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【教学参考】神经膜电位的检测及变化曲线剖析

更新时间:2023-09-14 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

神经电位的检测及变化曲线剖析qS6物理好资源网(原物理ok网)

1神经膜电位的检测方式qS6物理好资源网(原物理ok网)

若果在蛙的坐骨神经上放置两个电极,并将这两个电极联接到一个灵敏电压计(下称“电表”)上,主要有以下三种方式可检测神经膜电位。qS6物理好资源网(原物理ok网)

(1)方式一:水表两电极分别放在神经纤维膜的外侧和两侧,两电极分别坐落细胞膜外侧相同位置,如图1所示,测得的是静息电位。qS6物理好资源网(原物理ok网)

图1中甲和乙的区别在于连极分别是神经纤维膜的外侧、外侧与两侧、内侧,致使水表表针的偏转方向不同细胞膜选择性通透,水表表针的偏转方向代表电压的流向。当用水表检查到电路中存在强电流时,可以直接在被测电路中串联,水表表针是否偏转,决定电路中的电压是否通过。假如表针往右偏转,则表示电路有电压从“+”端口流向“-”端口;假如表针向左偏转,则表示电路中有电压从“-”端口流向“+”端口。所以依照化学学原理:在图1中,电压从“+”端口进去,表针往右偏;电压从“-”端口进去,表针向左偏。qS6物理好资源网(原物理ok网)

电压从水表的那个端口进去,水表表针就向该端口右侧偏转。当在图1甲的A处给与一个适合的剌激时,水表测得的膜电位变化如图1丙所示。从神经纤维受剌激到恢复静息状态过程中,水表表针两次通过0电位(丙曲线中的b、d两点)。qS6物理好资源网(原物理ok网)

(2)方式二:水表两电极均放在神经纤维膜的两侧(或外侧),水表表针不发生偏转,如图2甲(或丙)所示,此时膜外(或膜内)两电极间电位差为零。qS6物理好资源网(原物理ok网)

当两电极均放在神经纤维膜的内侧时,水表表针读数仅仅是膜外两电极间的电位差情况,此时膜外的两电极间电位差为零,水表表针不发生偏转。当在图2中甲的A处给与一个适合的剌激时,形成的激动(外负内正)从A往右传导时,电压从水表的“-”端流入,水表表针先向左偏转之后再往右偏转,水表测得的电位变化如图2乙所示。假如水表两电极均放在神经纤维膜的外侧,此时的表针读数仅仅是膜内两电极间的电位差情况,此时膜内的两电极间电位差为零,水表表针不发生偏转,如图2丙所示;当在丙的A处给与一个适合的剌激时,形成的激动(外负内正)从A往右传导时,电压从水表的“+”端流入,水表表针先往右偏转之后再向左偏转,水表测得的电位变化如图2丁所示。qS6物理好资源网(原物理ok网)

水表两电极均放在神经纤维膜的内侧(或外侧)时,神经纤维受剌激后激动依次传导至两电极过程中,水表表针均发生两次方向相反的偏转。qS6物理好资源网(原物理ok网)

(3)方式三:水表两电极分别放在神经纤维膜的外侧和两侧,两电极分别坐落细胞膜外侧不同位置(a、b两点),测得的是静息电位,如图3所示。qS6物理好资源网(原物理ok网)

在如图3甲所示的膜电位检测中细胞膜选择性通透,若减少两电极位置a、b两点间的距离,则所测的膜电位变化曲线中d(图3乙)也急剧降低,当ab=0时,两个波峰重叠,电压表表针偏转一次。qS6物理好资源网(原物理ok网)

2两种电位形成的离子基础qS6物理好资源网(原物理ok网)

大量实验表明,当细胞外的K+含量增加时,静息电位减小;相反,膜外K+含量增高,则静息电位降低,而改变Na+的含量则不影响静息电位值。神经元膜内的K+通过K+通道向外扩散并最终达到膜内外动态平衡的水平,这是产生静息电位的主要离子基础。qS6物理好资源网(原物理ok网)

动作电位是短暂的、快速的膜电位变化过程。动作电位期间的离子流动主要与两种离子通道有关:电流门控Na+通道和电流门控K+通道,这种通道蛋白对膜电流的变化具有高度的特殊敏感性。当一个剌激造成膜电位上升至-55mV的阈电位时,Na+通道开放,导致Na+内流,促使膜内电位为正、膜外为负;当电位达到峰值时,Na+通道开始关掉,K+通道开放,使Na+停止内流,K+开始外流;K+的持续外流,使膜内电位再度变负,膜外变正,再经过一些变化过程,最终使神经细胞质膜恢复到静息电位水平。qS6物理好资源网(原物理ok网)

3神经膜电位变化的曲线剖析qS6物理好资源网(原物理ok网)

神经元细胞质膜内、外各类离子的含量不同。细胞在静息状态时,膜外Na+含量低于膜内,膜内K+含量低于膜外,细胞内带负电的大分子有机物的浓度比细胞外丰富。在神经细胞质膜上有Na+和K+的通道蛋白,Na+通道打开时,Na+迅速步入细胞;K+通道打开时,K+迅速流出细胞;神经细胞质膜上动作电位的形成过程如图4所示。qS6物理好资源网(原物理ok网)

细胞膜选择性通透_细胞膜的通透性检测_细胞膜通透性讨论题qS6物理好资源网(原物理ok网)

(1)图中①处表示静息电位,神经细胞膜对K+的私密性大,对Na+的私密性小,主要表现为K+外流,使膜电位表现为外正内负;此时细胞质膜的状态称为“极化”。qS6物理好资源网(原物理ok网)

(2)图中②处表示受剌激后,Na+通道打开,细胞质膜开始去极化。③处表示更多Na+内流,造成膜电位迅速逆转,表现为外负内正;细胞质膜进一步去极化。qS6物理好资源网(原物理ok网)

(3)图中④处表示去极化抵达膜电位最大值(峰值),此时Na通道关掉。图中⑤处Na+通道关掉,因为K+通过K+通道大量外流,最终造成膜右侧电位又转变为“外正内负”状态,即“复极化”。qS6物理好资源网(原物理ok网)

(4)膜的去极化和复极化构成了动作电位的主要部份,而细胞质膜在恢复到静息电位之前,会发生一个高于静息电位的“超极化”过程。在此过程中,钠钾泵借助ATP供能逆含量梯度把Na+从细胞内转运到细胞外,把K+从细胞外转运入细胞内,因而维持细胞质膜内外的K+、Na+离子的含量差。图中⑥表示细胞质膜由超极化恢复至静息状态。qS6物理好资源网(原物理ok网)

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