Điện thế nghỉ là sự chênh lệch về điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào không bị kích thích, phía trong màng tế bào tích điện âm so với phía ngoài màng tế bào tích điện dương. Vậy điện thể nghỉ được hình thành như thế nào? Cùng bài viết này tìm hiểu nhé:
Mục lục bài viết
1. Điện thế nghỉ là gì?
Điện thế nghỉ có ở tế bào đang nghỉ ngơi, không bị kích thích. Ví dụ: Điện thế nghỉ có ở tế bào cơ đang dãn nghỉ, ở tế bào thần kinh khi không bị kích thích.
– Điện thế nghỉ là sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào không bị kích thích, phía bên trong màng mang điện âm so với phía bên ngoài mang điện dương.
– Điện thế nghỉ là điện thế màng tương đối ổn định của các tế bào đang “nghỉ ngơi” (chưa hoạt động), trái với các hiện tượng điện hóa cụ thể khác là điện thế hoạt động và điện thế cấp độ.
– Về nguyên tắc, không có sự khác biệt giữa điện thế nghỉ và điện thế hoạt động nếu nhìn từ quan điểm sinh lý học: tất cả những hiện tượng này đều do những thay đổi cụ thể về tính thấm của màng với ion kali, natri, calci và chloride, những thay đổi này có được từ việc phối hợp trong hoạt động chức năng của các kênh ion và bơm ion khác nhau. Thông thường, điện thế nghỉ của màng tế bào có thể được định nghĩa là một giá trị điện thế xuyên màng tương đối ổn định trong tế bào động vật hoặc thực vật.
– Trị số điện thế nghỉ của tế bào thần kinh khổng lồ của mực ống là – 70mV ; của tế bào nón trong mắt ong mật là – 50mV.
2. Thí nghiệm xác định điện thế nghỉ:
Cách tiến hành: Để xác định thí nghiệm xác định điện thể nghỉ của tế bào ta tiến hành 3 thí nghiệm sau:
Thí nghiêm 1: Chọc 2 vi điện cực đặt trên bề mặt của sợi thần kinh.
Thí nghiệm 2: Chọc 1 vi điện cực qua màng vào sâu trong tế bào, còn 1 vi điện cực đặt trên bề mặt sợi thần kinh thì giữa hai đầu điện cực.
Thí nghiệm 3: Chọc 2 vi điện cực chọc xuyên qua màng.
Kết quả thí nghiệm: Thí nghiệm 1,3 không có sự chênh lệch về điện thế. Thí nghiệm 2 xuất hiện một hiệu điện thế.
Như vậy có thể rút ra bên trong tế bào và bên ngoài màng tế bào luôn tồn tại một hiệu điện thế.
3. Điện thế hoạt động:
Khi bị kích thích với cường độ đủ mạnh (đạt tới ngưỡng) làm thay đổi tính thấm của màng nơron ở nơi bị kích thích, kênh mở rộng, luồng Na+ ồ ạt đi vào gây nên sự mất phân cực (cực khử) rồi đảo cực (ngoài màng tích điện âm và trong màng tích điện dương). Tiếp sau đó kênh bị đóng lại và kênh mở, tràn qua màng ra ngoài dịch mô, gây nên sự tái phân cực (ngoài màng lại tích điện + và trong tích điện -)
Quá trình biến đổi trên làm xuất hiện điện hoạt động (hay còn gọi là xung thần kinh). Lúc này trong dịch bào chứa nhiều hơn ngoài dịch mô, còn trong dịch bào lại ít hơn ngoài dịch mô. Cần lập lại trật tự ban đầu bằng cách phân phối lại giữa trong và ngoài màng nhờ bơm.
Như vậy, có thể hiểu điện thế hoạt động là sự biến đổi điện thế nghỉ ở màng nơron từ phân cực đến mất phân cực đến đapr cực đến tái phân cực.
4. Cơ chế hình thành điện thế nghỉ:
Điện thế nghỉ hình thành chủ yếu do 3 yếu tố sau đây :
– Sự phân bố ion ở hai bên màng tế bào và sự di chuyển của các ion qua màng tế bào:
Ở bên trong tế bào:
+ Nồng độ ion K+ bên trong tế bào cao hơn bên ngoài tế bào nên ion K+ có xu hướng di chuyển ra ngoài tế bào.
+ Nồng độ ion Na+ bên trong tế bào thấp hơn bên ngoài tế bào nên ion Na+ có xu hướng di chuyển vào trong tế bào.
– Tính thấm có chọn lọc của màng tế bào đối với ion:
Mặt ngoài màng tế bào tích điện dương là do:
K+”>Cổng K+ mở cho các K+ đi ra, ion K+ khi đi qua màng ra ngoài, mang theo điện tích dương ra theo, giữ lại các anion (-) lại bên trong màng dẫn đến phía mặt trong màng trở nên âm. ion K+”>K+ đi ra tạo lớp tích điện dương ngoài tế bào, trái dấu với phía mặt trong màng giữ lại, tồn tại lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu nên các ion K+ này không đi xa mà nằm lại sát ngay phía mặt ngoài màng làm cho mặt ngoài màng tích điện dương so với mặt trong màng tích điện âm.
– Bơm Na- K:
Bơm Na – K là các chất vận chuyển (bản chất là prôtêin) có ở trên màng tế bào.
+ Chuyển K+ từ ngoài vào trong tế bào, làm cho K+ trong tế bào luôn cao hơn bên ngoài.
+ Chuyển Na+ từ trong tế bào ra ngoài, làm cho Na+ ngoài tế bào cao hơn trong tế bào.
Theo đó, bơm Na- K có bản chất là prôtêin nằm trên màng tế bào. Có vai trò vận chuyển Kali từ bên ngoài trả vào bên trong làm cho nồng độ Kali bên trong luôn cao hơn bên ngoài vì vậy mà duy trì được điện thế nghỉ. Hoạt động của bơm Na – K tiêu tốn năng lượng.
5. Bài tập vận dụng:
Câu 1: Điện sinh học là:
A. khả năng tích điện của tế bào.
B. khả năng truyền điện của tế bào.
C. khả năng phát điện của tế bào.
D. chứa các loại điện khác nhau.
Hướng dẫn giải:
Điện sinh học là khả năng tích điện của tế bào, cơ thể.
Đáp án cần chọn là: A
Câu 2: Khả năng tích điện của tế bào, cơ thể là:
A. Điện thế hoạt động.
B. Lưỡng cực.
C. Điện sinh học.
D. Điện từ trường.
Hướng dẫn giải:
Điện sinh học là khả năng tích điện của tế bào, cơ thể.
Đáp án cần chọn là: C
Câu 3: Điện thế nghỉ hay điện tĩnh của nơron là:
A. Sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào nghỉ ngơi.
B. Sự phân cực của tế bào, ngoài màng mang điện tích âm, trong màng mang điện tích dương
C. Điện thế lúc tê bào ở trạng thái nghỉ, trong và ngoài màng tế bào đều mang điện tích âm.
D. Điện màng tế bào đang ở trạng thái phân cực, mang điện tích trái dấu.
Hướng dẫn giải:
Điện thế nghỉ là sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào nghỉ ngơi (không bị kích thích).
Đáp án cần chọn là: A
Câu 4: Sự chênh lệch điện thế giữa trong và ngoài màng lúc tế bào không bị kích thích không phải là:
A. điện nghỉ.
B. điện màng,
C. điện tĩnh.
D. điện động.
Hướng dẫn giải:
Sự chênh lệch điện thế giữa trong và ngoài màng lúc tế bào không bị kích thích là điện thế nghỉ, không phải điện động.
Đáp án cần chọn là: D
Câu 5: Khi ở trạng thái nghỉ ngơi thì
A. Mặt trong của màng nơron tích điện âm, mặt ngoài tích điện dương
B. Mặt trong và mặt ngoài của màng nơron đều tích điện âm
C. Mặt trong và mặt ngoài của màng nơron đều tích điện dương
D. Mặt trong của màng nơron tích điện dương, mặt ngoài tích điện âm.
Hướng dẫn giải:
Khi ở trạng thái nghỉ ngơi thì phía trong màng tế bào tích điện âm so với phía ngoài màng tích điện dương
Đáp án cần chọn là: A
Câu 6: Ở trạng thái nghỉ tế bào sống có đặc điểm
A. cổng K+ mở, trong màng tích điện dương ngoài màng tích điện âm.
B. cổng K+ mở, trong màng tích điện âm ngoài màng tích điện dương.
C. cổng Na+ mở, trong màng tích điện dương ngoài ngoài tích điện âm.
D. cổng Na+ mở, trong màng tích điện âm ngoài màng tích điện dương.
Hướng dẫn giải:
Ở trạng thái nghỉ tế bào sống có đặc điểm: cổng K+ mở, trong màng tích điện âm ngoài màng tích điện dương (Do K+ di chuyển ra ngoài màng).
Đáp án cần chọn là: B
Câu 7: Để duy trì điện thế nghỉ, bơm Na – K hoạt động như thế nào?
A. Vận chuyển K+ từ trong tế bào ra ngoài tế bào giúp duy trì nồng độ K+ sát phái ngoài màng tế bào luôn cao và tiêu tốn năng lượng
B. Vận chuyển K+ từ ngoài tế bào vào trong tế bào giúp duy trì nồng độ K+ ở trong tế bào luôn cao và không tiêu tốn năng lượng
C. Vận chuyển K+ từ ngoài tế bào vào trong tế bào giúp duy trì nồng độ K+ ở trong tế bào luôn cao và tiêu tốn năng lượng
D. Vận chuyển Na+ từ trong tế bào ra ngoài tế bào giúp duy trì nồng độ Na+ sát phía ngoài màng tế bào luôn thấp và tiêu tốn năng lượng
Hướng dẫn giải:
Để duy trì điện thế nghỉ, bơm Na – K Vận chuyển K+ từ ngoài tế bào vào trong tế bào giúp duy trì nồng độ K+ ở trong tế bào luôn cao và tiêu tốn năng lượng.
Đáp án cần chọn là: C
Câu 8: Điện thế nghỉ được hình thành chủ yếu do sự phân bố ion
A. Đồng đều giữa hai bên màng
B. Không đều và không thay đổi giữa hai bên màng
C. Không đều, sự di chuyển thụ động của các ion qua màng
D. Không đều, sự si chuyển thụ động và hoạt động chủ động của bơm Na-K
Hướng dẫn giải:
Nguyên nhân là do sự chênh lệch nồng độ Na+, K+ hai bên màng; tính thấm của màng đối với ion K+ (cổng Kali mở để ion kali đi từ trong ra ngoài); lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu; hoạt động của bơm Na – K đã duy trì sự khác nhau đó.
Đáp án cần chọn là: D
Câu 9: Điện thê nghỉ được hình thành chủ yếu do các yếu tố nào?
A. Sự phân bố ion đồng đều, sự di chuyển của ion và tính thấm có chọn lọc của màng tế bào với ion.
B. Sự phân bố ion không đều, sự di chuyển của ion và tính thấm không chọn lọc của màng tế bào với ion.
C. Sự phân bố ion không đều, sự di chuyển của ion theo hướng đi ra và tính thấm có chọn lọc của màng tế bào với ion.
D. Sự phân bố ion không đều, sự di chuyển của ion sự di chuyển của ion theo hướng đi vào và tính thấm có chọn lọc của màng tế bào với ion.
Hướng dẫn giải:
Điện thê nghỉ được hình thành chủ yếu do 3 yếu tố: Sự phân bố ion Na+, K+ không đều, sự di chuyển của ion theo hướng đi ra và tính thấm có chọn lọc của màng tế bào với ion.
Đáp án cần chọn là: C
Câu 10: Ở điện thế nghỉ, nồng độ K+ và Na+ giữa phía trong và phía ngoài màng tế bào như thế nào?
A. Ở trong tế bào, K+ có nồng độ thấp hơn và Na+ có nồng độ cao hơn so với bên ngoài tế bào
B. Ở trong tế bào, nồng độ K+ và Na+ cao hơn so với bên ngoài tế bào
C. Ở trong tế bào, K+ có nồng độ cao hơn và Na+ có nồng độ thấp hơn so với bên ngoài tế bào
D. Ở trong tế bào, K+ và Na+ có nồng độ thấp hơn so với bên ngoài tế bào
Hướng dẫn giải:
Ở điện thế nghỉ, nồng độ K+ bên trong cao hơn bên ngoài màng và Na+ bên ngoài cao hơn bên trong màng.
Đáp án cần chọn là: C
