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細胞的興奮性和生物電現(xiàn)象

【考頻指數(shù)】★★

【考點精講】

1.靜息電位　靜息電位是指細胞在安靜時存在于細胞膜兩側(cè)的電位差。靜息電位都表現(xiàn)為膜內(nèi)較膜外為負，如規(guī)定膜外電位為0，則膜內(nèi)電位大都在-10——-100mV之間。靜息電位的產(chǎn)生機制：跨膜電位的形成取決于兩個要素：①細胞內(nèi)外多種離子的不均衡分布；②膜對不同離子的通透性變化。細胞的靜息電位與K+平衡電位有關(guān)。

2.動作電位　動作電位是指可興奮細胞(包括神經(jīng)細胞、肌細胞和部分腺細胞)受到刺激而興奮時，細胞膜在原來靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生的一次迅速而短暫的，可向周圍擴布的電位波動。

（1）鋒電位：在神經(jīng)纖維上，它一般在0.5——2.0毫秒的時間內(nèi)完成，這使它在描記的圖形上表現(xiàn)為一次短促而尖銳的電脈沖，稱為鋒電位。

（2）超射：當(dāng)細胞受到一次閾刺激(或閾上刺激)時，膜內(nèi)電位升高，原來存在的負電位將迅速消失，并進一步變成正電位，即膜內(nèi)電位由-70——-90mV上升為+20——+40mV的水平，由原來的“內(nèi)負外正”變?yōu)椤皟?nèi)正外負”。這樣，整個膜內(nèi)外電位變化的幅度為90——130mV，構(gòu)成動作電位的上升支。膜電位在零電位以上的部分，稱為超射。

（3）動作電位的特點：①“全或無”現(xiàn)象。單一神經(jīng)或肌細胞動作電位的一個重要特點就是刺激若達不到閾值，將不會產(chǎn)生動作電位。刺激一旦達到閾值，就會爆發(fā)動作電位。動作電位一旦產(chǎn)生，其大小和形狀不隨刺激的強度增大而增大和隨傳導(dǎo)距離的遠近增大而衰減。②具有不應(yīng)期。由于絕對不應(yīng)期的存在，動作電位不可能發(fā)生融合。動作電位的產(chǎn)生是細胞興奮的標(biāo)志。

3.興奮性　可泛指機體或組織細胞對外界刺激發(fā)生反應(yīng)的能力，對可興奮細胞來說，興奮性是指它們在受到刺激后發(fā)生興奮或引起動作電位的能力。在生理學(xué)中興奮與動作電位是同義詞?？膳d奮細胞在接受一次刺激發(fā)生興奮的一段時間內(nèi)，其興奮性將經(jīng)歷一系列有次序的周期性變化，這種周期性變化可分為以下幾個時期。

（1）絕對不應(yīng)期：在可興奮細胞接受刺激發(fā)生興奮的最初一段時間內(nèi)，無論給予多大強度的刺激也不能使細胞再次興奮，即在這段時間內(nèi)的閾值無限大，興奮性降為零，這一時期稱絕對不應(yīng)期。

（2）相對不應(yīng)期：在絕對不應(yīng)期之后的一段時間內(nèi)，如果用較強的刺激，細胞有可能再次發(fā)生新的興奮。細胞在這段時間內(nèi)的興奮性正處于逐漸恢復(fù)的過程中，但仍低于正常，這個時期稱為相對不應(yīng)期。

（3）超常期：在相對不應(yīng)期后，細胞的興奮性稍高于正常水平，此時只要給予較弱的刺激即能發(fā)生新的興奮，此期稱為超常期。

（4）低常期：最后，細胞進入興奮性低于正常的時期，即需要較強的刺激才能引起興奮，故稱為低常期。細胞在經(jīng)歷低常期以后，興奮性才能完全恢復(fù)，以閾刺激又能引發(fā)一次新的興奮(動作電位)。

4.興奮傳導(dǎo)的特點

（1）雙向性：神經(jīng)纖維上任何一點受到有效刺激而發(fā)生興奮時，沖動會沿神經(jīng)纖維向兩端同時傳導(dǎo)。

（2）絕緣性：一條神經(jīng)干包含有許多神經(jīng)纖維，各條纖維上傳導(dǎo)的沖動互不干擾。

（3）安全性：對單一細胞來說，局部電流的強度常可超過引起鄰近膜興奮所必需的閾強度的數(shù)倍以上，因而以局部電流形成為基礎(chǔ)的傳導(dǎo)過程是相當(dāng)“安全”的，一般不會出現(xiàn)傳導(dǎo)“阻滯”。

（4）不衰減性：動作電位在同一細胞上傳導(dǎo)時，其幅度和波形不會因傳導(dǎo)距離的增加而減小，這種擴布稱為不衰減性擴布。

（5）相對不疲勞性：興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)與經(jīng)突觸傳遞相比較，前者能夠較為持久地進行，即興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)具有相對不易發(fā)生疲勞的特征。

（6）結(jié)構(gòu)和功能的完整性：完成沖動沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo)功能，要求神經(jīng)纖維的結(jié)構(gòu)和功能都是完整的。

【進階攻略】

理解本章中出現(xiàn)的各種專業(yè)名詞，要清楚靜息電位、動作電位離子的變化；興奮性方面要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課程來了解各個時期的特點。

【易錯易混辨析】

各個時期對應(yīng)電位的關(guān)系：

絕對不應(yīng)期——峰電位；相對不應(yīng)期——負后電位前期；超常期——負后電位后期；低常期——正后電位。

易混淆點：

極化——是靜息狀態(tài)下，細胞膜電位外正內(nèi)負的狀態(tài)；

超級化——指細胞膜靜息電位向膜內(nèi)負值加大的方向變化；

去極化——指細胞膜靜息電位向膜內(nèi)負值減小的方向變化；

反極化——指去極化至零電位后，膜電位進一步變?yōu)檎担?/p>

復(fù)極化——指細胞去極化后，再向靜息電位方向恢復(fù)的過程。

【知識點隨手練】

一、A1型選擇題

1.靜息電位產(chǎn)生的離子基礎(chǔ)是

A.氯離子

B.鈉離子

C.鉀離子

D.氫離子

E.鈣離子

2.在神經(jīng)纖維動作電位的去極相，通透性最大的離子是

A.鎂離子

B.鉀離子

C.鈉離子

D.鈣離子

E.氯離子

【知識點隨手練參考答案及解析】

一、A1型選擇題

1.C

【答案解析】靜息電位的產(chǎn)生與細胞膜內(nèi)外離子的分布和運動有關(guān)。正常時膜內(nèi)鉀離子濃度比膜外高，膜外鈉離子比膜內(nèi)高，離子均有跨電位差轉(zhuǎn)移趨勢。但細胞膜在安靜時，對K+的通透性較大，對Na+通透性很小，故K+順濃度梯度從細胞內(nèi)流入細胞外，而隨著K+外移的增加，阻止K+外移的電位差也增大。當(dāng)K+外流和內(nèi)流的量相等時，膜兩側(cè)的電位差就穩(wěn)定于某一數(shù)，此電位差稱為K+的平衡電位，也就是靜息電位。

2.C

【答案解析】靜息狀態(tài)下，細胞膜對K+有較高的通透性；而當(dāng)神經(jīng)纖維受刺激時，引起細胞膜去極化，促使Na+通道蛋白質(zhì)分子構(gòu)型變化，通道開放，細胞膜對Na+的通透性增加，Na+內(nèi)流，形成動作電位的去極相。因此，在動作電位的去極相，通透性最大的離子為Na+。

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