試述動作電位形成的原理,簡述動作電位產生的原理及特點

2021-03-19 18:19:16 字數 5406 閱讀 3750

1樓:幼蟲來過

動作電位產生是由於給了神經纖維一個閥上刺激,使得鈉離子通道開啟,細胞內鈉離子內流大於鉀離子內流,使得原來外正內負變成外負內正,這使得刺激部位與靜息部位之間存在電勢差,產生區域性電流。

簡述動作電位產生的原理及特點

2樓:匿名使用者

動作電位是指可興奮細胞受到刺激時在靜息電位的基礎上產生的可擴布的電位變化過程。動作電位由峰電位(迅速去極化上升支和迅速復極化下降支的總稱)和後電位(緩慢的電位變化,包括負後電位和正後電位)組成。峰電位是動作電位的主要組成成分,因此通常意義的動作電位主要指峰電位。

動作電位的幅度約為90~130mv,動作電位超過零電位水平約35mv,這一段稱為超射。神經纖維的動作電位一般歷時約0.5~2.

0ms,可沿膜傳播,又稱神經衝動,即興奮和神經衝動是動作電位意義相同。

形成原理:

細胞外鈉離子的濃度比細胞內高的多,它有從細胞外向細胞內擴散的趨勢,但鈉離子能否進入細胞是由細胞膜上的鈉通道的狀態來決定的。當細胞受到刺激產生興奮時,首先是少量興奮性較高的鈉通道開放,很少量鈉離子順濃度差進入細胞,致使膜兩側的電位差減小,產生一定程度的去極化。當膜電位減小到一定數值(閾電位)時,就會引起細胞膜上大量的鈉通道同時開放,此時在膜兩側鈉離子濃度差和電位差(內負外正)的作用下,使細胞外的鈉離子快速、大量地內流,導致細胞內正電荷迅速增加,電位急劇上升,形成了動作電位的上升支,即去極化。

當膜內側的正電位增大到足以阻止鈉離子的進一步內流時,也就是鈉離子的平衡電位時,鈉離子停止內流,並且鈉通道失活關閉。在鈉離子內流過程中,鉀通道被啟用而開放,鉀離子順著濃度梯度從細胞內流向細胞外,當鈉離子內流速度和鉀離子外流速度平衡時,產生峰值電位。隨後,鉀離子外流速度大於鈉離子內流速度,大量的陽離子外流導致細胞膜內電位迅速下降,形成了動作電位的下降支,即復極化。

此時細胞膜電位雖然基本恢復到靜息電位的水平,但是由去極化流入的鈉離子和復極化流出鉀離子並未各自復位,此時,通過鈉鉀泵的活動將流入的鈉離子泵出並將流出的鉀離子泵入,恢復動作電位之前細胞膜兩側這兩種離子的不均衡分佈,為下一次興奮做好準備。

總之,動作電位的去極化是由於大量的鈉通道開放引起的鈉離子大量、快速內流所致;復極化則是由大量鉀通道開放引起鉀離子快速外流的結果。

特點:「全或無」

只有閾刺激或閾上刺激才能引起動作電位。動作電位過程中膜電位的去極化是由鈉通道開放所致,因此刺激引起膜去極化,只是使膜電位從靜息電位達到閾電位水平,而與動作電位的最終水平無關。因此,閾刺激與任何強度的閾上刺激引起的動作電位水平是相同的,這就被稱之為「全或無」。

不能疊加

因為動作電位具有「全或無」的特性,因此動作電位不可能產生任何意義上的疊加或總和。

不衰減性傳導

在細胞膜上任意一點產生動作電位,那整個細胞膜都會經歷一次完全相同的動作電位,其形狀與幅度均不發生變化。

簡述雙相動作電位和單相動作電位的產生原理

3樓:韋旭華

一、動作電位時細胞受到刺激時細胞膜產生的一次可逆的、可傳導的電位變化。產生的機制為:

1、閾刺激或閾上刺激使膜對na+的通透性增加,na+順濃度梯度及電位差內流,使膜去極化,形成動作電位的上升支。

2、na+通道失活,而 k+通道開放,k+外流,復極化形成動作電位的下降支。

3、鈉泵的作用,將進入膜內的na+泵出膜外,同時將膜外多餘的 k+泵入膜內,恢復興奮前時離子分佈的濃度。

二、在神經幹上放置一對記錄電極a、b,靜息時記錄不到電位差。當在神經幹一段進行刺激時,表現為負電位變化的動作電位由此極端向另一端傳導。當其傳導到a電極時,a、b之間出現電位差,a負b正。

此時可記錄到上相波,當動作電位傳至兩電極之間是時,a、b又處於等電位狀態。動作電位進一步傳導當到達b電極時,a、b之間又出現電位差,a正b負,此時可記錄到下相波。然後記錄又回到零位,如此獲得的呈雙相變化的記錄就稱為雙相動作電位。

三、當a、b之間的a或b處的神經幹被阻斷或損傷時,由於損傷電位的存在,在進行刺激之前就能記錄到電位。當在神經幹另一端進行刺激時,a極的電位變化實際上是負電位抵消了損傷電位所致,動作電位傳至阻斷或損傷處,不能再引起電位的變化,故整個記錄呈現為單相動作電位。

簡述靜息電位和動作電位產生的原理

4樓:一顆山竹的夢想

【靜息電位產生原理】

細胞的靜息電位相當於k+平衡電位,系因k+跨膜擴散達電化學平衡所引起。正常時細胞內的k+濃度高於細胞外,而細胞外na+濃度高於細胞內。在安靜狀態下,雖然細胞膜對各種離子的通透性都很小,但相比之下,對k+有較高的通透性,於是細胞內的k+在濃度差的驅使下,由細胞內向細胞外擴散。

由於膜內帶負電荷的蛋白質大分子不能隨之移出細胞,所以隨著帶正電荷的k+外流將使膜內電位變負而膜外變正。但是,k+的外流並不能無限制地進行下去。

因為最先流出膜外的k+所產生的外正內負的電場力,將阻礙k+的繼續外流,隨著k+外流的增加,這種阻止k+外流的力量(膜兩側的電位差)也不斷加大。當促使k+外流的濃度差和阻止k+外移的電位差這兩種力量達到平衡時,膜對k+的淨通量為零,於是不再有k+的跨膜淨移動,而此時膜兩側的電位差也就穩定於某一數值不變,此電位差稱為k+平衡電位。除k+平衡電位外,靜息時細胞膜對na+也有極小的通透性,由於na+順濃度差內流,因而可部分抵消由k+外流所形成的膜內負電位。

【動作電位產生原理】

當細胞受到刺激產生興奮時,首先是少量興奮性較高的鈉通道開放,很少量鈉離子順濃度差進入細胞,致使膜兩側的電位差減小,產生一定程度的去極化。當膜電位減小到一定數值(閾電位)時,就會引起細胞膜上大量的鈉通道同時開放,此時在膜兩側鈉離子濃度差和電位差(內負外正)的作用下,使細胞外的鈉離子快速、大量地內流,導致細胞內正電荷迅速增加,電位急劇上升,形成了動作電位的上升支,即去極化。

當膜內側的正電位增大到足以阻止鈉離子的進一步內流時,也就是鈉離子的平衡電位時,鈉離子停止內流,並且鈉通道失活關閉。在鈉離子內流過程中,鉀通道被啟用而開放,鉀離子順著濃度梯度從細胞內流向細胞外,當鈉離子內流速度和鉀離子外流速度平衡時,產生峰值電位。隨後,鉀離子外流速度大於鈉離子內流速度,大量的陽離子外流導致細胞膜內電位迅速下降,形成了動作電位的下降支,即復極化。

此時細胞膜電位雖然基本恢復到靜息電位的水平,但是由去極化流入的鈉離子和復極化流出鉀離子並未各自復位,此時,通過鈉鉀泵的活動將流入的鈉離子泵出並將流出的鉀離子泵入,恢復動作電位之前細胞膜兩側這兩種離子的不均衡分佈,為下一次興奮做好準備。

5樓:護理江直樹

靜息電位產生原理

細胞未受刺激時,存在於細胞膜內外兩側的外正內負的電位差。它是一切生物電產生和變化的基礎。當一對測量微電極都處於膜外時,電極間沒有電位差。

在一個微電極尖端刺入膜內的一瞬間,示波器上會顯示出突然的電位改變,這表明兩個電極間存在電位差,即細胞膜兩側存在電位差,膜內的電位較膜外低。該電位在安靜狀態始終保持不變,因此稱為靜息電位。

動作電位產生原理

細胞外鈉離子的濃度比細胞內高的多,它有從細胞外向細胞內擴散的趨勢,但鈉離子能否進入細胞是由細胞膜上的鈉通道的狀態來決定的。當細胞受到刺激產生興奮時,測單一神經纖維靜息和動作電位首先是少量興奮性較高的鈉通道開放,很少量鈉離子順濃度差進入細胞,致使膜兩側的電位差減小,產生一定程度的去極化。

拓展資料:

動作電位形成條件

1、細胞膜兩側存在離子濃度差,細胞膜內鉀離子濃度高於細胞膜外,而細胞外鈉離子、鈣離子、氯離子高於細胞內,這種濃度差的維持依靠離子泵的主動轉運。(主要是鈉-鉀泵(每3個na+流出細胞, 就有2個k+流入細胞內。即:

na+:k+ =3:2)的轉運)。

2、細胞膜在不同狀態下對不同離子的通透性不同,例如,安靜時主要允許鉀離子通透,而去極化到閾電位水平時又主要允許鈉離子通透。

3、可興奮組織或細胞受閾刺激或閾上刺激。

細胞靜息時在膜兩側存在電位差的原因

1、細胞膜兩側各種鈉、鉀離子濃度分佈不均。

2、在不同狀態下,細胞膜對各種離子的通透性不同。

6樓:向殘陽

靜息電位就是安靜時的膜電位,由於細胞膜對k的通透性大,對na的通透性小,造成膜內k離子外流,電位外正內負。接受到刺激時,細胞膜對na離子的通透性突然增大,造成na內流,電位外負內正,即為動作電位。

動作電位產生原理及機制?

7樓:星神

細胞膜受到外界刺激(機械刺激和化學刺激等)後膜上的離子通道開啟引起鈉離子內流和鉀離子外流而時細胞膜去極化達到閾電位 同時膜電導改變 產生動作電位

希望採納

8樓:匿名使用者

1.na+在na+濃度差化學推力和膜內負電場力的作用下,大量內流 產生快速去極化.

2.k+在膜內高k+勢能以及超射時的膜內正電位排斥力的作用下快速外流復極化

3na+泵使膜內外離子恢復

簡述動作電位產生機制!!(解刨生理學方面)

9樓:驚嘆

靜息電位產生的機制

「離子學說」認為,細胞水平生物電產生的前提有二:①細胞內外離子分佈和濃度不同。就正離子來說,膜內k+濃度較高,約為膜外的30倍。

膜外na+濃度較高約為膜內的10倍。從負離子來看,膜外以cl-為主,膜內則以大分子有機負離子(a-)為主。②細胞膜在不同的情況下,對不同離子的通透性並不一樣,如在靜息狀態下,膜對k+的通透性大,對na+的通透性則很小。

對膜內大分子a-則無通透性。

由於膜內外存在著k+濃度梯度,而且在靜息狀態下,膜對k+又有較大的通透性(k+通道開放),所以一部分k+便會順著濃度梯度向膜外擴散,即k+外流。膜內帶負電荷的大分子a-,由於電荷異性相吸的作用,也應隨k+外流,但因不能透過細胞膜而被阻止在膜的內表面,致使膜外正電荷增多,電位變正,膜內負電荷增多,電位變負。這樣膜內外之間便形成了電位差,它在膜外排斥k+外流,在膜內又牽制k+的外流,於是k+外流逐漸減少。

當促使k+流的濃度梯度和阻止k+外流的電梯度這兩種抵抗力量相等時,k+的淨外流停止,使膜內外的電位差保持在一個穩定狀態。因此,可以說靜息電位主要是k+外流所形成的電一化學平衡電位。

動作電位產生的機制

動作電位產生的機制與靜息電位相似,都與細胞膜的通透性及離子轉運有關。

l.去極化過程 當細胞受刺激而興奮時,膜對na+通透性增大,對k+通透性減小,於是細胞外的na+便會順其波度梯度和電梯度向胞內擴散,導致膜內負電位減小,直至膜內電位比膜外高,形成內正外負的反極化狀態。當促使na+內流的濃度梯度和阻止na+內流的電梯度,這兩種拮抗力量相等時,na+的淨內流停止。

因此,可以說動作電位的去極化過程相當於na+內流所形成的電一化學平衡電位。

2.復極化過程 當細胞膜除極到峰值時,細胞膜的na+通道迅速關閉,而對k+的通透性增大,於是細胞內的k+便順其濃度梯度向細胞外擴散,導致膜內負電位增大,直至恢復到靜息時的數值。

可興奮細胞每發生一次動作電位,總會有一部分na+在去極化中擴散到細胞內,並有一部分k+在復極過程中擴散到細胞外。這樣就啟用了na+-k+依賴式 atp酶即na+-k+泵,於是鈉泵加速運轉,將胞內多餘的na+泵出胞外,同時把胞外增多的k+泵進胞內,以恢復靜息狀態的離子分佈,保持細胞的正常興奮性。

簡述細胞靜息電位和動作電位的形成機制

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