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細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象

【考頻指數(shù)】★★

【考點(diǎn)精講】

1.靜息電位　靜息電位是指細(xì)胞在安靜時(shí)存在于細(xì)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(fù)，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(jī)制：跨膜電位的形成取決于兩個(gè)要素：①細(xì)胞內(nèi)外多種離子的不均衡分布；②膜對(duì)不同離子的通透性變化。細(xì)胞的靜息電位與K+平衡電位有關(guān)。

2.動(dòng)作電位　動(dòng)作電位是指可興奮細(xì)胞(包括神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞和部分腺細(xì)胞)受到刺激而興奮時(shí)，細(xì)胞膜在原來(lái)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(kuò)布的電位波動(dòng)。

（1）鋒電位：在神經(jīng)纖維上，它一般在0.5——2.0毫秒的時(shí)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(xì)胞受到一次閾刺激(或閾上刺激)時(shí)，膜內(nèi)電位升高，原來(lái)存在的負(fù)電位將迅速消失，并進(jìn)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(lái)的“內(nèi)負(fù)外正”變?yōu)椤皟?nèi)正外負(fù)”。這樣，整個(gè)膜內(nèi)外電位變化的幅度為90——130mV，構(gòu)成動(dòng)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(dòng)作電位的特點(diǎn)：①“全或無(wú)”現(xiàn)象。單一神經(jīng)或肌細(xì)胞動(dòng)作電位的一個(gè)重要特點(diǎn)就是刺激若達(dá)不到閾值，將不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作電位。刺激一旦達(dá)到閾值，就會(huì)爆發(fā)動(dòng)作電位。動(dòng)作電位一旦產(chǎn)生，其大小和形狀不隨刺激的強(qiáng)度增大而增大和隨傳導(dǎo)距離的遠(yuǎn)近增大而衰減。②具有不應(yīng)期。由于絕對(duì)不應(yīng)期的存在，動(dòng)作電位不可能發(fā)生融合。動(dòng)作電位的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。

3.興奮性　可泛指機(jī)體或組織細(xì)胞對(duì)外界刺激發(fā)生反應(yīng)的能力，對(duì)可興奮細(xì)胞來(lái)說(shuō)，興奮性是指它們?cè)谑艿酱碳ず蟀l(fā)生興奮或引起動(dòng)作電位的能力。在生理學(xué)中興奮與動(dòng)作電位是同義詞?？膳d奮細(xì)胞在接受一次刺激發(fā)生興奮的一段時(shí)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(gè)時(shí)期。

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

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

（3）超常期：在相對(duì)不應(yīng)期后，細(xì)胞的興奮性稍高于正常水平，此時(shí)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(xì)胞進(jìn)入興奮性低于正常的時(shí)期，即需要較強(qiáng)的刺激才能引起興奮，故稱為低常期。細(xì)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(dòng)作電位)。

4.興奮傳導(dǎo)的特點(diǎn)

（1）雙向性：神經(jīng)纖維上任何一點(diǎn)受到有效刺激而發(fā)生興奮時(shí)，沖動(dòng)會(huì)沿神經(jīng)纖維向兩端同時(shí)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(dòng)互不干擾。

（3）安全性：對(duì)單一細(xì)胞來(lái)說(shuō)，局部電流的強(qiáng)度常可超過(guò)引起鄰近膜興奮所必需的閾強(qiáng)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(guò)程是相當(dāng)“安全”的，一般不會(huì)出現(xiàn)傳導(dǎo)“阻滯”。

（4）不衰減性：動(dòng)作電位在同一細(xì)胞上傳導(dǎo)時(shí)，其幅度和波形不會(huì)因傳導(dǎo)距離的增加而減小，這種擴(kuò)布稱為不衰減性擴(kuò)布。

（5）相對(duì)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(jìn)行，即興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)具有相對(duì)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(dòng)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(jìn)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(dòng)作電位離子的變化；興奮性方面要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課程來(lái)了解各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)。

【易錯(cuò)易混辨析】

各個(gè)時(shí)期對(duì)應(yīng)電位的關(guān)系：

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

易混淆點(diǎn)：

極化——是靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜電位外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài)；

超級(jí)化——指細(xì)胞膜靜息電位向膜內(nèi)負(fù)值加大的方向變化；

去極化——指細(xì)胞膜靜息電位向膜內(nèi)負(fù)值減小的方向變化；

反極化——指去極化至零電位后，膜電位進(jìn)一步變?yōu)檎担?/p>

復(fù)極化——指細(xì)胞去極化后，再向靜息電位方向恢復(fù)的過(guò)程。

【知識(shí)點(diǎn)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(dòng)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(shí)點(diǎn)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(xì)胞膜內(nèi)外離子的分布和運(yùn)動(dòng)有關(guān)。正常時(shí)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(shì)。但細(xì)胞膜在安靜時(shí)，對(duì)K+的通透性較大，對(duì)Na+通透性很小，故K+順濃度梯度從細(xì)胞內(nèi)流入細(xì)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(shí)，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(xì)胞膜對(duì)K+有較高的通透性；而當(dāng)神經(jīng)纖維受刺激時(shí)，引起細(xì)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(xì)胞膜對(duì)Na+的通透性增加，Na+內(nèi)流，形成動(dòng)作電位的去極相。因此，在動(dòng)作電位的去極相，通透性最大的離子為Na+。

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