Giải bài tập Sinh học lớp 11 Bài 29: Điện thế hoạt động và sự lan truyền xung thần kinh
Bài giảng Sinh học 22 Bài 29: Điện thế hoạt động sự lan truyền xung thần kinh
Trả lời câu hỏi giữa bài
Trả lời câu hỏi 1 trang 118 SGK Sinh học 11: Ở giai đoạn mất phân cực và giai đoạn đảo cực, loại ion nào đi qua màng tế bào và sự di chuyển của ion đó có tác dụng gì? Ở giai đoạn tái phân cực, loại ion nào đi qua màng tế bào và sự di chuyển của ion đó có tác dụng gì?
Trả lời:
+ Ở giai đoạn mất phân cực và giai đoạn đảo cực, Na+ đi qua màng tế bào. Ion Na+ đi vào không những làm trung hòa điện tích âm ở mặt trong tế bào, mà ion Na+ còn vào dư thừa, làm cho mặt trong của màng tế bào tích điện dương so với mặt ngoài tích điện âm (ứng với giai đoạn đảo cực).
+ Ở giai đoạn tái phân cực, K+ đi qua màng tế bào ra ngoài (do tính thẩm thấu của màng đối với K+ tăng, cổng ion K mở rộng). Do K+ đi ra mang theo điện tích dương nên làm cho mặt trong của màng tế bào lại trở nên âm so với mặt ngoài (ứng với giai đoạn tái phân cực).
Trả lời câu hỏi 2 trang 119 SGK Sinh học 11: Tại sao trên sợi thần kinh có bao miêlin xung thần kinh lại lan truyền theo cách nhảy cóc? Xung thần kinh lan truyền theo các bó sợi thần kinh có bao miêlin từ vỏ não xuống đến các cơ ngón chân làm ngón chân co lại. Hãy tính thời gian xung thần kinh lan truyền từ vỏ não xuống ngón chân (cho biết chiều cao của người nào đó là 1,6 m, tốc độ lan truyền là 100m/giây).
Trả lời:
– Trên sợi thần kinh có bao miêlin, xung thần kinh lan truyền theo cách nhảy cóc, từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác. Do các bao miêlin có tính chất cách điện nên không thể khử cực và đảo cực ở vùng có bao miêlin được.
– Thời gian xung thần kinh lan truyền từ vỏ não xuống ngón chân là:
1,6 : 100 = 16. 10-3 giây.
Câu hỏi và bài tập (trang 120 SGK Sinh học 11)
Bài 1 trang 120 SGK Sinh học 11: Điện thế hoạt động là gì? Điện thế hoạt động được hình thành như thế nào?
Trả lời:
– Điện thế hoạt động là sự biến đổi điện thế nghỉ ở màng tế bào từ phân cực sang mất phân cực, đảo cực và tái phân cực.
– Sự hình thành điện thế hoạt động:
Giai đoạn mất phân cực:
+ Khi bị kích thích thì tế bào thần kinh hưng phấn và xuất hiện điện thế hoạt động.
+ Khi bị kích thích tính thấm của màng thay đổi cổng Na+ mở, Na+ khuếch tán từ ngoài vào trong màng làm trung hòa điện tích âm ở bên trong.
+ Dẫn đến điện thế 2 bên màng giảm nhanh từ -70 mV đến 0 mV.
Giai đoạn đảo cực:
+ Các ion Na+ mang điện dương đi vào trong không những để trung hòa điện tích âm ở bên trong tế bào, mà các ion Na+ còn vào dư thừa.
+ Làm cho bên trong mang điện dương (+35 mV) so với bên ngoài mang điện tích âm.
Giai đoạn tái phân cực:
+ Bên trong tế bào Na+ nhiều nên tính thấm của màng đối với Na+ giảm nên cổng Na+ đóng. Tính thấm đối với K+ tăng nên cổng K+ mở rộng làm cho K+ khuyếch tán từ trong tế bào ra ngoài nên bên ngoài mang điện tích dương. Khôi phục điện thế nghỉ ban đầu (-70 mV).
Bài 2 trang SGK 120 Sinh học 11: Đánh dấu X vào ô ▭ cho các ý đúng về điện thế hoạt động.
▭ A – Trong giai đoạn mất phân cực, Na+ khuếch tán từ trong ra ngoài tế bào.
▭ B – Trong giai đoạn mất phân cực, Na+ khuếch tán từ ngoài vào trong tế bào.
▭ C – Trong giai đoạn tái phân cực, Na+ khuếch tán từ trong ra ngoài tế bào.
▭ D – Trong giai đoạn tái phân cực, K+ khuếch tán từ ngoài vào trong tế bào.
Trả lời:
Trong giai đoạn mất phân cực, Na+ khuếch tán từ ngoài vào trong tế bào.
Chọn B
Bài 3 trang 120 SGK Sinh học 11: So sánh sự lan truyền xung thần kinh trên sợi có bao miêlin và sợi không có bao miêlin
Trả lời:
Giống nhau:
– Xung thần kinh lan truyển do mất phân cực, đảo cực, tái phân cực liên tiếp từ nơi này đến nơi khác
Khác nhau:
|
Trên sợi thần kinh không có miêlin |
Trên sợi thần kinh có miêlin |
|
Lan truyền liên tục |
Lan truyền theo kiểu nhảy cóc |
|
Do mất phân cực → đảo cực → tái phân cực liên tiếp từ vùng này đến vùng khác |
Do mất phân cực → đảo cực → tái phân cực từ eo ranvie này sang eo Ranvie khác |
|
Chậm (thần kinh giao cảm 5m/s) |
Tốc độ nhanh (thần kinh vận động 120m/s) |
Lý thuyết Bài 29 Điện thế hoạt động và sự lan truyền xung thần kinh
I. ĐIỆN THẾ HOẠT ĐỘNG
Khi tế bào bị kích thích, trong tế bào xuất hiện điện thế hoạt động.
Thí nghiệm xác định điện thế hoạt động
Cách thực hiện: Chọc 1 điện cực qua màng vào sâu trong tế bào, còn 1 điện cực đặt trên bề mặt sợi thần kinh thì giữa hai đầu điện cực → kích thích tế bào thần kinh hoạt động.
Kết quả: Xuất hiện biến đổi điện thế giữa màng trong và màng ngoài tế bào → sự biến đổi điện thế màng → được ghi lại bằng đồ thị sau.
Hình 1: Đồ thị điện thế hoạt động
Điện thế hoạt động là sự biến đổi điện thế nghỉ, từ phân cực sang mất phân cực, đảo cực và tái phân cực:
– Giai đoạn mất phân cực: -70mV → 0
Khi bị kích thích, tính thấm của màng đối với các ion thay đổi, màng chuyển từ trạng thái nghỉ sang trạng thái hoạt động → gây nên sự khử cực (cửa Na+ mở, Na+ từ ngoài vào tế bào) → trung hoà điện giữa hai màng tế bào.
– Giai đoạn đảo cực: 35mV
Cổng Na mở rộng → Na+ từ bên ngoài di chuyển ồ ạt vào trong tế bào → bên trong tế bào tích điện dương, bên ngoài tích điện âm
– Giai đoạn tái phân cực: -70mV
Cổng K+ mở rộng, cổng Na+ đóng lại. K+ đi qua màng tế bào ra ngoài → bên ngoài tích điện dương và bên trong tích điện âm → tái phân cực.
II. SỰ LAN TRUYỀN XUNG THẦN KINH TRONG TẾ BÀO THẦN KINH
Khi tế bào thần kinh bị kích thích → xuất hiện điện thế hoạt động. Theo tính chất dẫn điện, điện thế sẽ được lan truyền từ nơi điện thế cao đến nơi có điện thế thấp → lan truyền điện thế hoạt động từ vùng này đến vùng khác của tế bào
Hình 2: Sự lan truyền của xung thần kinh
Sự lan truyền điện thế hoạt động trên màng tế bào thần kinh được gọi là sự lan truyền xung thần kinh trong tế bào thần kinh.
+ Xung thần kinh không chạy trên sợi trục nó chỉ kích thích vùng màng kế tiếp ở phía trước→ thay đổi tính thấm của màng ở vùng này→ xuất hiện xung thần kinh tiếp theo, cứ tiếp tục như vậy trên suốt dọc sợi trục.
+ Xung thần kinh chỉ gây lên sự thay đổi tính thấm ở vùng màng phía trước, còn ở phía sau nơi điện động vừa sinh ra, màng đang ở giai đoạn trơ tuyệt đối, nên không tiếp nhận kích thích do điện động vừa hình thành ở phía trước gây nên → điện thế không truyền ngược lại vùng nó vừa đi qua.
+ Nếu kích thích ở giữa sợi trục thì xung thần kinh truyền theo cả 2 chiều kể từ điểm xuất phát.
Dựa vào đặc điểm cấu tạo của bào thần kinh người ta chia tế bào thần kinh ra làm hai loại tế bào thần kinh có bao miêlin, tế bào thần kinh không có bao có miêlin
Hình 3: Tế bào thần kinh không có bao mielin và có bao melin
Do đặc điểm cấu tạo của hai tế bào này khác nhau → sự dẫn truyền xung thần kinh của hai tế bào này cũng khác nhau.
* So sánh sự lan truyền xung thần kinh trên sợi có bao miêlin và không có bao miêlin
Điện thế hoạt động là sự biến đổi điện thế nghỉ ở màng tế bào từ phân cực sang mất phân cực, đảo cực và tái phân cực khi tế bào bị kích thích.
– Giai đoạn mất phân cực: -70mV → 0
Khi bị kích thích, tính thấm của màng đối với các ion thay đổi, màng chuyển từ trạng thái nghỉ sang trạng thái hoạt động → gây nên sự khử cực (cửa Na+ mở, Na+ từ ngoài vào tế bào) → trung hoà điện giữa hai màng tế bào.
– Giai đoạn đảo cực: 35mV
Cổng Na mở rộng → Na+ từ bên ngoài di chuyển ồ ạt vào trong tế bào → bên trong tế bào tích điện dương, bên ngoài tích điện âm
– Giai đoạn tái phân cực: -70mV
Cổng K+ mở rộng, cổng Na+ đóng lại. K+ đi qua màng tế bào ra ngoài → bên ngoài tích điện dương và bên trong tích điện âm → tái phân cực.
