Bài 29: Điện Thế Hoạt Động Và Sự Lan Truyền Xung Thần Kinh

Chương II: Cảm Hứng – Sinh Học Lớp 11

Bài 29: Điện Thế Hoạt Động Và Sự Lan Truyền Xung Thần Kinh

Nội dung Bài 29: Điện Thế Hoạt Động Và Sự Lan Truyền Xung Thần Kinh thuộc Chương II: Cảm Hứng môn Sinh Học Lớp 11. Sau khi học xong bài này, các bạn cần vẽ được điện thế hoạt động và điền được các giai đoạn của điện thế hoạt động vào đồ thị. Trình bày được cơ chế điện thế hoạt động. Mời các bạn theo dõi ngay dưới đây.

I. Điện Thế Hoạt Động

Khi bị kích thích thì tế bào thần kinh hưng phấn và xuất hiện điện thế hoạt động.

1. Đồ thị điện thế hoạt động

Hình 29.1 là đồ thị điện thế hoạt động của thế bào thần kinh mực ống trên màn hình của máy dao động kí điện tử.

Khi tế bào thần kinh bị kích thích, điện thế nghỉ biến đổi thành điện thế hoạt động. Điện thế hoạt động gồm 3 giai đoạn: mất phân cực (khử cực), đảo cực và tái phân cực.

2. Cơ chế hình thành điện thế hoạt động

Khi bị kích thích, cổng \(Na^+\) mở rộng nên \(Na^+\) khuếch tán qua màng vào bên trong tế bào gây ra mất phân cực và đảo cực (hình 29.2A). Tiếp đó, cổng \(K^+\) mở rộng hơn, còn cổng \(Na^+\) đóng lại. \(K^+\) đi qua màng ra ngoài tế bào dẫn đến tái phân cực (hình 29.2B).

Như vậy, điện thế hoạt động là sự biến đổi điện thế nghỉ, từ phân cực sang mất phân cực, đảo cực và tái phân cực.

Quá trình hình thành điện thế hoạt động kéo dài khoảng 3 – 4% giây.

Câu hỏi 1 bài 29 trang 118 SGK sinh học lớp 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?

Giải:

– 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).

II. Lan Truyền Xung Thần Kinh Trên Sợi Thần Kinh

Điện thế hoạt động khi xuất hiện được gọi là xung thần kinh hay xung điện. Xung thần kinh xuất hiện ở nơi bị kích thích sẽ lan truyền dọc theo sợi thần kinh. Cách lan truyền và tốc độ lan truyền của xung thần kinh trên sợi thần kinh không có bao miêlin và trên sợi thần kinh có bao miễlin là khác nhau.

1. Lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh không có bao miêlin

Trên sợi thần kinh không có bao miêlin, xung thần kinh lan truyền liên tục từ vùng này sang vùng khác kề bên. Xung thần kinh lan truyền là do mất phân cực, đảo cực và tái phân cực liên tiếp hết vùng này sang vùng khác trên sợi thần kinh (hình 29.3).

2. Lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh có bao miêlin

Một số sợi thần kinh có bao miêlin bao quanh. Bao miêlin bao bọc không liên tục mà ngắt quãng tạo thành các eo Ranvie. Bao miêlin có bản chất là phôtpholipit nên có màu trắng và có tính chất cách điện.
Trên sợi thần kinh có bao miêlin, xung thần kinh lan truyền theo cách nhảy cóc, từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác. Xung thần kinh lan truyền theo cách nhảy cóc là do mất phân cực, đảo cực và tái phân cực liên tiếp từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác (hình 29.4).

Do lan truyền theo cách nhảy cóc nên tốc độ lan truyền của xung thần kinh trên sợi có bao miêlin nhanh hơn nhiều so với trên sợi không có bao miêlin. Ví dụ, ở người, tốc độ lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh vận động (có bao miêlin) là khoảng 100 m/giây, còn trên sợi thần kinh giao cảm (không có bao miêlin) là khoảng 3 – 5m/giây.

Câu hỏi 2 bài 29 trang 119 SGK sinh học lớp 11:

– Tại sao xung thần kinh lan truyền trên sợi thần kinh có bao miêlin 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 1,6m, tốc độ lan truyền là 100 m/giây).

Giải:

– 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

Bài Tập 1 Trang 120 SGK Sinh Học Lớp 11

Điện thế hoạt động là gì? Điện thế hoạt động được hình thành như thế nào?

Bài Tập 2 Trang 120 SGK Sinh Học Lớp 11

Đánh dấu X vào ô \(\)\(\Box\) cho các ý đúng về điện thế hoạt động.

\(\Box\) A. Trong giai đoạn mất phân cực, \(Na^+\) khuếch tán từ trong ra ngoài tế bào.

\(\Box\) B. Trong giai đoạn mất phân cực, \(Na^+\) khuếch tán từ ngoài vào trong tế bào.

\(\Box\) C. Trong giai đoạn tái phân cực, \(Na^+\) khuếch tán từ trong ra ngoài tế bào.

\(\Box\) D. Trong giai đoạn tái phân cực, \(K^+\) khuếch tán từ ngoài vào trong tế bào.

Bài Tập 3 Trang 120 SGK Sinh Học Lớp 11

So sánh cách lan truyền của xung thần kinh trên sợi thần kinh không có bao miêlin và có bao miêlin.

Em Có Biết?

Trạm Phát Điện Dưới Nước

Ở Địa Trung Hải có một loài cá đuối săn mồi một cách kì lạ. Khi gặp loài cá này, những chú cá con, cua biển,… bỗng run lẩy bẩy rồi ngã lăn ra chết. Cá đuối chỉ việc bơi đến và đánh chén con mồi. Cách săn mồi của loài cá đuối này là phóng ra những luồng điện mạnh để giết chết con mồi. Điện thế của dòng điện do cá đuối điện phát ra đạt tới 60V và cường độ dòng điện là 60A. Một số loài cá khác sống ở nước ngọt có thể phát ra dòng điện mạnh hơn nhiều. Ví dụ, điện thế của dòng điện do cá nheo điện phát ra là 400V, của cá chình điện là 600V (nên nhớ rằng điện thế của mạng điện chúng ta sử dụng hằng ngày chỉ là 220V).

---

Tóm Tắt Lý Thuyết

Lý thuyết Bài 29: Điện thế hoạt động và sự lan truyền xung thần kinh Sách giáo khoa sinh học lớp 11 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu, có sơ đồ tư duy tóm tắt lý thuyết.

I. Khái Niệm Điện Thế Hoạt Động

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.

Cơ chế hình thành điện thế hoạt động: Khi bị kích thích, cổng \(Na^+\) mở rộng nên \(Na^+\) khuếch tán qua màng vào bên trong tế bào gây ra mất phân cực và đảo cực. Tiếp đó, cổng \(K^+\) mở rộng hơn, còn cổng \(Na^+\) đóng lại. \(K^+\) đi qua màng ra ngoài tế bào dẫn đến tái phân cực.

II. Lan Truyền Xung Thần Kinh Trên Sợi Thần Kinh

1. Lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh không có bao miêlin

Trên sợi thần kinh không có bao miêlin, xung thần kinh lan truyền liên tục từ vùng này sang vùng khác kề bên. Xung thần kinh lan truyền là do mất phân cực, đảo cực và tái phân cực liên tiếp hết vùng này sang vùng khác trên sợi thần kinh.

2. Lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh có bao miêlin

Trên sợi thần kinh có bao miêlin xung thần kinh lan truyền theo cách nhảy cóc, từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác. Xung thần kinh lan truyền theo cách nhảy cóc là do mất phân cực, đảo cực và tái phân cực liên tiếp từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác. Do lan truyền theo cách nhảy cóc nên tốc độ lan truyền của xung thần kinh trên sợi có miêlin nhanh hơn nhiều so với trên sợi không có miêlin.

---

Câu Hỏi Trắc Nghiệm

Câu 1: Nguyên nhân nào gây ra điện thế hoạt động của nơron?

A. Do sự khử cực, đảo cực rồi tái phân cực của tế bào thần kinh.

B. Do tác nhân kích thích làm thay đổi tính thấm của màng nơron dẫn đến trao đổi ion \(Na^+\) và \(K^+\) qua màng

C. Do tác nhân kích thích nơron quá mạnh.

D. Do sự lan truyền hưng phấn của xung động thần kinh.

Câu 2: Điện thế hoạt động là điện thế phát sinh khi:

A. Tế bào bị kích thích

B. Tế bào bị kích thích tới ngưỡng

C. Tế bào bị kích thích hoặc ức chế

D. Tế bào được kích hoạt bởi xung thần kinh

Câu 3: Một kích thích khi nào thì lằm thay đổi tính thấm của màng nơron?

A. Dưới ngưỡng.

B. Vượt ngưỡng.

C. Mọi kích thích đều làm thay đổi tính thấm của màng.

D. Ở đầu sợi trục của nơron.

Câu 4: “Một kích thích vượt ngưỡng sẽ làm thay đổi …(1)… của màng nơron”. (1) là?

A. Tính thấm.

B. Điện tích.

C. Cấu trúc.

D. Tính khảm lỏng.

Câu 5: Điện thế hoạt động biến đổi qua các giai đoạn:

A. Mất phân cực → Tái phân cực → Đảo cực

B. Mất phân cực → Đảo cực → Tái phân cực

C. Đảo cực → Mất phân cực → Tái phân cực

D. Đảo cực → Tái phân cực → Mất phân cực

Câu 6: Trình tự đúng của sự xuất hiện điện động trên nơron là

A. đảo cực, khử cực, tái phân cực.

B. khử cực, đảo cực, tái phân cực.

C. phân cực, khử cực, đảo cực.

D. đảo cực, tái phân cực, khử cực.

Câu 7: Trong điện thế hoạt động xảy ra giai đoạn mất phân cực vì

A. \(K^+\) đi vào trong tế bào làm trung hòa điện tích âm phía trong màng tế bào

B. \(Na^+\) đi vào trong tế bào làm trung hòa điện tích âm phía trong màng tế bào

C. \(K^+\) đi ra ngoài tế bào làm trung hòa điện tích phía ngoài màng tế bào

D. \(Na^+\) đi ra ngoài tế bào làm trung hòa điện tích phía ngoài màng tế bào

Câu 8: Vì sao trong điện thế hoạt động xảy ra giai đoạn mất phân cực?

A. Do \(K^+\) đi vào làm trung hòa điện tích âm trong màng tế bào.

B. Do \(Na^+\) đi vào làm trung hòa điện tích âm trong màng tế bào.

C. Do \(K^+\) ra làm trung hòa điện tích trong và ngoài màng tế bào.

D. Do \(Na^+\) đi ra làm trung hòa điện tích trong và ngoài màng tế bào.

Câu 9: Trong điện thế hoạt động xảy ra giai đoạn đảo cực vì

A. \(K^+\) đi ra nhiều, làm phía ngoài màng tế bào tích điện dương và phía trong màng tế bào tích điện âm

B. \(K^+\) đi vào còn dư thừa, làm phía trong màng tế bào tích điện dương và mặt ngoài tích điện âm

C. \(Na^+\) ra nhiều, làm phía ngoài màng tế bào tích điện dương và phía trong màng tế bào tích điện âm

D. \(Na^+\) đi vào còn dư thừa, làm phía trong màng tế bào tích điện dương và phía ngoài màng tế bào tích điện âm

Câu 10: Ở giai đoạn đảo cực

A. Cả trong và ngoài màng tích điện âm

B. Màng trong tích điện dương, màng ngoài tích điện

C. Cả trong và ngoài màng tích điện dương

D. Màng trong tích điện âm, màng ngoài tích điện dương

Câu 11: Trong điện thế hoạt động xảy ra giai đoạn tái phân cực vì

A. \(Na^+\) đi vào ồ ạt làm phía ngoài màng tế bào tích điện âm và phái trong màng tế bào tích điện âm

B. \(K^+\) đi ra ồ ạt làm phía ngoài tế bào tích điện dương và phía trong màng tế bào tích điện âm

C. \(Na^+\) đi vào ồ ạt làm phái ngoài màng tế bào tích điện dương và phái trong màng tế bào tích điện âm

D. \(Na^+\) đi vào ồ ạt làm phía ngoài màng tế bào tích điện âm và phía trong màng tế bào tích điện dương

Câu 12: Giai đoạn tái phân cực của điện động là do

A. các ion \(Na^+\) khuếch tán từ trong ra ngoài màng.

B. các ion \(K^+\) khuếch tán từ trong ra ngoài màng.

C. các ion \(Na^+\) và \(K^+\) đều khuếch tán từ trong ra ngoài màng

D. bơm Na – K vận chuyển chúng từ trong ra ngoài màng

Câu 13: Có bao nhiêu ý sau đây đúng về bơm Na – K?

(1) Bơm Na – K là các chất vận chuyển (bản chất là protein) có trên màng tế bào

(2) Có nhiệm vụ chuyển \(K^+\) từ phía ngoài tế bào trả vào phía trong màng tế bào làm cho nồng độ \(K^+\) ở bên trong tế bào luôn cao hơn ở bên ngoài tế bào, vì vậy duy trì được điện thế nghỉ

(3) Có nhiệm vụ chuyển \(Na^+\) từ phía ngoài tế bào trả vào phía trong màng tế bào làm cho nồng độ \(Na^+\) ở bên trong tế bào luôn cao hơn ở bên ngoài tế bào, vì vậy duy trì được điện thế nghỉ

(4) Hoạt động của bơm Na – K tiêu tốn năng lượng. Năng lượng do ATP cung cấp

(5) Bơm Na – K còn có vai trò trong cơ chế hình thành điện thế hoạt động. Bơm này chuyển \(Na^+\) từ phía trong tế bào trả ra phía ngoài màng tế bào trong trường hợp điện thế hoạt động xuất hiện

Phương án trả lời đúng là:

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Câu 14: Có bao nhiêu ý sau đây đúng về bơm Na – K?

(1) Bơm Na – K là các chất vận chuyển (bản chất là protein) có trên màng tế bào

(2) Có nhiệm vụ chuyển \(K^+\) từ phía ngoài tế bào trả vào phía trong màng tế bào làm cho nồng độ \(K^+\) ở bên trong tế bào luôn cao hơn ở bên ngoài tế bào, vì vậy duy trì được điện thế hoạt động

(3) Có nhiệm vụ chuyển \(Na^+\) từ phía ngoài tế bào trả vào phía trong màng tế bào làm cho nồng độ \(Na^+\) ở bên trong tế bào cao hơn ở bên ngoài tế bào, vì vậy tạo được điện thế nghỉ.

(4) Hoạt động của bơm Na – K không tiêu tốn năng lượng

(5) Bơm Na – K còn có vai trò trong cơ chế hình thành điện thế hoạt động. Bơm này chuyển \(Na^+\) từ phía trong tế bào trả ra phía ngoài màng tế bào trong trường hợp điện thế hoạt động xuất hiện

Phương án trả lời đúng là:

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Câu 15: Xung thần kinh xuất hiện

A. khi xuất hiện điện thế hoạt động

B. tại thời điểm sắp xuất hiện điện thế hoạt động

C. tại thời điểm chuyển giao giữa điện thế nghỉ sang điện thế hoạt động

D. sau khi xuất hiện điện thế hoạt động

Câu 16: Xung thần kinh là:

A. Thời điểm sắp xuất hiện điện thế hoạt động.

B. Sự xuất hiện điện thế hoạt động.

C. Thời điểm sau khi xuất hiện điện thế hoạt động.

D. Thời điểm chuyển giao giữa điện thế nghỉ sang điện thế hoạt động.

Câu 17: Cường độ kích thích lên sợi trục của một nơron tăng sẽ làm cho

A. biên độ của điện thế hoạt động tăng

B. tần số điện thế hoạt động tạo ra tăng

C. thời gian xuất hiện điện thế hoạt động tăng

D. tốc độ lan truyền điện thế hoạt động tăng

Câu 18: Cường độ kích thích lên sợi trục của một nơron tỷ lệ thuận với

A. tần số điện thế hoạt động tạo ra tăng

B. biên độ của điện thế hoạt động tăng

C. thời gian xuất hiện điện thế hoạt động tăng

D. tốc độ lan truyền điện thế hoạt động tăng

Câu 19: Sự lan truyền của xung thần kinh là sự lan truyền của:

A. Điện thế nghỉ

B. Điện thế hoạt động

C. Cả điện thế nghỉ và điện thế hoạt động

D. Các chất hóa học.

Câu 20: Sự lan truyền của xung thần kinh là:

A. sự xuất hiện điện thế hoạt động

B. thời điểm sắp xuất hiện điện thế hoạt động

C. thời điểm chuyển giao giữa điện thế nghỉ sang điện thế hoạt động

D. sự lan truyền của điện thế hoạt động

---

Ở trên là nội dung Bài 29: Điện Thế Hoạt Động Và Sự Lan Truyền Xung Thần Kinh thuộc Chương II: Cảm Hứng môn Sinh Học Lớp 11. Qua bài hoc các bạn đã được tìm hiểu nội dung kiến thức về điện thế hoạt động và các quá trình lan truyền xung thần kinh do ban biên tập HocTapHay.Com biên soạn. Chúc các bạn học tốt Sinh Học Lớp 11.