生命活动中的不应期

生物学教学2011年(第36卷)第5期 生命活动中的不应期 。 郭自力 涂 岩 (江西省九江学院生命科学学院 332000) 兴奋性是生命活动的基本特征，生物的兴奋性是 指活组织或细胞对刺激发生反应的能力或特性。但是 这种反应的能力不是一成不变的，在一定条件下和一 定时期内生物的兴奋性可以表现为升高、降低，甚至完 全丧失。例如，给神经、肌肉等可兴奋器官或组织以刺 激，刚产生兴奋之后，再立刻给予第二次刺激则不能再 次兴奋。生物对某一刺激发生反应后，在一定时间内， 即使再给予刺激，也不发生反应，一般称此期间为不应 期(refractory．period)D l 不应期现象 1．1 生物整体水平的不应期 巴甫洛夫在研究高级 中枢神经活动时，曾长时间、反复给动物以刺激，最后 实验动物无论给以何种刺激，都表现为睡眠，即原有的 各种反应都不发生。对于生物体的这种不应现象，当 时的研究水平认为是疲劳，是生物体处于兴奋状态的 恢复时期。 1．2 生物器官、系统的不应期 对于男性性功能的研 究表明：男性在任何一次性生活(有射精)之后，总有 一 段或长或短的时间，不再对外来的性刺激做出生理 上的反应，即表现为不应期。女性在怀孕期和生产后 的一段时间内不能再次受孕也说明有不应期的存在， 只不过生理学中对此没有使用不应期的概念，而是认 为生物体的机能状态发生了改变。 1．3 生物细胞、分子的不应期 生理学中不应期的概 念主要集中在神经肌肉生理和心肌生理，即单个有效 刺激引起组织细胞兴奋后 ，立刻再给予阈上刺激 ，组织 细胞将不能再次兴奋。这表明组织细胞的兴奋性发生 了变化，根据兴奋性的丧失、升高、降低可以分为不应 期、超长期、低常期。神经、骨骼肌的不应期为 2ms左 右，而心肌的不应期则长达2O0Ins左右。 2 生物不应期的产生机制 - 2．1 不应期是兴奋性暂时丧失 不应期的时间有长 · 65· 有短，过短和过长的不应期可能不被人们发现和重视。 各种生命活动的不应期表明：不应期是在一定时期内 生物(包括其器官、组织、细胞)暂时丧失了兴奋性，不 应期之后生物的兴奋性可以得到恢复。 - 2．2 不应期是细胞膜通道的失活 细胞生物电现象 的研究表明：生物的各种反应之前，都有一个电反应过 程，即产生动作电位。解释动作电位产生的机制是“离 子学说”，例如神经和肌肉的动作电位认为是其细胞膜 对离子通透性的改变。这种改变首先是由于电压门控 的 Na 通道(一种膜蛋 白)被打开。Na 通道有三种 状态：开放(激活)、失活、备用(静息态)。失活和备用 状态下 Na 通道关闭，备用状态下 Na 通道可被激 活 ，而失活状态下 Na 通道不能被激活，即表现为对刺 激的不应。Na 通道属于快通道，在备用状态下被激 活后，迅速关闭并处于失活状态，要经过一定时间后才 能恢复到备用状态，才可以被再次激活，这段恢复的时 间也就是观察到的不应期。Na 通道的三种状态 目前 认为是膜蛋白处于不同的构型。 3 生物不应期的生理意义 3．1 对生物体起保护作用 不应期的存在，首先是生 物体的一种自我保护。当生物体(包括其器官、组织和 细胞)的机能状态处于不适合产生反应的时候，强行发 生反应，势必造成对生物体的损害，及时阻止或限制反 应的发生有利于对生物体的保护。 3．2 使生物体活动更加有序 生命活动比人工系统 活动复杂得多，因此，生命活动要求更加精准、有序。 例如神经、肌肉的动作电位是“全和无”的，由于有不 应期的存在，保证了神经、肌肉完成动作电位所需的时 间，从而不会发生动作电位的叠加。同时，不应期也保 证了动作电位在同一细胞上不会来回传导。 3．3 与生物体功能相适应 生物体中各器官、组织和 细胞有其各自不同的生理功能，与此相(下转第53页) 其次，从pH值的测定结果上看。由于传统的pH 试纸法需通过试纸的颜色来判断试剂的 pH值，会受 到染液本身颜色的干扰，因此可采用更为可靠的 pH 计测定法。测定结果显示：龙胆紫的 pH值为3．0，醋 酸洋红的pH值为 1．9，两者均为酸性溶液。 4 碱性染料的染色原理 细胞核中的染色质(体)内含有脱氧核糖核酸(即 DNA)，属酸性物质，可电离出H ，而使 自身带负电 荷，所以它能与碱性染料(如龙胆紫)电离出的带正电 荷的助色基团通过电荷问的引力作用牢固结合，从而 被染料染上颜色。在“植物细胞有丝分裂的观察”实 验中，若用盐酸解离后不漂洗直接染色，则由于盐酸是 一 种强酸，而脱氧核糖核酸是一种弱酸，盐酸的存在会 抑制脱氧核糖核酸的电离，从而使脱氧核糖核酸无法 与龙胆紫中带正电荷的助色基团结合，这样染色质就 无法被染上颜色。