第二章 第二节 细胞的生物电现象（2）（课件）-《生理学基础》（人卫版第四版）同步精品课堂

《生理学基础》（第4版）人民卫生出版社 同步精品课程——中职专业课 第二章 细胞的基本功能 第二节 细胞的生物电现象（2） （第7课时） 知识目标 掌握细胞膜物质转运的方式和特点。 熟悉运动神经与肌细胞间的兴奋传递；肌细胞的收缩机制。 了解细胞膜的受体功能；静息电位和动作电位的概念、形成机制；肌细胞的收缩形式。 能力目标 学会运用所学知识解释日常生活的能力。 情感目标 具有辩证思维的学习能力和迎难而上的学习态度。 三维目标 第二章 细胞的基本功能 导入情景 01 跨膜电位的发现 1939年，22岁的Huxley接受了Hodgkin的邀请，在位于普利茅斯的海洋生物协会进行关于细胞导电性的研究。他们把细的毛细管电极插入枪乌贼的巨轴突细胞中，并第一次从细胞内记录到了动作电位。 然而，在Hodgkin和Huxley仅合作了几个月后，第二次世界大战爆发，二人的工作被迫中止。在战争期间，Hodgkin参与设计了飞行员的氧气面罩和军用雷达，Huxley则参与设计了射击瞄准系统。 导入情景 01 电压钳的工作原理 先设置一个目标电位，并将一个电极插入细胞膜内，将另外一个电极置于细胞膜外的液体中，这样就可以测量细胞膜的膜电位，同时，把测量的膜电位值与目标电位值作对比，如果二者不相等，就通过向细胞膜内注入或流出电流的方式逐渐调整测量值，直至测量值与目标值相等，并记录神经细胞为了使得测量值与目标值相等而产生的膜电流。Hodgkin和Huxley利用电压钳技术将细胞膜电位固定，进而记录电流的变化。 新知学习 二、动作电位 02 【动作电位】 细胞受刺激产生兴奋时，在静息电位的基础上发生一次快速的、可扩布性的膜电位变化。 动作电位是细胞兴奋的标志。 在神经纤维上记录的动作电位 新知学习 （一）动作电位的概念 02 整个动作电位历时短暂，波形尖锐，故称之为锋电位。 每个动作电位波形包括一个上升支和一个下降支 【上升支】 膜电位去极化和反极化过程 膜内电位由-70mV→+30mV 【下降支】 膜电位的复极化过程 膜电位由+30mV→-70mV。 去极化 复极化 反极化 超极化 新知学习 （二）动作电位的产生机制 02 细胞外Na+离子的浓度比细胞内高的多， Na+能否进入细胞是由细胞膜上的钠通道的状态决定的。 新知学习 （二）动作电位的产生机制 02 当细胞受到刺激兴奋时，首先是少量钠通道开放，少量Na+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。 左图（2） 新知学习 （二）动作电位的产生机制 02 当膜电位达到一定电位（阈电位）时，就会引起细胞膜上大量的钠通道同时开放，在膜两侧Na+浓度差和电位差的作用下，使细胞外的Na+快速、大量内流，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。 左图（3） 新知学习 （二）动作电位的产生机制 02 去极化 复极化 反极化 超极化 当膜内侧的正电位增大到足以阻止Na+的进一步内流时， Na+停止内流，并且钠通道失活关闭，即Na+的平衡电位。 上图（b）点 新知学习 （二）动作电位的产生机制 02 此时，钾通道激活开放，K+离子顺着浓度梯度从细胞内流向细胞外，大量的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。 新知学习 （二）动作电位的产生机制——小结 02 以神经细胞为例： 【上升支】 ①刺激→②少量Na+通道开放，Na+少量内流，使膜局部发生去极化→③膜去极化达到阈电位→④Na+通道突然大量开放，在浓度差和电位差双重力推动下，Na+快速、大量内流→⑤细胞内正电荷迅速增加，膜电位迅速升高至0→⑥浓度差仍然提供动力，而电位差成为阻力，两力逐渐平衡，（此时Na+仍在内流）→⑦两力平衡，Na+净内流停止，动作电位达到最大幅度（Na+平衡电位） 02 【下降支】 ⑧Na+通道迅速关闭（Na+内流停止），K+通道开放（K+顺着浓度差和电位差快速外流）→⑨细胞内正电荷迅速减少，膜电位迅速下降，直至恢复静息带内水平，形成动作电位的下降支。 新知学习 （二）动作电位的产生机制——小结 02 为什么是钠离子先内流，而钾离子引起的下降支却在后面呢？ Na+通道 与通道的开放顺序有关 细胞受刺激达到阈电位：【上升支】 (1)膜对Na+通透性突然增大 (2)Na+大量内流 达到Na+平衡电位后：【下降支】 （1）在Na+通道失活的同时，激活K+通道 （2）K+延迟开放，K+快速外流 K+通道 新知学习