❶ 靜息電位是高中生物哪本書上的
人教版高中生物必修二《遺傳與進化》
❷ 靜息電位的介紹
靜息電位(Resting Potential,RP)是指細胞未受刺激時,存在於細胞膜內外兩側的外正內負的電位差。它是一切生物電產生和變化的基礎。當一對測量微電極都處於膜外時,電極間沒有電位差。在一個微電極尖端刺入膜內的一瞬間,示波器上會顯示出突然的電位改變,這表明兩個電極間存在電位差,即細胞膜兩側存在電位差,膜內的電位較膜外低。該電位在安靜狀態始終保持不變,因此稱為靜息電位。幾乎所有的動植物細胞的靜息電位膜內均較膜外低,若規定膜外電位為零,則膜內電位即為負值。大多數細胞的靜息電位在-10~-100mV之間。
❸ 動物生理學的圖書
動物生理學是專門研究健康動物正常生命活動規律的一門科學,是整個生命科學相關專業的核心課程。本書著重於畜禽生理學部分,以家畜解剖及組織胚胎學、動物學和動物生物化學等課程為基礎,是動物醫學、動物科學、動物葯學、水產養殖、動植物檢疫、生命科學、水族科學與技術、野生動物與自然保護區管理和生物技術等專業必修的專業基礎課,同時可為獸醫病理學、獸醫葯理學、家畜內科學、家畜外科學、家畜診斷學、動物營養學和家畜繁殖學等後續專業課程的學習以及為從事動物生理學及其相關學科的研究和發展打下寬厚的理論基礎。Ⅰ本書包括緒論、細胞的基本功能、神經生理、肌肉、血液、血液循環、呼吸、消化和吸收、能量代謝與體溫調節、泌尿、內分泌、生殖、泌乳和禽類的生理特點共14章。在選材上,本教材充分考慮了動物生理學知識體系的系統性、漸進性及與其他課程的延續性,在內容上涵蓋了動物生理學的主要基本知識點,從整體、器官系統、細胞及分子水平系統地介紹了動物生理學的基本理論、基本知識和基本技能,並力求有所創新,追蹤動物生理學的最新前沿科研成果和動態,突出該學科的時代特徵,使本書具有更加廣泛的實用性。本書特別注意堅持理論聯系實際和基礎服務臨床的原則,在每章中盡力突出動物生理學與後續學科和專業的相關性,加大病例和生產案例的引用,為專業課程的學習打下堅實的專業基礎。通過動物生理學的學習,使學生掌握動物在適應環境變化的過程中所發生的基本規律和理論;認識動物生理學理論在動物醫學、動物生產、動物資源保護與利用等實踐活動中的作用;了解動物生理學和其他相關學科間的相互關系及該學科發展的前沿熱點問題。本書在每章的前面列有本章概述,並以知識卡片的形式對文中不易展開的新概念、新發現和新進展、生理學上具有里程碑意義的重大事件以及某些疾病案例等知識點進行了拓展,加大了動物生理學專用名詞的英漢對照的數量,以利於學生主動學習和提高專業英語的閱讀理解能力。最後,在每章後面都列有復習思考題,便於學生的自查自測。本教材文字簡潔,圖文並茂,重點突出,層次分明,強調內容的科學性、先進性、系統性和可讀性,以方便師生的教與學。另外,本書在章節編排上進行了調整。目前國內使用的同類其他版本的教材,都將神經生理一章放在血液循環、呼吸、消化和吸收等章節之後。這樣,在涉及相關神經調節的知識點時,由於沒有神經生理的基礎知識,在教師講授和學生理解上都會出現一定的困難。為克服上述矛盾,本書將神經生理調整到第三章,這樣就較好地解決了上述問題。本書的15位編委來自全國11所高校的一線主講教師,平均年齡40歲左右,全部具有副教授及以上職稱,其中,具有博士學歷的教師有10人。他們具有多年從事動物生理學教學、科研和實踐的經驗,教學成果顯著。所有編委都是所在學校的教學和科研骨幹,其中有6人12人次主持過國家自然科學基金課題,多人主持並參與省市級自然科學基金和教學改革課題的研究,所有這些都為我們高質量地完成本書的編寫任務奠定了堅實的基礎。最後,還要特別感謝南開大學趙強博士對本書進行了全面細致的審校,並對編寫工作提出了許多富有成效的建設性意見。誠然,追求完美是我們的目標,但書中的紕漏和瑕疵在所難免,希望同行和使用者不吝賜教。本教材還可供普通師范院校、綜合性大學、高等職業院校等有關生命科學的本、專科專業使用,同時還適用於成人教育,並可作為碩士研究生教學用書以及科研工作者的參考書和工具書。
動物生 理 學Ⅱ金天明2012年4月2日於天津 第一章緒論第一節動物生理學的研究對象和內容一、動物生理學的研究對象二、動物生理學的研究內容第二節生理學的發展和研究方法一、生理學是一門實驗性科學二、生理學的研究方法三、不同水平的動物生理學研究第三節生命的基本特徵一、新陳代謝二、興奮性三、生殖四、適應性第四節機體的內環境及其穩態一、內環境二、穩態三、內環境的穩態是一種動態平衡第五節生理功能的調節方式一、神經調節二、體液調節三、自身調節第六節動物生理功能調節的控制系統一、非自動控制系統二、自動控制系統三、前饋控制系統第七節動物生理學的學習目的和方法一、動物生理學的學習目的二、動物生理學的學習方法第二章細胞的基本功能第一節細胞膜的組成與結構一、細胞膜的組成與液態鑲嵌模型二、細胞膜的結構第二節離子和低分子的跨膜轉運一、被動轉運二、主動轉運三、入胞和出胞第三節細胞的跨膜信號轉導一、G蛋白偶聯受體介導的信號轉導二、酶偶聯受體介導的信號轉導三、離子通道受體介導的信號轉導第四節細胞的生物電現象一、細胞膜的被動電學特性二、細胞的靜息電位及其產生機制三、細胞的動作電位及其產生機制四、組織的興奮和興奮性第三章神經生理第一節組成神經系統的細胞及其功能一、神經元及其基本功能二、神經膠質細胞及其基本功能第二節神經元間的功能聯系一、突觸與突觸傳遞二、神經遞質三、受體第三節反射活動的一般規律一、反射弧與反射的基本過程二、中樞神經元的聯系方式三、中樞興奮的傳布特徵四、中樞抑制的類型和產生機制五、神經中樞內興奮和抑制的相互作用第四節神經系統的感覺功能一、感受器二、感覺傳導通路三、大腦皮層的感覺分析功能四、痛覺五、視覺六、聽覺七、嗅覺和味覺八、皮膚的感覺第五節神經系統對軀體運動的調節一、脊髓對軀體運動的調節二、腦干對肌緊張和姿勢的調節三、小腦對運動的調節四、大腦皮層對軀體運動的調節第六節神經系統對內臟活動的調節一、自主神經系統的結構和功能特徵二、自主神經系統的中樞調節第七節腦的高級神經活動一、腦電圖二、條件反射三、動物的神經型第四章肌肉第一節肌肉的結構一、骨骼肌的結構與功能二、骨骼肌的類型第二節肌細胞的收縮機制一、肌絲滑行的分子結構基礎二、肌肉收縮的滑行學說第三節肌細胞的收縮功能一、神經肌肉接頭處興奮的傳遞二、骨骼肌的興奮收縮偶聯第四節骨骼肌的收縮效應及其影響因素一、骨骼肌的收縮效應二、收縮總和三、骨骼肌收縮效能的影響因素四、肌肉收縮的能量變化和肌疲勞第五節平滑肌的收縮和舒張一、平滑肌細胞的不均一性二、平滑肌的收縮及調節Ⅳ目錄第五章血液第一節血液的組成和理化特性一、血液的組成和血量二、血液的理化特性三、血液的生理作用第二節血細胞一、紅細胞生理二、白細胞生理三、血小板生理第三節血液凝固一、血液凝固二、抗凝系統和纖維蛋白溶解三、抗凝和促凝措施第四節血型與輸血一、血型與紅細胞凝集二、輸血原則三、動物的血型及其應用第六章血液循環第一節心肌細胞的生物電現象與生理特性一、心肌細胞的生物電現象二、心肌的生理特性三、心電圖第二節心動周期與心臟的泵血功能一、心率與心動周期二、心臟的泵血功能及其機制三、心音和心音圖四、心臟泵血功能的評價五、心臟泵血功能的儲備六、影響心排血量的因素第三節血管生理一、各類血管的結構和功能二、血流量、血流阻力和血壓三、動脈血壓和動脈脈搏四、靜脈血壓與靜脈迴流五、微循環六、組織液和淋巴液的生成與迴流第四節心血管活動的調節一、神經調節二、體液調節三、心血管活動的自身調節四、動脈血壓的長期性調節第五節器官循環 一、冠脈循環二、肺循環三、腦循環第七章呼吸第一節肺通氣一、肺通氣的器官及功能二、肺通氣的原理三、肺通氣功能的評價第二節氣體交換一、氣體交換的基本原理二、肺換氣三、組織換氣第三節氣體運輸一、氧的運輸二、二氧化碳的運輸第四節呼吸運動的調節一、神經調節二、化學因素對呼吸的調節三、高原對呼吸的影響Ⅴ第八章消化和吸收第一節概述一、消化方式二、消化道平滑肌的生理特性三、消化道的主要功能第二節攝食的調節一、攝食的方式二、攝食中樞三、調節攝食的因素第三節口腔消化一、咀嚼二、唾液的分泌三、吞咽四、嗉囊內的消化第四節單胃消化一、胃液的分泌二、胃的運動三、胃的排空及調節四、嘔吐第五節復胃消化一、瘤胃與網胃內的消化二、氣體的產生與噯氣三、前胃運動及其調節四、反芻五、食管溝的作用六、瓣胃消化七、皺胃消化第六節小腸消化一、胰液的分泌二、膽汁的分泌三、小腸液的分泌四、小腸的運動五、回盲瓣(或回盲括約肌)的功能第七節大腸消化一、大腸液的分泌二、大腸內的微生物消化三、大腸的運動與排糞第八節吸收一、吸收的部位和途徑二、小腸內主要營養物質的吸收三、大腸的吸收功能第九章能量代謝與體溫調節第一節能量代謝一、機體能量的來源與利用二、能量代謝的測定三、影響能量代謝的因素四、基礎代謝和靜止能量代謝第二節體溫及其調節一、動物的體溫二、動物的產熱和散熱過程第十章泌尿第一節腎臟的結構和血液供應一、腎臟的結構特點二、腎臟的血液供應第二節尿的生成一、尿的性質與成分二、腎小球的濾過作用三、腎小管和集合管的重吸收與分泌作用第三節尿的濃縮和稀釋一、尿液的稀釋二、尿液的濃縮三、尿液的濃縮機制第四節尿生成的調節一、腎內自身調節二、神經和體液調節第五節排尿一、輸尿管的蠕動將腎盂內的尿液送入膀胱二、膀胱與尿道的神經支配三、排尿反射Ⅵ第十一章內分泌第一節概述一、激素的種類二、激素的代謝三、激素作用的一般特性四、激素的作用機制第二節下丘腦的內分泌一、下丘腦的神經內分泌結構二、下丘腦主要調節肽的種類、結構及功能三、下丘腦的主要生理功能四、下丘腦激素分泌的調節機制第三節垂體的內分泌一、腺垂體二、神經垂體第四節甲狀腺的內分泌一、甲狀腺激素二、甲狀腺激素的生理作用三、甲狀腺激素分泌的調節第五節甲狀旁腺激素、降鈣素和維生素D3一、甲狀旁腺激素二、降鈣素三、1,25二羥維生素D3第六節胰腺的內分泌一、胰島素二、胰高血糖素三、生長抑素、胰多肽及其他激素第七節腎上腺的內分泌一、腎上腺皮質的內分泌二、腎上腺髓質的內分泌第八節其他內分泌腺體或細胞一、松果體二、胸腺三、前列腺四、胎盤五、胃腸道黏膜中的內分泌細胞六、脂肪細胞第十二章生殖第一節動物生殖功能的個體發育一、生殖系統的胚胎發育二、性活動的分期三、性季節(配種季節)第二節雄性生殖功能與調節一、睾丸的功能二、睾丸功能的調節三、附性器官的功能四、性興奮和性反射五、精液第三節雌性生殖功能與調節一、卵巢的功能二、母畜的性周期三、性周期的分期四、性周期的調節五、附性器官及其生理作用第四節妊娠一、受精二、著床三、妊娠的維持四、妊娠期母畜的生理變化五、妊娠期間的發情六、假妊娠第五節分娩第十三章泌乳第一節乳腺一、乳腺的比較解剖學結構二、乳房結構第二節乳腺的發育一、乳腺發育的測定方法二、乳腺的發育階段三、乳腺發育與內分泌的關系四、乳腺的發育與神經系統的關系第三節乳分泌的發動、維持和乳腺回縮一、泌乳的起動二、泌乳的維持三、乳腺回縮第四節乳汁的合成一、細胞器官與乳汁合成二、乳汁的合成第十四章禽類的生理特點第一節血液一、血液的組成及理化特性二、血細胞三、血液凝固第二節血液循環一、心臟生理二、血管生理三、心血管活動的調節第三節呼吸生理一、呼吸系統的結構基礎二、呼吸運動三、氣體交換與運輸四、呼吸運動的調節第四節消化一、口腔及嗉囊內的消化二、胃內的消化三、小腸內的消化四、大腸內的消化五、吸收第五節能量代謝和體溫調節一、能量代謝及其影響因素二、體溫及其調節第六節排泄一、尿的理化特性、組成和尿量二、尿的生成三、鼻腺的排鹽功能第七節神經系統一、中樞神經二、外周神經第八節內分泌一、垂體二、甲狀腺三、甲狀旁腺四、鰓後腺五、腎上腺六、胰腺七、性腺八、松果腺第九節生殖一、雌禽的生殖二、雄禽的生殖Ⅶ參考文獻
❹ 靜息電位,高中生物詳解
靜息電位是外正內負,動作電位是外負內正。不是外面負電荷進入,是鉀離子外流造成內外的差!!
❺ 生理學的圖書信息2
書名:生理學(國家「十五」規劃教材)
ISBN:730904334
作者:姚泰
出版社:復旦大學出版社
定價:68
頁數:604
出版日期:2005-2-1
版次:1
開本:16開
包裝:平裝
簡介:生理學是生物科學的一個分支,是以機體的基本生命活動、各個組成部分的功能以及功能表現的物理和化學本質為研究對象的一門科學。對於醫學生來說,生理學課程是一門十分重要的基礎學科課程。醫學生必須在學習和掌握生理學知識的基礎上,才能進一步學習生理學、葯理學和臨床醫學。這本教材的對象主要是七年制臨床醫學專業的醫學生。教材的內容在一般五年制教材的基礎上有所加深,並增加了一些比較新的知識。全書分緒論、細胞的基本功能、血液、血液循環、呼吸、消化和吸收、能量代謝和體溫、尿的生成和排出感覺器官的功能、神經系統的功能、內分泌和生殖共12章,總的篇幅比一般五年制教材增加約1/3。各章的內容都是從細胞和分子以及器官的水平上敘述機體的各種功能,使學生能了解構成人體各個系統的器官則細胞的正常活動過程,各個器官、細胞的功能表現的內部機制,特別是不同細胞、器官、系統之間的相互聯系和相互作用,並理解人體作為一個整體,其各部分的功能活動是互相協調、互相制約,從而能在復雜多變的環境中維持正常的生命活動,保持各種生理過程的穩態。本書除了介紹生理學的知識外,還對有些重要的或典型的生理學知識的實驗構思和技術方法作一定的介紹,目的是使學生不僅能知道生理學知識的具體內容,而且能知道生理學知識是怎樣得來的,學習和培養創新精神和創新性思維的能力。
目錄:
第一章 緒論
第一節 生理學的研究對象和任務
一、 生理學的任務
二、 生理學研究的不同水平
第二節 機體的內環境與穩態
第三節 機體生理功能的調節
一、 神經調節
二、 體液調節
三、 自身調節
第四節
體內的控制系統
一、 非自動控制系統
二、 反饋控制系統
三、 前饋控制系統
第二章 細胞的基本功能
第一節 細胞膜的結構和物質轉運功能
一、 膜的化學組成和分子結構
二、 物質的跨膜轉運
第二節 細胞的信號轉導
一、 G蛋白耦聯受體介導的信號轉導
二、 酶聯型受體介導的信號轉導
三、 離子通道型受體介導的信號轉導
第三節 細胞的電活動
一、 細胞膜的被動電學特性
二、 靜息電位及其產生機制
三、 動作電位及其產生機制
四、 細胞的電活動與離子通道
五、 組織的興奮和興奮性
第四節 肌細胞的收縮
一、 橫紋肌
二、 平滑肌
❻ 高中生物題,靜息電位是哪部分膜電位為0時,不是靜息嗎求對圖的詳細分析
神經細胞靜息時由於細胞內鉀離子濃度高而胞外鈉離子濃度高形成靜息電位,一般為-70(題圖不準確),收到刺激時,鈉離子大量內流,這一過程稱為去極化,膜電位向0靠近,超過0達到+20這一過程為反極化,到達峰值回到靜息電位的過程稱為復極化過程。電位2應該是正後電位,正後電位會略低於靜息電位。說實話這個圖我沒見過,不好解釋電位二。。。
❼ 高中生物必修3書中概念整合
必修3•第1章第1節 細胞生活的環境
一、內環境
(1)血液的組成:血漿+血細胞
①血漿:血清+纖維蛋白原
②血細胞:紅細胞、白細胞、血小板
(2)組織液:細胞間隙液(分布於組織細胞之間)
(3)淋巴:淋巴液(分布於淋巴管中,裡面有淋巴細胞)
(4)人體內的血漿、組織液和淋巴三者間的物質聯系圖:
2、各種細胞的內環境
①血細胞直接生活的環境:血漿
②毛細血管壁細胞直接生活的環境:血漿和組織液
③毛細淋巴壁細胞直接生活的環境:淋巴和組織液
④體內絕大多數組織細胞直接生活的環境:組織液
3、內環境和外環境
(1)對於細胞來說
①內環境:細胞外液
②外環境:呼吸道、消化道、肺泡腔、輸卵管、子宮等
(2)對於人體來說
①內環境:人體內部的環境
②外環境:人們生活的外界環境
二、人體內有關的液體
1、體液:包括細胞內液和細胞外液。細胞外液主要包括組織液、血漿、淋巴,也叫人體的內環境。此外,腦脊液也屬於細胞外液。
(1)細胞內液:細胞內的液體,占體液的大部分。
(2)細胞外液:細胞外的液體,是細胞生活的液體環境,也稱內環境。
①血漿:血細胞生活的外界環境。主要包括90%的水分、無機鹽、糖類、蛋白質、脂質、激素、抗體、維生素及代謝產物。
②組織液:組織間隙的液體,是人體組織細胞生活的液體環境。主要包括水分、無機鹽、糖類、脂質、氨基酸及代謝產物。
③淋巴:淋巴管內的液體,是淋巴細胞生活的液體環境,與組織液的成分相似。
④腦脊液:無色透明,相當於淋巴,充滿蛛網膜下隙,對中樞神經系統起緩沖、保護、營養、運輸代謝產物及維持顱內壓的作用。
2、外分泌液:主要指外分泌腺(如唾液腺、胃腺、腸腺、胰腺、淚腺、汗腺、皮脂腺等)分泌的,運輸到體外和消化腔的液體。包括各種消化液、淚液、汗液等。
(1)消化液:由各種消化腺分泌,在消化腔中發揮作用,含有各種消化酶。
(2)淚液:由淚腺分泌,主要包括水分、無機鹽、溶菌酶。
(3)汗液:由汗腺分泌,主要包括水分、無機鹽、尿素等各種代謝廢物。
3、原尿:血漿通過腎小球時經濾過作用形成,與血漿成分相比主要是不含大分子蛋白質。
4、尿液:原尿再經腎小管和集合管的重吸收後形成,主要包括水分、無機鹽及代謝廢物,是人體的重要排泄物。尿液是一種排泄物,既不是體液,也不是外分泌液。
三、細胞外液的成分
1、血漿成分:水、無機鹽、糖類、蛋白質、脂質、氨基酸、激素、維生素、抗體、各種細胞代謝產物等。
2、組織液、淋巴的成分和含量與血漿相近,但又不完全相同,「最主要」的差別是血漿中含有較多的蛋白質,而組織液和淋巴中的蛋白質含量很少。
四、細胞外液的理化特性
1、溶液的滲透壓:是指溶液中溶質微粒對水的吸引力。
溶液滲透壓的大小取決於單位體積溶液中溶質的微粒的數目,溶質微粒越多,溶液濃度越高,對水的吸引力越大,溶液滲透壓越高。由於血漿中含有無機鹽和蛋白質,故血漿滲透壓與其有關。
(1)水在細胞內外的轉移取決於細胞內外滲透壓的大小
(2)內鉀外鈉:決定細胞內液滲透壓的主要是鉀鹽(因為鉀鹽主要存在於細胞內液);
決定細胞外液滲透壓的主要是鈉鹽(因為鈉鹽主要存在於細胞外液)。
(3)細胞外液滲透壓>細胞內液滲透壓—→水外流→細胞皺縮
細胞外液滲透壓<細胞內液滲透壓—→水內流→細胞腫脹
2、正常人的血液pH范圍是7.35~7.45,緩沖物質是H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4
3、溫度:37℃左右
五、內環境的功能:內環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介。高等的多細胞動物,它們的體細胞只有通過內環境,才能與外界環境進行物質交換。
必修3•第1章第2節 內環境穩態的重要性
一、內環境穩態
內環境的化學成分(水分、無機鹽、有機物)和理化特性(滲透壓、pH、溫度)保持相對穩定的狀態。
穩態是指正常機體在神經系統、體液和免疫系統的調節下,通過各個器官、系統的協調活動,共同維持內環境的相對穩定的狀態。
二、參與內環境穩態的系統
直接參與物質交換的系統:呼吸系統、消化系統、循環系統和泌尿系統
起調節作用的系統:神經系統(神經調節)、內分泌系統(體液調節)、免疫系統(免疫調節)
三、穩態調節機制的認識
1、法國生理學家「貝爾納」:神經調節
2、美國生理學家「坎農」:神經—體液調節
3、現代觀點:神經—體液—免疫調節(作為內環境穩態的主要調節機制)
四、穩態調節原理
1、滲透壓調節
2、血漿pH穩態
人體在新陳代謝過程中,會產生許多酸性物質,如乳酸、碳酸;人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些鹼性物質(如碳酸鈉)。這些酸性和鹼性的物質進入血液,就會使血液的pH發生變化。
血液中含有許多對酸鹼度起緩沖作用的物質——緩沖物質,每一對緩沖物質都是由一種弱酸和相應的一種強鹼鹽組成的,如H2CO3/NaHCO3,NaH2PO4/Na2HPO4等,當機體劇烈運動時,肌肉中產生大量的乳酸,碳酸等物質,並且進入血液。乳酸進入血液後,就與血液中的碳酸氫鈉發生作用,生成乳酸鈉和碳酸。碳酸是一種弱酸,而且又可以分解成二氧化碳和水,所以對血液的pH影響不大。血液中增多的二氧化碳會刺激控制呼吸活動的神經中樞,促使呼吸運動增強,增加通氣量,從而將二氧化碳排出體外。當碳酸鈉進入血液後,就與血液中的碳酸發生作用,形成碳酸氫鹽,而過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。這樣,由於血液中緩沖物質的調節作用,可以使血液的酸鹼度不會發生很大的變化,從而維持在相對穩定的狀態。
原理:當酸性物質進入血液時,H++HCO3- ==== H2CO3
H2CO3 ==== H2O+CO2 ↑(從肺部排出)
例如:乳酸進入血液後,就與血液中的NaHCO3發生作用,生成乳酸鈉和H2CO3。
當鹼性物質進入血液時 OH-+H2CO3 ==== HCO3-+H2O
例如:當Na2CO3進入血液後。就與血液中的H2CO3發生作用,生成碳酸氫鹽,而過多的碳酸氫鹽可以由腎臟排出。
3、體溫恆定
人和高等動物具有一定的體溫,且相對恆定是進行新陳代謝(生化反應)和正常生命活動的重要條件。人體產熱是能量代謝的結果,安靜時人體產熱主要來自內臟(肝臟、腎等),運動時主要來自骨骼肌,可比安靜時高出10餘倍。人在寒冷的環境中,常打「寒戰」,產熱量明顯增加。人體的散熱主要通過皮膚。當氣溫達到35℃以上時,人體散熱主要通過汗液蒸發這一條途徑。人體體溫的相對恆定是因為產熱過程和散熱過程能夠維持動態平衡,主要調節中樞在下丘腦。
4、水平衡、鹽平衡、血糖平衡、體溫平衡
5、反饋調節:正反饋和負反饋
反饋是一個過程的結果返回影響過程的現象。
必修3•第2章第1節 通過神經系統的調節
一、反射與反射弧
1、神經調節:指通過神經系統對生命活動進行的調節。是指在中樞神經系統的參與下,人和動物體對體內和外界環境的各種刺激所發生的規律性的反應,是長期自然選擇的結果。
2、反射:神經調節的基本形式
①是指在中樞神經系統參與下,動物體或人體對內外環境的變化所做出的規律性應答。
②非條件反射:通過遺傳獲得的先天性反射,由具體刺激直接引起的反應。如膝跳反射
③條件反射:建立在非條件反射的基礎上,是在生活過程中逐漸形成的後天性反射,由各種信號刺激引起的反應。
3、反射弧:神經調節的結構基礎
①組成:由感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經、效應器五個部分組成。反射過程一般是如下進行的:一定的刺激按一定的感受器所感受,感受器發生了興奮;興奮以神經沖動的方式經過傳入神經傳向神經中樞;通過神經中樞的分析與綜合活動,神經中樞產生興奮或抑制信號;又經一定的傳出神經到達效應器,使效應器發生相應的活動。如果神經中樞發生抑制,則神經中樞原有的傳出沖動減弱或停止。
②感受器:能將特定的刺激轉變成神經沖動。
③傳入神經與傳出神經
④應激性、反射、適應性和遺傳性的區別
應激性是指一切生物對外界各種刺激(如光、溫度、聲音、食物、化學物質、機械運動、地心引力等)所發生的反應。
反射是指多細胞高等動物通過神經系統對各種刺激發生的反應。由此可以說明,反射是應激性的一種表現形式,隸屬於應激性的范疇。適應性是指生物體與環境表現相適合的現象。
應激性是一種動態反應,在比較短的時間內完成;適應性是通過長期的自然選擇,需要很長時間形成的。應激性的結果是使生物適應環境,可見它是生物適應性的一種表現形式。但生物體的有些適應特徵(如北極熊的白色、綠草地中蚱蜢呈綠色等)是通過遺傳傳給子代的。並非生物體接受某種刺激後才能產生,這與應激性是不同的。
遺傳性是指親代性狀通過遺傳物質傳給後代的能力,也是生物體要求一定的生長、發育條件,並對生活條件做出一定反應的特性。因此,生物體表現出來的應激性、反射和適應性最終是由遺傳性決定的。
二、興奮的傳導
1、在神經纖維上的傳導:興奮是以電信號(局部電流、神經沖動)的形式沿著神經纖維傳導的。
(3)傳導特徵
①完整性:神經纖維要實現其興奮傳導的功能,就要求其在結構上和生理功能上都是完整的。如果神經纖維被切斷,興奮即不可能通過斷口;如果神經纖維在麻醉劑或低溫作用下發生功能的改變,破壞了生理功能的完整性,則興奮的傳導也會發生阻滯。
②雙向性:根據興奮傳導的機制,神經纖維受刺激產生興奮時,興奮能由受刺激的部位同時向相反的兩個方向傳導,因為局部電流能夠向相反的兩個方向流動。(雙向傳導)
③絕緣性:一條神經干包含著許多條神經纖維,各條神經纖維各自傳導自己的興奮而基本上互不幹擾,這稱為絕緣性。傳導的絕緣性能使神經調節更為專一而精確。
④相對不疲勞性:有人曾在實驗條件下,用每秒50~100次的電刺激連續刺激神經9~12小時,觀察到神經纖維始終保持著傳導興奮的能力。因此與突觸的興奮傳遞相比,神經纖維是不容易疲勞的。
(4)興奮在神經纖維上傳導的實質:膜電位變化→局部電流(生物電的傳導)
①靜息電位:神經纖維未受到刺激時,細胞膜使大量的鈉離子留在膜外的組織液中,鉀離於留在細胞膜內,由於鉀離子透過細胞膜向外擴散比鈉離子向內擴散更容易,因此,細胞膜外的陽離子比細胞膜內的陽離子多,造成離子外正內負。膜外呈正電位,膜內呈負電位。此時,膜內外存在的電位差叫做靜息電位。(外正內負)
②動作電位:當神經纖維的某一部位受到刺激產生興奮時興奮部位的細胞膜通透性改變,大量鈉離子內流,使膜內外離子的分布迅速由外正內負變為外負內正,發生了一次很快的電位變化,這種電位波動叫做動作電位。(外負內正)
在動作電位產生的過程中,鉀離子和鈉離子的跨膜運輸方式是協助擴散。協助擴散是在質膜上載體蛋白的協助下進行的,鉀離子和鈉離子的跨膜運輸的蛋白載體就是離子通道蛋白。另外,恢復為靜息電位時,是主動運輸方式泵出膜的。
要測量神經纖維的靜息電位,電流表的兩個電極就要分別接在神經纖維的外膜和內膜上,且電流(正電荷移動方向)必定是從外膜流向內膜。
2、在神經元之間的傳遞
(1)突觸:神經元之間接觸的部位,由一個神經元的軸突末端膨大部位——突觸小體與另一個神經元的細胞體或樹突相接觸而形成。
①突觸小體:軸突末端膨大的部位
②突觸前膜:軸突末端突觸小體膜
③突觸間隙:突觸前、後膜之間的空隙(組織液)
④突觸後膜:另一個神經元的細胞體膜或樹突膜
(2)過程
軸突→突觸小體→突觸小泡→神經遞質→突觸前膜——→突觸間隙——→突觸後膜(與突觸後膜受體結合)——→另一個神經元產生興奮或抑制
(3)神經遞質:是指神經末梢釋放的特殊化學物質,它能作用於支配的神經元或效應器細胞膜上的受體,從而完成信息傳遞功能。
①合成:在細胞質通過一系列酶的催化作用中逐步合成,合成後由小泡攝取並貯存起來。
②釋放:通過胞吐的方式釋放在突觸間隙。.
③結合:神經遞質通過與突觸後膜或效應器細胞膜上的特異性受體相結合而發揮作用。遞質與受體結合後對突觸後膜的離子通透性發生影響,引起突觸後膜電位的變化,從而完成信息的跨突觸傳遞。
④失活:神經遞質發生效應後,很快就被相應的酶分解而失活或被移走而迅速停止作用。遞質被分解後的產物可被重新利用合成新的遞質。因此,一個神經沖動只能引起一次遞質釋放,產生一次突觸後膜的電位變化。
⑤類型
興奮性遞質:乙醯膽鹼、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素、5-羥色胺、谷氨酸、天冬氨酸等。
抑制性遞質:γ-氨基丁酸、甘氨酸、一氧化氮等。
(4)信號變化
①突觸間:電信號→化學信號→電信號
②突觸前膜:電信號→化學信號
③突觸後膜:化學信號→電信號
(5)傳遞特徵:
單向傳導。即只能由一個神經元的軸突傳導給另一個神經元的細胞體或樹突,而不能向相反的方向傳導,這是因為神經遞質只存在於突觸小體中,只能由突觸前膜釋放,通過突觸間隙,作用於突觸後膜,引起突觸後膜發生興奮性或抑制性的變化,從而引起下一個神經元的興奮或抑制。
★興奮在反射弧中的傳導方式實質上是感受器把接受的刺激轉變成電信號(局部電流)在傳入神經纖維上雙向傳導,在通過神經元之間的突觸時電信號又轉變為化學信號(化學遞質)在突觸中單向傳遞。化學信號通過突觸傳遞到另一神經元的細胞體或樹突又轉變為電信號在傳出神經纖維上傳導,所以效應器接受的神經沖動是電信號。
三、神經系統的分級調節
1、人的中樞神經系統包括腦和脊髓。腦包括大腦、小腦、間腦(主要由丘腦和下丘腦構成)、中腦、腦橋、延髓。
2、神經中樞:中樞神經系統內調節某一特定生理功能的神經元群。包括:大腦皮層、軀體運動中樞、軀體感覺中樞、語言中樞、視覺中樞、聽覺中樞等。
3、分級調節
(1)大腦皮層:最高級的調節中樞
(2)小腦:維持身體平衡中樞
(3)下丘腦在機體穩態調節中的主要作用:
①感受:滲透壓感受器,感受滲透壓升高。
②分泌:分泌抗利尿激素、促甲狀腺激素釋放激素、促性腺激素釋放激素、促腎上腺素釋放激素等
③調節:水平衡中樞、體溫調節中樞、血糖調節中樞、滲透壓調節中樞。
④傳導:可傳導滲透壓感受器產生的興奮至大腦皮層,使大腦皮層產生渴覺。
(4)腦干:呼吸中樞
四、人腦的高級功能
1、大腦皮層中央前回(第一運動區)控制軀體的運動
①倒置關系:皮層代表區的位置與軀體各部分的關系呈是倒置的;
②交叉控制:中央前回左邊控制右側軀體運動,中央前回右邊控制左側軀體運動;
③皮層代表區范圍的大小與軀體的大小無關,而與軀體運動的精細復雜程度有關。
2、人的語言功能與大腦皮層的言語區有關
①運動性語言中樞:S區。受損傷,患運動性失語症
②聽覺性語言中樞:H區。受損傷,患聽覺性失語症
③視覺性語言中樞:V區。閱讀文字
④書寫性語言中樞:W區。書寫文字
❽ 生物電位問題。我簡述下:靜息電位(我在百度百科上查了,上面說了鉀離子不能一直外流,到一定狀況就不能
第一個問題我回答不了,第二個和第三個你說的對確實是因為鉀鈉離子的遷移產生的電位差引起的動作電位靜息電位的時候鉀離子在膜內所以就要把鈉弄出去用到了鈉鉀泵。
說句老實話你不用弄得那麼細考試考的都是膜內外電性,鉀鈉誰需要主動運輸之類的不用研究的那麼細
❾ 生理心理學的圖書信息
基本信息
書名:生理心理學
圖書編號:1627830
出版社:北京大學
定價:12.0
ISBN:730102204
作者:沈政
出版日期:1993-11-01
版次:1
開本:24
簡介:
本書不僅從國內外生理心理學專著中,還從有關的臨近學科如認知心理學、神經生理學、神經心理學、分子神經生物學和信息科學等許多領域中吸取了最新研究成果,分別用以討論感覺、知覺、注意、學習、記憶、言語思維、本能動機、情緒情感、人格、運動與意志行為等心理活動的生理機制問題,並聯系了失認症、失語症、遺忘症、兒童注意缺陷障礙、精神分裂症、情感性精神病、智能障礙和人格障礙等病理機制的新理論。書中還涉及了知覺、注意、學習、記憶和言語思維等有關的認知理論、人工智慧和人工神經網路的理論概念。在導論中,作者論述了生理心理學的歷史、當代發展趨勢,並概括地介紹了必備的基礎知識。書後還列出了國內可得到的中外文最新參考書目。
本書可作為心理學、教育學、醫學、神經生物學等專業的大學生教科書。亦可作為這些領域的理論研究者的基礎知識更新的參考書。
目錄:
第一章 導論
第一節 生理學心理學的歷史發展觀
一、生理心理學的學科性質
二、腦研究的歷史回顧
三、當低主流與發展趨勢
第二節 學習生理心理學所需的基礎知識
一、心理活動的基本概念與本書的體系
二、精神病與精神病學的基礎知識
三、神經病與神經病學
四、腦形態學的基本概念
五、神經生理學基礎知識
六、分子神經生物的基本概念
第二章 感覺
第一節 視覺生理心理學
一、視覺信息的產生
二、視覺信息的傳遞
三、視覺信息加工與編碼
第二節 聽覺生理心理學問題
一、聲音刺激的物理參數和心理物理學參數
二、耳與聽覺通路
三、聽覺信息的神經編碼
四、對音色的神經統碼
五、聲源空間定位的神經編碼
第三節 味覺與嗅覺
一、味覺
二、嗅覺
第四節 軀體感覺
一、軀體感覺模式及其編碼的一般規律
二、淺感覺及其上行通路
三、深感覺及其傳導通路
四、內臟感覺與痛覺
第三章 知覺的生理心理學
第一節 知覺的神經基礎
一、失認症與知覺的腦結構
二、知覺的細胞生理學基礎
第二節 知覺理論及其生理學研究
一、兩種加工過程和知覺特徵結合論
二、腦事件相關是位與知覺過程
三、及區域性糖代謝率與知覺過程
第三節 視知覺機制
一、空間知覺的枕-預通路
二、物體知覺的枕-顳通路
三、面孔的認知與識別
第四章 注意的生理心理學理論
……
第五章 學習及其神經生物學基礎
第六章 記憶的生理心理學基礎
第七章 言語、思維的腦機制
第八章 本能與動機的生理心理學基礎
第九章 情緒與情感的生理心理學
第十章 運動和意志行為
第十一章 人格的生理心理學問題
參考資料 基本信息
拼音題名
sheng li xin li xue
其它題名
並列題名
ISBN
978-7-117-08996-8
責任者
徐斌主編
出版者
人民衛生出版社
出版地
北京
出版時間
2007
中圖分類號
B845
附註
普通高等教育「十一五」國家級規劃教材 衛生部「十一五」規劃教材 全國高等醫葯教材建設研究會規劃教材 全國高等學校教材 供應用心理學專業及其他專業應用心理學方向用
摘要
本書共分15章,第一至四章介紹生理心理學的基礎知識;第五至七章述及感知覺和運動;第八至十一章介紹睡眠、性和飲食行為;第十二至十五章是關於情緒與應激、注意、記憶、語言及高級認知功能。
章節目錄:
目錄
第一章 生理心理學概論
第一節 基本觀點
一、 二元論
二、 一元論
三、 還原論
四、 整合論
第二節 生理心理學的研究對象和問題
一、 生理心理學研究對象
二、 生理心理學的學科性質和問題
第三節 生理心理學的研究方法和技術
一、 神經解剖學的技術
二、 腦損傷法
三、 刺激法
四、 電記錄法
五、 生物化學分析法
六、 腦成像技術
七、 行為學研究
第四節 腦結構和功能關系的幾種假說
一、 定位學說與整體學說的統一
二、 功能系統學說
三、 模塊學說
第五節 行為的自然與後天獲得
一、 基因對行為的影響
二、 進化與行為
小結
思考題
第二章 神經元的電活動與信息交流
第一節 神經元與突觸
一、 神經元和神經膠質細胞
【專欄2-1】 神經膠質細胞的功能
二、 突觸
第二節 神經元的電活動
一、 神經元生物電記錄技術
【專欄2-2】 膜片鉗記錄
二、 靜息電位及動作電位
【專欄2-3】 神經元的主要離子電流
三、 神經電信號的產生與傳導
第三節 神經元的信息交流
一、 神經電信號的傳遞
【專欄2-4】 神經遞質釋放的囊泡循環機制
二、 神經遞質與調質
三、 受體與信號轉導
四、 神經電信號傳遞的調制
小結
思考題
第三章 生理心理學的神經解剖基礎
第一節 神經系統的基本組成
一、 前腦
二、 中腦
三、 後腦
四、 脊髓
五、 自主神經系統
第二節 腦的功能性結構
一、 大腦皮質的分層與分區
二、 大腦皮質的結構性功能單位——模塊
三、 大腦皮質的功能系統
四、 大腦皮質的主要分區
【專欄3-1】 大腦兩半球與意識
【專欄3-2】 plrb柱環系統
小結
思考題
第四章 腦的發育與可塑性
第一節 腦的發育
一、 脊椎動物腦的生長與分化
【專欄4-1】 皮質神經元的增殖與遷移
二、 軸突如何發現通路
三、 生活經歷對神經系統發育的微調
四、 腦區的按比例發展
五、 發育中腦的易損性
第二節 腦損傷後的可塑性
一、 腦損傷的引起與防止
二、 腦損傷後恢復的機制
【專欄4-2】 刺激性葯物促進恢復的動物實驗
【專欄4-3】 用6-羥多巴胺(6-ohda)證明去神經超敏性
【專欄4-4】 生活經歷影響感覺代表區重組的研究
【專欄4-5】 「幻肢感覺」與皮質代表區重組
三、 治療
【專欄4-6】 腦損傷動物實驗治療
【專欄4-7】 感覺通路助催醒作用
小結
思考題
❿ 生物電!!!
科技名詞定義
中文名稱:生物電 英文名稱:bioelectricity 定義:在生命活動過程中在生物體內產生的各種電位或電流,包括細胞膜電位、動作電位、心電、腦電等。 所屬學科: 海洋科技(一級學科) ;海洋技術(二級學科) ;海洋生物技術(三級學科) 2000多年前,人類就發現動物體帶電的事實,並利用電鰩所發生的生物電治療精神病。18世紀末,L.伽伐尼發現蛙肌與不同金屬所構成的環路相接觸時發生收縮的現象。以後C.馬蒂烏奇、E.H.杜布瓦-雷蒙和L.黑爾曼等的工作,都證明了生物電的存在。20世紀初,W.艾因特霍芬用靈敏的弦線電流計,直接測量到微弱的生物電流。1922年,H.S.加瑟和J.埃夫蘭格首先用陰極射線示波器研究神經動作電位,奠定了現代電生理學的技術基礎。1939年,A.L.霍奇金和A.F.赫胥黎將微電極插入槍烏賊大神經,直接測出了神經纖維膜內外的電位差。這一技術上的革新,推動了電生理學理論的發展。1960年,電子計算機開始應用於電生理的研究,使誘發電位能從自發性的腦電波中,清晰地區分出來,並可對細胞發放的參數精確地分析計算 靜息電位
在沒有發生應激性興奮的狀態下,生物組織或細胞的不同部位之間所呈現的電位差。例如,眼球的角膜與眼球後面對比,有5~6毫伏的正電位差,神經細胞膜內外,則存在幾十毫伏的電位差等。靜息狀態細胞膜內外的電位差,稱靜息膜電位,簡稱膜電位。它的大小與極性,主要決定於細胞內外的離子種類、離子濃差以及細胞膜對這些離子的通透性。例如,神經或肌肉細胞,膜外較膜內正幾十毫伏。在植物細胞(如車軸藻)的細胞膜內外,有100毫伏以上的電位差。改變細胞外液(或細胞內液)中的鉀離子濃度,可以改變細胞膜的極化狀態。這說明細胞膜的極化狀態主要是由細胞內外的鉀離子濃度差所決定的。在細胞膜受損傷(細胞膜破裂)的情況下,損傷處的細胞液內外流通,損傷處的膜電位消失。因此,正常部位與損傷部位之間就呈現電位差,稱為損傷電位(或分界電位)。 有些生物細胞,不僅細胞膜內外有電位差,在細胞的不同部位之間也存在電位差。這類細胞稱極性細胞。在極性細胞所組成的組織中,如果極性細胞的排列方向不一致,它們所產生的電場相互抵消,該組織就表現不出電位差。如果極性細胞的排列方向一致,該組織的不同部位間就呈現一定的極性與電位差。它的極性與電位大小,取決於細胞偶極子矢量的並聯、串聯或兩者兼有所形成的矢量總和。例如,青蛙的皮膚,在表皮接近真皮處,有極性細胞。這些細胞具有並聯偶極子的性質,內表面比外表面正幾十毫伏。在另一些生物組織上,極性細胞串聯排列,如電魚的電器官就是由特化的肌肉所形成的「肌電板」串接而成的。由5000~6000個肌電板單位串聯而成的電鰻的電器官,由於每個肌電板可產生0.15伏左右的電壓,因此這種電器官放電的電壓可高達 600~866 伏。某些植物的根部,也是由極性細胞串聯構成的。因此由根尖到根的基部各點間都可能呈現電位差植物運動反應時的電現象
有些植物受刺激後會產生運動反應。這時,往往出現可傳導的電位變化。例如,含羞草受刺激時,葉片發生的閉合運動反應,就能傳布相當的距離。在這一過程中,由刺激點發生的負電位變化,可以每秒2~10毫米的速度向外擴布。電位變化在1~2秒內達到最大值,其幅值可達50~100毫伏。但恢復時間長,需幾十分鍾才能回到原來的極性狀態,這一段負電位變化時期就是它的不應期。 動物體的局部電反應
動物的細胞或組織,尤其是神經與肌肉,受刺激時發生的電變化比植物更明顯。如果神經纖維局部受到較弱的電刺激則陰極處的興奮性升高、膜電位降低(去極化),陽極處興奮性降低、膜電位升高(超極化)。在刺激較強接近引起興奮沖動閾值的情況下,陰極的電位變化大於陽極,這是一種應激性反應。但是這種電位變化僅局限在刺激區域及其鄰近部位,並不向外傳布,故稱局部反應,所發生的電位稱為局部電位。一個神經元接受另一個神經元的興奮沖動而產生突觸傳遞的過程中,在突觸後膜上會產生興奮性突觸後電位,或抑制性突觸後電位。前者是突觸後膜的去極化過程,後者是突觸後膜的超極化過程。這些電位變化,只局限在突觸後膜處,並不向外傳導,也是一種局部電位。如果感受器中的感覺細胞或特殊的神經末梢受到適宜刺激,如眼球中的感光細胞受光的刺激、機械感受器柏氏小體中的神經末梢受到壓力刺激也會產生局部電位反應,稱為感受器電位或稱啟動電位。同樣,肌肉細胞接受到神經沖動的情況下,在神經與肌肉接頭處(神經終板)也會產生局部的、不傳導的負電位變化,稱為終板電位。所有這些局部電位,都會擴布到鄰近的一定區域,但不屬傳導。離局部電位發生處愈近,則電位越大,並按距離的指數函數衰減。局部電位的大小隨刺激強度的增大而增高,大的可達幾十毫伏。
[編輯本段]動物體的傳布性電反應
動物體中能傳布的電反應更普遍。如當神經細胞受到較強的電刺激時,在陰極產生的局部電反應隨刺激增強而增大,超過閾值,就會引起一個能沿神經纖維傳導的神經沖動。神經沖動到達的區域伴有膜電位的變化,稱動作膜電位(簡稱動作電位)。這是一個膜電位的反極化過程,即由原來的膜外較膜內正變為膜外較膜內負。因此,發生興奮的部位與靜息部位之間,出現電位差,興奮部位較正常部位為負,電位可達 100毫伏以上。這個負電位區域可以極快的速度向前傳導,如對蝦大神經纖維的傳導速度可達80~200米/秒。 興奮性突觸後電位或感受器電位,雖然不是能傳導的興奮波,但當它們增大到一定程度,就會影響鄰近神經組織的興奮性,甚至發生伴有負電位變化的神經沖動。 動物的組織或器官,在發生應激性反應的情況下,也會出現電變化。它的大小與極性決定於組成該組織的細胞興奮時所產生的電場的矢量總和。如眼睛受光照刺激時,可記錄到眼球的前端與後面之間的電位差變化,稱為視網膜電圖。它的波形很復雜,系由光刺激使感受細胞產生感受器電位,並相繼引起視網膜中其他細胞產生興奮與電位變化。由於這些電變化的電場方向不一致,因此,視網膜電圖標志的是這些細胞的產生的電場的矢量總和。不同的動物,由於視網膜的結構不同,產生的視網膜電圖也不同,同時光照程度、時間等因素也會影響視網膜電圖的波形。 生物有機體是一個導電性的容積導體。當一些細胞或組織上發生電變化時,將在這容積導體內產生電場。因此在電場的不同部位中可引導出電場的電位變化,而且其大小與波形各不相同。例如,心電圖就是心臟細胞活動時產生的復雜電位變化的矢量總和。隨引導電極部位不同,記錄的波形不一樣,所反映的生理意義也不同。另外,高等動物中樞神經系統中所產生的電場,在人或動物的頭皮上,無論靜息狀態或活動狀態時,都有「自發」的節律性電位波動,稱為腦電波。它是腦內大量的神經細胞活動時所產生的電場的總和表現。在靜息狀態時,電位變化幅度較高,而波動的頻率較低。當興奮活動時,由於腦內各神經元的活動步調不一致(趨於非同步化),總合電位就較低,而波動的頻率較高。當接受外界的某種特定刺激時,總和電場比較強大,因此,可以記錄到一個顯著的電位變化。因為這種電位變化是由外界刺激誘發而產生的,所以稱為誘發電位。
[編輯本段]學說
企圖用一種學說去解釋各種生物體中所出現的各種不同的電現象是不可能的。不過,在動物體上,特別是在神經系統或肌肉系統中所發生的各種電現象,基本上可以用A.L.霍奇金與A.F.赫胥黎提出的離子學說,從細胞水平加以解釋。 離子學說是在J.伯恩斯坦(1902)提出的膜學說的基礎上發展而成的。離子學說認為,神經或肌肉的細胞膜,對不同的離子具有不同程度的通透性。又由於細胞內的各種離子濃度,特別是鉀離子、鈉離子和氯離子,與細胞外液中的濃度不同,因此,在細胞膜內外兩側間就會產生電位差(根據F.G.唐南氏平衡原理)即膜電位。這是靜息電位的基礎。在不同的生理條件下,細胞膜對各種離子的通透性將發生變化,因此膜電位也即發生改變,即形成各種形式的動作電位。例如,在靜息狀態下,神經或肌肉細胞的細胞膜對鉀離子具有較大的通透性,而細胞內的鉀離子濃度高於細胞外的濃度幾十倍,因而形成幾十毫伏的膜外較膜內正的靜息膜電位。當改變細胞外(或細胞內)的鉀離子濃度時,靜息膜電位將按能斯脫(Nernst)公式的關系,發生相應的改變。這就證明了靜息膜電位決定於細胞內外鉀離子濃度的觀點。有些植物細胞的靜息膜電位,也是由細胞內外鉀離子的濃度所決定的。當神經或肌肉細胞發生興奮時,細胞膜對各種離子的通透性發生了變化,即對鈉離子的通透性突然增大,並在各種離子的通滲性中占優勢地位。因此在這瞬間內,膜電位的大小與極性,主要決定於細胞膜內外的鈉離子濃度。由於細胞外的鈉離子濃度較細胞內高,因此,在短時間內膜電位突然由膜外較膜內正變為膜內較膜外正,即出現反極化現象。此時電位變化的幅度(去極化後再成反極化)可達100毫伏以上,這就是動作電位。但這時仍有不同於靜息狀態下的膜電位,稱為動作膜電位。 動作電位所在的區域,即興奮沖動所在的區域,會迅速地向前傳導。興奮沖動在某一區域出現的時間極短,只有幾毫秒。當興奮沖動過去以後,這一區域的膜電位又逐漸恢復到原來的靜息狀態,即恢復靜息膜電位。 在不同的細胞上,甚至在同一個細胞的不同區域的細胞膜上所發生的通透性變化並不完全一致。例如,脊椎動物視網膜中的視細胞,在受光照刺激時所產生的反應是膜電位升高(超極化)。但是,無脊椎動物視網膜中的視細胞,受光照刺激時所產生的反應是膜電位降低(去極化)。又如,在同一個脊髓運動神經元軸突的膜上,興奮時所表現的是去極化甚至反極化反應。但在同一個運動神經元的興奮性突觸後膜上,當接受另一個神經元的神經末梢釋放的興奮性遞質時,雖然也產生去極化反應,但這時所發生的離子通透性變化卻與軸突上所發生的不同。興奮性突觸下膜興奮時,對鈉離子的通透性不是單獨的突然增加,而是對各種離子的通透性普遍地增加,所以它並不出現反極化(膜內較膜外正)的狀態。在同一個運動神經元的抑制性突觸後膜上,當接受另一個神經元的神經末梢釋放的抑制性遞質作用時,情況另是一樣。抑制性突觸下膜興奮時對鉀離子與氯離子的通透性增高,使膜電位超極化,則膜外更正於膜內。可見不同的細胞,甚至同一細胞的不同區域的細胞膜,在興奮時所產生的膜電位變化是不相同的。 總的來說,無論是靜息膜電位或各種動作膜電位變化,都可以用細胞膜對各種離子通透性的不同來解釋。由於通透性的不同變化,膜內外各種離子濃度的差別,表現出各種極性、幅值、頻率、相位不同的生物電現象。 在組織或器官上發生的生物電現象,大多數是個別細胞所產生的生物電的矢量總和,所以對它的發生機制同樣可以用離子學說去解釋。但有些生物電變化的時間過程極緩慢,如光合作用時所產生的電變化與細胞的代謝活動有密切聯系,即是一種生物電化學電位。在大腦皮層上還可以檢測出一些極緩慢的電位波動,有的在1分鍾內波動幾次,有的幾分鍾甚至幾十分鍾才有明顯的變化。這種電位與快速的神經細胞興奮活動不同,也可能是一種由代謝活動所引起的或與神經膠質細胞活動有關的生物電化學現象。
[編輯本段]生物學意義
電魚能在瞬間放出高壓電,所以既有防禦獵食者侵犯的作用;也可用這種電擊捕獲小動物。另有一些電魚,如非洲的裸背鰻魚類,能不斷地釋放微弱的電脈沖,起探測作用或導向作用。生物電更普遍的意義在於信息的轉換、傳導、傳遞與編碼。生物體要維持生命活動,必須適應周圍環境的變化。由於環境變化的因素與形式復雜多變,如變化的光照、聲音、熱、機械作用等等,因此生物有機體必須將各種不同的刺激動因快速轉變成為同一種表現形式的信息,即神經沖動,並經過傳導、傳遞和分析綜合,及時作出應有的反應。高等動物具有各種分工精細的感受器。每種感受器一般只能感受某種特殊性質的刺激。感受器中的感覺細胞接受刺激時會發生感受器電位,並用它來啟動神經組織,產生動作電位。因此,不同的刺激動因都變成了同一形式的神經沖動。神經沖動是「全或無」性質的,即「通」、「斷」形式的信息。神經沖動用頻率變化形式,傳遞信息到中樞神經系統。中樞神經系統對信息進行分析、綜合、編碼,並將同時作出的反應信息以神經沖動形式傳向外周效應器官。動作電位的傳導極為迅速,所以生物體能及時對周圍環境變化,作出迅速的反應。這一系列的信息傳遞都是以發生各種形式的生物電變化來完成的。
[編輯本段]應用
生物體內廣泛、繁雜的電現象是正常生理活動的反映,在一定條件下,從統計意義上說生物電是有規律的:一定的生理過程,對應著一定的電反應。因此,依據生物電的變化可以推知生理過程是否處於正常狀態,如心電圖、腦電圖、肌電圖等生物電信息的檢測等。反之,當把一定強度、頻率的電信號輸到特定的組織部位,則又可以影響其生理狀態,如用「心臟起搏器」可使一時失控的心臟恢復其正常節律活動。應用腦的電刺激術(EBS)可醫治某些腦疾患。 在頸動脈設置血壓調節器,則可調節病人的血壓。「機械手」、人造肢體等都是利用肌電實現隨意動作的人-機系統。宇航中採用的「生物太陽電池」就是利用細菌生命過程中轉換的電能,提供了比硅電池效率高得多的能源。可以預見生物電在醫學、仿生、信息控制、能源等領域將會不斷開發其應用范圍。