双相动作电位和单相动作电位产生原理
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蛙类实验1、双相动作电位和单相动作电位的产生原理如何?、神经干动作电位是神经兴奋的客观标志。
处于兴奋部位的膜外电位低于静息部位,当动作电位通过后,兴奋部位的膜外电位又恢复到静息时的水平,用电生理学实验方法可以引导并记录到此电变化过程。
将两个电极置于完整的神经干表面,当神经干的一端受到刺激而兴奋时,其兴奋波将先后通过两个方向相反的电位偏转波形,称为双相动作电位。
若将两个引导电极之间的神经干损伤,此时的兴奋波只通过第一个引导电极处,而不能传至第二个引导电极处,故只能记录到单方向的电位偏转波形,称为单相动作电位。
2、为何神经干复合电位不完全遵循‘全或无”定律?(阈刺激,最大刺激)因为神经干是由许多神经纤维组成的,尽管每一条神经纤维动作电位具有“全或无”特性,但由于神经干中各神经纤维的兴奋性不同,因而其阈值也各不相同。
当神经干受到刺激时,其强度低于任何纤维的阈值时,则没有动作电位产生。
当刺激强度达到少数纤维的阈值时,则可出现较小的复合动作电位。
随着刺激的加强,参与兴奋的纤维数目增加,复合动作电位的幅度也随之而增大。
当刺激强度加大到可引起全部纤维都兴奋时,其复合动作电位幅度即达到最大值,再加大刺激强度,复合动作电位的幅度也不会随刺激强度的加强而增大。
3、何谓起搏点?为什么正常起搏点能主导心脏的节律性活动?起搏点:产生兴奋并控制整个心脏活动的自律组织。
在生理情况下,心脏活动总是按照自律性最高的组织所发出的节律性兴奋来进行的,而其他自律组织在正常情况下仅起兴奋传导作用,而不表现出其自身的节律性。
所以正常起搏点能主导心脏的节律性活动。
4、如何证实心肌有较长的不应期?单位时间内给予心肌多个刺激,但心肌收缩的次数有限。
与骨骼肌相比会发现骨骼肌单位时间内受刺激收缩的次数远大于心肌收缩的次数。
5、期前收缩和代偿间歇是怎样产生的?期前收缩:在正常情况下,当窦房结产生的每一次兴奋传导心房肌和心室肌前一次兴奋的不应期均已结束,因此能不断产生新的兴奋,于是,整个心脏就能按照窦房结的节律进行活动。
神经干动作电位的引导实验报告一、实验目的1、学习并掌握神经干动作电位的引导方法。
2、观察神经干动作电位的基本特征,包括双相动作电位和单相动作电位。
3、了解刺激强度、刺激频率对神经干动作电位的影响。
二、实验原理神经干由许多神经纤维组成,在神经干的一端给予电刺激,产生的兴奋会沿着神经纤维传导。
由于不同神经纤维的兴奋性和传导速度不同,因此记录到的神经干动作电位是由多个神经纤维动作电位复合而成的。
动作电位是指可兴奋细胞在受到刺激时,细胞膜电位在静息电位的基础上发生的一次快速、可逆、可传播的电位变化。
在神经纤维上,动作电位表现为“全或无”的特性,即刺激强度达到阈值时,动作电位产生,且幅度不随刺激强度的增加而增大。
当在神经干的一端给予刺激时,兴奋会向两端传导,在记录电极处可记录到双相动作电位。
如果将两个记录电极之间的神经干损伤,兴奋只能通过未损伤的部位向一个方向传导,此时记录到的是单相动作电位。
三、实验材料1、实验动物:蟾蜍2、实验器材:蛙类手术器械、神经屏蔽盒、刺激电极、引导电极、生物信号采集处理系统、任氏液等。
四、实验步骤1、制备蟾蜍坐骨神经干标本破坏蟾蜍的脑和脊髓,将其仰卧固定在蛙板上。
从脊柱的下部开始,沿脊柱两侧剪开皮肤,分离肌肉,暴露脊柱。
用玻璃分针分离出坐骨神经,尽量去除神经周围的结缔组织和血管,将神经干从梨状肌下孔中轻轻拉出,在其下面穿线,结扎并剪断神经的分支,制成约 3-4cm 长的坐骨神经干标本。
将标本放入装有任氏液的培养皿中备用。
2、连接实验装置将神经干标本置于神经屏蔽盒内,用棉花蘸取任氏液保持标本湿润。
刺激电极连接刺激输出端,引导电极连接信号输入端,接地电极接地。
3、调节实验参数打开生物信号采集处理系统,选择合适的采样频率和增益。
设置刺激参数,包括刺激强度、刺激波宽、刺激频率等。
4、引导神经干动作电位给予神经干单个刺激,观察并记录双相动作电位。
逐渐增加刺激强度,观察动作电位的幅度变化,确定阈值和最大刺激强度。
生理实验报告!蟾蜍坐骨神经干动作电位的引导、传导速度和兴奋不应期的测定【实验目的】1. 观察蟾蜍坐骨神经动作电位的基本波形,加深理解兴奋传导的概念,理解可兴奋性在兴奋过程中的变化过程;2. 进一步掌握坐骨神经—腓神经标本的制备方法与引导动作电位的方法;3. 进一步熟悉实验室里仪器设备的操作。
【实验原理】1. 神经干动作电位是神经兴奋的客观标志。
当神经受到有效刺激时,处于兴奋部位的膜外电位负于静息部位,当动作电位通过后,兴奋处的膜外电位又恢复到静息时的水平。
神经干兴奋过程所发生的这种膜电位变化称神经复合动作单位。
如果将两个引导电极置于神经干表面时(双极引导),动作电位将先后通过两个引导电极,可记录到两个相反的电位偏转波形,称为双向动作电位;2. 神经纤维兴奋的标志是产生一个可传播的动作电位。
测定神经干上的神经冲动的传导速度,可以了解神经的兴奋状态。
在示波器上测量动作电位传导一定距离所耗费的时间,便可计算出兴奋的传导速度;3. 神经与肌肉等可兴奋组织的兴奋性在一次兴奋过程中可发生一系列变化,及绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期,组织的兴奋性才可恢复。
为了测定神经干在兴奋过程中的兴奋性变化,可用双刺激法检查刺激引起的兴奋阙值和电位变化,即可观察到神经组织兴奋性的变化过程。
【实验对象】蟾蜍【实验器材】蛙类手术器械,BL-410生物信号记录分析系统,神经屏蔽盒,任氏液(林格液)等。
【实验步骤】制备蟾蜍坐骨神经-腓神经标本,并放入神经屏蔽盒内;(一)双相动作电位1.打开BL-410?实验项目?神经肌肉实验?神经干动作电位引导?记录出双相动作电位;2.由小到大改变刺激强度,记录阈强度和最大刺激强度;3.观察双相动作电位波形,测量最适刺激强度时的潜伏期、时程和波幅; (二)引导出最大刺激强度时的动作电位波形1.BL-410仪器操作:实验项目?神经肌肉实验?神经干动作电位传导速度测定?输入两电极之间的距离分别用潜伏期法和潜峰法测量其传导速度;2.潜伏期法:测量第一个通道动作电位潜伏期的时间(t),输入刺激电极到第一个引导电极间的距离(S),屏幕右上角显示传导速度和根据速度的公式计算传导速度:v=S/t;3.潜峰法:测量两个通道电位的动作电位的波峰间的时间差,为(t2-t1),测量并输入两对引导电极间的距离为(S2-S1),屏幕右上角显示传导速度和用公式计算传导速度:v=(S2-S1)/(t2-t1)。
神经干的动作电位目的和原理学习电生理学常用仪器的使用和离体神经干动作电位的记录方法,观察蟾蜍坐骨神经干动作电位的波形。
动作电位是神经兴奋的表现,神经纤维兴奋部位的膜外电位较静息部位为负;兴奋后又可恢复到静息状态。
这一电位变化的局部活动可沿神经纤维扩布,并可通过放大,在微机上显示出来,不同的引导方式记录的动作电位可以是双相的或单相的。
坐骨神经等混合神经包含许多种类的神经纤维,其动作电位是许多神经纤维动作电位复合。
由于不同纤维的兴奋性及其所产生的动作电位幅度、波形各不相同,在一定范围内,复合动作电位的幅度将随刺激强度的变化(在阈强度的最大刺激之间)而有变化。
实验对象蟾蜍实验器材和药品蛙类手术器械一套、MS-302微机系统、打印机、屏蔽盒、神经标本盒、培养皿、任氏液、棉线、棉球、滤纸片。
实验步骤和观察项目一、制备蟾蜍坐骨神经标本制作方法与坐骨神经-腓肠肌标本制备基本相似。
依前法准备一侧脊柱和下肢,在脊柱近处用一线将神经结扎并剪断,并于背侧沿坐骨神经沟分离一直游离至膝关节,再向下继续分离,在腓肠肌两侧肌沟内找到胫神经和腓神经,分离两支直至足趾,用线结扎,在结扎线的远端剪断,只保留坐骨神经,不要肌肉。
将神经标本浸入任氏液中备用。
二、神经干标本制备将标本盒的电极用浸有任氏液的棉球擦净。
用自来水浸润的滤纸片贴于标本盒的内面,以防神经干燥。
用镊子夹住标本两端的结扎线,将神经置于标本盒电极上,中枢端置于刺激电极侧,外周端放在记录电极侧。
轻轻拉直神经,不要扭曲。
三、开机与设置(一)单通道记录时将记录电极插入1B通道,双通道记录时分别插入1B和2通道;接线如下:2对引导电极刺激电极∣∣∣∣∣∣∣(+)(—)(+)(—)地(—)(+)(二)开机后自动进入Ms-302系统(三)直接选择实验模块,按“Enter键”;选择“动作电位”,按“Enter键”;选择“动物实验”,按“Enter键”,即可进入神经干动作电位的实验模块。
为什么神经干动作电位呈双相?
答:实验中所描记的动作电位为细胞膜外两点间随时间变化的电位差。
就一个完整的神经干而言,神经未受刺激时,膜外均匀分布着正电荷,任何两点间的电势差均为零,当神经受到阈上刺激时,动作电位在受刺激部位产生,并沿细胞膜传导,先传导到距刺激电极近的引导电极所接触部位的膜,
引起此部位膜外钠离子内流,膜外正电荷逐渐减少,和远端引导电极所接触的膜表面形成电势差,且随钠内流的增多电势差增大,在复极过程中随着钾的外流,两点间的电势差又逐渐减小,当动作电位传导到远端引导电极所在位置的膜时,引起一次类似的变化,但两点间形成的电势差的反向与前面相反,所以我们描记到的动作电位呈双相。
坐骨神经-腓肠肌标本的制备剥去皮肤的后肢,能用自来水冲洗吗?为什么?离体实验时,由于离体器官的生存条件不完全等同于正常体内,其保持正常生理活性的时间较短,因此需要我们在标本的制作过程中特别注意对标本生存条件的维护,即模拟体内环境。
任式液是两栖类动物实验常用的生理盐溶液,含有组织正常生命活动必需的营养物质和电解质,其渗透压和酸碱度也与动物体液相似;因此用任式液冲洗标本不会影响组织的兴奋性;而自来水是低渗溶液,其理化性质与任式液截然不同,用自来水冲洗标本会改变组织细胞的理化环境,轻则影响标本的正常生物活性,造成实验过程中出现很多异常现象,重则使神经和肌肉吸水膨胀乃至死亡。
2. 金属器械碰压、触及或损伤神经及腓肠肌,可能引起哪些不良后果?金属在溶液中都要发生一定程度的电离,因此金属器械碰压、触及神经时,一些金属离子往往会使神经肌肉疲劳,影响其兴奋性。
如果碰的较重,损伤了神经及腓肠肌,损伤部位及近端的神经甚至就死亡了兴奋不能传导。
3. 如何保持标本的机能正常?1)制备标本的操作过程中,勿过度牵拉、损伤神经和肌肉2)金属器械不要碰及、损伤神经或腓肠肌;3)也不要使动物的皮肤分泌物和血液等接触神经和肌肉,以免硬性标本活性4)制备好的标本在任式液中浸泡一会,待兴奋性稳定后再进行实验5)整个实验过程中要不断给标本滴加任式液,防止干燥,保持其兴奋性。
刺激强度与骨骼肌收缩反应的关系1.如何保持标本在实验过程中机能稳定?1)标本首先在任式液中浸泡一段时间2)实验过程中不断用任式液湿润3)肌肉达到最大收缩时立刻停止刺激,防止肌肉疲劳4)一次实验后,让标本休息一段时间2.判断标本兴奋性的指标是什么?1)评价蟾蜍的坐骨神经-腓肠肌的兴奋性,有一个最简单易行的指标,那就是用锌铜弓蘸任氏液后刺激坐骨神经,观察腓肠肌是否收缩;2)标本的阈刺激强度常作为评价标本兴奋性的指标。
在刺激持续时间一定的前提下,阈刺激强度越小,标本的兴奋性越好;3)还有一个兴奋性评价指标是时值。
人体解剖生理学实验教程实验一神经干动作电位测定及兴奋传导速度和不应期测定一、实验目的:1、掌握坐骨神经标本的制备方法并按要求制备出完整的蟾蜍坐骨神经标本2、掌握神经干动作电位的引导、不应期及动作电位传导速度的测定方法二、实验内容:1、坐骨神经标本制备2、坐骨神经干动作电位测定3、坐骨神经干兴奋传导速度和不应期测定三、实验仪器设备和材料清单1、实验材料:蟾蜍或蛙、蛙类手术器械一套(包括探针、粗剪、手术剪、眼科剪、镊子、玻璃分针)、蛙板、滴管、培养皿、烧杯、棉线、棉球、滤纸片。
2、实验试剂:任氏液3、实验仪器:生物信号采集处理系统、打印机、、神经标本屏蔽盒四、实验要求1、学会用细胞外电刺激诱发神经干动作电位的方法;掌握生物电记录的一般原则和方法;熟悉生物信号采集处理系统的操作;2、要求学生了解科研过程,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力;3、要求学生能独立操作每一个实验步骤,了解和掌握相关的原理,培养学生熟练操作。
五、实验原理:可兴奋组织如神经纤维在受刺激而兴奋时,细胞膜电位将发生一系列短暂的变化。
由安静状态下的膜外正膜内负的静息电位变为兴奋状态下的膜外负膜内正的去极化状态。
因此,在膜外兴奋区相对于未兴奋区来说电位为负。
这种电位差所产生的局部电流又引起邻近未兴奋区的去极化,使兴奋沿细胞膜传向整个细胞,而原来的兴奋区的膜电位又恢复到膜外正膜内负的静息水平。
这种可传播的、短暂的膜电位变化称之为动作电位。
可兴奋组织在一次兴奋之后,其兴奋性要经历一个规律的时相变化,依次是绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期,然后才恢复到正常的兴奋性水平。
六、实验方法:一)、实验步骤和观察指标1、仪器装置准备好生物信号采集处理系统及相关电极。
2、制备蟾蜍坐骨神经标本(3)剪除躯干上部及内脏用左手在背部捏住脊柱尾端,让头与内脏自然下垂,右手持粗剪刀在骶髂关节水平以上1cm处剪断脊柱,剪除全部下垂的头及内脏,保留后肢,腰背部脊柱。
实验二神经干动作电位及传导速度的测定【实验目的】学习神经干动作电位的测定方法,观察动作电位的波形、时程、幅度,学会测定动作电位的传导速度。
【实验原理】神经干在受到有效刺激后,可以产生动作电位,标志着神经发生兴奋。
如果在神经干另一端引导传来的兴奋冲动,可以引导出双相的动作电位,如在两个引导电极之间将神经麻醉或损坏,则引导出的动作电位即为单相动作电位。
神经细胞的动作电位是以“全或无”方式发生的。
坐骨神经干是由很多不同类型的神经纤维组成的,所以,神经干的动作电位是复合动作电位。
复合动作电位的幅值在一定刺激强度下是随刺激强度的变化而变化的。
用蟾蜍坐骨神经-胫腓神经标本来观察神经干动作电位及其传导,测定神经兴奋传导速度。
【实验对象】蟾蜍或蛙【实验材料】生物机能实验系统、神经标本屏蔽盒、蛙类手术器械、剪刀、手术剪、镊子、探针、玻璃分针、滴管、培养皿、烧杯、锌铜弓、棉花、缝线、任氏液。
【方法和步骤】1.制备蟾蜍坐骨神经干标本(1)破坏脑和脊髓取蟾蜍一只,用水洗净。
左手握住蟾蜍,用示指压住头部前端使头前俯。
右手持探针从枕骨大孔垂直刺入,左右划动,横断脑和脊髓。
再将探针刺入颅腔,左右搅动捣毁脑髓。
然后将探针撤回向后伸入椎管破坏脊髓。
当脑和脊髓完全破坏时,此时蟾蜍的呼吸停止,四肢松软。
(2)剪除躯干上部及内脏在骶髂关节水平以上1.5~2.0cm处剪断脊柱。
左手握蟾蜍后肢,使蟾蜍头与内脏下垂,右手持普通剪刀,沿脊柱断端两侧剪除内脏及头胸部,仅留下后肢、骶骨、脊柱及由它发出的坐骨神经。
(3)剥皮左手握脊柱断端,右手捏住其上的皮肤边缘,向下剥掉全部后肢的皮肤,将标本放在盛有任氏液的培养皿中。
(4)分离左右两腿用镊子将标本提起,剪去向上突出的骶骨,梨状肌(注意勿损伤坐骨神经),然后沿正中线用普通剪刀将脊柱分为两半,并从耻骨联合中央剪开两侧大腿,放在盛有任氏液的培养皿中。
(5)制作坐骨神经-胫腓神经标本取出一侧下肢,用蛙钉固定于蛙板上。
双相动作电位和单相动作电位的产生原理1. 介绍1.1 什么是动作电位动作电位是神经细胞发出信号的一种方式,简而言之,就是细胞里电流的“开关”。
当神经细胞接收到足够的刺激,就像你收到朋友发来的消息时的心情一样,它会瞬间变得兴奋,开始放电!真是让人兴奋不已,对吧?1.2 双相与单相的区别那么,双相动作电位和单相动作电位到底有什么不同呢?简单来说,单相动作电位就像是一条单行道,电信号沿着一条线路传递。
而双相动作电位则像是一条繁华的双向街道,信号能够在两个方向上来回奔跑。
想象一下,你在路上开车,单相就只能单行,而双相可以随心所欲,这个形象是不是更容易理解?2. 动作电位的形成过程2.1 单相动作电位的生成单相动作电位的形成可以说是一场电流的“狂欢派对”。
当细胞膜受到刺激后,钠离子快速涌入细胞内部,形成一个电信号的“高兴”。
这就好比你看到自己最爱的小吃摊,瞬间冲过去抢购一样!电位迅速上升,然后细胞膜就会关闭钠通道,钾离子开始涌出,电信号也就开始“回落”了。
最终,细胞膜恢复到静息状态,准备迎接下一个刺激。
2.2 双相动作电位的生成双相动作电位则更像是一场复杂的交响乐。
最开始,钠离子快速进入细胞,形成正电位的“高兴”,但很快,钠通道又关闭,钾通道打开,电位开始下降。
然后,又有其他离子参与,形成一个“小高兴”,让电信号在两个方向上传递。
这种电位变化不仅快,还让信息传递更为高效,就像音乐会中的乐器之间的配合,让人忍不住想要随着节奏摇摆。
3. 应用和意义3.1 在神经系统中的重要性动作电位不仅仅是细胞内部的电流变化,它在整个神经系统中的作用可是举足轻重的。
就像一位优秀的指挥家,指引着信息在神经之间流动,让我们的思维、动作、甚至情感都能快速反应。
如果没有这些动作电位,我们的身体就像一台失去动力的机器,无法运转,真是让人无奈啊!3.2 对科学研究的启示在科学研究中,了解双相和单相动作电位的原理能够帮助我们更好地理解神经疾病和治疗方法。
双相和单相动作电位的产生原理1. 动作电位的概念好,今天我们来聊聊动作电位,听起来挺高大上的吧?其实就是我们身体里神经细胞传递信息的一种方式。
你想想,像一条高速公路,车子在上面飞速行驶,而这些“车子”就是信息,只有在正确的路线上才能安全抵达目的地。
这其中就有两种“车队”:单相和双相。
1.1 单相动作电位先说说单相动作电位。
这个东西其实就是神经细胞里电压的变化。
你可以把它想象成一个热锅上的蚂蚁,随着温度的升高,蚂蚁越来越活跃,最后就“飞起来”了。
简单来说,细胞在受到刺激的时候,膜电位会从静息状态(就像一条静静的河流)迅速变成正电位(河水激流而下),然后再迅速恢复。
这就是单相动作电位的魅力所在。
它快速又高效,简直就是信息传递的小飞侠!1.2 双相动作电位接下来,我们再聊聊双相动作电位。
这家伙就有点儿复杂了,像是在玩一场过山车。
刚开始的时候,细胞膜也会被刺激,电位同样会改变,但这次变化是个过山车的路线,有上有下,先冲上去再跌回来,像是一个电位的摇摆舞。
它的过程就像是先让你感受到激动,再慢慢把你拉回现实,真是个调皮的家伙。
2. 动作电位的产生机制好了,聊完了动作电位的基本概念,我们来看看它的产生机制。
这个过程就像一场精彩的舞台剧,每个演员都得按时上场,才能让整个剧情流畅进行。
2.1 离子通道的角色在神经细胞中,有各种离子通道,像是门口的守卫,决定了离子(主要是钠离子和钾离子)能不能进出。
这些离子就像是不同性格的小伙伴,有的爱玩、有的稳重。
电位的变化其实就是这些小伙伴在争先恐后地进出细胞。
比如,钠离子一进门,整个细胞就开始兴奋,电位迅速上升,就像是大家在聚会上嗨起来了。
2.2 复极化的过程不过,兴奋过后总要冷静下来,细胞也不例外。
随着钾离子的慢慢进来,细胞的电位又开始下降,恢复到静息状态。
这时候就像是派对结束后,大家都慢慢散去,房间又恢复了宁静。
这个复极化的过程让细胞准备好迎接下一个刺激,真是一种优雅的舞蹈。
双相动作电位产生原理双相动作电位是神经元在接收到足够强度的刺激后所产生的电信号。
它相对于单相动作电位具有一个“反向”的波形,即先由负向“反向”极化,再由正向“正向”极化,然后回到静止状态。
那么双相动作电位是如何产生的呢?双相动作电位产生原理可以从细胞膜的离子通道入手。
人体中的神经元细胞膜上有许多离子通道,分别负责让不同类型的离子流入或流出细胞内部。
对于双相动作电位来说,主要是钠离子通道和钾离子通道。
在一个正常的细胞膜中,钾离子通道是开放的,让细胞内的钾离子流出,而钠离子通道是关闭的,不让钠离子进入。
此时,细胞内外的电荷分别为负电和正电,电位记录器上的记录是一个负向极化状态,称为静止电位。
当神经元接收到足够强度的刺激时,例如在感觉器官接受到光线、压力等,或其他神经元接收到化学信息表达时,细胞膜上的对应离子通道就会发生改变。
而对于钠离子通道来说,它会打开并让钠离子流入细胞内。
这些正电荷会让细胞内的电位发生“反向”极化,即从负向变为正向。
这个过程称为超极化,它是双相动作电位的第一个相位。
随着刺激的强度增加,钠离子通道会进一步打开,流入细胞内的钠离子数也会进一步增多。
当电位达到一个阈值时,钾离子通道会打开,让细胞内的钾离子流出。
此时,由于钠离子通道过多的开放,细胞内的电位将再次发生“反向”极化,即从正向变为负向,这个过程就是双相动作电位的第二个相位。
最后,当钠离子通道关闭、钾离子通道开放后,细胞内外的离子分布再次恢复到正常状态,电位会回到静止电位。
这个过程可以通过观察多个神经元同时进行来获得稳定的双相动作电位图像。
总的来说,双相动作电位的产生是由于细胞膜上钠离子通道和钾离子通道在接收到足够的刺激后发生改变,进而导致细胞内外离子分布改变,进而产生“反向”极化,最终回到静止电位的一个过程。
这个过程不仅仅在神经元中发生,在许多其他组织和器官中也有类似的现象。
单、双相动作电位的产生原理单、双相动作电位是指神经元在受到足够的刺激时所产生的电信号,是神经元内部和外部离子浓度的瞬时变化所导致的。
下面将分别介绍单、双相动作电位的产生原理。
当神经元受到足够的刺激时,细胞膜上的离子通道发生打开或关闭,导致细胞内部和外部离子浓度发生瞬时变化。
这些变化引起了之后全细胞电势的瞬时变化,即单相动作电位的产生。
单相动作电位的产生过程分为四个阶段:静息状态、阈值过程、激发过程和复极过程。
1.静息状态:在神经元没有受到足够的刺激时,神经元的细胞膜上离子通道处于关闭状态,内外离子存在浓度梯度使细胞膜极化。
这时,神经元内部的负电荷和外部的正电荷的分布情况相对穩定,细胞膜内外之间的静止电位差为大约-70mV。
2.阈值过程:当外部刺激大于一个阈值时,细胞膜上的Na+通道开始打开,Na+离子大量流入细胞内部,引起电势的快速上升,此时神经元进入了阈值过程。
在这个过程中,细胞内部的电势快速的升高直到达到峰值,此时电势在膜内极值上达到大约+30mV。
3.激发过程:在这个时刻,Na+通道关闭,K+通道打开,K+大量内流细胞外部使细胞电势波动,这时神经元进行了激发过程。
在这个过程中,细胞内部的电势开始缓慢下降,而膜外变的更加负电,电势传递的方向变为膜外正电与膜内负电。
4.复极过程:在这个过程中,K+通道的关闭使得K+的外流速率下降,同时负电荷的Na+正在被推回,使得电势在细胞内变得更加负电。
最终,细胞回到了静息状态,。
但实际上,还存在另一种不稳定性电动机势,超过阈值就会触发双相动作电位的产生。
双相动作电位的核心差别在于神经元在回到静息态之前再次产生电学相反的电位变化,外部正电荷和内部负电荷的交换被称为相反阶段。
这一过程是由于内部负电荷Ian的迅速回流而达成的。
近几十年来,神经生理学家已经对双相冲动的机制有了更深入的理解。
以下是双相动作电位产生的机制:3. 低钾阶段:在极化阶段,K+通道开始开启并开始快速流出细胞,但不稳定的背景钾离子浓度也受到了这些变化影响并向外流动。
双相动作电位和单相动作电位
张铭
【期刊名称】《生物学教学》
【年(卷),期】2016(41)6
【摘要】本文对双相动作电位和单相动作电位形成的机制和不同实验条件下双相动作电位波形的变化进行了解释,并简要分析了相关高考试题的成因和判断方法.【总页数】3页(P66-68)
【作者】张铭
【作者单位】华中师范大学生命科学学院武汉 430079
【正文语种】中文
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双向动作电位产生原理
双向动作电位是指在一种金属中,当它与另一种不同金属接触并在电解液中浸泡时,会在金属表面形成两个不同的电势,分别向两个方向移动的现象。
双向动作电位的产生原理是由于金属与电解液之间发生了电化学反应,导致了电子的流动和金属表面的电势变化。
具体来说,双向动作电位的产生可以分为两个阶段:
金属与电解液之间的化学反应阶段
当两种不同金属接触并浸泡在电解液中时,会发生一些化学反应,例如金属表面的氧化和还原反应。
这些化学反应导致了电子的流动,从而在金属表面形成了电势差。
金属表面的电化学反应阶段
金属表面与电解液之间的电化学反应是导致双向动作电位产生的主要原因。
在这个过程中,金属表面会产生两种不同的反应:阳极反应和阴极反应。
阳极反应是指金属表面发生氧化反应,电子从金属表面流出,生成离子进入电解液中;阴极反应是指电解液中的离子在金属表面还原成原子或分子,此时金属表面接收到了电子。
因此,在金属表面形成的电势差可以分为两个方向的电势变化:一个方向是阳极电势变化,即金属表面的电位向正方向移动;另一个方向是阴极电势变化,即金属表面的电位向负方向移动。
这两个电势变化方向的大小和变化速度取决于金属和电解液的性质,以及金属表面的反应情况。
总之,双向动作电位的产生原理是由于金属与电解液之间发生了电化学反应,导致了金属表面的电势变化和电子的流动。
在这个过程中,金属表面会形成两个方向的电势差,导致电子向两个方向移动,从而形成双向动作电位。
实验思考题,考试可能题型(填空、名词解释、简答)P26《坐骨神经—腓肠肌标本与坐骨神经标本的制备》1、为什么要将制备好的神经肌肉标本放在任氏液中?放在自来水或蒸馏水中可否?为什么?任氏液相当于给离体神经提供了一个内环境,使标本兴奋性稳定。
防止神经因干燥而失去正常兴奋性,即保持了神经的活性。
不能用蒸馏水,因为蒸馏水的渗透压很低,会导致标本的细胞吸水膨胀,改变其细胞结构;也不能用自来水,因为不仅会使标本的细胞吸水膨胀,而且自来水中还含氯气,会氧化神经中的细胞。
2、为什么锌铜弓接触坐骨神经会导致腓肠肌出现明显的收缩?这一现象说明了什么问题?锌铜弓用金属锌和铜铆接而成,锌铜弓在极性溶液中形成回路时,锌与铜两极产生约0.5~0.7V的直流电压,因此可用来刺激神经和肌肉,使神经或肌肉兴奋。
腓肠肌由坐骨神经的分支支配,所以用电刺激坐骨神经就会导致腓肠肌收缩。
这一现象说明了以下两点:锌铜弓可以导电;腓肠肌由坐骨神经的分支支配,用电刺激坐骨神经就会导致腓肠肌收缩。
P29《神经冲动传导速度与神经不应期的测定》1、随刺激强度的增强,神经干动作电位的幅度有何变化?符合“全或无”规律吗?为什么?随刺激强度增强,可观察到神经干动作电位从无到有、从小到大、最后到最大幅度的全过程。
不符合“全或无”。
因为神经干各种不同纤维的兴奋阈值不相同,阈刺激激活阈值最低的一类纤维兴奋,随着刺激强度的增加,激活起来的纤维数量逐渐增多,复合动作电位的幅度也就越大。
当神经干中所有纤维都兴奋时,复合动作电位的幅度也达到最大。
此后当给予一个更大刺激时,复合动作电位的幅度不再变化。
2、在神经干双相动作电位中,上、下相的幅度有何不同,为什么?上、下相的上升支、下降支分别代表去极化和复极化吗?上相的幅度明显大于下相的幅度。
原因是由于兴奋的传导速度过快、锋电位的波长较长或者两引导电极的间距较近时,使正相波与负相波在时间轴上重叠,正相波和负相波叠加,叠加发生在正相波去极后期或复极早期,负相去极波与正相复极波叠加,负相波振幅减小,正相波时程缩短。
⽣物实验报告-神经传导速度测定⽣物实验报告姓名:班级:⽇期:同组者:实验序号:实验题⽬:神经⼲动作电位及其速度测定坐⾻神经⼲不应期测定实验⽬的:1.学习神经⼲标本的制备。
2.观察坐⾻神经⼲的单相、双相动作电位、双向性传导并测定其传导速度。
3.观察机械损伤对神经兴奋和传导的影响4.学习绝对不应期和相对不应期的测定⽅法5.了解蛙类坐⾻神经⼲产⽣动作电位后其兴奋性的规律性变化实验原理:神经或肌⾁发⽣兴奋时,兴奋部位发⽣电位变化,这种可扩布性的电位变化即为动作电位。
可通过引导电极在仪器上进⾏记录。
⽤电刺激神经,在刺激电极的负极下神经纤维膜内产⽣去极化,当去极化达到阈电位,膜上产⽣⼀次可传导的快速电位反转,即动作电位。
神经⼲由许多神经纤维组成。
其动作电位是以膜外记录⽅式记录到的复合动作电位。
如果两个引导电极置于兴奋性正常的神经⼲表⾯,兴奋波先后通过两个电极处,便引导出两个⽅向相反的电位波形,称双相动作电位。
通常实验室常⽤的是⽅波电刺激,固定波宽,即刺激持续时间与强度/时间变化率⼆个参数不变,只改变刺激强度,观察不同刺激强度作⽤于组织时,组织的反应。
在安静状态下神经⼲中的神经纤维处于膜外为正,膜内为负的极化状态。
当神经纤维受刺激兴奋时,受刺激部位的膜去极化产⽣动作电位,与邻近未兴奋部位的膜形成局部电流,并以局部电流的⽅式传导。
当局部电流传到电极4时,电极4处的膜去极化(膜内变为正,膜外变为负),⽽电极5处的膜尚未兴奋,故电极5处电位相对于电极4处⾼,此电位变化过程即形成双向动作电位波形的AB 段。
当兴奋传⾄电极5处时,该处的膜去极化,膜外电位相对于电极4处逐渐降为0,此电位变化过程即双向动作电位波形的BC段。
当电极5尚处于去极化状态,⽽电极4处膜逐渐复极化时,电极5处膜电位相对于电极4处的膜电位逐渐降低为负值,此电位变化过程即双向动作电位波形的CD段。
当电极5处的膜复极化时,电极5处的膜电位逐渐恢复⾄电极4处电位⽔平,此电位变化过程即双向动作电位波形的DE段。
双相动作电位和单相动作电位产生原理
动作电位是神经元(神经细胞)兴奋时产生的电信号,是神经系统正常功能的基础。
动作电位可以分为双相动作电位和单相动作电位两种。
本文将介绍双相动作电位和单相动作电位的产生原理。
双相动作电位是指动作电位具有两个相位的特点。
它的产生过程可以分为四个阶段:静息状态、去极化、复极化和恢复极化。
首先,在静息状态下,神经元的细胞膜内外存在着电位差,内部带负电荷,外部带正电荷。
当刺激到达神经元时,细胞膜的通透性发生改变,导致钠离子通道打开,钠离子从细胞外流入细胞内,使细胞膜去极化,内外电位差减小。
这是双相动作电位的第一个相位,称为去极化相。
随后,细胞膜的钠离子通道关闭,钾离子通道打开,钾离子从细胞内流出,使细胞膜复极化,内外电位差恢复。
这是双相动作电位的第二个相位,称为复极化相。
在复极化相后,细胞膜的钾离子通道关闭,细胞膜的电位逐渐恢复到静息状态,即恢复极化。
相比之下,单相动作电位只具有一个相位,即去极化相。
单相动作电位的产生过程与双相动作电位的去极化相类似,但没有复极化和恢复极化的过程。
当刺激到达神经元时,细胞膜的通透性发生改变,导致钠离子通道打开,钠离子从细胞外流入细胞内,使细胞膜去极化。
随后,细胞膜的钠离子通道关闭,细胞膜的电位逐渐恢复到静
息状态。
双相动作电位和单相动作电位的产生原理可以通过细胞膜的离子通道的开闭过程来解释。
细胞膜上存在着多种离子通道,如钠离子通道、钾离子通道等。
当神经元处于静息状态时,这些离子通道的状态保持稳定,细胞内外的离子浓度差形成静息电位。
当刺激到达神经元时,特定离子通道的状态发生改变,使特定离子跨膜运动,从而改变细胞内外的电位差,产生动作电位。
需要注意的是,双相动作电位和单相动作电位的产生过程是一种电化学过程,涉及到离子在细胞膜上的运动。
这种运动受到多种因素的调节,如离子浓度梯度、离子通道的状态和离子泵的作用等。
这些因素的变化会影响动作电位的产生和传导,进而影响神经系统的功能。
总结起来,双相动作电位和单相动作电位是神经元兴奋时产生的两种类型的电信号。
双相动作电位具有两个相位,包括去极化和复极化,而单相动作电位只有去极化相。
这两种动作电位的产生过程是细胞膜离子通道的开闭过程所致,受到多种因素的调节。
对于理解神经系统的功能和传导过程具有重要意义。