生物物理第四章神经生物物理作业

发布 2022-07-08 01:40:28 阅读 9544

第四章神经生物物理作业。

1、通过nernst方程计算下列离子的平衡电位。

钾:, 钠:,

氯:, 取温度为。

由公式得,当温度为200c时,上式变为。

钾:当时,;

钠:当时,;

氯:当时,。

2、说明泵的作用及其不平衡转运产生的重要后果。

在静息状态时,虽然膜对钠离子的通透性比钾离子低,但驱动力是高的,因此,钠离子的内流,近似等于钾离子的外流。这种流动在短期内不会对膜电位产生影响,但如果没有离子泵的作用,一段时间后,膜内外的离子浓度梯度会发生变化,电位将趋于零。静息电位的梯度是由离子泵来维持的。

泵对钠离子和钾离子的转运是不平衡的,每水解一分子的atp,通常转运3个钠离子出细胞,转运2个钾离子入细胞,这种不平衡的转运产生了一些重要的后果:

1) 产生了净电荷的跨膜转运,因而说离子泵是生电的,由泵产生的电流使膜超极化。

2) 由于钠离子和钾离子的跨膜被动移动是不等的,为了维持浓度梯度,钠离子通过离子通道的内流必须等于泵产生的外流。

3) 由于可通透离子在电化学梯度的作用下跨膜做被动转运,但细胞内的大的阴离子不能做跨膜转运,如果没有泵的作用,离子本身的分布将造成细胞内的渗透压高于细胞外,水将逆着渗透梯度进入细胞内。由于泵的有效转运,平衡了细胞内外离子的不均衡分布,使细胞维持稳定的渗透压。

3、简述动作电位产生的离子机制。

根据hodgkin、huxley和katz的离子学说,动作电位产生的离子机制可以概括为一下几点要点:

1)静息时,由于细胞内、外存在着各种离子的浓度差(如,有机离子等),,而膜对这些离子通透性不同,,使得轴突膜内外维持着-70mv的静息电位。

2)当轴突受到电刺激是,膜产生去极化,使得膜对钠离子、钾离子的通透性发生变化。首先是钠离子的电控门通道活化,膜对钠离子的通透性大大增强, ,允许钠离子大量涌入,使膜内电位变正,这更加速了膜的去极化。这种再生式的正反馈,产生很大的内向,使得膜爆发式的去极化,出现超射,这便构成了动作电位的上升相。

3)紧接着钠离子通道失活,使得向内下降。

4)钠离子通道失活化的同时,钾离子通道活化,钾电导大大增加,,钾离子外流形成很大的外向,这就构成了动作电位的下降相。

5)依靠膜上的钠泵()完成排钠离子,摄入钾离子的任务,维持膜内外离子浓度差,从而恢复静息水平。

4、查阅相关资料,阐述突触的结构、分类以及信号传导过程。

突触的种类:电突触、化学突触。

突触的结构:化学突触或电突触均由突触前、后膜以及两膜间的窄缝──突触间隙所构成。

突触的信号传导过程:当神经冲动通过轴突传导到突触小体时,突触前膜对钙离子的通透性增加,突触间隙中的钙离子即进入突触小体内,促使突触小泡与突触前膜紧密融合,并出现破裂口,小泡内的递质释放到突触间隙中,并且经过弥散到达突触后膜,立即与突触后膜上的蛋白质受体结合,并且改变突触后膜对离子的通透性,引起突触后膜发生兴奋性或抑制性的变化。

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