I. Lý thuyết
Khái niệm điện thế hoạt động
Từ tín hiệu hóa học được biến đổi thành tín hiệu điện ( chất kích thích) tế bào thần kinh bị thay đổi điện tích chung của màng tế bào, nó kích hoạt điện thế hoạt động.
Điện thế hoạt động là sự thay đổi điện thế giữa trong và ngoài màng khi nơron bị kích thích.
Đồ thị điện thế hoạt động gồm 3 giai đoạn:
- Mất phân cực (khử cực): điện từ giá trị âm chuyển dần tới 0.
- Đảo cực: điện thế mang giá trị dương.
- Tái phân cực: điện thế quay về trạng thái âm ban đầu.
Nguyên nhân là do sự thay đổi tính thấm của màng đối với các ion thay đổi gây nên sự khử cực (khi Na+ từ ngoài vào tế bào) - đảo cực (Na+ tiếp tục vào) - tái phân cực (khi K+ từ trong tế bào ra ngoài).
Đáng lưu ý rằng điện thế hoạt động không thay đổi về biên độ nhưng có thay đổi về tần số, điều này phụ thuộc các kích thích.
Sự lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh
Đặc điểm
Sợi không có miêlin
Sợi có miêlin
Đặc điểm cấu tạo
Không có bao miêlin bọc trên sợi trục thần kinh.
Có bao miêlin bọc quanh sợi trục thần kinh không liên tục mà ngắt quãng tạo thành eo Ranvie.
Sự lan truyền xung thần kinh
Xung thần kinh lan truyền liên tiếp từ vùng này sang vùng khác kề bên.
Xung thần kinh lan truyền nhảy cóc từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác.
Hướng lan truyền
Lan truyền theo hai chiều.
Lan truyền theo hai chiều.
Tốc độ lan truyền xung thần kinh
Lan truyền chậm.
Lan truyền nhanh.
Ví dụ: tốc độ lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh vận động (có bao miêlin) khoảng 100m/giây; sợi thần kinh giao cảm (không có bao miêlin) khoảng 3-5 mg/giây.
Bao miêlin được cấu tạo từ lớp phôtpholipit bao quanh sợi trục của một số tế bào thần kinh, tạo thành một lớp cách điện. Đây là chất cần thiết để hệ thần kinh hoạt động chuẩn xác. Miêlin được tạo ra bởi các tế bào thần kinh đệm biệt hóa qua việc mở rộng các quá trình tế bào của chúng.
II. Bài tập luyện tập điện thế hoạt động và sự lan truyền xung thần kinh của hệ thống trường NK - LTT
Phần 1: Câu hỏi tự luận
Câu 1: Tốc độ lan truyền xung thần kinh trên sợi thần kinh loại nào nhanh hơn, vì sao?
Hướng dẫn giải:
Trên sợi thần kinh có bao miêlin, xung thần kinh truyền theo kiểu nhảy cóc từ eo Ranvie này sang eo Ranvie tiếp theo tốc độ truyền xung nhanh hơn và ít tiêu tốn năng lượng so với trên sợi không có bao miêlin.
Câu 2: Sự lan truyền xung thần kinh trên sợi trục không có bao miêlin diễn ra như thế?
Hướng dẫn giải:
Nếu sự kích thích xảy ra ở giữa sợi trục thì xung thần kinh truyền theo cả 2 chiều ở dây thần kinh không có bao miêlin.
Câu 3: Tại sao điện thế hoạt động lan truyền theo cách nhảy cóc?
Hướng dẫn giải:
Vì: Một số sợi 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 → điện thế hoạt động trên sợi có bao miêlin lan truyền theo cách nhảy cóc từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác.
Phần 2: Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1: Điện thế hoạt động xuất hiện khi
- Có sự thay đổi điện thế giữa trong và ngoài màng của tế bào thần kinh.
- Tế bào thần kinh ở trạng thái nghỉ bị kích thích.
- Có sự thay đổi điện thế màng ở màng ngoài của tế bào thần kinh.
- Có sự thay đổi điện thế ở trong màng của tế bào thần kinh.
Câu 2: Sự lan truyền xung thần kinh trên sợi trục có bao miêlin diễn ra như thế nào?
- Xung thần kinh lan truyền dọc theo sợi trục.
- Xung thần kinh truyền cả hai chiều.
- Xung thần kinh thực hiện lối nhảy cóc từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác.
- Xung thần kinh thực hiện theo lối vừa nhảy cóc vừa truyền dọc theo sợi trục.
Câu 3: Cho các trường hợp sau:
(1) Diễn truyền theo lối “nhảy cóc” từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác.
(2) Sự thay đổi tính chất màng chỉ xảy ra tại các eo.
(3) Dẫn truyền nhanh và tốn ít năng lượng.
(4) Nếu kích thích tại điểm giữa sợi trục thì lan truyền chỉ theo một hướng.
Sự lan truyền xung thần kinh trên sợi trục có bao miêlin có những đặc điểm nào?
- (1) và (4).
- (2), (3) và (4).
- (2) và (4).
- (1), (2) và (3).
Câu 4: Gợi ý nào sau đây đúng với đặc điểm của xung thần kinh lan truyền trên sợi thần kinh có bao miêlin
(1) tuân theo quy luật “tất cả hoặc không”.
(2) theo lối nhảy cóc nên tốc độ dẫn truyền nhanh.
(3) tốn ít năng lượng hơn trên sợi không có bao miêlin.
(4) có biên độ giảm dần khi chuyển qua eo Ranvie.
(5) không thay đổi điện thế khi lan truyền suốt dọc sợi trục.
- (1), (2), (3) và (4).
- (1), (2), (3) và (5).
- (1), (2), (4) và (5).
- (1), (3), (4) và (5).
Câu 5: Xung thần kinh xuất hiện
- Khi xuất hiện điện thế hoạt động.
- Tại thời điểm sắp xuất hiện điện thế hoạt động.
- Tại thời điểm chuyển giao giữa điện thế nghỉ sang điện thế hoạt động.
- Sau khi xuất hiện điện thế hoạt động.
Câu 6: Điểm khác biệt của sự lan truyền xung thần kinh trên sợi trục có bao miêlin so với sợi trục không có bao miêlin là
- Chậm và tốn ít năng lượng.
- Chậm và tốn nhiều năng lượng.
- Nhanh và tốn ít năng lượng.
- Nhanh và tốn nhiều năng lượng.
Câu 7: Sự lan truyền xung thần kinh trên sợi có bao miêlin “nhảy cóc” vì
- Sự thay đổi tính thấm của màng chỉ xảy ra tại các eo Ranvie.
- Đảm bảo cho sự tiết kiệm năng lượng.
- Giữa các eo Ranvie, sợi trục bị bao bằng bao miêlin cách điện.
- Tạo cho tốc độ truyền xung quanh.
Câu 1:
Đáp án B
Hướng dẫn giải:
Điện thế hoạt động xuất hiện khi tế bào thần kinh ở trạng thái nghỉ bị kích thích.
Câu 2:
Đáp án C
Hướng dẫn giải:
Do bao miêlin có tính chất cách điện, nên xung thần kinh thực hiện lối nhảy cóc từ eo Ranvie này sang eo Ranvie khác.
Câu 3:
Đáp án D
Hướng dẫn giải:
(1) Đúng.
(2) Đúng.
(3) Đúng.
(4) Nếu kích thích tại điểm giữa sợi trục thì lan truyền chỉ theo một hướng. Sai vì có thể lan truyền theo 2 hướng ngay tại điểm bị kích thích.
Câu 4:
Đáp án B
Hướng dẫn giải:
(1) Đúng.
(2) Đúng.
(3) Đúng.
(4) Sai vì biên độ luôn ổn định.
(5) Đúng.
Câu 5:
Đáp án A
Hướng dẫn giải:
Điện thế nghỉ bị kích thích thì tế bào thần kinh hưng phấn và xuất hiện điện thế hoạt động hình thành nên xung thần kinh lan truyền đi.
Câu 6:
Đáp án C.
Hướng dẫn giải:
Sợi thần kinh không có bao miêlin lan truyền liên tục. Sợi thần kinh có bao miêlin (bao miêlin có bản chất cách điện) bao bọc không liên tục mà ngắt quãng xung thần kinh lan truyền theo cách nhảy cóc nên tốc độ lan truyền nhanh và ít tốn năng lượng hơn.
Câu 7:
Đáp án C
Hướng dẫn giải:
Bao miêlin có bản chất là phôtpholipit có màu trắng cách điện bao bọc không liên tục mà ngắt quãng tạo thành các eo Ranvie, nên xung thần kinh lan truyền theo cách nhảy cóc giữa các eo Ranvie.
Giáo viên biên soạn: Trần Ngọc Thủy
Đơn vị: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến Bình Dương