喬欣

一、學生應(yīng)該理解的幾個概念

極化（狀態(tài)）：細胞安靜時存在于膜兩側(cè)的穩(wěn)定的內(nèi)負外正狀態(tài)，稱為極化（狀態(tài)）;

去極化：以極化狀態(tài)（或靜息電位）為準，膜內(nèi)負電位減小，稱為去極化或除極化;

超極化：以極化狀態(tài)（或靜息電位）為準，膜內(nèi)負電位增大，稱為超極化;

復(fù)極化：細胞發(fā)生去極化后，膜電位恢復(fù)到極化狀態(tài)，稱為復(fù)極化;

反極化（超射）：膜內(nèi)電位由零變?yōu)檎档倪^程，稱為反極化。

二、圖像分析

三、以人體神經(jīng)細胞的靜息電位（-70—90mv）為例，說明其產(chǎn)生機制及動作電位的發(fā)生機制

1.細胞生物電產(chǎn)生的條件

（1）細胞膜內(nèi)外某些帶電離子分布和濃度不同。正常時細胞內(nèi)的鉀離子濃度比膜外高，而細胞內(nèi)的鈉離子比膜外低，因此，鉀離子有向外擴散的趨勢，而鈉離子有向內(nèi)擴散的趨勢。

（2）細胞膜在不同情況下對不同離子具有不同的通透性。

2.靜息電位

概念：活細胞在靜息狀態(tài)下，細胞膜內(nèi)外的電位差叫靜息電位。（以膜內(nèi)的負電位表示）

說明：靜息狀態(tài)下細胞膜內(nèi)電位較低呈負電位，細胞膜外電位較高呈正電位。（極化狀態(tài)）

產(chǎn)生機制：正常情況下，細胞膜內(nèi)鉀離子的濃度比膜外的高，而膜外的鈉離子和氯離子比膜內(nèi)的高，但安靜時細胞膜對鉀離子的通透性最大，對鈉離子和各種負離子的通透性很小，因此，鉀離子順濃度差從細胞內(nèi)向細胞外擴散，從而使細胞外正電荷增加、電位升高，細胞內(nèi)負電荷增加、電位降低，隨著鉀離子的外流，膜外正負電位差逐漸增大。當這種電位差的阻力與濃度差的動力達到平衡時，鉀離子的凈通量即為零，此時膜電位穩(wěn)定于某一數(shù)值（如神經(jīng)細胞的靜息電位為-70—90mv），即靜息電位形成。可見靜息電位就是由鉀離子外流所達到的電—化學平衡電位。

3.動作電位

概念：當神經(jīng)受到刺激時，膜的通透性發(fā)生變化，膜外的離子迅速內(nèi)流，使膜內(nèi)為正電，膜外為負電，這種細胞受到刺激時，興奮部位與未興奮部位的電位差叫動作電位。動作電位的產(chǎn)生是組織產(chǎn)生興奮的本質(zhì)。

產(chǎn)生機制。上升支：當細胞受到一次有效刺激而興奮時，鈉離子通道大量開放，膜對鈉離子的通透性突然增大并超過了對鉀離子的通透性，于是細胞外的鈉離子便順濃度差和電位差迅速內(nèi)流，導(dǎo)致膜內(nèi)電位急劇上升（去極化過程），即膜內(nèi)負電位快速消失并轉(zhuǎn)為正電位（反極化）。當膜內(nèi)正電位增大到足以阻止由濃度差所推動的鈉離子內(nèi)流時，鈉離子的凈內(nèi)流停止。此時膜兩側(cè)的電位差即為鈉離子的平衡電位（約為+35mv），可見，動作電位的上升支主要是細胞外鈉離子快速內(nèi)流造成的。（強調(diào)鈉離子在膜上的轉(zhuǎn)運方式為：協(xié)助擴散）

下降支（復(fù)極化）：當膜去極化到峰值時，鈉離子通道迅速失活而關(guān)閉，此時，膜對鉀離子的通透性增大，于是膜內(nèi)的鉀離子順濃度差和電位差外向擴散，使膜內(nèi)電位迅速下降，直至膜復(fù)極化到靜息電位水平，可見，動作電位的下降支主要是細胞內(nèi)鉀離子外流造成的。（強調(diào)鉀離子在膜上的轉(zhuǎn)運方式為：協(xié)助擴散）

復(fù)極后：復(fù)極化完成后，由于細胞內(nèi)鈉離子增多、細胞外鉀離子增多，則激活鈉泵。鈉泵分解ATP釋放能量，并利用此能量將多進入的鈉離子泵出細胞，將外流的鉀離子泵入細胞，以恢復(fù)安靜時細胞內(nèi)外鈉離子、鉀離子的不均分布，維持細胞的興奮性。（強調(diào)鈉離子、鉀離子此時在膜上的轉(zhuǎn)運方式為：主動運輸）

作者單位 ?陜西省靖邊縣靖邊中學生物教研組