行不衰减的传导,动作电位产生后不会局限于受刺激的部位,而是迅速沿细胞膜向周围扩布,直到整个细胞都依次产生相同的电位变化。在此传导过程中,动作电位的波形和幅度始终保持不变;③动作电位具有不应期。细胞在发生一次兴奋后,其兴奋性会出现一系列变化,包括绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。绝对不应期大约相当于锋电位期间,相对不应期和超常期相当于负后电位出现的时期;低常期相当于正后电位出现的时期。

(二)动作电位的产生机制

动作电位上升支主要由Na+内流形成,接近于Na+的电-化学平衡电位。

1.细胞内外Na+和K+的分布不均匀,细胞外高Na+而细胞内高K+。

2.细胞兴奋时,膜对Na+有选择性通透,Na+顺浓度梯度内流,形成锋电位的上升支。

3.K+外流增加形成了动作电位的下降支。

在不同的膜电位水平或动作电位发生过程中,Na+通道呈现三种基本功能状态:①备用状态:其特征是通道呈关闭状态,但对刺激可发生反应而迅速开放,因此,被称作备用状态;

②激活状态:此时通道开放,离子可经通道进行跨膜扩散;③失活状态:通道关闭,离子不能通过,即使再强的刺激也不能使通道开放。细胞在静息状态即未接受刺激时,通道处于备用状态。当刺激作用时,通道被激活而开放。多数通道开放的时间很短,如产生锋电位上升支的Na+通道开放时间仅为1-2ms,随即进入失活状态。必须经过一段时间,通道才能由失活状态恢复至静息的备用状态。通道的功能状态,决定着细胞是否具有产生动作电位的能力,与不应期有密切联系。

动作电位及其形成原理

动作电位及其形成原理 1.动作电位(action potential, AP) 指膜受刺激后在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电位的快速而可逆的倒转和复原。AP是由锋电位和后电位组成的。锋电位是AP的主要成分,因此通常说AP时主要指的是锋电位。AP的幅度约为90~130mV,神经和骨骼肌纤维的AP的去极化上升支超过0mV电位水平约35mV,这一段称为超射。神经纤维的AP一般历时0.5~2.0ms,可沿膜扩布,又称神经冲动(impulse)。因此,兴奋和神经冲动是动作电位的同意语。 2.动作电位形成的原理 由于AP的峰出现超射,即膜电位由静息时的内负外正转变成内正外负,Hodgkin认为:AP的形成可能不是单纯由于膜对K+通透性发生改变(如仅对K+不再通透,膜电位至多能达到零电位水平),而很可能是受刺激时膜对Na+产生通透的结果。他们降低细胞外液中的Na+浓度时,观察到AP峰电位的幅度和上升支的斜率均降低,说明AP确是由于膜对Na+的通透性增加而造成的。而AP的复极化过程可能是由于膜重新对K+通透造成的。 AP的组成 (1)AP产生的离子学说:电压钳方法的研究 关于细胞受刺激时膜对Na+的通透性增加的原因,Hodgkin和Huxley认为,可能是电刺激改变了膜的极化状态(膜电位改变),导致膜的通透性改变而出现离子流的结果。要证实这一猜想,只需人为改变膜电位的大小并观察其对离子流的影响。然而,由欧姆定律可知,电阻一定时,电流发生改变,必然引起膜电位随之变化,这样就无法观察膜电位对离子流的影响。于是他们创造性地设计并进行了著名的电压钳实验,通过将膜电位钳制在不同水平,以避免离子流反过来影响电压值。 电压钳方法:通过电压电极施加指令电压,若该电压变化引起了膜对Na+或K+的通透性发生改变,膜上将出现相应的离子流。电流电极记录到的膜电流值一方面作为实验结果,一方面又作为电压钳放大器发出的对抗电流的参考值,该对抗电流的大小与膜离子流相等,但方向相反,因而可维持指令电压。如果要单独观察Na+电流,可用TEA(tetraethylammonium,四乙基胺)阻断K+外流后得到;单独观察K+外流,则用TTX(tetrodotoxin,河豚毒)阻断Na+内流后得到。

静息电位和动作电位产生的具体原因

静息电位和动作电位产生的具体原因 伴随生命活动的电现象,称为生物电。关于生物电在生命活动中所起的作用,目前还不十分清楚。本节着重以神经纤维为例讨论细胞水平生物电的表现形式,即静息电位和动作电位。 一、静息电位及其产生机制 (一)静息电位 静息电位是指细胞在安静状态下,存在于细胞膜的电位差。这个差值在不同的细胞是不一样的,就神经纤维而言为膜外电位比膜内电位高70~90mv。如规定膜外电位为0,则膜内电位当为负值(-70~-90mv)。细胞在安静状态时,保持比较稳定的外正内负的状态,称为极化。极化状态是细胞处于生理静息状态的标志。以静息电位为准,膜内负电位增大,称为超极化。膜内负电位减小,称为去或除极化。细胞兴奋后,膜电位又恢复到极化状态,称为复极化。 (二)静息电位产生的机制 “离子学说”认为,细胞水平生物电产生的前提有二:①细胞内外离子分布和浓度不同。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细胞膜在不同的情况下,对不同离子的通透性并不一样,如在静息状态下,膜对K 的通透性大,对Na 的通透性则很小。对膜内大分子A-则无通透性。 由于膜内外存在着K 浓度梯度,而且在静息状态下,膜对K 又有较大的通透性(K 通道开放),所以一部分K 便会顺着浓度梯度向膜外扩散,即K 外流。膜内带负电荷的大分子A-,由于电荷异性相吸的作用,也应随K 外流,但因不能透过细胞膜而被阻止在膜的内表面,致使膜外正电荷增多,电位变正,膜内负电荷增多,电位变负。这样膜内外之间便形成了电位差,它在膜外排斥K 外流,在膜内又牵制K 的外流,于是K 外流逐渐减少。当促使K 流的浓度梯度和阻止K 外流的电梯度这两种抵抗力量相等时,K 的净外流停止,使膜内外的电位差保持在一个稳定状态。因此,可以说静息电位主要是K 外流所形成的电一化学平衡电位。 二、动作电位及其产生机制 (一)动作电位 细胞受刺激时,在静息电位的基础上发生一次短暂的扩布性的电位变化,这种电位变化称为动作电位。 实验观察,动作电位包括一个上升相和一个下降相(图2-3)。上升相代表膜的去极化过程。以0mv电位为界,上升相的下半部分为膜的去极化,是膜内负电位减小,由-70~-90mv.变为0mv;上升相的上半部分是膜的反极化(超射),是膜电位的极性发生倒转即膜外变负,膜内变正,由0mv上升到20~40mv。上升相膜内电位上升幅度约为90~130mv。下降相代表膜的复极化过程。它是膜内电位从上升相顶端下降到静息电位水平的过程。由于动作电位幅度大、时间短不超过2ms,波形很象一个尖峰,故又称峰电位。在峰电位完全恢复到静息电位水平之前,膜两侧还有微小的连续缓慢的电变化,称为后电位。 (二)动作电位产生的机制 动作电位产生的机制与静息电位相似,都与细胞膜的通透性及离子转运有关。 l.去极化过程当细胞受刺激而兴奋时,膜对Na 通透性增大,对K 通透性减小,于是细胞外的Na 便会顺其波度梯度和电梯度向胞内扩散,导致膜内负电位减小,直至膜内电位比膜外高,形成内正外负的反极化状态。当促使Na 内流的浓度梯度和阻止Na 内流的电梯度,这两种拮抗力量相等时,Na 的净内流停止。因此,可以说动作电位的去极化过程相当于Na 内流所形成的电一化学平衡电位。 2.复极化过程当细胞膜除极到峰值时,细胞膜的Na 通道迅速关闭,而对K 的通透性增

蟾蜍坐骨神经干动作电位传导速度和兴奋性不应期的测定实验报告

实验二蟾蜍坐骨神经干动作电位传导速度和兴奋性不应期的测定 一、蟾蜍坐骨神经干动作电位引导及传导速度测定 实验目的:加强理解兴奋传导的概念,掌握测定神经干动作电位传导速度的方法。 熟悉仪器设备的操作。 实验原理:通过测出示波器上动作电位传导的距离和传导所需的时间,计算传导速度,可以了解神经的兴奋状态。 1.潜伏期法:测量第一个通道动作电位潜伏期的时间t,输入刺激电极到第一个引导电极间的距离s,v=s/t。 2.潜峰法:测量两个通道的动作电位波峰间的时间差和两对引导电极间的距离,v=(s2-s1)/(t2-t1)。 实验步骤:1.制备坐骨神经-腓神经标本,放入神经屏蔽盒。 2.连接仪器,引导动作电位波形。 3.剪裁编辑图形,计算传导速度。 实验结果:1.(见图) 2.计算 S=10mm,t=0.33ms,v=10mm/0.33ms=33m/s 分析讨论: 1.我们通过对潜伏期法和潜峰法测定结果的比较,结合神经干的特性进行分析:动作电位的起点本质是神经干中传导速度最快的一类神经纤维传导兴奋到达记录点引起的,潜伏期法测量的速度本质是此类神经纤维的传导速度。而潜峰法的形成本质是各种神经纤维兴奋相互叠加后最强的部分。如果采用潜峰法

测量,由于“迁延效应”代表的时间不够准确,不能代表神经干的传导速度,故应该采用潜伏期测量才更准确。 2,.兴奋以局部电流的方式沿着神经干表面传导,兴奋传播过程中造成引导电极下电位改变,故可记录到双相动作电位.通过两对引导电极可观察到兴奋由一对引导电极下传至另一对引导电极下所需时间,根据兴奋传播的距离和所需时间即可计算出传导速度. 实验结论:本实验中测出神经干动作电位的传导速度为33m/s。由实验可知,神经纤维在静息状态下受到有效刺激可产生动作电位,同一条神经干中不同的神经纤维兴奋性不完全相同,且在一次兴奋后兴奋性发生改变,兴奋以一定的速度在神经干表面传导,神经兴奋的传导依赖于神经纤维的完整性。 二、兴奋性不应期的测定 实验目的:了解测定不应期的方法和原理,并加深对兴奋性在兴奋过程中的变化过程的理解。 实验原理:神经纤维受到适宜刺激后,产生兴奋,即动作电位。一次兴奋产生后,必须经绝对不应期、相对不应期、超常期等变化后,兴奋性才能恢复。本实验中先给一个条件刺激,再用另一个检验刺激在兴奋的不同时期给予刺 激,检查神经对检验性刺激反应的兴奋阈值及所引起动作电位的幅度。即可观察到神经组织兴奋性的变化过程。 实验步骤: 1.制备坐骨神经-腓神经标本,并浸在任氏液中,待其兴奋性稳定后实验。 2.连接仪器,设置实验参数,观察并测量神经干的不应期。 实验结果:(见图) 分析讨论:

生理学考试试题附 答案

基本组织: 一、单项选择题 1.衡量组织兴奋性的指标是()。 A.动作电位B.肌肉收缩或腺体分泌C.阈电位D.刺激阈E.以上均不是 2.下列关于反射的叙述,正确的是()。 A.反射弧都是固定不变的B.同一刺激的反射效应相同C.刺激传入神经所产生的反应也是反射D.反射弧的传出途径可以通过体液环节E.反射活动不一定需要反射弧的完整3.下列生理过程中,哪一个不是正反馈()。 A.排尿反射B.血液凝固C.分娩D.组织细胞受到刺激后,通过细胞膜的再生式钠内流E.血浆晶体渗透压增高时,ADH增多使肾脏对水的重吸收增强 4.下列生理过程中,不属于出胞作用的是()。 A.胃腺粘液细胞将粘液分泌到胃腔中B.胰腺细胞分泌胰蛋白酶原到导管中 C.肾小管上皮细胞向管腔分泌NH3D.副交感神经节后纤维末梢释放乙酰胆碱E.交感神经节后纤维末梢释放去甲肾上腺素 5.如果动作电位的持续时间为2ms,理论上每秒能传导的动作电位数不可能超过()。 A. 100次B. 200次C. 300次D. 400次E. 500次 6.降低细胞外液中Na+浓度时,发生的变化是()。 A.静息电位增大,动作电位幅值不变B.静息电位增大,动作电位幅值增高 C.静息电位不变,动作电位幅值降低D.静息电位不变,动作电位幅值增高 E.静息电位减小,动作电位幅值增高 7.安静时,细胞膜内K+向膜外移动是由于()。

A.单纯扩散B.易化扩散C.主动转运D.出胞作用E.以上都不是 8.肠上皮细胞由肠腔吸收葡萄糖是由于()。 A.单纯扩散B.易化扩散C.主动转运D.出胞作用E.吞噬作用 9.一般细胞用于维持钠泵转运的能量大约占其代谢能量的()。 A. 5~10%B. 10~20%C. 20~30%D. 30~40%E. 40~50% 10.正常细胞膜内K+浓度约为膜外钾离子浓度的()。 A. 12倍B. 30倍C. 50倍D. 70倍E. 90倍 11.正常细胞膜外Na+浓度约为膜内钠离子浓度的()。 A. 1倍B. 5倍C. 12倍D. 18倍E. 21倍 12.神经细胞在接受一次有效刺激后,兴奋性的周期变化是()。 A.相对不应期→绝对不应期→超常期→低常期 B.绝对不应期→相对不应期→低常期→超常期 C.绝对不应期→低常期→相对不应期→超常期 D.绝对不应期→相对不应期→超常期→低常期 E.绝对不应期→超常期→低常期→相对不应期 13.单根神经纤维的动作电位中负后电位出现在()。 A.去极相之后B.超射之后C.峰电位之后D.正后电位之后E.以上都不是14.就绝对值而言,静息电位的实测值与K+平衡电位的理论值相比()。 A.前者约大10%B.前者大C.前者小D.两者相等E.以上都不对 1

实验报告神经干动作电位妇人实验报告_0986文档

2020 实验报告神经干动作电位妇人实验报告_0986文档 EDUCATION WORD

实验报告神经干动作电位妇人实验报告_0986文档 前言语料:温馨提醒,教育,就是实现上述社会功能的最重要的一个独立出来的过程。其目的,就是把之前无数个人有价值的观察、体验、思考中的精华,以浓缩、系统化、易于理解记忆掌握的方式,传递给当下的无数个人,让个人从中获益,丰富自己的人生体验,也支撑整个社会的运作和发展。 本文内容如下:【下载该文档后使用Word打开】 1.捣毁脑脊髓 2.分离坐骨神经 3.安放引导电极 4.安放刺激电极 5.启动试验系统 6.观察记录 7.保存 8.编辑输出 1.观察神经干双相动作电位引导(单通道,单刺激) 如图,观察到一个双相动作电位波形。 2.神经干双相动作电位传导速度测定(双通道,单刺激) (1)选择“神经骨骼肌实验”―“传导速度测定”

(2)改变单刺激强度 (3)传导速度=传导距离(R1--R2-)/传导时间(t2-t1) 如图所示,两个波峰之间的传导时间△t=(t2-t1)=0.66ms 实验中,我们设定在引导电极1和3之间的距离△R=(R1--R2-)=1cm 故传导速度v=△R/△t=1cm/0.66ms=15.2m/s 3.神经干双相动作电位不应期观察 由上图可知,当刺激间隔时间为 4.61ms时,两双相动作电位开始融合,此时为总不应期;当刺激间隔时间为1.05ms时,双相动作电位完全融合,此时为绝对不应期。 故相对不应期=总不应期?C绝对不应期=4.61ms?C1.05ms=3.56ms 4.普鲁卡因对神经冲动传导的阻滞作用 如图所示,在两通道之间滴加普鲁卡因后,两双相电位间的波峰间隔时间为 1.03ms,由引导电极之间的间隔距离1cm,得此时传导速度: V1=1cm/1.03ms=9.71m/s 5.机械损伤对坐骨神经干双向动作电位的影响 由图可知,当剪断两引导电极之间的神经干时,第二通道的双相动作电位消失。故机械损伤对神经动作电位传导的阻滞作用比局麻药强。 6.实验注意事项 a)牛蛙腓肠肌后的神经干分支较难找,可以适当剪开周围软

动作电位微专题复习

动作电位微专题复习 教学反思:动作电位有关的知识是高考的高频考点,也是教学的重点和难点,需要进一步进行微专题复习。 1.动作电位产生的机制 (1)阈刺激或阈上刺激使膜对Na+的通透性增加,Na+顺浓度梯度及电位差内流,使膜去极化,形成动作电位的上升支。 (2)Na+通道失活,而K+通道开放,K+外流,复极化形成动作电位的下降支。 2.动作电位的测量 静息电位常见的测定方式是将电流表的两个电极一个放在神经纤维的外侧,另一个放在神经纤维的内侧,由于内外两侧存在电势差,因此电流表指针会发生偏转。 在一个神经纤维上的测定:是指将电流表的两个电极放在同一个神经纤维的外侧(A处和B 处),来测定两个电极处是否有电位差。 3.动作电位产生的影响因素 主要是Na+的平衡电位,此外,其它离子如Ca2+和Cl-,离子通道阻断剂,细胞的代谢等因素。 4.动作电位的传导 动作电位的传导实际上就是兴奋膜向前移动的过程。在受到刺激产生兴奋的轴突与周围静息膜之间都可以产生局部电流,因此可以向两个方向传导,被称之为动作电位的双向传导。动作电位在传导过程中是不衰减的,其原因在于动作电位在传导时,实际上是去极化区域的移动和动作电位的逐次产生,每次产生的动作电位幅度都接近于钠离子的平衡电位,可见其传导距离与幅度是不相关的,因此动作电位幅度不会因传导距离的增加而发生变化。 神经纤维的传导速度极快,但不同的神经纤维的传导速度变化很大。例如,人体的一些较粗的有髓纤维传导速度可达100m/s,而某些较细的无髓纤维的传导速度甚至低于1m/s。 光在空气中的速度:

电流速度为什么就和光速相等 电流是以电场的方式传递的,就是光速.但导线中电子的速度却是很慢的. 在金属导线中,电能的传输速度是每秒三十万公里,与光速同,而我们在大型直线加速器中只能把电子加速到接近光速,其质量已达电子静止质量的四万倍以上,消耗的能量够一座小城镇的用量.从重力场理论中知道,光速是光能传导速度,是能量空间的调整速度,电流速度就是电能传导速度. “电”的传播过程大致是这样的:电路接通以前,金属导线中虽然各处都有自由电子,但导线内并无电场,整个导线处于静电平衡状态,自由电子只做无规则的热运动而没有定向运动,当然导线中也没有电流.当电路一接通,电场就会把场源变化的信息,以大约光速的速度传播出去,使电路各处的导线中迅速建立起电场,电场推动当地的自由电子做漂移运动,形成电流.那种认为开关接通后,自由电子从电源出发,以漂移速度定向运动,到达电灯之后,灯才能亮,完全是一种误解.

生理实验报告神经干复合动作电位

人体解剖及动物生理学实验报告 实验名称神经干复合动作电位 姓名 学号 系别 组别 同组姓名

实验室温度20℃ 实验日期2015年4月24日 一、实验题目 蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP) A蟾蜍坐骨神经干CAP阈值和最大幅度的确定 B蟾蜍坐骨神经干CAP传导速度的确定 C蟾蜍坐骨神经干CAP不应期的确定 二、实验目的 确定蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)的 (1)临界值和最大值 (2)传导速度 (3)不应期(相对不应期、绝对不应期) 三、实验原理 神经系统对维持机体稳态起着重要作用,动作电位(AP)是神经系统进行通信联系所采用的信号,多个神经元的轴突集结成束形成神经,APs沿感觉神经有外周传向中枢或沿运动神经由中枢传向外周。坐骨神经干由上百根感觉神经和运动神经组成,分别联系腿部的感受器和效应器(骨骼肌)。如果电刺激一根离体的坐骨神经干,通过细胞外引导方式,就能记录到神经干复合动作电位(CAP)。一个CAP是一系列具有不同兴奋

性的神经纤维产生的多个AP的总和。刺激强度越爱,兴奋的神经纤维数目就越多,CAP 的幅度也就越大。与胞内引导得到的单细胞AP相比,CAP是双相电位,逐级递增(非全或无),并且幅度较小。 阈电位是指一个刚刚能观测到的CAP,所对应的刺激为阈刺激。在一定范围内增加刺激强度,CAP幅度相应增大。最大CAP所对应的最小刺激电位即最大刺激。 动作电位可以沿神经以一定的速度不衰减地传导,传导速度的快慢基于多种因素,这些因素决定了生物体对其坏境的适应性。它们包括神经的直径、有无髓鞘、温度等等。 神经在一次兴奋过程中,其兴奋性将发生一个周期性的变化,最终恢复正常。兴奋的周期性变化,依次包括绝对不应期、相对不应期等等。绝对不应期内,无论多么强大的刺激都不能引起神经再一次兴奋;相对不应期内,神经兴奋性较低,较大的刺激能够引起兴奋。绝对不应期决定了神经发放冲动(动作电位)的最高频率,保证了动作电位不能叠加(区别于局部电位),以及单向传导(只能有受刺激部位向远端传导,不能返回)的特性。不应期的产生依赖于细胞膜上特定离子通道的特点,如钠、钾离子通道。 四、实验方法 蟾蜍坐骨神经标本的制作 1.双毁髓处死蟾蜍后,剥去皮肤,暴露腰骶丛神经,游离大腿肌肉之间的坐骨神经 干及其下行到小腿的两个分支:胫神经和腓神经,三段结扎,剪去无关分支后离体。注意保持神经湿润。 2. 将神经搭于标本盒内,保证神经与电极充分接触,中枢端接触刺激电极S1和S2, 外周端接触记录电极R1-R2,之间接触接地电极。 3. 刺激输出线两夹子分别连接标本盒的刺激电极S1和S2,插头接生物信号采集系 统RM6240的刺激输出插口;信号输入倒显得红色和绿色夹子分别连接记录电极(绿色夹子在前,引导出正向波形,即出现的第一个波峰向上),黑色夹子连接接地电极,插头接通道1.

窦房结P细胞跨膜电位和产生机理

【提问】窦房结P细胞跨膜电位及产生机理? 【回答】学员dbss9ffe42,您好!您的问题答复如下:外Ca2+浓度的影响,可被Ca2+通道抑制剂(如维拉帕米、Mn2+)阻断。当膜电位由最大复极电位自动去极化到阈电位时,膜上L型Ca2+抖通道被激活,引起Ca2+。内流,导致0期去极化。 祝您学习愉快! 【追问】那么请问窦房结P细胞的复极化是受什么影响【回答】学员nflalihh,您好!您的问题答复如下: 窦房结细胞的动作电位具有以下特点: ①最大复极电位与阈电位的绝对值小; ②0期去极化的幅度小、时程长、去极化速率较慢; ③没有明显的复极1期和2期; ④4期自动去极化速度快。 1.去极化过程:0期去极L型Ca2+通道激活,Ca2+内流。 2.复极化过程:3期复极L型Ca2+通道逐渐失活,Ca2+内流相应减少,及Ik通道的开放,K+外流增加。 3.4期自动去极化机制:①IK:复极至-60mV时,因失活逐渐关闭,导致K+外流衰减,是最重要的离子基础;②Ica-T:

在4期自动去极化到-50mV时,T型Ca2+通道激活,引起少量Ca2+内流参与4期自动去极化后期的形成;③If:窦房结细胞最大复极电位只有-70mY,If不能充分激活,在P细胞4期自动去极化中作用不大。 【追问】老师这道题还是不明白 【回答】学员zhulipeng,您好!您的问题答复如下:窦房结细胞的生物电特点是没有稳定的静息电位。动作电位复极至3期末进入第4期,便自动缓慢去极。 窦房结的最大舒张电位约-60mV,阈电位约-40mV。 0期去极化速度缓慢,主要是Ca2+缓慢内流引起。复极化无明显的l期和2期平台,随即转入复极化3期,后者主要是K+外流形成。4期的自动去极化主要是由于K+通道逐渐关闭,Na+、Ca2+内流逐渐增多而引起。

生理实验报告神经干复合动作电位

人体解剖及动物生理学实验报告实验名称神经干复合动作电位 姓名 学号 系别 组别 同组姓名 实验室温度20℃ 实验日期2015年4月24日一、实验题目 蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP) A蟾蜍坐骨神经干CAP阈值和最大幅度的确定 B蟾蜍坐骨神经干CAP传导速度的确定 C蟾蜍坐骨神经干CAP不应期的确定 二、实验目的 确定蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)的 (1)临界值和最大值

(2)传导速度 (3)不应期(相对不应期、绝对不应期) 三、实验原理 神经系统对维持机体稳态起着重要作用,动作电位(AP)是神经系统进行通信联系所采用的信号,多个神经元的轴突集结成束形成神经,APs沿感觉神经有外周传向中枢或沿运动神经由中枢传向外周。坐骨神经干由上百根感觉神经和运动神经组成,分别联系腿部的感受器和效应器(骨骼肌)。如果电刺激一根离体的坐骨神经干,通过细胞外引导方式,就能记录到神经干复合动作电位(CAP)。一个CAP是一系列具有不同兴奋性的神经纤维产生的多个AP的总和。刺激强度越爱,兴奋的神经纤维数目就越多,CAP的幅度也就越大。与胞内引导得到的单细胞AP相比,CAP是双相电位,逐级递增(非全或无),并且幅度较小。 阈电位是指一个刚刚能观测到的CAP,所对应的刺激为阈刺激。在一定范围内增加刺激强度,CAP幅度相应增大。最大CAP所对应的最小刺激电位即最大刺激。 动作电位可以沿神经以一定的速度不衰减地传导,传导速度的快慢基于多种因素,这些因素决定了生物体对其坏境的适应性。它们包括神经的直径、有无髓鞘、温度等等。 神经在一次兴奋过程中,其兴奋性将发生一个周期性的变化,最终恢复正常。兴奋的周期性变化,依次包括绝对不应期、相对不应期等等。绝对不应期内,无论多么强大的刺激都不能引起神经再一次兴奋;相对不应期内,神经兴奋性较低,较大的刺激能够引起兴奋。绝对不应期决定了神经发放冲动(动作电位)的最高频率,保证了动作电位不能叠加(区别于局部电位),以及单向传导(只能有受刺激部位向远端传导,不能返回)的特性。不应期的产生依赖于细胞膜上特定离子通道的特点,如钠、钾离子通道。 四、实验方法 蟾蜍坐骨神经标本的制作 1.双毁髓处死蟾蜍后,剥去皮肤,暴露腰骶丛神经,游离大腿肌肉之间的坐骨神经干及其下行到小腿 的两个分支:胫神经和腓神经,三段结扎,剪去无关分支后离体。注意保持神经湿润。 2. 将神经搭于标本盒内,保证神经与电极充分接触,中枢端接触刺激电极S1和S2,外周端接触记录 电极R1-R2,之间接触接地电极。

神经细胞动作电位形成的机制及影响因素

讨论神经细胞动作电位形成的机制及影响因素。 动作电位是可兴奋细胞受到刺激时,在静息电位的基础上爆发的一次迅速的,可逆的,并且是可传导的电位变化。 1、神经细胞动作电位形成的机制: ①当细胞受到刺激时,细胞膜上少量Na+通道被激活而开放,Na+顺浓度差,少量内流,导致膜内外电位差下降,产生局部电位。 ②当膜内电位变化到阈电位时,Na+通道大量开放。 ③Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引,引发再生式内流。 ④膜内负电位减小到零并变为正电位,形成动作电位(AP)上升支。 ⑤Na+通道关闭,Na+内流停止的同时K+通道被激活而开放。 ⑥由于K+顺浓度差和膜内正电位的吸引,K+迅速外流。 ⑦膜内电位迅速下降,恢复到静息电位(RP)水平,即AP 下降支。 ⑧钠泵的作用,将进入膜内的钠离子泵出膜外同时将膜外多余的钾离子泵入膜内,恢复兴奋前时离子分布的浓度。 2、影响动作电位形成的因素: 主要是Na+的平衡电位,此外,还有其它离子如Ca2+和Cl-,离子通道阻断剂,细胞的代谢等因素。 主要为Na+的平衡电位:

①细胞膜两侧存在离子浓度差,细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外,而细胞外钠离子、钙离子、氯离子高于细胞内,这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。(主要是钠-钾泵(每3个Na+流出细胞, 就有2个K+流入细胞内。即Na+:K+ =3:2)的转运)。 ②细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同,例如,安静时主要允许钾离子通透,而去极化到阈电位水平时,又主要允许钠离子通透。 ③可兴奋组织或细胞受阈刺激或阈上刺激。 在细胞膜上任何一点产生的动作电位会不衰减地传播到整 个细胞膜上,这称之为动作电位的传导。如果是发生在神经纤维上,传导的动作电位又称为神经冲动。 以神经元为例,动作电位沿轴突的传导是通过跨膜的局部电流实现的。给轴突的某一位点以足够强的刺激,可使其产生动作电位。此时该段膜内外两侧的电位差发生暂时的翻转,即由安静时膜内为负、膜外为正的状态转化为兴奋时的膜内为正、膜外为负的状态,称其为兴奋膜。 兴奋膜与周围的静息膜(未兴奋的膜)无论在膜内还是膜外均存在有电位差,同时细胞膜的两侧的溶液都是导电的,所以兴奋膜与静息膜之间可发生电荷移动,这种电荷移动就是局部电流。在膜外侧,电流从静息膜流向兴奋膜;在膜内侧,电流由兴奋膜流向静息膜。

机能学实验报告

机能学实验报告 实验一、小肠平滑肌生理特性的观察与分析 一、实验目的—— 1.观察温度、乙酰胆碱、肾上腺素等药物对离体家兔小肠平滑肌的作用; 2.观察消化道平滑肌的一般生理特性及分析理化环境改变对其舒缩活动的影响。 二、实验原理 消化道平滑肌和骨骼肌、心肌一样,也具有兴奋性、传导性和收缩性,有些也具有自律性。相比之下消化道平滑肌的兴奋性低,收缩慢,伸展性大,具有紧张性收缩,对化学物质、温度变化

及牵张刺激较敏感等特性。小肠离体后,置于适宜的溶液中,观察其收缩活动及环境变化的影响,观察分析上述生理特性。 三、实验材料--- 1、实验动物:家兔 2、器械、药品:电热恒温水浴锅、浴槽、张力换能器(量程为25g以下)、BL-410生物记录系统、L型通气管、道氏袋、注射器、培养皿、温度计、烧杯、螺丝夹、三维调节器、台氏液、0.01%去甲肾上腺素、0.01%乙酰胆碱、1mol/L NaOH溶液、lmol/L HCl 溶液、2%CaCI2溶液。 四、实验方法和步骤 1、标本制备流程: ①击昏家兔: 用木槌猛击兔头枕部,使其昏迷。 ②剖开腹腔快速取出肠管: 立即剖开腹腔,找出胃幽门与十二指肠交界处,快速取长20~30cm的肠管,先将与该肠管相连的肠系膜沿肠缘剪去,置于供氧台氏液中轻轻漂洗,把肠内容物基本洗净。 ③制作离体肠标本: 将肠管分成数段,每段长2-3cm,两端各系一条

线,保存于供氧的38C左右的台氏液中 2、仪器安装与调试实验安装(如图): 恒温水浴锅控制加热,恒温工作点定在38C。 将充满氧气的道氏袋与通气钩相连接,将肠段一端系在通气管钩上,另一端与张力换能器相连。控制通气量,使氧气从通气管前端呈单个而不是成串逸出。 仪器调试:BL-410系统的使用,选择“实验项目”中的“消化实验”选中“消化道平滑肌生理特性”。相关参数设置的参考值:时间常数t -DC 高频滤波 F —30Hz,显速—4.00s/div,增益—100g。用鼠标左键单击工具条上的“开始” 按钮,调节参数至波形幅度、密度适当,待收缩曲线稳定后,单击记录按钮。 观察项目现象及解释 1.待标本稳定后,记录小肠平滑肌收缩的对照曲线。 2?乙酰胆碱的作用用滴管吸入0.01%乙酰胆碱向灌流浴槽内滴1~2滴。观察到明显效应后,立即从排水管放出浴槽内含乙酰胆碱的台氏液,加入新鲜温台氏液,由此反复3次,以洗涤或稀释残留的乙酰胆碱,使之达到无效浓度,待小肠运动恢复后进行

动作电位、静息电位等的产生机制及特征

动作电位、静息电位等的产生机制及特征: 静息电位产生的原理是这样的:神经元在静息情况下,细胞膜对K +具有较高的通透性,而对Na +等的通透性很低,并且胞内K +的浓度要远远高于胞外,因此在浓度差的驱动下,K +从胞内流向胞外,而由于K +带有1个正电荷的电量,因此随着K +的流动,膜两侧会形成一个逐渐增大的电位差,这个电位差则会阻止K +进一步进行跨膜扩散。当促进K +向外流动的浓度差与阻止K +向外流动的电位差相等时,离子的净移动就会停止,这是跨膜的电位差称为K +离子的平衡电位(equilibrium potential ),可以根据能斯特(Nernst )方程计算出K +的平衡电位, [K]ln [K]o K i RT E ZF 以上的能斯特方程中,E K 为K +的平衡电位,R 为气体常数,T 为绝对温度,Z 为离子价数,F 为法拉第常数,[K]o 和 [K]i 分别为钾离子在胞外和胞内的浓度,我们将上述参数的值代入后可以计算出K +的平衡电位为-75mV ,而同样的也可以计算出Na +的平衡电位为+55mV 。根据这一能斯特理论,1902年这一静息电位产生机制的“膜假说”被提出了,尽管多数人们接受这一理论,但一直未能得到证实。直到1939年,生物学家Hodgkin 和Huxley 从枪乌贼的巨大神经轴突中第一次精确记录到了静息电位,结果为-60 mV ,与计算推测的K +的平衡电位接近,证实了“膜假说”的可靠性。但实际的静息电位E m 并不完全等于E K ,而是介于E K 和E Na 之间。这说明静息电位的形成主要是K +跨膜流动形成的,但Na +的流动也参与其中。 我们在理解了静息电位产生的机制之后,进一步来探讨动作电位的机制。我们知道电位的变化,归根到底就是膜两侧的离子快速跨膜流动的结果。经过近20年的时间,随着实验技术特别是电压钳、膜片钳(patch clamp technique)等技术的发展,生物学家通过不断的实验研究,才逐渐明确了动作电位的产生机制。动作电位的去极化相是由带正电荷的离子从胞外向胞内移动(例如Na +和Ca 2+的内流)产生的,称为内向电流(inwar current ),相反动作电位的复极化相是由带正电荷的离子(K +)从胞内向胞外移动产生的,称为外向电流(outward current )。但外向电流也可以由带负电荷的离子从胞外流向胞内形成,例如Cl -,那么介导动作电位生成的离子成分是什么?它们是如何被准确控制进行流动的? 最早是由Hodgkin 和Huxley 提出了“钠学说”,由于他们记录到动作电位的峰值达到+50 mV ,非常接近Na + 的平衡电位,因此他们认为在动作电位爆发时,Na + 的一过性内流使得膜电位出现快速、短暂的去极化。而后又设计了

生理学理论指导:动作电位及其产生机制

在静息电位的基础上,细胞受到一个适当的刺激,其膜电位所发生的迅速、一过性的极性倒转和复原,这种膜电位的波动称为动作电位。动作电位的升支和降支共同形成的一个短促、尖峰状的电位变化,称为锋电位。锋电位在恢复至静息水平之前,会经历一个缓慢而小的电位波动称为后电位,它包括负后电位和正后电位。 细胞的动作电位具有以下共同特征:①动作电位具有“全或无” 特性,动作电位是由刺激引起细胞产生的去极化过程。而且刺激必须达到一定强度,使去极化达到一定程度,才能引发动作电位。对于同一类型的单细胞来说一旦产生动作电位,其形状和幅度将保持不变,即使增加刺激强度,动作电位幅度也不再增加,这种特性称为动作电位的全或无 ( allornone )现象,即动作电位要么不产生要产生就是最大幅度;②动作电位可以进行不衰减的传导,动作电位产生后不会局限于受刺激的部位,而是迅速沿细胞膜向周围扩布,直到整个细胞都依次产生相同的电位变化。在此传导过程中,动作电位的波形和幅度始终保持不变;③动作电位具有不应期。细胞在发生一次兴奋后,其兴奋性会出现一系列变化,包括绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。绝对不应期大约相当于锋电位期间,相对不应期和超常期相当于负后电位出现的时期;低常期相当于正后电位出现的时期。 (二)动作电位的产生机制 动作电位上升支主要由Na吶流形成,接近于Na啲电-化学平衡电位。 1.细胞内外Na+和K+的分布不均匀,细胞外高Na+而细胞内高K+。 2.细胞兴奋时,膜对Na+有选择性通透,Na+顺浓度梯度内流,形成锋电位的上升支。 3.K+外流增加形成了动作电位的下降支。 在不同的膜电位水平或动作电位发生过程中,Na+通道呈现三种基本

静息电位动作电位的产生机制及影响其大小的主要因素

静息电位,动作电位的产生机制及影响其大小的主要因素 一、静息电位(resting potential, RP) 1、概念:静息电位:细胞在静息(未受刺激)状态下膜两侧的电位差称静息电位(膜电位) 2、静息时细胞的特点 静息时细胞内外离子的特点:①细胞内[K+]一般比细胞外液高30倍;②细胞内带负电荷的生物大分子(主要是蛋白质)比细胞外液高10倍;③细胞外液中[Na+]和[CL-]都比细胞内高20倍。所以,细胞内正离子主要为K+,负离子主要为带负电荷的蛋白质分子。细胞外正离子主要为Na+,负离子主要为CL- 。 静息时细胞膜的选择通透性:①带负电荷的蛋白质分子完全不可通过;②Na+和CL-通透性极小;③K+有较大的通透性。3、静息电位形成的机理:细胞内的K+在细胞膜内外浓度差(内高外低)作用下携带正离子外流,当膜内外K+浓度差(K+外流动力)和K+外流所形成的电位差(K+外流阻力)达到动态平衡时,K+的净通量为零,此时所形成的电位差稳定于某一数值而不再增加,即形成静息电位;所以说静息电位实质为K+外流所形成的跨膜电位。细胞内外的K+不均衡分布和静息状态下细胞膜对K+的通透性是细胞在静息状态下保持极化状态的基础。 二、动作电位 1. 动作电位的概念动作电位(action potential):可兴奋组织接受刺激而发生兴奋时,细胞膜原有的极化状态立即消失,并在膜的内外两侧发生一系列的电位变化,这种变化的电位称为动作电位。 2. 动作电位形成的机理 证明:①人工地改变细胞外液Na+浓度,动作电位上升支及其幅度也随之改变,*海水实验; ②用河豚毒阻断Na+通道后,动作电位幅度↓或消失;③膜片钳实验。3.动作电位组成动作电位的扫描波形包括升支和降支两部分。如采用慢扫描并高度放大,则升支和降支的开始部分显示为尖锐的剑锋状,故动作电位又称为锋电位。动作电位的升支代表细胞受到刺激后膜的去极化和反极化过程,即膜内电位由静息时的-70毫伏逐渐减小到-55毫伏(由于这一膜电位可以激发动作电位产生,故把-55毫伏的膜电位称为阈电位);然后,膜电位再减小到0毫伏(去极化结束);最后膜电位由0毫伏迅速上升到+35毫伏(反极化)。通常把膜电位超出0的正值部分称为超射。动作电位的降支代表细胞的复极化过程。在此过程中,膜电位还要发生变化,先出现微弱的去极化,接着出现超极化;前者称为负后电位,后者称为正后电位。负后电位使膜电位减小,临近阈电位而容易被激发动作电位,故也称之为超常期后电位或去极化电位;正后电位使膜电位增大,远离阈电位而不易发生动作电位,故也称之为低常期后电位或超极化后电位。动作电位出现时间与细胞兴奋性变化时间是相吻合的。动作电位的升支所占时间相当于绝对不应期,降支前半段所占时间相当于相对不应期,负后电位所占时间相当于超常期,正后电位所占时间相当于低常期。通常所说的神经冲动,就是指一个沿着神经纤维传导的动作电位或锋电位 1 / 1

神经干动作电位实验报告

神经干动作电位实验报Experimental report of neUhtstem action potential 告 Intern ship report 实验报告

一、实验目的: 1. 学习蛙坐骨神经干标本的制备 2. 观察坐骨神经干的双相动作电位波形,并测定最大刺激强度 3. 测定坐骨神经干双相动作电位的传导速度 4. 学习绝对不应期和相对不应期的测定方法 5. 观察机械损伤或局麻药对神经兴奋和传导的影响 二、实验材料 1. 实验对象:牛蛙 2. 实验药品和器材:任氏液,2%普鲁卡因,各种带USB接口或插头的连接导线,神经屏 蔽盒,蛙板,玻璃分针,粗剪刀,眼科剪,眼科镊,培养皿,烧杯,滴管,蛙毁髓探针,BL-420N 系统 三、主要方法和步骤: 1. 捣毁脑脊髓 2. 分离坐骨神经 3. 安放引导电极 4. 安放刺激电极 5. 启动试验系统 6. 观察记录 7. 保存 8. 编辑输出 四、实验结果和讨论 1.观察神经干双相动作电位引导(单通道,单刺激) 如图,观察到一个双相动作电位波形。

Pm驴:i SQOQOKi 2.0 ms 7 射¥ 也00z 时间 一—j .................... : .................. 频率: 最大值- ...... ' ........ ' ......... [ ........ ;...... [协小值: -15 - -20 _ 1 OOY oo: oo. m兀卫EQ创 2.神经干双相动作电位传导速度测定(双通道,单刺激) -ID kUUUChz L.U ns ZlT m¥ii J.ttmz j ................. ■:- I 2? 1. WV 1 I --------------- 14 I I 4 I I I ooTio mo oa nr iins on oo oru oom coe co nr n o日on m nn oo oo ni2 DO on rtu OO CIJ ri^ oo oc OIA (1) 选择“神经骨骼肌实验”一“…传导速度测定” (2) 改变单刺激强度 (3) 传导速度=传导距离(R1--R2-)/传导时间(t 2-t 1) 如图所示,两个波峰之间的传导时间△ t = (t 2-t 1) = 0.66ms 实验中,我们设定在引导电极1和3之间的距离△ R = (R 1--R2-) = 1cm 故传导速度v = △ R/ △ t = 1cm / 0.66ms = 15.2 m/s 释: 最 大ii; ■小 值: 平均值: 嶂赠但? 面租 BJ祠; 最知宜. 环值: 平均值: 而租

医学基础知识生理学名词解释

(一)诸论 1.兴奋性:生理学中将可兴奋细胞接受刺激后产生动作电位的能力称为兴奋性。 2.刺激:能使细胞或机体发生反应的一些环境因素的变化称为刺激。 3.兴奋:细胞功能变化由弱变强的过程称为兴奋。 4.抑制:细胞功能变化由强变弱的过程称为抑制。 5.阈值:是指使细胞膜达到阈电位的刺激强度和时间的总和。 6.阈刺激:能使组织细胞发生变化的最小刺激称为阈刺激。 7.内环境:生理学中将围绕在多细胞动物体细胞周围的液体即细胞外液,称为 内环境。 8.反应:活组织接受刺激后发生的功能改变。 9.内环境稳态:是指内环境的理化性质,如温度、PH、渗透压和各种液体成分 的相对恒定状态。 10.神经调节:是通过反射而影响生理功能的一种调节方式,是人体生理功能中 最主要的一种调节方式。 11.体液调节:是指体内某些特殊的化学物质通过体液途径而影响生理功能的一 种方式。 12.自身调节:是指组织细胞不依赖于神经或体液因素,自身对环境刺激发生的 一种适应性反应。 13.反射:是指机体在中枢神经系统的参与下,对内、外环境作出的规律性应答。 14.非条件反射:是指生来就有、数量有限、形式较固定及较低级的反射活动。 15.条件反射:是指通过后天学习和训练而形成的反射,数量无限,是一种高级 的反射活动。 16.反馈:由受控部分发出的信息反过来影响控制部分的活动。 17.正反馈:受控部分发出的反馈信息,促进加强控制部分的活动,最后使受控 部分的活动朝着与它原先活动相同的方向改变,称为正反馈。 18.负反馈:受控部分发出的反馈信息,调整控制部分的活动,最终使受控部分 的活动朝着与它原先活动相反的方向改变。称为负反馈。 (二)细胞基本功能 1.静息电位:静息时,质膜两侧存在着外正内负的电位差,称为静息电位。 2.动作电位:在静息电位的基础上,给细胞一个适当刺激,可触发其发生可传 播的膜电位波动称为动作电位。 3.阈电位:产生动作电位时,要使膜去极化是最小的膜电位,称为阈电位。 4.局部电位:由于去极化电紧张电位和少量离子通道开放产生的主动反应叠加 尔形成的。 5.终板电位:在神经-肌接头处,由于ACH与受体接合,使终板膜上钠离子内流 大于钾离子外流尔形成的去极化电位。 6.局部电流:由于电位差的存在,动作电位的发生部位分邻近部产生的电流, 称为局部电流。 7.极化:通常将平稳的静息电位存在时细胞膜电位外正内负的状态称为极化。 8.去极化:静息电位减小的过程,称为去极化。 9.反极化:去极化至零电位后膜电位如进一步变为正值,称为反极化。 10.复极化:质膜去极化后,静息电位方向恢复的过程,称为复极化。 11.超极化:静息电位增大的过程或状态称为超极化。 12.兴奋-收缩耦联:将肌细胞的电兴奋和机械性收缩联系起来的中介机制。

完整word版,人体机能 蟾蜍坐骨神经干动作电位传导速度和兴奋性不应期的测定实验报告

神经干双向动作电位的引导传导速度及不应期的测定作者:2011222681宋利婷组员:2011222702曾惜2011222709张芮2011222698杨袁虹 一、实验对象:蟾蜍 二、实验目的:观察蟾蜍坐骨神经动作电位的基本波形,掌握坐骨神经制备方法与引导动作电位的方法,理解与刺激和最大刺激强度的概念测定潜伏期时程和波幅,学会通过潜伏期法和潜峰法测定神经冲动的传导速度,通过测定神经干不应期理解兴奋性在兴奋过程中的变化过程。 三、实验内容 图一:阈刺激和最大刺激强度的测定 由上图可知,以0.100v为起始刺激强度,在0.100到0.300v的刺激时,不产生动作电位,

逐渐增大强度,一直到当刺激强度为0.4V时,刚好引产生动作电位,即阈刺激为0.4V,当刺激强度达到1.4V后,即使再增加刺激强度,动作电位的幅也不再改变,即最大(适)刺激强度为1.4V. 图二:潜伏期波幅时程及速度的测定 由在最适刺激强度时动作电位原图上进行区间测量可知,潜伏期为0.60ms,时程t1为2.84ms ,波幅为2.72mV,输入刺激电极到第一个引导电极间距离s=1.3cm,以传导速度和根据速度的公式计算传导速度v1=s/t1,求得的速度v1=45m/s 图三:潜峰法测量速度

如图是通过测量两个通道的动作电位波峰间的时间差,为(t1-t2),测量并输入两对引导电极间的距离为(s2-s1),s2=4.7cm,s1=3.8cm,t1-t2=0.28ms,由传导速度和用公式计算传导速度:v2=(s2-s1)/(t1-t2),v2=321m/s 图四:绝对不应期和相对不应期的测定

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