① 求大神解决:如何证明神经纤维动作电位的去极相是由Na+内流引起的、复极相是由K+外流引起的
Gna增大,电化学驱动力驱动na+内流,去极化,去极化与Gna形成正反馈,膜电位急剧上升,Gna迅速下降Gk缓慢上升,k+外流,复极化迅速
② 如何设计实验证实动作电位去极相是na内流
给予Na通道阻断剂河豚毒,细胞不能产生动作电位。
神经细胞内内K+浓度明显高于膜外,容而Na+浓度比膜外低。静息时,由于膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外阳离子高于膜内,这是大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因。
受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧,表现内正外负,与相邻部位产生电位差。
(2)引发神经纤维动作电位去极相的离子流为扩展阅读:
用同位素标记的离子做试验证明,神经纤维在受到刺激(如电刺激)时,Na+的流入量比未受刺激时增加20倍,同时K+的流出量也增加9倍,所以神经冲动是伴随着Na+大量流入和K+的大量流出而发生的。
所谓神经传导就是动作电位沿神经纤维的顺序发生。神经纤维某一点受到刺激,如果这个刺激的强度是足够的,这个点对刺激的应答是极性发生变化:Na+流入,K+流出,原来是正电性的膜表面,现在变成了负电性。
③ .神经细胞动作电位上升支是由于K离子外流还是NA离子内流
动作电位上升支是由于Na+内流所致。
(3)引发神经纤维动作电位去极相的离子流为扩展阅读
动作电位
动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。动作电位由峰电位(迅速去极化上升支和迅速复极化下降支的总称)和后电位(缓慢的电位变化,包括负后电位和正后电位)组成。峰电位是动作电位的主要组成成分,因此通常意义的动作电位主要指峰电位。动作电位的幅度约为90~130mV,动作电位超过零电位水平约35mV,这一段称为超射。
神经纤维的动作电位一般历时约0.5~2.0ms,可沿膜传播,又称神经冲动,即兴奋和神经冲动是动作电位意义相同。
形成过程
动作电位上升支
大于或等于阈刺激→细胞部分去极化→钠离子少量内流→去极化至阈电位水平→钠离子内流与去极化形成正反馈(钠离子爆发性内流)→基本达到钠离子平衡电位(膜内为正膜外为负,因有少量钾离子外流导致最大值只是几乎接近钠离子平衡电位)。
动作电位下降支
膜去极化达一定电位水平→钠离子内流停止、钾离子迅速外流。
形成原理
细胞外钠离子的浓度比细胞内高的多,它有从细胞外向细胞内扩散的趋势,但钠离子能否进入细胞是由细胞膜上的钠通道的状态来决定的。当细胞受到刺激产生兴奋时,首先是少量兴奋性较高的钠通道开放,很少量钠离子顺浓度差进入细胞,致使膜两侧的电位差减小,产生一定程度的去极化。
当膜电位减小到一定数值(阈电位)时,就会引起细胞膜上大量的钠通道同时开放,此时在膜两侧钠离子浓度差和电位差(内负外正)的作用下,使细胞外的钠离子快速、大量地内流,导致细胞内正电荷迅速增加,电位急剧上升,形成了动作电位的上升支,即去极化。
当膜内侧的正电位增大到足以阻止钠离子的进一步内流时,也就是钠离子的平衡电位时,钠离子停止内流,并且钠通道失活关闭。在钠离子内流过程中,钾通道被激活而开放,钾离子顺着浓度梯度从细胞内流向细胞外,当钠离子内流速度和钾离子外流速度平衡时,产生峰值电位。随后,钾离子外流速度大于钠离子内流速度,大量的阳离子外流导致细胞膜内电位迅速下降,形成了动作电位的下降支,即复极化。
此时细胞膜电位虽然基本恢复到静息电位的水平,但是由去极化流入的钠离子和复极化流出钾离子并未各自复位,此时,通过钠钾泵的活动将流入的钠离子泵出并将流出的钾离子泵入,恢复动作电位之前细胞膜两侧这两种离子的不均衡分布,为下一次兴奋做好准备。
总之,动作电位的去极化是由于大量的钠通道开放引起的钠离子大量、快速内流所致;复极化则是由大量钾通道开放引起钾离子快速外流的结果。动作电位的幅度决定于细胞内外的钠离子浓度差,细胞外液钠离子浓度降低动作电位幅度也相应降低,而阻断钠离子通道(河豚毒素)则能阻碍动作电位的产生。
参考资料来源:网络-动作电位
④ 神经冲动的传导的过程
神经冲动的传导过程是电化学的过程,是在神经纤维上顺序发生的电化学变化。神经受到刺激时,细胞膜的透性发生急剧变化。用同位素标记的离子做试验证明,神经纤维在受到刺激(如电刺激)时,Na+的流入量比未受刺激时增加20倍,同时K+的流出量也增加9倍,所以神经冲动是伴随着Na+大量流入和K+的大量流出而发生的。
我们知道,细胞膜上存在着由亲水的蛋白分子构成的物质出入细胞的管道。有些管道是经常张开的。但很多管道是经常关闭的,只有在接受了一定的刺激时才张开,这类管道可说是有门的管道。对神经传导来说,最重要的离子管道是Na+、K+、Cl-、Ca2+等管道。神经纤维静息时。也就是说,在神经纤维处于极化状态时(电位差为—70mV),Na+管道大多关闭。膜内外的Na+梯度是靠Na+-K+泵维持的。神经纤维受到刺激时,膜上接受刺激的地点失去极性,透性发生变化,一些Na+管道张开,膜外大量的Na+顺浓度梯度从Na+管道流入膜内。这就进一步使膜失去极性,使更多的Na+管道张开,结果更多的Na+流入。这是一个正反馈的倍增过程,这一过程使膜内外的Na+达到平衡,膜的电位从静息时的—70mV转变到0,并继续转变到+35mV(动作电位)。也就是说,原来是负电性的膜内暂时地转变为正电性,原来是正电性的膜外反而变成负电性了。此时膜内阳离子多了,Na+管道逐渐关闭起来。由于此时膜的极性并未恢复到原来的静息电位,Na+管道在遇到刺激时不能重新张开,所以这时的Na+管道是处于失活状态的。只有等到膜恢复到原初的静息电位时,关闭的Na+管道遇到刺激才能再张开而使Na+从外面流入。Na+管道这一短暂的失活时期相当于(神经传导的)不应期。Na+流入神经纤维后,膜内正离子多了,此时K+管道的门打开,膜对K+的透性提高,于是K+顺浓度梯度从膜内流出。由于K+的流出,膜内恢复原来的负电性,膜外也恢复原来的正电性,这样就出现了膜的再极化,即膜恢复原来的静息电位。这一周期的电位变化,即从Na+的渗入而使膜发生极性的变化,从原来的外正内负变为外负内正,到K+的渗出使膜恢复到原来的外正内负,称为动作电位(action Potential)
所谓神经传导就是动作电位沿神经纤维的顺序发生。神经纤维某一点受到刺激,如果这个刺激的强度是足够的,这个点对刺激的应答是极性发生变化:Na+流入,K+流出,原来是正电性的膜表面,现在变成了负电性。这就使它和它的左右邻(正电性)之间都出现了电位差。于是左右邻的膜也都发生透性变化,也都和上述过程一样地发生动作电位。如此一步一步地连锁反应而出现了动作电位的顺序传播,这就是神经冲动的传导。
动作电位的出现非常快,每一动作电位大约只有1ms的时间,并且是“全或无”的。也就是说,刺激不够强时,不发生动作电位,也就没有神经冲动;刺激一旦达到最低有效强度,动作电位就会发生并从刺激点向两边蔓延,这就是神经冲动;而增加刺激强度不会使神经冲动的强度和传导速度增加。神经冲动在神经纤维上是双向传导的,但是由于在动物体内,神经接受刺激的地方是神经末端,因而神经冲动只能朝一个方向传播;并且,更重要的是在神经纤维彼此接头的地方(即突触),神经冲动是单向传导的,来自相反方向的冲动不能通过,因而神经冲动只能朝一个方向运行。
动作电位发生后,神经纤维不能立刻发生新的动作电位,也就是说,神经冲动传导过去之后,神经有一个很短的不应期。在不应期中,Na+管道关闭,动作电位不能发生。因此神经冲动只能朝一个方向前进,而不能反过来向相反方向传播。
神经冲动的传导过程可概括为:①刺激引起神经纤维膜透性发生变化,Na+大量从膜外流入,从而引起膜电位的逆转,从原来的外正内负变为外负内正,这就是动作电位,动作电位的顺序传播即是神经冲动的传导;②纤维内的Na+继续向外渗出,从而使膜恢复了极化状态;③Na+-K+泵的主动运输使膜内的Na+流出,使膜外的K+流入,由于Na+:K+的主动运输量是3:2,即流出的Na+多,流入的K+少,也由于膜内存在着不能渗出的有机物负离子,使膜的外正内负的静息电位和Na+、K+的正常分布得到恢复。
⑤ 为什么神经纤维动作电位去极化结束时膜电位接近钠离子平衡电位
动作电位产生的机制与静息电位相似,都与细胞膜的通透性及离子转运有关。
l.去极化过程 当细胞受刺激而兴奋时,膜对Na+通透性增大,对K+通透性减小,于是细胞外的Na+便会顺其波度梯度和电梯度向胞内扩散,导致膜内负电位减小,直至膜内电位比膜外高,形成内正外负的反极化状态。当促使Na+内流的浓度梯度和阻止Na+内流的电梯度,这两种拮抗力量相等时,Na+的净内流停止。因此,可以说动作电位的去极化过程相当于Na+内流所形成的电一化学平衡电位。
2.复极化过程 当细胞膜除极到峰值时,细胞膜的Na+通道迅速关闭,而对K+的通透性增大,于是细胞内的K+便顺其浓度梯度向细胞外扩散,导致膜内负电位增大,直至恢复到静息时的数值。
可兴奋细胞每发生一次动作电位,总会有一部分Na+在去极化中扩散到细胞内,并有一部分K+在复极过程中扩散到细胞外。这样就激活了Na+-K+依赖式 ATP酶即Na+-K+泵,于是钠泵加速运转,将胞内多余的Na+泵出胞外,同时把胞外增多的K+泵进胞内,以恢复静息状态的离子分布,保持细胞的正常兴奋性。如果说静息电位是兴奋性的基础,那么,动作电位是可兴奋细胞兴奋的标志。
⑥ 怎么证明动作电位去极化相是Na+内流引起的
神经细胞内抄K+浓度明显高于膜外袭,而Na+浓度比膜外低。静息时,由于膜主要对K+有通透性,造成K+外流,使膜外阳离子高于膜内,这是大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因。受到刺激时,细胞膜对Na+的通透性增加,Na+内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧,表现内正外负,与相邻部位产生电位差。
⑦ 如何证明神经纤维动作电位去极化是快钠内流引起的
可以用特异性的阻断剂,比如河豚毒素
阻断以后不能产生动作电位就可以证明了
⑧ 神经纤维的动作电位
神经纤维动作电位产生机制解释:动作电位产生机制:当细胞受到刺激时,引起膜少量Na+通道开放,Na+内流,膜内电位上升,导致膜去极化。当膜内电位上升达到一定水平时(阈电位水平),引起膜电压门控式Na+通道大量开放, Na+内流明显超过K+ 外流,引起膜迅速去极化,甚至产生反极化;这就是锋电位的上升去。当膜电位上升而发生反极化时, Na+通道关闭,这时K+ 外流增加,使膜电位下降,形成锋电位的下降支;随后因K+ 外流推集于膜外侧,影响K+ 进一步外流, K+ 外流缓慢,形成负后电位。此时因上述离子转运过程中导致细胞内Na+浓度增高,细胞外K+ 浓度增多,激活钠-钾泵,把细胞内多余的Na+泵出细胞外,细胞外K+ 浓度泵入细胞内,这过程是生电性的,引起细胞电位出现微小的波动,形成了正后电位。
⑨ 神经纤维动作电位形成的离子机制是什么在线等,急
动作电位产生的机制与静息电位相似,都与细胞膜的通透性及离子转运有关。版
l.去极化过程 当细胞受刺激而兴奋权时,膜对Na+通透性增大,对K+通透性减小,于是细胞外的Na+便会顺其波度梯度和电梯度向胞内扩散,导致膜内负电位减小,直至膜内电位比膜外高,形成内正外负的反极化状态。当促使Na+内流的浓度梯度和阻止Na+内流的电梯度,这两种拮抗力量相等时,Na+的净内流停止。因此,可以说动作电位的去极化过程相当于Na+内流所形成的电一化学平衡电位。
2.复极化过程 当细胞膜除极到峰值时,细胞膜的Na+通道迅速关闭,而对K+的通透性增大,于是细胞内的K+便顺其浓度梯度向细胞外扩散,导致膜内负电位增大,直至恢复到静息时的数值。
可兴奋细胞每发生一次动作电位,总会有一部分Na+在去极化中扩散到细胞内,并有一部分K+在复极过程中扩散到细胞外。这样就激活了Na+-K+依赖式 ATP酶即Na+-K+泵,于是钠泵加速运转,将胞内多余的Na+泵出胞外,同时把胞外增多的K+泵进胞内,以恢复静息状态的离子分布,保持细胞的正常兴奋性。如果说静息电位是兴奋性的基础,那么,动作电位是可兴奋细胞兴奋的标志。
⑩ .神经纤维动作电位上升相是由于大量__________所致,下降相是由于大量________
1.神经纤维动作电位上升相是由于大量(Na+内流);下降相是由于大量(K+外流)
2.形成过程
①前提:细胞膜两侧存在离子浓度差,细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外,而细胞外钠离子高于细胞内;在不同状态下细胞膜对不同离子的通透性不同。
②【钠离子内流--去极化--上升】:
细胞外钠离子的浓度比细胞内高的多,它有从细胞外向细胞内扩散的趋势,但钠离子能否进入细胞是由细胞膜上的钠通道的状态来决定的。当细胞受到刺激产生兴奋时,首先是少量兴奋性较高的钠通道开放,很少量钠离子顺浓度差进入细胞,致使膜两侧的电位差减小,产生一定程度的去极化。当膜电位减小到一定数值(阈电位)时,就会引起细胞膜上大量的钠通道同时开放,此时在膜两侧钠离子浓度差和电位差(内负外正)的作用下,使细胞外的钠离子快速、大量地内流,导致细胞内正电荷迅速增加,电位急剧上升,形成了动作电位的上升支,即去极化。
③【钾离子外流--复极化--下降】:
当膜内侧的正电位增大到足以阻止钠离子的进一步内流时,也就是钠离子的平衡电位时,钠离子停止内流,并且钠通道失活关闭。在钠离子内流过程中,钾通道被激活而开放,钾离子顺着浓度梯度从细胞内流向细胞外,当钠离子内流速度和钾离子外流速度平衡时,产生峰值电位。随后,钾离子外流速度大于钠离子内流速度,大量的阳离子K+外流导致细胞膜内电位迅速下降,形成了动作电位的下降支,即复极化。
3.总结
动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。 动作电位由锋电位(迅速去极化上升支和迅速复极化下降支的总称)和后电位(缓慢的电位变化,包括负后电位和正后电位)组成。锋电位是动作电位的主要组成成分,因此通常意义的动作电位主要指锋电位。
由上可知,动作电位的去极化是由于大量的钠通道开放引起的钠离子大量、快速内流所致;复极化则是由大量钾通道开放引起钾离子快速外流的结果。