① 求大神解決:如何證明神經纖維動作電位的去極相是由Na+內流引起的、復極相是由K+外流引起的
Gna增大,電化學驅動力驅動na+內流,去極化,去極化與Gna形成正反饋,膜電位急劇上升,Gna迅速下降Gk緩慢上升,k+外流,復極化迅速
② 如何設計實驗證實動作電位去極相是na內流
給予Na通道阻斷劑河豚毒,細胞不能產生動作電位。
神經細胞內內K+濃度明顯高於膜外,容而Na+濃度比膜外低。靜息時,由於膜主要對K+有通透性,造成K+外流,使膜外陽離子高於膜內,這是大多數神經細胞產生和維持靜息電位的主要原因。
受到刺激時,細胞膜對Na+的通透性增加,Na+內流,使興奮部位膜內側陽離子濃度高於膜外側,表現內正外負,與相鄰部位產生電位差。
(2)引發神經纖維動作電位去極相的離子流為擴展閱讀:
用同位素標記的離子做試驗證明,神經纖維在受到刺激(如電刺激)時,Na+的流入量比未受刺激時增加20倍,同時K+的流出量也增加9倍,所以神經沖動是伴隨著Na+大量流入和K+的大量流出而發生的。
所謂神經傳導就是動作電位沿神經纖維的順序發生。神經纖維某一點受到刺激,如果這個刺激的強度是足夠的,這個點對刺激的應答是極性發生變化:Na+流入,K+流出,原來是正電性的膜表面,現在變成了負電性。
③ .神經細胞動作電位上升支是由於K離子外流還是NA離子內流
動作電位上升支是由於Na+內流所致。
(3)引發神經纖維動作電位去極相的離子流為擴展閱讀
動作電位
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,又稱神經沖動,即興奮和神經沖動是動作電位意義相同。
形成過程
動作電位上升支
大於或等於閾刺激→細胞部分去極化→鈉離子少量內流→去極化至閾電位水平→鈉離子內流與去極化形成正反饋(鈉離子爆發性內流)→基本達到鈉離子平衡電位(膜內為正膜外為負,因有少量鉀離子外流導致最大值只是幾乎接近鈉離子平衡電位)。
動作電位下降支
膜去極化達一定電位水平→鈉離子內流停止、鉀離子迅速外流。
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,鉀通道被激活而開放,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布,為下一次興奮做好准備。
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。動作電位的幅度決定於細胞內外的鈉離子濃度差,細胞外液鈉離子濃度降低動作電位幅度也相應降低,而阻斷鈉離子通道(河豚毒素)則能阻礙動作電位的產生。
參考資料來源:網路-動作電位
④ 神經沖動的傳導的過程
神經沖動的傳導過程是電化學的過程,是在神經纖維上順序發生的電化學變化。神經受到刺激時,細胞膜的透性發生急劇變化。用同位素標記的離子做試驗證明,神經纖維在受到刺激(如電刺激)時,Na+的流入量比未受刺激時增加20倍,同時K+的流出量也增加9倍,所以神經沖動是伴隨著Na+大量流入和K+的大量流出而發生的。
我們知道,細胞膜上存在著由親水的蛋白分子構成的物質出入細胞的管道。有些管道是經常張開的。但很多管道是經常關閉的,只有在接受了一定的刺激時才張開,這類管道可說是有門的管道。對神經傳導來說,最重要的離子管道是Na+、K+、Cl-、Ca2+等管道。神經纖維靜息時。也就是說,在神經纖維處於極化狀態時(電位差為—70mV),Na+管道大多關閉。膜內外的Na+梯度是靠Na+-K+泵維持的。神經纖維受到刺激時,膜上接受刺激的地點失去極性,透性發生變化,一些Na+管道張開,膜外大量的Na+順濃度梯度從Na+管道流入膜內。這就進一步使膜失去極性,使更多的Na+管道張開,結果更多的Na+流入。這是一個正反饋的倍增過程,這一過程使膜內外的Na+達到平衡,膜的電位從靜息時的—70mV轉變到0,並繼續轉變到+35mV(動作電位)。也就是說,原來是負電性的膜內暫時地轉變為正電性,原來是正電性的膜外反而變成負電性了。此時膜內陽離子多了,Na+管道逐漸關閉起來。由於此時膜的極性並未恢復到原來的靜息電位,Na+管道在遇到刺激時不能重新張開,所以這時的Na+管道是處於失活狀態的。只有等到膜恢復到原初的靜息電位時,關閉的Na+管道遇到刺激才能再張開而使Na+從外面流入。Na+管道這一短暫的失活時期相當於(神經傳導的)不應期。Na+流入神經纖維後,膜內正離子多了,此時K+管道的門打開,膜對K+的透性提高,於是K+順濃度梯度從膜內流出。由於K+的流出,膜內恢復原來的負電性,膜外也恢復原來的正電性,這樣就出現了膜的再極化,即膜恢復原來的靜息電位。這一周期的電位變化,即從Na+的滲入而使膜發生極性的變化,從原來的外正內負變為外負內正,到K+的滲出使膜恢復到原來的外正內負,稱為動作電位(action Potential)
所謂神經傳導就是動作電位沿神經纖維的順序發生。神經纖維某一點受到刺激,如果這個刺激的強度是足夠的,這個點對刺激的應答是極性發生變化:Na+流入,K+流出,原來是正電性的膜表面,現在變成了負電性。這就使它和它的左右鄰(正電性)之間都出現了電位差。於是左右鄰的膜也都發生透性變化,也都和上述過程一樣地發生動作電位。如此一步一步地連鎖反應而出現了動作電位的順序傳播,這就是神經沖動的傳導。
動作電位的出現非常快,每一動作電位大約只有1ms的時間,並且是「全或無」的。也就是說,刺激不夠強時,不發生動作電位,也就沒有神經沖動;刺激一旦達到最低有效強度,動作電位就會發生並從刺激點向兩邊蔓延,這就是神經沖動;而增加刺激強度不會使神經沖動的強度和傳導速度增加。神經沖動在神經纖維上是雙向傳導的,但是由於在動物體內,神經接受刺激的地方是神經末端,因而神經沖動只能朝一個方向傳播;並且,更重要的是在神經纖維彼此接頭的地方(即突觸),神經沖動是單向傳導的,來自相反方向的沖動不能通過,因而神經沖動只能朝一個方向運行。
動作電位發生後,神經纖維不能立刻發生新的動作電位,也就是說,神經沖動傳導過去之後,神經有一個很短的不應期。在不應期中,Na+管道關閉,動作電位不能發生。因此神經沖動只能朝一個方向前進,而不能反過來向相反方向傳播。
神經沖動的傳導過程可概括為:①刺激引起神經纖維膜透性發生變化,Na+大量從膜外流入,從而引起膜電位的逆轉,從原來的外正內負變為外負內正,這就是動作電位,動作電位的順序傳播即是神經沖動的傳導;②纖維內的Na+繼續向外滲出,從而使膜恢復了極化狀態;③Na+-K+泵的主動運輸使膜內的Na+流出,使膜外的K+流入,由於Na+:K+的主動運輸量是3:2,即流出的Na+多,流入的K+少,也由於膜內存在著不能滲出的有機物負離子,使膜的外正內負的靜息電位和Na+、K+的正常分布得到恢復。
⑤ 為什麼神經纖維動作電位去極化結束時膜電位接近鈉離子平衡電位
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+的凈內流停止。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。這樣就激活了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布,保持細胞的正常興奮性。如果說靜息電位是興奮性的基礎,那麼,動作電位是可興奮細胞興奮的標志。
⑥ 怎麼證明動作電位去極化相是Na+內流引起的
神經細胞內抄K+濃度明顯高於膜外襲,而Na+濃度比膜外低。靜息時,由於膜主要對K+有通透性,造成K+外流,使膜外陽離子高於膜內,這是大多數神經細胞產生和維持靜息電位的主要原因。受到刺激時,細胞膜對Na+的通透性增加,Na+內流,使興奮部位膜內側陽離子濃度高於膜外側,表現內正外負,與相鄰部位產生電位差。
⑦ 如何證明神經纖維動作電位去極化是快鈉內流引起的
可以用特異性的阻斷劑,比如河豚毒素
阻斷以後不能產生動作電位就可以證明了
⑧ 神經纖維的動作電位
神經纖維動作電位產生機制解釋:動作電位產生機制:當細胞受到刺激時,引起膜少量Na+通道開放,Na+內流,膜內電位上升,導致膜去極化。當膜內電位上升達到一定水平時(閾電位水平),引起膜電壓門控式Na+通道大量開放, Na+內流明顯超過K+ 外流,引起膜迅速去極化,甚至產生反極化;這就是鋒電位的上升去。當膜電位上升而發生反極化時, Na+通道關閉,這時K+ 外流增加,使膜電位下降,形成鋒電位的下降支;隨後因K+ 外流推集於膜外側,影響K+ 進一步外流, K+ 外流緩慢,形成負後電位。此時因上述離子轉運過程中導致細胞內Na+濃度增高,細胞外K+ 濃度增多,激活鈉-鉀泵,把細胞內多餘的Na+泵出細胞外,細胞外K+ 濃度泵入細胞內,這過程是生電性的,引起細胞電位出現微小的波動,形成了正後電位。
⑨ 神經纖維動作電位形成的離子機制是什麼在線等,急
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。版
l.去極化過程 當細胞受刺激而興奮權時,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+的凈內流停止。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。這樣就激活了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布,保持細胞的正常興奮性。如果說靜息電位是興奮性的基礎,那麼,動作電位是可興奮細胞興奮的標志。
⑩ .神經纖維動作電位上升相是由於大量__________所致,下降相是由於大量________
1.神經纖維動作電位上升相是由於大量(Na+內流);下降相是由於大量(K+外流)
2.形成過程
①前提: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,而細胞外鈉離子高於細胞內;在不同狀態下細胞膜對不同離子的通透性不同。
②【鈉離子內流--去極化--上升】:
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。
③【鉀離子外流--復極化--下降】:
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,鉀通道被激活而開放,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K+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。
3.總結
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。 動作電位由鋒電位(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。鋒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鋒電位。
由上可知,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。