2-2-2动作电位及其形成机制
[简答题2分]试述动作电位形成的离子机制
![[简答题2分]试述动作电位形成的离子机制](https://img.taocdn.com/s3/m/ba46c370ff4733687e21af45b307e87101f6f8c9.png)
[简答题2分]试述动作电位形成的离子机制动作电位是神经细胞在神经传递过程中产生的一种电信号。
它是由于神经细胞膜上的离子通道的打开和关闭引起的离子流动所产生的。
动作电位的形成可以分为四个阶段：静息态、阈值、激活和复极化。
在静息态时，神经细胞的细胞膜内外存在电位差，称为静息电位。
在静息电位下，细胞内负电荷的维持主要是由钾通道对钾离子的通透性控制。
此时，细胞内钾离子浓度高，钠离子浓度低。
同时，细胞内外的钠和钾的通透性非常低，细胞膜处于稳定的态势。
下一个阶段是阈值。
当细胞受到外界的刺激，如化学物质、光线或电流，当刺激强度超过一个临界值，细胞膜上的钠通道会发生瞬时的改变，钠通道打开。
这使得细胞内外的钠离子通透性发生改变，钠离子进入细胞内，而细胞外钠离子浓度上升。
这导致了膜电位在非常短的时间内由负值快速变化为正值。
这个过程称为动作电位的激发阶段。
激活是动作电位的第三个阶段。
在这个阶段，细胞膜上的钠通道保持打开状态，钠离子持续进入细胞内。
同时，细胞膜上的钾通道也发生了改变，钾通道开始打开。
钾离子通过钾通道从细胞内流出，细胞外的钾离子浓度升高。
这使得细胞膜内外的离子浓度逐渐恢复到静息态。
最后一个阶段是复极化。
在复极化阶段，钠通道关闭，停止钠离子的进入。
钾通道仍然打开，钾离子持续从细胞内流出。
这使得细胞内外的离子浓度逐渐恢复到静息态。
当细胞膜内外的钠和钾的浓度恢复到静息态时，细胞膜电位再次变为负值，恢复到静息态。
总结起来，动作电位形成的离子机制是通过细胞膜上的钠和钾通道的打开和关闭来实现的。
在阈值激发阶段，钠通道打开，钠离子进入细胞内，使细胞内外的电位迅速变为正值。
在激活阶段，钠通道持续打开，钠离子持续进入细胞内，同时钾通道也打开，钾离子从细胞内流出。
在复极化阶段，钠通道关闭，钠离子停止进入细胞，但钾通道仍然打开，钾离子持续从细胞内流出，使细胞内外的电位恢复到静息态。
这个过程是动作电位形成的基本机制。
新教材苏教版生物选择性必修1课件：第1章第1节第2课时 动作电位的产生和传导
NO.1 必备知识·聚焦概念
一、动作电位的产生 1．生物电现象 人体内的活细胞或组织都存在复杂的电__活_动___，被称为生物电现 象。生物电是由细胞质膜两侧的电__位_差___或电__位_差_的__变_化_____引起的。
2．动作电位的产生 (1)刺激：生理学中，将能引起细胞、组织、器官或整体的活__动_状_态____ 发生变化的任何内__外_环_境__变_化_____因子都称为刺激，刺激包括机__械__刺激、 _化_学__刺激、温__度__刺激和电__刺激等。 (2) 静 息 电 位 ： 当 细 胞 未 受 刺 激 时 ， 细 胞 质 膜 内 外 两 侧 存 在 _外_正_内_负____的电位差，即静息电位。
三、神经冲动在神经细胞之间通常以化学信号传递 1．突触小体和突触 (1)突触小体：神经细胞的轴__突_末_鞘____有许多分支，每个分支的末端 膨大成球状。 (2)突触：突触由突__触_前_膜____、突触间隙与突__触_后_膜____组成。
2．传递过程 兴奋到达突触前膜所在的神经细胞的轴突末梢→_突_触_小_泡____向突 触前膜移动并融合释放_神_经_递_质____→神经递质通过突触间隙扩散到突 触后膜的_受_体__附近→神经递质与突触后膜上的受__体__结合→突触后膜 上的离__子_通_道____发生变化，引发_电_位__变化→神经递质被_降_解_或_回__收____。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．神经纤维受到刺激后，兴奋部位和未兴奋部位之间，膜内和
膜外的局部电流方向相反。
()
2．兴奋在离体神经纤维上以电信号形式双向传导。 ( )
3．突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于胞吐。
()
4．兴奋在突触小体中的信号转变为电信号→化学信号。 ( ) 5．神经递质作用于突触后膜上，就会使下一个神经元兴奋。
静息电位和动作电位的概念及形成机制
静息电位和动作电位的概念及形成机制静息电位和动作电位的概念及形成机制一、静息电位的概念及形成机制1. 静息电位的概念静息电位是指神经细胞在未被刺激时的电位状态。
在静息状态下，细胞内外存在电化学梯度，使神经元内外细胞膜的电位差保持在负数水平，为-70mV左右。
2. 静息电位的形成机制静息电位的形成主要与离子的通透性和Na+/K+泵有关。
在静息状态下，细胞膜上的Na+和K+离子通道处于闭合状态，但是Na+/K+泵仍在起作用，将细胞内的Na+排出，K+输进，维持细胞内外的离子平衡，保持负电位。
3. 静息电位的重要性静息电位是神经细胞正常功能的基础，它保证了细胞对外部刺激的敏感性，使神经元能够正常传递和处理信息。
二、动作电位的概念及形成机制1. 动作电位的概念动作电位是神经元在受到刺激时产生的短暂的电位变化。
它是神经元传递信息的基本单位，具有快速传导和全或无的特点。
2. 动作电位的形成机制动作电位的形成包括兴奋、去极化和复极化三个阶段。
当神经元受到足够的刺激时，细胞膜上的Na+通道打开，Na+大量流入细胞内，使细胞内外电位逆转，形成去极化；随后Na+通道关闭，K+通道打开，K+大量流出，使细胞内外电位恢复，形成复极化。
3. 动作电位的重要性动作电位是神经元传递信息的方式，它能够在神经元内外迅速传递信息，使神经元之间能够进行有效的通讯，实现信息的处理和传递。
总结与回顾：静息电位和动作电位是神经元活动的重要基础。
静息电位维持着神经元的正常状态，使其对外部刺激保持敏感；而动作电位则实现了神经元信息的传递，是神经元活动中最基本的过程之一。
在细胞水平上，静息电位的形成主要与离子的通透性和Na+/K+泵有关，通过保持细胞内外的离子平衡来维持静息状态；而动作电位的形成则依赖于离子通道的开闭和离子内外的流动，通过电压门控离子通道的开合来实现电位的变化。
个人观点和理解：静息电位和动作电位是神经元活动的核心过程，对于理解神经元的功能和信息传递具有重要意义。
生理简答
1、静息电位产生的机制细胞安静时，膜内外K+浓度分布不均，膜内多、膜外少。
加之静息状态时膜只对K+有选择通透性。
于是K+顺着浓度差而扩散到膜外，膜内带负电荷的大分子物质不能透出而继续留在膜内，造成膜外带正电膜内带负电。
当推动K+外流的浓度差的驱动力与阻止K+外流的电位差的驱动力相平衡时，K+的净通透量为0，膜内外的电位差就相对稳定在某一水平，达到K+的电化学平衡电位，即静息电位。
（“一不均”细胞内外离子分布不均、“二选择”静息时膜对离子的选择性、“三平衡”）2、何为动作电位以及其产生机制和特征动作电位是指可兴奋细胞受到刺激后，在静息电位的基础上爆发的一次迅速的、可逆的倒转与复原。
产生机制：以神经纤维为例，在安静状态下膜外Na+浓度时膜内的10—12倍，但此时膜对钠离子几乎不通透。
当细胞兴奋时，膜上的钠离子通道大量开放，钠离子顺着浓度差和电位梯度流入膜内，使膜去极化，达到“外负内正”的反极化状态，形成动作电位的上升支。
同时膜内电位变正又成为钠离子内流的阻力，当钠离子内流的动力与阻力达到平衡时，钠离子的净通透量为0，此时的膜电位即为钠离子的平衡电位，其大小接近于动作电位的峰值。
随后，膜对K+通透性增加，细胞内的K+外流形成动作电位的下降支，直至静息电位水平。
而膜内外Na+、K+浓度恢复到兴奋前水平则是通过Na+泵的活动来完成的。
动作电位的特征：1）动作电位的产生是“全或无”式2）动作电位在同一细胞上的传播是不衰减的3）动作电位之间不发生融合3、什么是局部电位以及其特征局部电位是指组织细胞受到阈下刺激作用时，引起的轻微去极化的电位波动。
其特征如下：1）不是“全或无”式2）不能在陌上远距离传播，呈电紧张扩布3）可以相互叠加：空间总和、时间总和4、兴奋—收缩耦联(excitation-contraction coupling)的过程（骨骼肌和心肌细胞）1）细胞膜上的动作电位沿肌膜和由肌膜延伸形成的T管膜传至连接肌质网JSR，同时激活T管膜和肌膜上的L型Ca+ 通道2）激活的L型Ca+通道通过变构作用（骨骼肌细胞）或者内流的Ca+ (心肌)激活JSR上的钙释放通道RYR3）钙释放通道被激活，使JSR内的Ca+释放入胞浆，胞浆中Ca+浓度升高4）肌浆中Ca+浓度升高促使肌钙蛋白与Ca+结合引起肌肉的收缩5）肌浆中Ca+浓度升高的同时，激活了纵行肌质网LSR上的Ca+ 泵，钙泵将肌浆中的Ca+回收入肌浆网，使肌浆中的钙离子浓度下降，肌肉舒张。
生理学课件5本科第二章4
For both of nerve fibers , a local circuit of
current flows between the depolarized area of the membrane and the adjacent邻近的 resting membrane area (polarized area). Local circuit current flow depolarizes the adjacent adjacent邻近的 resting membrane to the threshold membrane potential to initiate发起 a new action potential and reestablish a local circuit of current flow (again and again)
发生在神经纤维上的动作电位也称为神经冲动 神经冲动 nerve impulse. 动作电位在两个细胞之间进行传播称为传递 传递 transmition 动作电位以局部电流 局部电流的方式传导 局部电流 可双向传导
局部电流:由于膜相对不导电,膜内外都是 局部电流 导电的电解质溶液,所以,在膜的兴奋部位 和临近的未兴奋部位之间,膜外由未兴奋部 位到兴奋部位形成局部电流;膜内由兴奋部位 到未兴奋部位形成局部电流 兴奋传导过程: 兴奋传导过程 以局部电流的方式作为刺激,相继产生 动作电位,动作电位由已兴奋部位向未兴奋 部位传导,使整个膜相继发生一次兴奋.也 称为动作电位的扩布.
(三)兴奋在同一细胞上的传导机制: 兴奋在同一细胞上的传导机制:
Propagation of the Action Potential or Conduction of The Action Potential
2-2-2动作电位及其形成机制
生理学动作电位及其形成机制动作电位一、动作电位的概念细胞在静息电位基础上接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。
升支：-70mV 迅速化去极到+30mV降支：+30mV 迅速复极到接近-70mV后去极化：膜电位小于静息电位（负后电位）后超极化：膜电位大于静息电位（正后电位）峰电位：动作电位的标志后电位：二、动作电位的特点1、“全”或“无”现象：无——阈下刺激，不引起动作电位；全——阈刺激和阈上刺激可引起动作电位，其幅度达到最大值，不随刺激强度增加而增大。
2、不衰减性传播：动作电位产生后不停留而是沿胞膜传播，而且其幅度和波形在传播过程中始终保持不变。
3、脉冲式发放：连续刺激产生的多个动作电位不会发生融合。
实质：带电离子的跨膜移动三、动作电位的产生机制正离子（Na+）由外到内负离子（Cl-）由内到外正电荷内流内向电流去极化正离子（K+）由内到外负离子（Cl-）由外到内正电荷外流外向电流复极化超极化离子的电-化学驱动力离子跨膜转运细胞膜对离子的通透性1、离子的电-化学驱动力其可用膜电位与离子的平衡电位差值表示，差值愈大，驱动力愈大。
Na+内向驱动力>K+外向驱动力Na+内向驱动力<K+外向驱动力2、细胞膜对离子的通透性实质与离子通道开放与关闭的功能状态有关3、动作电位形成的离子机制（1）去极化过程：升支有效刺激后，Na+通道开放膜对Na+通透性增加↓Na+顺浓度差经通道的易化扩散↓进入到胞内的Na+抵消膜内负电位，形成正电位↓直到Na+正电位的电位差足以对抗由浓度差所致的Na+内流，即达到Na+的平衡电位，停止内流减少细胞外液Na+的浓度或用TTX阻断钠通道，会使动作电位幅度下降或消失。
3、动作电位形成的离子机制（2）复极化过程：降支Na+通道失活，K+通道开放，K+膜对通透性增加↓K+顺浓度差经通道的易化扩散↓K+外流使膜内形成负电位3、动作电位形成的离子机制（3）后去极化（负后电位）复极时外流的K+蓄积在膜外，阻碍了K+外流（4）后超极化（正后电位）生电性钠泵作用的结果生理学在线课程。
5.5.52.2.2动作电位医学生理学
[K+]o↑→K+外流减少→RP↓ （如高血钾）
2）膜对K+和Na+的通透性（PK和PNa）； PK↑→K+外流↑→RP↑； PNa↑→Na+内流↑→RP↓
3）钠泵的活动
钠泵活动↑→RP↑；钠泵活动↓→RP↓
带电离子跨膜扩散需具备两个条件：
离子受到的电化学驱动力；
* 浓度差：[Na+]o>[Na+]i； [K+]i>[K+]o；
* 电场力：静息电位时内负外正， 推动Na+，阻止K+
膜对离子的通透性（膜电导）
Na+顺着浓度差和电位差； K+顺着浓度差，逆着电位差
1．电化学驱动力（决定离子流动的方向和速度）
一、动作电位的概念
动作电位(Action Potential, AP)是 可兴奋细胞受到刺激后，膜电位 在静息电位基础上发生的一次迅 速、可逆、可向远距离传播的电 位波动。
动作电位变化过程：
快速去极化 锋电位
动作
快速复极化
电位 后电位 后去极化
后超极化
可兴奋细胞：
神经细胞 肌细胞 腺细胞
二、动作电位的特征：
刚刚引起动作电位的刺激强 度，即阈强度或阈值。
（阈刺激；阈下刺激；阈上刺 激）
2. 阈电位
（threshold potential） 刚刚能够引起Na+通道大量 开放、产生动作电位的膜电 位临界值，也称为燃点（通 常较RP小10-20mV )。
细胞的电活动——静息电位（影响因素）
三、影响静息电位水平的因素：
是浓度差和电位差两个驱动力的代数和，大小等于膜电位
动作电位的形成机制
03 动作电位的产生机制
钠离子通道的激活与失活
激活
当细胞受到刺激时，钠离子通道会迅 速激活，打开通道，钠离子会从细胞 外流入细胞内。
失活
钠离子通道激活后，会迅速失活，通 道关闭，钠离子停止流入细胞内。
钾离子通道的激活与失活
激活
钾离子通道的激活较慢，当钠离子通道关闭后，钾离子通道开始激活，钾离子 从细胞内流出细胞外。
特点。
当刺激频率过高时，神经纤维 可能无法及时传递和传播动作 电位，导致神经传导速度减慢
或停止。
药物对动作电位的影响
某些药物可以影响神经纤维的兴奋性，从而影响动作电位的产生和传播。
例如，局部麻醉药可以抑制神经纤维的兴奋性，使阈值升高，从而减少或 阻止动作电位的产生。
某些兴奋性药物如咖啡因和尼古丁可以增加神经纤维的兴奋性，使阈值降 低，从而增加动作电位的产生和传播。
05 动作电位的应用与意义
神经传导与兴奋传递
神经元间的信息传递
动作电位是神经元间信息传递的主要方式，通过电信号的传递，实 现神经元之间的信息交流。
神经网络功能
动作电位在神经网络中发挥着关键作用，通过电信号的传递和整合， 实现神经网络的复杂功能。
感觉和运动控制
动作电位在感觉和运动控制中起到重要作用，通过神经信号的传递和 调节，实现感觉和运动的精确控制。
动作电位的产生
当电荷失衡到一定程度时，细胞膜会产生一个快速而可逆的电位变化，即动作电位。
04 动作电位的特点与影响因 素
动作电位的特点
动作电位具有“全或无”的特性
即动作电位的幅度不随刺激强度的增加而增加，而是达到一定阈值后，要么不产生动作电位，要 么产生一个全幅度的动作电位。
动作电位具有“不衰减传播”的特性
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生理学
动作电位及其形成机制
动作电位
一、动作电位的概念
细胞在静息电位基础上接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。
升支：-70mV 迅速化去极到+30mV
降支：+30mV 迅速复极到接近-70mV
后去极化：膜电位小于静息电位（负后电位）
后超极化：膜电位大于静息电位（正后电位）
峰电位：动作电位的标志
后电位：
二、动作电位的特点
1、“全”或“无”现象：
无——阈下刺激，不引起动作电位；
全——阈刺激和阈上刺激可引起动作电位，其幅度达到最大值，不随刺激强度增加而增大。
2、不衰减性传播：
动作电位产生后不停留而是沿胞膜传播，而且其幅度和波形在传播过程中始终保持不变。
3、脉冲式发放：
连续刺激产生的多个动作电位不会发生融合。
实质：带电离子的跨膜移动三、动作电位的产生机制
正离子（Na+）由外到内负离子（Cl-）由内到外正电荷
内流
内向电流去极化
正离子（K+）由内到外负离子（Cl-）由外到内正电荷
外流外向电流
复极化
超极化
离子的电-化学驱动力离子跨膜转运
细胞膜对离子的通透性
1、离子的电-化学驱动力
其可用膜电位与离子的平衡电位差值表示，差值愈大，驱动力愈大。
Na+内向驱动力>K+外向驱动力Na+内向驱动力<K+外向驱动力
2、细胞膜对离子的通透性
实质与离子通道开放与关闭的功能状态有关
3、动作电位形成的离子机制（1）去极化过程：升支
有效刺激后，Na+通道开放
膜对Na+通透性增加
↓
Na+顺浓度差经通道的易化扩散
↓
进入到胞内的Na+抵消膜内
负电位，形成正电位
↓
直到Na+正电位的电位差足以对抗由浓度差所致的Na+内流，即达
到Na+的平衡电位，停止内流
减少细胞外液Na+的浓度或用TTX阻断钠通道，会使动作电位幅度下降或消失。
3、动作电位形成的离子机制（2）复极化过程：降支
Na+通道失活，K+通道开放，
K+膜对通透性增加
↓
K+顺浓度差经通道的易化扩散
↓
K+外流使膜内形成
负电位
3、动作电位形成的离子机制（3）后去极化（负后电位）
复极时外流的K+蓄积在膜外，
阻碍了K+外流
（4）后超极化（正后电位）
生电性钠泵作用的结果
生理学在线课程。