初一生物知識(shí)點(diǎn)之動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理
（1）動(dòng)作電位：細(xì)胞膜受到刺激時(shí)，在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次可擴(kuò)布的電位變化，稱為動(dòng)作電位。動(dòng)作電位可用上述微電極插入細(xì)胞內(nèi)測(cè)量記錄下來(lái)。在測(cè)出靜息電位的基礎(chǔ)上，給予神經(jīng)纖維一個(gè)有效刺激，此時(shí)在示波器屏幕上即顯示出一個(gè)動(dòng)作電位(如右圖所示)。動(dòng)作電位包括一個(gè)上升相和一個(gè)下降相，上升相表示膜的去極化過(guò)程，此時(shí)膜內(nèi)原有的負(fù)電位迅速消失，并進(jìn)而變?yōu)檎娢�，即�?70～-90mV變?yōu)?20～+40mV，出現(xiàn)膜兩側(cè)電位倒轉(zhuǎn)(外負(fù)內(nèi)正)，整個(gè)膜電位變化的幅度可達(dá)90～130mV。其超出零電位的部分稱為超射。下降相代表膜的復(fù)極化過(guò)程，是膜內(nèi)電位從上升相頂端下降到靜息電位水平的過(guò)程。神經(jīng)纖維的動(dòng)作電位，主要部分由于幅度大、時(shí)程短(不到2ms)，電位波形呈尖峰形，稱為峰電位(Spikepotential)。在峰電位完全恢復(fù)到靜息電位水平之前，膜兩側(cè)還有微小的連續(xù)緩慢的電變化，稱為后電位。從細(xì)胞的生物電角度來(lái)看，動(dòng)作電位與興奮兩者是同義語(yǔ)，而興奮性是指細(xì)胞或組織產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力。動(dòng)作電位一旦產(chǎn)生，細(xì)胞的興奮性也相應(yīng)發(fā)生一系列改變。從時(shí)程上來(lái)說(shuō)，峰電位相當(dāng)于細(xì)胞的絕對(duì)不應(yīng)期;后電位的前段相當(dāng)于相對(duì)不應(yīng)期和超常期;后電位的后段相當(dāng)于低常期(如下圖所示)。膜電位恢復(fù)到靜息電位水平，興奮性也就恢復(fù)正常。
（2）動(dòng)作電位的引起及產(chǎn)生原理：細(xì)胞膜受到刺激后，首先是該部位細(xì)胞膜上Na+通道少量開(kāi)放，膜對(duì)Na+的'通透性稍有增加，少量Na+由膜外流入膜內(nèi)，使膜內(nèi)外電位差減小，稱為局部去極化或局部電位，局部電位不能遠(yuǎn)傳。但Na+內(nèi)流使膜內(nèi)負(fù)電位減小到某一臨界數(shù)值時(shí)，受刺激部位的膜上Na+通道全部開(kāi)放，使膜對(duì)Na+的通透性突然增大，于是膜外Na+順濃度差和電位差迅速大量?jī)?nèi)流，從而爆發(fā)動(dòng)作電位。Na+內(nèi)流是一個(gè)正反饋過(guò)程(再生性)。使膜對(duì)Na+通透性突然增大的臨界膜電位數(shù)值，稱為閾電位。閾電位比靜息電位約小10～20mV。任何刺激必須使內(nèi)負(fù)電位降到閾電位水平，才能爆發(fā)動(dòng)作電位。
動(dòng)作電位上升相是由于膜外Na+大量?jī)?nèi)流，膜內(nèi)電位迅速高，使原來(lái)的負(fù)電位消失并高出膜外電位，在膜的兩側(cè)形成一個(gè)正外負(fù)的電位差。這種電位差的存在，使Na+的繼續(xù)內(nèi)流受到內(nèi)正電荷的排斥，當(dāng)促使Na+內(nèi)流的濃度差與阻止Na+內(nèi)流的位差所構(gòu)成的兩種互相拮抗的力量相等時(shí)，Na+的凈內(nèi)流停止。此時(shí)膜電位為Na+的平衡電位。簡(jiǎn)言之，動(dòng)作電位的上升相是Na+內(nèi)流所形成的電一化學(xué)平衡電位，是膜由K+平衡電位轉(zhuǎn)為Na+平衡電位的過(guò)程。
在上升相到達(dá)Na+平衡電位時(shí)，膜上Na+通道已關(guān)閉，Na+的通透性迅速下降。與此同時(shí)，膜對(duì)K+的通透性大增。于是，K+順濃度差和順電位差迅速外流，使膜內(nèi)外電位又恢復(fù)到原來(lái)的內(nèi)負(fù)外正的靜息水平，形成動(dòng)作電位的下降相。簡(jiǎn)言之，動(dòng)作電位下降相是K+外流所形成，是膜由Na+平衡電位轉(zhuǎn)變?yōu)镵+平衡電位的過(guò)程。
細(xì)胞膜在復(fù)極化后，跨膜電位雖然恢復(fù)，但膜內(nèi)Na+有所增多，而K+有所減少。這時(shí)便激活了細(xì)胞膜上的鈉一鉀泵，通過(guò)Na+、K+的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，重新將它們調(diào)整到原來(lái)靜息時(shí)的水平，以維持細(xì)胞正常的興奮性。
（3）動(dòng)作電位的特點(diǎn)：動(dòng)作電位具有“全或無(wú)”現(xiàn)象，刺激達(dá)不到閾強(qiáng)度，不能產(chǎn)生動(dòng)作電位(無(wú))，一旦產(chǎn)生，幅度就達(dá)到最大值(全)。幅度不隨刺激的強(qiáng)度增加而增加。
（4）動(dòng)作電位的傳導(dǎo)特點(diǎn)：動(dòng)作電位在同一細(xì)胞沿膜由近及遠(yuǎn)地?cái)U(kuò)布稱為動(dòng)作電位的傳導(dǎo)。其傳導(dǎo)特點(diǎn)有：①不衰減性傳導(dǎo)。動(dòng)作電位傳導(dǎo)時(shí)，電位幅度不會(huì)因距離增大而減小。②雙向性傳導(dǎo)。如果刺激神經(jīng)纖維中段，產(chǎn)生的動(dòng)作電位可從產(chǎn)生部位沿膜向兩端傳導(dǎo)。
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