- •Основные понятия физиологии, общие принципы регуляции функций. Физиология покоя и активности возбудимых тканей
- •Структура мембран
- •План занятия
- •2. Обнаружение потенциала покоя в опыте Гальвани (опыт Гальвани без металлов).
- •3. Наблюдение вторичного сокращения в опыте Маттеучи.
- •4. Исследование роли калия в формировании заряда мембраны седалищного нерва в покое.
- •Физиологические методы
План занятия
1. Зарисовка спряженных графиков потенциала действия, ионных потоков и фаз возбудимости мембраны(на примере нервного волокна). Необходимо обозначить и подписать все элементы графиков.
2. Обнаружение потенциала покоя в опыте Гальвани (опыт Гальвани без металлов).
Рекомендуемый план протокола:
1.Нарисуйте схему опыта, подпишите ее элементы. Укажите основные методические приемы, использованные в опыте.
2. Сформулируйте результаты опыта.
3. В выводе при обсуждении результатов объясните:
3.1. Почему седалищный нерв целого нервно-мышечного препарата должен одновременно коснуться неповрежденной поверхности мышцы бедра и разрезанного участка этой мышцы? Какой заряд имеют мембраны мышечных волокон на неповрежденной поверхности, на срезе?
3.2. Что возникает в нерве при таком прикосновении?
3.3. Почему икроножная мышца нервно-мышечного препарата сокращается?
3.4.Что доказывает этот опыт?
3. Наблюдение вторичного сокращения в опыте Маттеучи.
Рекомендуемый план протокола:
1.Нарисуйте схему опыта, подпишите ее элементы. Назовите приборы, укажите основные методические приемы, использованные в опыте.
2.Сформулируйте результаты опыта.
3. В выводе при обсуждении результатов объясните:
3.1. Почему икроножная мышца 1-ого препарата сокращается?
3.2. Почему икроножная мышца 2-ого препарата сокращается?
3.3. Что является раздражителем для нерва и мышцы 2-ого препарата?
3.4. Какой вывод позволяют сделать результаты опыта?
4. Исследование роли калия в формировании заряда мембраны седалищного нерва в покое.
Рекомендуемый план протокола:
1. Нарисуйте схему опыта, подпишите ее элементы. Назовите приборы, укажите основные методические приемы, использованные в опыте.
2. Сформулируйте результаты исследования разности потенциалов между двумя участками седалищного нерва:
а) если оба участка находятся в растворе Рингера,
б) один участок помещен в этиловый спирт, второй в раствор Рингера,
в) один участок в этиловом спирте, второй в растворе Рингера с небольшим избытком хлорида калия,
г) один участок в этиловом спирте, второй в растворе Рингера с большим избытком хлорида калия.
3. В выводе при обсуждении результатов объясните:
3.1. Почему в случае а) разность потенциалов между участками нерва отсутствует, в случае б) она появляется, в случае в) снижается и, наконец, в случае г) опять исчезает.
Для закрепления усвоения материала ответьте на следующие тестовые вопросы:
1. Во время потенциала действия максимальная проницаемость для калия достигается к концу фазы: 1) медленной реполяризации 2) медленной деполяризации 3) быстрой реполяризации 4) быстрой деполяризации 5)гиперполяризации
2. Проницаемость для калия увеличивается, а инактивация натриевых каналов уменьшается в фазу потенциала действия: 1) медленной деполяризации 2) быстрой деполяризации 3) быстрой реполяризации 4) медленной реполяризации 5) гиперполяризации
3. В ответ на длительную деполяризацию мембраны возбудимой клетки ее проницаемость для натрия: 1) уменьшается 2) увеличивается 3) не изменяется
4. Деполяризация во время потенциала действия развивается за счет: 1) тока натрия в клетку 2) тока натрия из клетки 3) тока калия в клетку 4) тока калия из клетки 5) тока хлора из клетки
5. Во время медленной деполяризации преобладает ток: 1) натрия в клетку 2) натрия из клетки 3) калия в клетку 4) калия из клетки 5) хлора из клетки
6. Ток калия из клетки значительно превышает ток натрия в клетку во время: 1) быстрой деполяризации 2) быстрой реполяризации 3) медленной деполяризации 4) медленной реполяризации 5) гиперполяризации
7. Во время медленной реполяризации преобладает ток: 1) натрия в клеггку 2) натрия из клетки 3) калия в клетку 4) калия из клетки 5) хлора из клетки
8. При гиперполяризации мембраны ток натрия в клетку по сравнению стоком калия из клетки: 1) уменьшается 2) увеличивается 3) не изменяется 4) увеличивается, потом уменьшается 5) не изменяется, потом увеличивается
9. При частичной блокаде натриевых каналов амплитуда потенциала действия: 1) уменьшается 2) увеличивается 3) не изменяется 4) увеличивается, потом уменьшается 5) не изменяется, потом увеличивается
10. При увеличении потенциала покоя амплитуда потенциала действия: 1) уменьшается 2) увеличивается 3) не изменяется
11. При уменьшении градиента концентрации для натрия амплитуда потенциала действия: 1) уменьшается 2) увеличивается 3) не изменяется
12. В фазу медленной деполяризации потенциала действия возбудимость клетки: 1) уменьшена 2) увеличена 3) не изменена
13. В фазу быстрой реполяризации возбудимость клетки: 1) уменьшена 2) увеличена 3) не изменена
14. Возбудимость мембраны во время следовой гиперполяризации соответствует фазе: 1) повышенной возбудимости 2) относительной рефрактерности 3) абсолютной рефрактерности 4) субнормальной возбудимости 5) исходной возбудимости
15. При подавлении активности натрий-калиевого насоса возбудимость клеточной мембраны: 1) уменьшается; 2) увеличивается; 3) не изменяется; 4) сначала уменьшается, потом увеличивается; 5) сначала увеличивается, потом уменьшается
16. Во время медленной реполяризации возбудимость мембраны: 1) уменьшена 2) увеличена 3) не изменена
17. Для повторного возбуждения в фазу гиперполяризации необходимо использовать раздражитель: 1) пороговой силы 2) суперпороговой силы 3) подпороговой силы
18. Во время быстрой реполяризации мембрана способна ответить на раздражитель: 1) пороговой силы 2) суперпороговой силы 3) подпороговой силы
19. В фазу быстрой деполяризации возбудимая структура способна ответить на раздражитель: 1) пороговой силы 2) сверхпороговой силы 3) подпороговой силы 4) не реагирует на раздражитель
20. Для возбуждения гиперполяризованной клетки необходимо использовать раздражитель: 1) пороговой силы 2) суперпороговой силы 3) подпороговой силы Дополните утверждение:
21. Способность клетки в ответ на воздействие пороговых раздражителей генерировать потенциал действия называется ______________________
22. Мембранный потенциал покоящейся клетки называется_________________
23. В покое заряд внутренней стороны мембраны в основном сформирован анионами
24. Натрий-калиевый насос обеспечивает сопряженный перенос в клетку ионов ____________
25. Натрий-калиевый насос транспортирует в межклеточную среду ионы_________
26. Через открытые в мембране каналы ионы движутся по концентрационному и __________градиентам
27. В межклеточной среде больше всего катионов_____________ .
28. Потенциал покоя нервных волокон меньше равновесного калиевого потенциала из-за тока ионов _______.
29. Восстановление заряда мембраны после пика возбуждения называется_________.
30. Увеличение заряда мембраны возбудимой клетки называется_________.
31. Смещение потенциала внутренней стороны мембраны от -90 мв до -100 мв называется______________
32. Изменение заряда мембраны от -80 мв до -70 мв называется__________ .
33. Снижение тока натрия в клетку в конце быстрой деполяризации в первую очередь обусловлено развитием процесса _______________
34. В ответ на длительную деполяризацию мембраны каналы для натрия _________ .
35. Фаза потенциала действия, во время которой быстро развивается инактивация натриевых каналов, - это ____________ .
36. Проницаемость мембраны для натрия максимальна в фазу_________ потенциала действия.
37. Во время быстрой деполяризации возбудимость мембраны соответствует фазе ________________.
38. Раздражитель наименьшей силы, способный вызвать возбуждение называется ____________
39. В ответ на подпороговый раздражитель формируется потенциал действия, если мембрана находится в фазе _____________возбудимости.
Установите соответствие:
40.Понятие |
Соответствует определению |
Раздражимость- это |
1. Способность клетки отвечать на воздействие внешних и внутренних раздражителей любыми изменениями своей структуры и функции. 2. Способность клетки в ответ на воздействие раздражителей генерировать потенциалы действия. 3. Способность клетки в ответ на воздействие раздражителя уменьшать длину и (или) увеличивать напряжение |
41. Понятие |
Соответствует определению |
Возбудимость- это |
1. Способность клетки отвечать на воздействие внешних и внутренних раздражителей любыми изменениями своей структуры и функции. 2. Способность клетки в ответ на воздействие раздражителей генерировать потенциалы действия 3. Способность клетки в ответ на воздействие раздражителя уменьшать длину и (или) увеличивать напряжение. |
| |
42. Понятие |
Соответствует определению |
Сократимость- это |
1. Способность клетки отвечать на воздействие внешних и внутренних раздражителей любыми изменениями своей структуры и функции. 2. Способность клетки в ответ на воздействие раздражителей генерировать потенциалы действия. 3. Способность клетки в ответ на воздействие раздражителя уменьшать длину и (или) увеличивать напряжение. |
43. Определение |
Соответствует понятию: |
Способность клетки генерировать потенциалы действия без действия внешних раздражителей. |
1. Раздражимость 2. Возбудимость 3. Сократимость 4. Автоматия |
44. Определение |
Соответствует понятию: |
Способность клетки отвечать на воздействие внешних и внутренних раздражителей любыми изменениями своей структуры и функции. |
1. Раздражимость 2. Возбудимость 3. Сократимость 4. Автоматия |
| |
45. Определение |
Соответствует понятию: |
Способность клетки в ответ на воздействие раздражителя генерировать потенциал действия. |
1. Раздражимость 2. Возбудимость 3. Сократимость 4. Автоматия |
Установите правильную последовательность:
46. При развитии потенциала действия имеет место следующая последовательность фаз : 1_______2_________3_________4___________5__________
47. При развитии потенциала действия имеет место следующая последовательность фаз возбудимости : 1________2_________3__________4___________5____________
Для контроля усвоения материала решите ситуационные задачи:
1. С помощью внутриклеточного микроэлектрода необходимо зарегистрировать потенциал покоя нервной клетки. Что покажет регистрирующий прибор, если микроэлектрод: а) находится на наружной поверхности мембраны; б) проколол мембрану; в) был продвинут вглубь клетки?
2. Нервно-мышечный препарат поместили в раствор Рингера, содержащий яд тетродотоксин, который блокирует в мембранах потенциал-зависимые каналы для натрия. Как изменятся в этом случае потенциалы покоя и потенциалы действия клеток препарата?
3. Как и почему изменятся потенциал покоя и потенциал действия возбудимой клетки, ее возбудимость при увеличении проницаемости мембраны: а) для ионов натрия; б) для ионов калия?
4. Как и почему изменятся потенциал покоя и потенциал действия возбудимой клетки, ее возбудимость при удалении ионов натрия из межклеточной среды, при блокаде натрий-калиевого насоса?
5. Как и почему изменятся потенциал покоя и потенциал действия возбудимой клетки, ее возбудимость при гиперполяризации, при деполяризации, не достигающей критического уровня?
5. Под действием цианидов в нервной клетке прекратилось образование АТФ. Отразится ли это на потенциале покоя клетки? Сможет ли она возбуждаться? Ответ объясните.
6. Потенциал покоя клетки составляет -90 мв, критический уровень деполяризации равен - 60 мв. Как изменится возбудимость клетки, если критический уровень деполяризации увеличился на 30%?
7. Известно, что раздражители различной природы (химические, механические, электрические и т.д.) вызывают формирование потенциала действия в нерве или мышце. Объясните, почему эффект действия раздражителей одинаков?
8. Как изменится длительность абсолютного и относительного рефрактерных периодов, длительность потенциала действия клетки при: а) увеличении проницаемости мембраны для натрия, для калия; б) при уменьшении проницаемости мембраны для натрия, для калия?
9. Под действием фармакологического препарата критический уровень деполяризации снизился (на графике потенциала действия сместился к нулю). Как в этом случае изменился пороговый потенциал клетки, ее возбудимость?
10. В экспериментах при регистрации потенциала действия возбудимой клетки применяли как внутриклеточный, так и внеклеточный способы регистрации. Будут ли отличаться графики зарегистрированных потенциалов действия? Ответ объяснить.
11. Мышца, помещенная в безкислородную среду, через некоторое время перестала сокращаться в отвел на действие раздражителей сверхпороговой силы. Объясните, почему это произошло?
12. Свежеприготовленный нервно-мышечный препарат после охлаждения до температуры, близкой к 0°С, подвергли действию раздражителя суперпороговой силы. Какой ответ мышцы при этом получили?
13. В эксперименте нерв раздражают стимулами частотой 1000 гц. Известно, что абсолютный рефрактерный период нерва составляет 2 мс. С какой частотой будут формироваться в нерве потенциалы действия в ответ на это раздражение?
14. В ходе измерения величины ПП микроэлектродным методом она со временем начинает уменьшаться. В чем причина этого явления?
15. Батрахотоксин — сильный нейротоксин, который значительно увеличивает натриевую проницаемость мембраны в покое. Как этот яд повлияет на величину ПП?
16. Как изменится возбудимость ткани, если мембранный потенциал вырос на 20%, а критический уровень деполяризации - на 30%? Исходные величины : Ео=90 мв., Ек = 60 мв.