细胞的基本功能课件

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1、第三章细胞生物学及物质代谢基础第二节细胞的基本功能（二）动作电位及其产生机制1．细胞的动作电位细胞受到一个适当的刺激时，细胞膜在静息电位的基础上发生一次迅速、短暂、可逆、可向周围扩布的电位波动，称为动作电位膜电位首先从静息电位水平（-90mV）缓慢去极化到一个称之为阈电位的临界膜电位水平（-70mV），之后迅速发生去极化和反极化，到达+30mV，此过程称为去极化过程，即动作电位上升支动作电位的上升支和下降支共同形成尖锋状的电位变化，称为锋电位锋电位是动作电位的主要组成部分，具有动作电位的主要特征。在锋电位后出现的膜电位低幅、缓慢的波动

2、，为后电位2．动作电位的产生机制包括去（除）极化过程（即动作电位的上升支）、复极化过程（即动作电位的下降支）和复极化后细胞膜内外离子分布的恢复三个环节（1）去极化过程：神经纤维动作电位的去极化过程是由于电压门控Na+通道开放，Na+迅速大量内流形成的。（2）复极化过程：反极化状态下，电压门控Na+通道失活（即关闭），Na+内流停止。此时膜上的电压门控K+通道大量开放，膜对K+的通透性迅速增加。K+在膜两侧浓度差和反极化状态下的电位差这两种驱动力的驱动下迅速大量外流，使动作电位迅速复极化由于电压门控K+通道开放，K+迅速大量外流达到平衡而形

3、成的。（3）复极化后：细胞每产生一次动作电位后，细胞内的Na+浓度有所增加，而细胞外的K+浓度有所增加，这样便激活了细胞膜上的钠泵，通过钠泵的活动，泵出Na+和泵入K+。3．动作电位的引起刺激要达到一定的强度才能使细胞产生动作电位（即兴奋）。能使细胞产生动作电位的最小刺激强度称为刺激的阈值。凡是能引起细胞产生动作位的刺激（包括机械的、化学的及电的等），都是先引起细胞膜一定程度的去极化，膜电位去极化到某一临界值后，才会引起动作电位，这个临界值叫做阈电位膜电位降低至阈电位水平时，由于作用于膜的电场力的改变，引起部分电压门控的Na+通道开放，膜

4、对Na+的通透性增加，出现Na+内流。Na+的内流使膜进一步去极化，而膜的去极化又导致更多的Na+通道开放，使更多的Na+内流，形成所谓Na+通道开放的再生性循环，直至全部Na+通道开放引起动作电位的关键：在于能否使静息电位减小到阈电位水平，而与导致这种减小的手段或刺激方式无关产生动作电位的能量来源于细胞本身，而不是刺激刺激如果达不到阈强度便不能引起动作电位，而达到或超过阈强度，它们在同一细胞则引起相同幅度的动作电位，刺激强度增加不会增大动作电位的幅度。这就是动作电位的“全或无”现象4．动作电位在同一细胞上的传导动作电位在神经元或其它可兴

5、奋细胞产生后，不会仅仅局限在受刺激部位，要相继引起邻近部位也发生动作电位每个动作电位都要触发其邻近未兴奋部位产生一个新的同样大小的动作电位，如此，动作电位沿着细胞膜传遍整个细胞，此过程称为动作电位的传导某一局部产生兴奋而出现动作电位后，该处的细胞膜先后产生去极化和反极化，与未兴奋部位之间有电位差，形成局部电流。局部电流的方向是膜外的正电荷由未兴奋部位流向已兴奋部位，膜内的正电荷由已兴奋部位流向未兴奋部位。结果使邻近的未兴奋部位的静息电位降低，即去极化+-有髓神经纤维传导兴奋的方式是跳跃式传导（三）局部电位阈下刺激不能引起可传播的动作电位，

6、但可使被刺激的膜部位的Na+通道部分开放，膜对Na+的通透性轻度增加，因而造成原有静息电位的轻度减小——轻度去极化，这种电位变化称为局部电位随阈下刺激增大而增大有大小等级之分，较弱的阈下刺激引起较小的局部电位，较强的阈下刺激引起较大的局部电位电紧张性扩布不能直接诱发动作电位，因此也就不能沿着膜传导至整个细胞，电荷只能在轻度去极化和邻近静息的膜部位之间流动，在细胞内液和细胞外液形成局部电流，它不能使邻近膜去极化到阈电位，而且随着离开产生局部电位的部位的距离增大而减小，以至完全消失，通常只能传播几毫米，总和现象（时间性、空间性）时间性总和是指

7、在第一个阈下刺激所引起的局部电位未消失之前，再接受第二个阈下刺激，第二个阈下刺激则在第一个阈下刺激所引起的局部电位消失前的水平上产生局部电位，使第二个阈下刺激产生的局部电位有的幅度增加总和现象（时间性、空间性）空间性总和是指在细胞膜相邻两点或几点同时受到阈下刺激，局部电位在点与点之间的幅度增加。当局部电位的幅度通过总和而达到阈电位时，可使细胞产生动作电位。局部电位根据其所产生的细胞部位及功能不同有许多名称，如感受器电位（产生于感受器细胞）、突触后电位（产生于突触后膜）、终板电位（产生于运动终板）、起搏电位（产生于心脏传导系统细胞）以及慢波

8、电位（发生于消化道平滑肌细胞）（四）可兴奋细胞及其兴奋性受刺激后能产生动作电位的细胞，称为可兴奋细胞。受刺激后能产生动作电位的细胞，称为可兴奋细胞刺激是指能被生物体感受，并能引起生物体发生一定