人体生理学细胞电活动-教学课件细胞电活动.ppt

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1、人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动，这种电活动称为 生物电现象,第二节 细胞的生物电现象,*类型一、静息电位二、动作电位,细胞的生物电现象和兴奋性,人体及生物体活细胞在安静和活动时都存在电活动，这种电活动称为生物电现象（bioelectricity）细胞生物电现象是普遍存在的，临床上广泛应用的心电图、脑电图、肌电图及视网膜电图等就是这些不同器官和组织活动时生物电变化的表现。,生物电（bioelectricity),一切活组织的细胞，不论在安静状态还是在活动过程中均表现有电的变化，这种电的变化是伴随着细胞生命活动出现的，称之为生物电。,生物电现象产生的机制,化学现象,Na+,Na+,N

2、a+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,图2-6 Na+-K+泵,Na+-K+泵,通道转运与钠-钾泵转运模式图,一、静息电位及其产生机制,（一）静息电位（resting potential，RP）的概念 在细胞未受刺激时（静息状态下），存在于细胞膜内外两侧的电位差（膜内为负，膜外为正）（图2-8）,RP实验现象：,*静息状态的标志：静息电位和极化（图2-9）1.极化：细胞在静息时膜两侧保持内负外正的状态。2.超极化：以静息电位为准，若膜内电位向负值增大方向变化。3.去极化：以静息电位为准，膜内电位向负值减

3、小方向变化。4.复极化：细胞发生去极化后，向原先的极化方向恢复。,从生物电来看，细胞的兴奋和抑制都以极化为基础，细胞去极化时表现为兴奋，超极化时表现为抑制。,膜电位(mv),+45,0,-70,-90,-45,图2-9 膜电位的变化,+,+,-,-,A,+,+,-,-,B,+,+,-,-,C,图2-8 静息电位,（二）静息电位产生的机制离子流学说,2.机制（图2-10）,条件（表2-1）（1）静息状态下细胞膜内外离子分布不均衡,通透性：K+Cl-Na+A-,Na+iNa+o110,K+iK+o301 Cl-iCl-o114,A-iA-o 41,（2）静息状态下细胞膜对离子通透性不同,细胞膜外

4、细胞膜内 比例 膜通透性 Na+142 mmol/L 14 mmol/L 10:1 很小K+5 mmol/L 155 mmol/L 1:31 最大Cl-110 mmol/L 8 mmol/L 14:1 次之A-15 mmol/L 60 mmol/L 4:1 无,表2-1 静息电位产生的条件,Na+,A-,K+,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Cl-,图2-10 静息电位产生的机制,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,A-,A-,A-,A-,A-,K+,Na+,Na+,膜外,膜内,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,A-,K+,K+,K

5、+,K+,K+,K+,K+,K+,二、动作电位及其产生机制,（一）动作电位（action potential，AP）的概念 细胞膜受到刺激时，在静息电位基础上发生的一次可扩步的电位变化,峰电位,*产生过程（图2-11）上升支下降支,AP实验现象：,膜电位(mv),+35,0,-55,-70,时间(ms),峰电位,阈电位,图2-11 动作电位的组成,刺激,负后电位（去极化后电位）：峰电位的下降支到达静息电位之前所经历的微小而缓慢的电位波动。,正后电位（超极化后电位）：峰电位的下降支到达静息电位之后所经历的微小而缓慢的电位波动。,去 极 化,上 升 支,下降支,动作电位产生过程,刺激,局部电位,阈

6、电位,去极化,零电位,反极化（超射）,复极化,（负、正）后电位,AP产生的基本条件:膜内外存在Na+差:Na+iNa+O 110；膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：即电压门控性Na+通道激活而开放。,（二）动作电位的产生机制,上升支和Na+平衡电位（图2-12）（1）Na+内流膜去极化达到一定数值（阈电位）（2）膜对Na+通透性突然增大（3）Na+内流至平衡为止（4）锋电位=Na+平衡电位,图2-12 动作电位去极化产生的机制,膜外,膜内,K+,A-,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,A-,

7、A-,A-,A-,A-,A-,A-,A-,A-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,2.Na+通道的失活和膜电位的复极（图2-13）（1）Na+通道失活：在去极化开始后的几个毫秒内 开放（激活），随后失活（2）K+通道开放：膜去极化时被激活，在Na+通道 失活时开放，K+外流，膜电位 复极（3）Na+通道的失活和膜电位的复极构成动作电位 的下降支,Na+,A-,K+,K+,

8、K+,K+,K+,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,K+,图2-13 动作电位复极化产生的机制,膜外,膜内,A-,Cl-,Na+,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,K+,K+,Na+,A-,A-,A-,A-,A-,A-,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,Cl-,K+,A-,Na+,图2-14 动作电位正后电位产生的机制,膜外,膜内,A-,A-,A-,A-,A-,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,

9、Na+,Na+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,A-,A-,A-,A-,K+,K+,钠泵,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,*小结：1、上升支：Na+内流（Na+的平衡电位）下降支：K+外流 后电位：Na+-K+泵的活动（图2-14）2、AP的产生是不消耗能量的，AP的恢复是消耗能量的（NaK泵的活动）。3、AP=Na的平衡电位。4、动作电位的特点（1）全或无（2）传导性（3）不应期,（三）动作电位的引起与传导 1.动作电位的引起（图2-15）（1）阈电位的概念 膜去极化到达爆发动作电位的临界膜电位称为阈电位（threshold potential

10、）*阈电位的特性：引起膜上电压门控性Na+通道大量开放（2）引起动作电位的条件：膜去极化达到阈电位,膜电位(mv),+35,0,-55,-70,时间(ms),动作电位,阈电位,图2-15 动作电位的引起,刺激,2.动作电位的传导（1）兴奋在同一细胞膜上的传导：局部电流学说（图2-16）（2）神经冲动：AP在神经纤维上的传导（3）传导方式：无髓神经纤维：近距离局部电流（图2-17）有髓神经纤维：跳跃式传导（图2-18）,（4）动作电位传导特点 不衰减性传导“全或无”现象 双向性传导,图2-16 动作电位在同一细胞膜的传导,膜外,膜内,兴奋在同一细胞上的传导（局部电流）,图2-17无髓鞘N纤维为近

11、距离局部电流,图2-18 动作电位在有髓神经纤维的传导,膜外,膜内,有髓鞘N纤维为远距离(跳跃式)局部电流,本章测验,1.钠泵本质是 A.ATP B.ATP酶 C.膜蛋白 D.Na+-K+-ATP酶 E.糖蛋白载体2.大分子蛋白质进入细胞膜的方式是 A.单纯扩散 B.易化扩散 C.主动转运 D.入胞作用 E.以上都不对3.葡萄糖在小肠粘膜的重吸收是通过 A.单纯扩散 B.载体易化扩散 C.通道易化扩散 D.主动转运 E.入胞作用,4.以静息电位为准，膜内电位向负值减小方向变化称为 A.极化 B.超极化 C.去极化 D.复极化 E.超射5.阈电位是指 A.造成膜对K+通透性突然增大的临界膜电位

12、B.造成膜对K+通透性突然减小的临界膜电位 C.造成膜对Na+通透性突然增大的临界膜电位 D.造成膜对Na+通透性突然减小的临界膜电位 E.以上都不对,本章测验答案,1.D 2.D 3.D 4.C 5.C,你的回答正确吗,图2-3 载体易化扩散,载体,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,图2-4 化学门控通道,通 道,图2-5 电压门控通道,通 道,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,K+,K

13、+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,图2-6 Na+-K+泵,Na+-K+泵,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,图2-7 继发性主动转运,转运体,+,+,-,-,A,+,+,-,-,B,+,+,-,-,C,图2-8 静息电位,膜电位(mv),+45,0,-70,-90,-45,图2-9 膜电位的变化,细胞膜外 细胞膜内 比例 膜通透性 Na+142 mmol/L 14 mmol/L 10:1 很小K+5 mmol/L 155 mmol/L 1:31 最大Cl-110 mmol/L 8 mmol/L 14:1 次之A-15 mmol/L

14、60 mmol/L 4:1 无,表2-1 静息电位产生的条件,Na+,A-,K+,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Cl-,图2-10 静息电位产生的机制,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,A-,A-,A-,A-,A-,K+,Na+,Na+,膜外,膜内,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,A-,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,膜电位(mv),+35,0,-55,-70,时间(ms),峰电位,阈电位,图2-11 动作电位的组成,刺激,图2-12 动作电位去极化产生的机制,膜外,膜内,K+,A-,Cl-,Na+,Na+,N

15、a+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,A-,A-,A-,A-,A-,A-,A-,A-,A-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,A-,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Cl-,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,

16、K+,K+,K+,图2-13 动作电位复极化产生的机制,膜外,膜内,A-,Cl-,Na+,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,K+,K+,Na+,A-,A-,A-,A-,A-,A-,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,Cl-,K+,A-,Na+,图2-14 动作电位正后电位产生的机制,膜外,膜内,A-,A-,A-,A-,A-,K+,K+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,Na+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,A-,A-,A-,A-,K+,K+,钠泵,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl-,Cl

17、-,Cl-,膜电位(mv),+35,0,-55,-70,时间(ms),动作电位,阈电位,图2-15 动作电位的引起,刺激,图2-16 动作电位在同一细胞膜的传导,膜外,膜内,兴奋在同一细胞上的传导（局部电流）,图2-17无髓鞘N纤维为近距离局部电流,图2-18 动作电位在有髓神经纤维的传导,膜外,膜内,有髓鞘N纤维为远距离(跳跃式)局部电流,图3-1 血液的基本组成,血液,（1）,图3-2 血细胞比容,图3-3 凝血,图3-4 渗透压,H2O,H2O,0.9NaCl,0.45NaCl,图3-5 血浆晶体渗透压,图3-6 血浆晶体渗透压与胶体渗透压的作用示意图,图3-7 红细胞的渗透脆性,在0.

18、6%NaCl溶液中，红细胞仅出现膨胀，不会出现溶血，若溶血，渗透脆性在0.42%NaCl溶液中，部分红细胞溶血，若不溶血，则渗 透脆性,四、血液凝固与纤维蛋白溶解（一）血液凝固,概念：血液由流动的液体状态转变为不能流动的胶冻状态凝块的过程，简称凝血（blood coagulation）（图3-3）实质：可溶性纤维蛋白原 不溶性纤维蛋白（血纤维）网罗血细胞,血凝块,图3-15 ABO血型系统的抗原和抗体,AB型,O型,A型,B型,抗体：抗A、抗B血浆中不含有与自身抗原相对应的抗体,表3-2 Rh血型系统的抗原和抗体,血型,Rh抗原,抗Rh抗体,图3-16 Rh血型与输血的关系,输血反应,图3-1

19、7 Rh血型对妊娠的影响,第二次怀孕,Rh（）母亲,胎儿血进入母体,母亲血液中产生抗Rh抗体,若母亲第二次怀孕Rh（）胎儿,胎儿死亡或新生儿溶血性贫血,第一次怀孕Rh（）胎儿,图3-18 ABO血型与输血关系,图3-20 交叉配血试验,主侧不凝，次侧不凝:配血相合，大量输血,主侧不凝，次侧凝:基本相合，少量输血,主侧凝集:配血不合，禁止输血,心室,0.1,0.7,0.30,0.50,收缩期,舒张期,心房,0.1,全心舒张期,心脏的泵血过程,心室的收缩和射血过程心室舒张与充盈血过程,等容收缩期,射血期,等容舒张期,充盈期,(二)心肌细胞的生物电现象问题探究:观察下图所示神经细胞及心肌细胞的生物电波形,比较二者有何不同?,+,K+,Na+,K+,Ca2+,钠泵,K+,心室肌细胞动作电位的产生机制,特点：（1）0期去极缓慢，幅度小（2）没有明显的1期和平台期（3）最大复极电位小（4）AP的超射值较小（5）4期自动去极化速度最快,图7 心肌兴奋传导途径,