Lý sinh học phần 9 potx

Cũng như thuyết đông tụ, thuyết phá hủy cấu trúc đưa ra chỉ là để giải thích về sự thay

đổi tính chất hóa lý của nguyên sinh chất, mới giải thích hiện tượng của quá trình hưng

phấn mà chưa giải thích được bản chất của quá trình hưng phấn.

IV. Lý thuyết hưng phấn của Nernst (1899)

Năm 1887, Arenius công bố các chất khi hòa tan trong nước sẽ phân ly thành các ion

dương và ion âm, dưới tác dụng của dòng điện ngoài, các ion sẽ chạy về điện cực mang

điện tích trái dấu với điện tích ion. Các ion có kích thước và bản chất điện tích khác nhau

nên có vận tốc chuyển động về hai cực cũng khác nhau. Sau khoảng thời gian nhất định

sẽ tạo nên những lớp có mật độ ion khác nhau, tức sẽ xuất hiện một hiệu điện thế. Nếu

ngắt nguồn điện bên ngoài, thay vào đó cắm 2 điện cực vào dung dịch điện phân, nối với

một bóng điện thì đèn sẽ sáng. Đó là dòng điện xuất hiện trong dung dịch điện phân. Năm

1899, Nernst dựa trên kết quả nghiên cứu của Arenius cũng xem tế bào như một dung

dịch chất điện phân được bao bọc bởi màng tế bào. Dưới tác dụng của dòng điện kích

thích, các ion âm và dương trong tế bào chất sẽ chạy về hướng điện cực kích thích có

điện tích trái dấu với điện tích ion. Sau một thời gian các ion âm và dương chuyển động

theo hai hướng khác nhau sẽ tập trung ở hai phía của màng tế bào. Ở ngoại bào cũng có

các ion dương và âm, do lực hút tĩnh điện, nếu ở một phía tế bào, mặt trong tích điện âm

thì mặt ngoài màng tích điện dương còn ở phía kia của tế bào ở mặt trong sẽ tích điện

dương và mặt ngoài màng tích điện âm. Kết quả là giữa bên trong và bên ngoài màng tế

bào đã hình thành nên một hiệu điện thế và khi điện thế này đạt giá trị ngưỡng thì tạo ra

sự hưng phấn. Sự chênh lệch về nồng độ ion liên quan đến cường độ và thời gian kích

thích và để tạo ra hưng phấn phải thỏa mãn công thức:

k

t

o γ=− .i.CC (7.3)

C: Nồng độ ion tự do khi tế bào hưng phấn

Co: Nồng độ ion tự do khi tế bào ở trạng thái nghỉ ngơi

γ: Số lượng ion được dịch chuyển do một đơn vị cường độ dòng điện

i: Cường độ dòng điện; t: Thời gian kích thích

k: Hệ số khuyếch tán của ion

Nếu kích thích bằng dòng điện một chiều thì mối liên quan giữa cường độ dòng điện và

thời gian kích thích phải thỏa mãn công thức:

ti = hằng số (7.4)

Trong giới hạn về cường độ dòng điện kích thích thì nếu cường độ dòng điện tăng thì

thời gian kích thích giảm và ngược lại, để duy trì tích số của cường độ dòng điện với thời

gian luôn là một hằng số.

Nếu kích thích bằng dòng điện xoay chiều thì mối liên quan giữa cường độ và tần số

dòng điện phải thỏa mãn công thức:

ω

i = hằng số (7.5)

Trong giới hạn về cường độ dòng điện kích thích, nếu tần số cao thì cường độ dòng điện

phải lớn còn tần số thấp thì cường độ dòng điện nhỏ, để duy trì tỷ số giữa cường độ và