静息电位和动作电位的测定
动作电位
细胞膜两侧的离子呈不均衡分布，膜内的钾离子高于膜外，膜内的钠离子和氯离子低于膜外，即胞内为高钾、低钠、低氯的环境。
此外，有机阴离子仅存在于细胞内。
在安静状态下，细胞膜对钾离子通透性大，对钠离子通透性很小，仅为钾离子通透性的1/100~1/50，而对氯离子则几乎没有通透性。
因此，细胞静息期主要的离子流为钾离子外流。
钾离子外流导致正电荷向外转移，其结果导致细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多，从而形成细胞膜外侧电位高而细胞膜内侧电位低的电位差。
可见，钾离子外流是静息电位形成的基础，推动钾离子外流的动力是膜内外钾离子浓度差。
钾离子外流并不能无限制地进行下去，因为随着钾离子顺浓度差外流，它所形成的内负外正的电场力会阻止带正电荷的钾离子继续外流。
当浓度差形成的促使钾离子外流的力与阻止钾离子外流的电场力达到平衡时，钾离子的净移动就会等于零。
此时，细胞膜两侧稳定的电位差称为钾离子的平衡电位。
根据物理化学能斯特公式，只要知道细胞膜两侧钾离子的浓度差，就可计算出钾离子的平衡电位。
如果人工改变细胞膜外钾离子的浓度，当浓度增高时测得的静息电位值减小，当浓度降低时测得的静息电位值增大，其变化与根据能特斯公式计算所得的预期值基本一致。
科学家注意到根据公式计算出钾离子平衡电位还是与实际测量出的静息电位有很小的一些差别的，测定值总是比计算值负得少。
这是由于膜对钠离子和氯离子也有很小的通透性，它们的经膜扩散（主要指钠离子的内移），可以抵销一部分由钾离子外移造成的电位差数值。
静息状态下钾离子的外流是构成静息电位的主要因素。
一般细胞内钾离子的浓度变化非常小，因此造成细胞内外钾离子浓度差变动的主要因素是细胞外的钾离子浓度。
如果细胞外钾离子浓度增高，可使细胞内外的钾离子浓度差减小，从而是钾离子向外扩散的动力减弱，钾离子外流减少，结果是静息电位减小。
反之，则使静息电位增高。
这个实验也进一步说明，形成静息电位的主要离子就是钾离子。
测定方法插入膜内的是尖端直径＜1μm的玻璃管微电极，管内充以KCl溶液，膜外为参考电极，两电极连接到电位仪测定极间电位差。
转静息电位和动作电位
转静息电位和动作电位要点归纳:一静息电位:电位:外正内负形成原因:①细胞内外离子分布和浓度不同。
就正离子来说，膜内K+浓度较高，约为膜外的30倍。
膜外Na+浓度较高约为膜内的10倍。
从负离子来看，膜外以Cl-为主，膜内则以大分子有机负离子(A-)为主。
②细胞在静息状态下，膜对K+的通透性大，对Na+的通透性则很小。
对膜内大分子A-则无通透性。
二动作电位电位:外负内正形成原因:当细胞受刺激而兴奋时，膜对Na+通透性增大，对K+通透性减小，于是细胞外的Na+便会顺其波度梯度和电梯度向胞内扩散，导致膜内负电位减小，直至膜内电位比膜外高。
三兴奋的传导细胞膜某一点受刺激产生兴奋时，其兴奋部位膜电位内负外正变为内正外负，于是兴奋部位和静息部位之间出现了电位差，导致局部的电荷移动，即产生局部电流。
四兴奋传导的方向此电流的方向是膜外电流由静息部位流向兴奋部位，膜内电流由兴奋部位流向静息部位五注意静息电位的形成是K+逆浓度梯度转运的结果，需消耗能量动作电位的形成不耗能细胞的生物电现象伴随生命活动的电现象，称为生物电。
关于生物电在生命活动中所起的作用，目前还不十分清楚。
一、静息电位及其产生机制(一)静息电位静息电位是指细胞在安静状态下，存在于细胞膜的电位差。
这个差值在不同的细胞是不一样的，就神经纤维而言为膜外电位比膜内电位高70~90mv。
如规定膜外电位为0，则膜内电位当为负值(-70~-90mv)。
细胞在安静状态时，保持比较稳定的外正内负的状态，称为极化。
极化状态是细胞处于生理静息状态的标志。
以静息电位为准，膜内负电位增大，称为超极化。
膜内负电位减小，称为去或除极化。
细胞兴奋后，膜电位又恢复到极化状态，称为复极化。
(二)静息电位产生的机制"离子学说"认为，细胞水平生物电产生的前提有二:①细胞内外离子分布和浓度不同。
就正离子来说，膜内K+浓度较高，约为膜外的30倍。
膜外Na+浓度较高约为膜内的10倍。
第3章5模块静息电位与动作电位
第3章5模块静息电位与动作电位掌握：概念：静息电位、动作电位、极化、去极化、复极化。
了解：静息电位和动作电位的形成机制。
活的细胞无论处于静息状态还是活动状态都存在电现象，这种电现象称为生物电。
生物电是一种普遍存在又十分重要的生命现象，也是生理学的重要基础理论。
临床应用的心电图、脑电图、肌电图等检查，都是生物电理论在实际工作中的应用。
生物电现象的发生，都是以细胞水平的生物电现象为基础的。
而且，生物电是发生在细胞膜两侧的，故称为跨膜电位，简称膜电位，包括静息电位和动作电位。
一、静息电位1．静息电位的概念静息电位是指细胞处于静息状态时，存在于细胞膜两侧的电位差。
应用细胞内微电极记录法，当微电极未刺入细胞内时，细胞膜表面没有电位差，如图3-5（a）所示。
将微电极尖端刺破细胞膜的瞬间，在记录仪上显示出一个电位的突然跃变，即示波器扫描线产生位移，由0mV变为约-70mV，这就说明细胞膜内外有电位差存在。
研究表明，大多数细胞的静息电位都表现为膜内电位低于膜外，如以膜外电位为正，膜内电位即为负值，故呈内负外正状态。
细胞静息电位测定示意图（a）细胞外记录；（b）细胞内微电极记录不同细胞的静息电位的数值有所不同。
通常将细胞静息状态下膜内为负、膜外为正的状态称为极化状态。
静息电位减小的过程或状态称为去极化；反之，如果静息电位值增大，如从-70mV到-80mV，表明膜内外电位差增大，极化状态加强，称为超极化。
极化状态示意图去极化2.静息电位的产生机制哺乳类动物神经细胞内的K+浓度高于细胞外，而细胞外Na+浓度高于细胞内。
细胞内外Na+和K+的浓度差是由钠—钾泵的活动来维持的。
细胞内的负离子主要是大分子的有机负离子（A-），多是蛋白质离子，而细胞外有机负离子极少。
如果细胞膜允许这些离子自由通过的话，将顺浓度差产生K+、A-的外向流及Na+的内向流。
但是，细胞处于静息状态时，细胞膜对K+的通透性较大，对Na+的通透性很小，仅为K+通透性的1/100～1/50，而对A-几乎没有通透性。
静息电位与动作电位
一、静息电位（resting potential, RP）1、概念：静息电位：细胞在静息（未受刺激）状态下膜两侧的电位差称静息电位（膜电位）2、静息时细胞的特点静息时细胞内外离子的特点：①细胞内[K+]一般比细胞外液高30倍；②细胞内带负电荷的生物大分子(主要是蛋白质)比细胞外液高10倍；③细胞外液中[Na+]和[CL-]都比细胞内高20倍。
所以，细胞内正离子主要为K+，负离子主要为带负电荷的蛋白质分子。
细胞外正离子主要为Na+，负离子主要为CL- 。
静息时细胞膜的选择通透性：①带负电荷的蛋白质分子完全不可通过；②Na+和CL-通透性极小；③K+有较大的通透性。
3、静息电位形成的机理：细胞内的K+在细胞膜内外浓度差（内高外低）作用下携带正离子外流，当膜内外K+浓度差（K+外流动力）和K+外流所形成的电位差（K+外流阻力）达到动态平衡时，K+的净通量为零，此时所形成的电位差稳定于某一数值而不再增加，即形成静息电位；所以说静息电位实质为K+外流所形成的跨膜电位。
细胞内外的K+不均衡分布和静息状态下细胞膜对K+的通透性是细胞在静息状态下保持极化状态的基础。
（二）动作电位1. 动作电位的概念动作电位（action potential）：可兴奋组织接受刺激而发生兴奋时，细胞膜原有的极化状态立即消失，并在膜的内外两侧发生一系列的电位变化，这种变化的电位称为动作电位。
2. 动作电位形成的机理证明：①人工地改变细胞外液Na+浓度，动作电位上升支及其幅度也随之改变，*海水实验；②用河豚毒阻断Na+通道后，动作电位幅度↓或消失；③膜片钳实验。
3.动作电位组成动作电位的扫描波形包括升支和降支两部分。
如采用慢扫描并高度放大，则升支和降支的开始部分显示为尖锐的剑锋状，故动作电位又称为锋电位。
动作电位的升支代表细胞受到刺激后膜的去极化和反极化过程，即膜内电位由静息时的-70毫伏逐渐减小到-55毫伏（由于这一膜电位可以激发动作电位产生，故把-55毫伏的膜电位称为阈电位）；然后，膜电位再减小到0毫伏（去极化结束）；最后膜电位由0毫伏迅速上升到+35毫伏（反极化）。
静息电位和动作电位
问题2：动作电位如何产生？
1、概念： 可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上 产生的电位变化过程 2、动作电位产生的条件、机理：
①细胞膜两侧各种离子浓度分布不均；
②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性 不同。
②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通 透性不同。 受到刺激时主要允许钠离子通透
+ Na + Na
细胞内
+ k
静息状态下钾离子的外流是产生和维持 静息电位的主要原因
问题1：静息电位如何产生？
1、概念：是指细胞未受刺激时，细胞膜两侧的电 位表现为内负外正 2、静息电位产生的条件、机理 ①细胞膜两侧各种离子浓度分布不均； ②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性 不同 机理：钾离子的外流是产生和维持静息电位的主 要原因 3、静息电位测量的方法
细胞内液 （mol/L）
细胞外液 （mol/L）
4 00 50
2 0 440
②在不同状态下，细胞膜对各种离子的 通透性不同
物质跨膜运输方式有哪几种？
跨膜运输方式
主动 运输
自由 扩散
离子 通道
协助 扩散
主动 运输
②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透 性不同 静息状态
细胞外
Na+
下表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的 两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。
膜 电 位 / mV
正常海水
低浓度海水
+浓度↓→静息电位不变、峰电位↓ 膜外Na 想一想：你能得出什么结论？
问题2：动作电位如何产生？
1、概念：可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基 础上产生的电位变化过程 2、动作电位产生的条件、机理： ①细胞膜两侧各种离子浓度分布不均； ②在不同状态下，细胞膜对各种离子的通透性 不同。 机理：受到刺激时钠离子内流，导致电位逆转 3、动作电位测量方法及动作电位的实验模式图 4、影响动作电位峰值的因素
动作电位的电位表现
动作电位的电位表现动作电位，又称神经冲动，是神经细胞传递信息的基本单位。
它是一种电化学过程，是由细胞膜上的离子流动引起的电位变化。
动作电位在神经元的兴奋传导和信息传递中具有重要的作用。
动作电位的电位表现包括静息电位、阈电位、上升期、下降期和复极期几个阶段。
首先，我们来看静息电位。
在绝大多数生理情况下，神经细胞的膜内外存在着电位差，称为静息电位。
通常情况下，膜内电位较膜外电位负。
这种差异主要是由细胞膜上的离子分布不均衡造成的。
膜外主要存在钠离子（Na+）和氯离子（Cl-），而膜内主要存在钾离子（K+）。
此时，细胞膜上Na-K泵起到了重要作用，它通过主动转运机制将细胞内的Na+推出细胞外，同时将细胞外的K+转入细胞内，维持静息电位。
当外界刺激到达神经元的轴突刺激区，当达到一定程度时，会使神经细胞进入到下一个阶段——阈电位。
阈电位是指神经细胞膜内电位在兴奋起始时所需要达到的临界值。
当刺激强度超过阈值时，膜内电位会迅速上升到一个较高值，进入到下一个阶段。
阈电位过后，便是兴奋期的上升期。
在这期间，细胞膜上的离子通道发生了变化，导致膜电位的快速上升。
主要是由于钠离子通道的开放，使得膜内的钠离子快速流入细胞内，引起膜内电位的上升。
这一过程非常快速，通常只需要几毫秒的时间。
紧接着是下降期。
在这个阶段，细胞膜的电位迅速下降。
主要是由于钠离子通道的关闭，同时钾离子通道的开放，使得细胞内的钠离子停止流入，而大量的钾离子从细胞内流出，导致膜内电位快速下降。
最后是复极期。
在这个阶段，细胞膜的电位逐渐恢复到静息电位，也就是膜内外的电位差再次建立。
这是由于钾离子通道逐渐关闭，同时钠-钾泵的作用，将细胞内的钠离子排出，细胞外的钾离子再次转运到细胞内，恢复到静息电位。
总结来说，动作电位的电位表现经历了静息电位、阈电位、上升期、下降期和复极期几个不同的阶段。
这些电位的变化是由细胞膜上的离子流动引起的。
动作电位在神经元的兴奋传导和信息传递中起到了重要的作用，是神经信号传递的基本单位。
测静息电位的电位计接法
测静息电位的电位计接法
摘要：
一、静息电位的概念
二、静息电位的测量方法
三、静息电位的影响因素
四、静息电位的应用
正文：
静息电位是生物膜在没有任何刺激时，膜内外电荷分布不平衡所表现出的电位差。
它是生物体细胞内外电位差的一种基本状态，对于细胞功能的发挥具有重要意义。
一、静息电位的概念
静息电位是由于细胞膜内外离子浓度差异和离子通道的特性所导致的。
在静息状态下，细胞膜内外的电荷分布呈现外正内负的特点。
此时，细胞膜对不同离子的通透性不同，其中对钠离子的通透性较高，使得膜外钠离子浓度高于膜内。
二、静息电位的测量方法
测量静息电位的方法主要有两种：一种是使用电位计，将电极插入细胞内或细胞外，通过观察电位差的变化来测量静息电位；另一种是使用双电极法，将一个电极插入细胞内，另一个电极插入细胞外，通过测量细胞内外的电位差来确定静息电位。
三、静息电位的影响因素
静息电位受多种因素影响，如细胞膜的通透性、离子浓度、温度等。
当细胞膜的通透性改变、离子浓度发生变化或温度升高时，都会影响静息电位的大小。
四、静息电位的应用
静息电位在生物医学领域具有广泛的应用，如在神经生理学、心肌生理学、细胞生物学等领域。
通过研究静息电位，可以深入了解细胞的生理功能、离子通道的调控机制以及疾病发生发展过程中的细胞功能异常。
总之，静息电位是生物体细胞内外电位差的一种基本状态，测量静息电位有助于揭示细胞功能的调控机制和疾病发生发展过程中的细胞功能异常。
测静息电位的电位计接法
测静息电位的电位计接法
摘要：
一、前言
二、测静息电位的电位计接法
1.电位计的连接方式
2.电极的准备
3.测量过程
三、注意事项
四、总结
正文：
一、前言
在生物实验中，测量细胞的静息电位是一项基本操作。
为了准确测量静息电位，选择合适的电位计接法非常关键。
本文将介绍测静息电位的电位计接法。
二、测静息电位的电位计接法
1.电位计的连接方式
测量静息电位时，首先需要将电位计与电极相连接。
电位计有阳极和阴极两个接口，分别与细胞膜内外电极相连。
通常，红色接口代表阳极，黑色接口代表阴极。
2.电极的准备
测量静息电位前，需要确保电极表面干净，无杂质。
电极可以是金属丝或
铂金电阻，根据实验需求选择合适的电极。
电极需浸入细胞培养液中，使其与细胞充分接触。
3.测量过程
（1）将电位计连接到电极；
（2）将电极放置在细胞培养液中；
（3）打开电位计，让其稳定一段时间；
（4）记录此时的电位数值，即为细胞的静息电位。
三、注意事项
1.在测量过程中，避免剧烈晃动实验台，以免影响测量结果；
2.使用干净的电极，避免杂质影响测量精度；
3.在测量过程中，注意观察电位计的读数，避免过载或损坏电位计。
四、总结
测量细胞的静息电位是生物实验中的基本操作。
通过了解测静息电位的电位计接法，可以确保实验过程顺利进行，为后续实验提供准确的数据支持。
静息电位和动作电位
简介静息电位（Resting Potential , RP ）是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。
由于这一电位差存在于安静细胞膜的两侧，故亦称跨膜静息电位，简称静息电位或膜电位。
形成机理静息电位产生的基本原因是离子的跨膜扩散，和钠- 钾泵的特点也有关系。
细胞膜内K+浓度高于细胞外。
安静状态下膜对K+通透性大，K+顺浓度差向膜外扩散，膜内的蛋白质负离子不能通过膜而被阻止在膜内，结果引起膜外正电荷增多，电位变正；膜内负电荷相对增多，电位变负，产生膜内外电位差。
这个电位差阻止K+进一步外流，当促使K+外流浓度差和阻止K+外流的电位差这两种相互对抗的力量相等时，K+外流停止。
膜内外电位差便维持在一个稳定的状态，即静息电位。
测定静息电位的方法插入膜内的是尖端直径＜1μm的玻璃管微电极，管内充以KCl溶液，膜外为参考电极，两电极连接到电位仪测定极间电位差。
静息电位都表现为膜内比膜外电位低，即膜内带负电而膜外带正电。
这种内负外正的状态，称为极化状态。
静息电位是一种稳定的直流电位，但各种细胞的数值不同。
哺乳动物的神经细胞的静息电位为-70mV（即膜内比膜外电位低70mV），骨骼肌细胞为-90mV，人的红细胞为-10mV。
静息电位的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关。
正常时细胞内的K+浓度和有机负离子A-浓度比膜外高，而细胞外的Na+浓度和Cl-浓度比膜内高。
在这种情况下，K+和A-有向膜外扩散的趋势，而Na+和Cl-有向膜内扩散的趋势。
但细胞膜在安静时，对K+的通透性较大，对Na+和Cl-的通透性很小，而对A-几乎不通透。
因此，K+顺着浓度梯度经膜扩散到膜外使膜外具有较多的正电荷，有机负离子A-由於不能透过膜而留在膜内使膜内具有较多的负电荷。
这就造成了膜外变正、膜内变负的极化状态。
由K+扩散到膜外造成的外正内负的电位差，将成为阻止K+外移的力量，而随着K+外移的增加，阻止K+外移的电位差也增大。
动作电位静息电位
动作电位静息电位1. 什么是动作电位和静息电位？动作电位和静息电位是神经元细胞膜的两种电位状态。
动作电位是指神经元细胞膜在受到足够强度的刺激后，发生短暂的电压变化的过程。
而静息电位则是指神经元细胞膜在没有受到任何刺激时的电压状态。
2. 动作电位的过程当神经元受到足够强度的刺激时，细胞膜内外的离子浓度发生瞬间变化，导致细胞膜内外电位的反转。
这种电位反转的过程被称为动作电位。
动作电位的过程可以分为四个阶段：- 静息状态：细胞膜内外的离子浓度分布保持不变，细胞膜内外电位差为-70mV左右。
- 起始阶段：细胞膜受到刺激后，细胞膜内外的离子浓度发生瞬间变化，导致细胞膜内外电位差快速反转到+30mV左右。
- 上升阶段：细胞膜内外电位差继续上升到峰值，此时细胞膜内外电位差为+30mV左右。
- 下降阶段：细胞膜内外电位差开始迅速下降，恢复到静息状态。
3. 静息电位的维持静息电位的维持与神经元细胞膜内外的离子浓度分布有关。
在静息状态下，神经元细胞膜内外的离子浓度分布如下：- 细胞内钾离子（K+）浓度高，细胞外钠离子（Na+）浓度高。
- 细胞内氯离子（Cl-）浓度低，细胞外氯离子（Cl-）浓度高。
这种离子分布的差异导致了细胞膜内外的电位差，使得细胞膜内电位为负电荷，外电位为正电荷。
这种静息状态的电位差通常为-70mV左右。
维持这种静息状态需要通过细胞膜上的离子通道和离子泵来实现。
4. 总结动作电位和静息电位是神经元细胞膜的两种电位状态。
动作电位指细胞膜在受到足够强度的刺激后，发生短暂的电压变化的过程。
静息电位指细胞膜在没有受到任何刺激时的电压状态。
神经元细胞膜内外离子浓度分布的差异是维持静息电位的主要原因。
通过细胞膜上的离子通道和离子泵来调节离子浓度分布，从而维持静息状态。
动作电位和静息电位的研究有助于人们更好地理解神经元的工作原理，为治疗神经系统相关疾病提供参考。
静息电位与动作电位ppt课件
兴奋的引起和传导
阈电位 能够造成膜对Na＋通透性突然增大，
诱发动作电位产生的临界膜电位的数值，称为 阈电位(threshold membrane potential)。 阈强度与阈下刺激
兴奋在神经纤维上的传导，称为神经冲动。
有髓纤维上的兴奋传导比较特殊，因为在有髓纤维的 轴突外面包裹着一层很厚的髓鞘，髓鞘的主要成分是 脂质，而脂质是不导电或不允许带电离子通过的。只 有在髓鞘暂时中断的朗飞结处，轴突膜才能和细胞外 液接触，使跨膜离子移动得以进行。因此，当有髓纤 维受到外来刺激时，动作电位只能在邻近刺激点的朗 飞结处产生，而局部电流也就在相邻的朗飞结之间形 成(图2-12)。这一局部电流对邻近的朗飞结起着刺激 作用，使之兴奋；然后又以同样的方式使下一个朗飞 结兴奋。这样，兴奋就以跳跃的方式 ，从一个朗飞结 传至另一个朗飞结而不断向前传导。这种传导方式称 为跳跃式传导(saltatory conduction)。跳跃式传导 使冲动的传导速度大为加快，因此，有髓纤维的传导 速度远比无髓纤维为快。另外，跳跃式传导时，单位 长度内每传导一次兴奋所涉及的跨膜离子运动的总数 要少得多，因此它还是一种更“节能”的传导方式。
动作电位的产生机制
电压钳和膜片钳
电压钳 I=VG 用电压钳技术可记录细胞兴奋过程中的跨膜离
子电流曲线，进而计算出膜电导的变化曲线。实验证明，在细胞 兴奋时Na+电导和K+电导的变化过程与动作电位的变化过程是一致 的。电压钳技术的应用，进一步证明了动作电位产生机制的正确 性。
膜片钳 20世纪70年代建立起来的膜片钳实验技术，可以用直接
静息电位动作电位
细胞膜的生物电现象主要有两种表现形式，即安静时的静息电位和受刺激时产生的膜电位的改变（包括局部电位和动作电位）。
生物电现象是以细胞为单位产生的，以细胞膜两侧带电离子的不均衡分布和离子的选择性跨膜转运为基础。
1.静息电位（resting potential，RP）：指细胞未受刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。
将一对测量电极中的一个放在细胞的外表面，另一个与微电极相连，准备刺入细胞膜内。
当两个电极都位于膜外时，电极之间不存在电位差。
在微电极尖端刺入膜内的一瞬间，示波器上显示一突然的电位跃变，表明两个电极间出现电位差，膜内侧的电位低于膜外侧电位。
该电位差是细胞安静时记录到的，因此称为静息电位。
几乎所有的动植物细胞的静息电位都表现为膜内电位值较膜外为负，如规定膜外电位为0，膜内电位可以负值表示，即大多数细胞的静息电位在-10～-100mV之间。
神经细胞的静息电位约为-70mV，红细胞的约为-10mV。
细胞膜两侧存在电位差，以及此电位差在某种条件下会发生波动，使细胞膜处于不同的电学状态。
人们将细胞安静时膜两侧保持的内负外正的的状态称为膜的极化；当膜电位向膜内负值加大的方向变化时，称为膜的超极化；相反，膜电位向膜内负值减小的方向变化，称为膜的去极化；细胞受刺激后先发生去极化，再向膜内为负的静息电位水平恢复，称为膜的复极化。
2.静息电位形成的原理（1）细胞膜内、外的离子浓度差RP的形成与细胞膜两侧的离子有关。
下表显示枪乌贼巨轴突细胞膜两侧主要离子浓度。
由表可见，细胞膜内外的离子呈不均衡分布，膜内K+多于膜外，Na+和Cl-低于膜外，即细胞内为高钾低钠低氯的状态。
此外，A-表示带负电蛋白质基团，仅存在于膜内。
（2）细胞膜对离子的选择通透性和K+平衡电位Hodgkin和Huxley推测：由于细胞内外存在K+的浓度差（细胞内高钾），K+具有从膜内侧向膜外侧扩散的趋势。
如果细胞膜在安静时只能允许K+自由通透（K+通道开放），K+即可顺浓度差外流到细胞外。
静息点位。动作电位详细内容
8.静息电位：静息时，质膜两侧存在着外正内负的电位差。
把平稳时的静息电位存在时细胞膜电位外负内正的状态称极化。
静息电位增大的过程称超极化。
静息电位减小的过程称去极化。
质膜去极化后再向静息电位方向恢复的过程称复极化。
静息电位产生机制：细胞膜两侧带电离子的分布和运动是细胞生物电产生的基础。
产生的条件：①细胞内的K+的浓度高于细胞外近30倍。
②在静息状态下，细胞膜对K+的通透性大，对其他离子通透性很小。
产生的过程：K+顺浓度差向膜外扩散，膜内C1-因不能透过细胞膜被阻止在膜内。
致使膜外正电荷增多，电位变正，膜内负电荷相对增多，电位变负，这样膜内外便形成一个电位差。
当促使K+外流的浓度差和阻止K+外流的电位差这两种拮抗力量达到平衡时，使膜内外的电位差保持一个稳定状态，即静息电位。
这就是说，细胞内外K+的不均匀分布和安静状态下细胞膜主要对K+有通透性，是使细胞能保持内负外正的极化状态的基础，所以静息电位又称为K+的平衡电位。
9.动作电位：在静息电位的基础上，给细胞一个适当的刺激，可触发其产生可传播的膜电位波动。
动作电位的产生原因和主要过程见书。
组成动作电位包括上升支(去极相，膜内电位由—90mV上升到+30mV)和下降支(复极相，恢复到接近刺激前的静息电位水平)。
上升支超过0mV的净变正部分，称为超射。
上升支持续时间很短，约0．5ms。
产生的条件：（1）细胞内外存在着Na+的浓度差，Na+在细胞外的浓度是细胞内的13倍之多。
（2）当细胞受到一定刺激时，膜对Na+的通透性增加。
产生的过程细胞外的Na+顺浓度梯度流人细胞内→当膜内负电位减小到阈电位时→Na+通道全部开放→Na+顺浓度梯度瞬间大量内流，细胞内正电荷增加→膜内负电位从减小到消失进而出现膜内正电位→膜内正电位增大到足以对抗由浓度差所致的Na+内流→跨膜离子移动和膜两侧电位达到一个新的平衡点，形成锋电位的上升支，该过程主要是Na+内流形成的平衡电位，故称Na+平衡电位。
细胞的生物电现象静息电位及动作电位
二、生物电现象的产生机制
（一）化学现象
要在膜两侧形成电位差，必须具备两个条件：①膜两侧的离子分布不均，存在 浓度差；
②对离子有选择性通透的膜。
K K K 膜两侧[ +]差是促使 +扩散的动力，但随着 +的不断扩散，膜两侧不断 K K 加大的电位差是 +继续扩散的阻力，当动力和阻力达到动态平衡时， +的净
细胞的生物电现象
（一）静息电位(resting potential RP)
1.概 念 ：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存在的电位差。
2.RP实验现象：
3.证明RP的实验：
（甲）当A、B电极都位于细胞膜外，无 电位改变，证明膜外无电位差。
（乙）当A电极位于细胞膜外， B电极插 入膜内时，有电位改变，证明膜内、外 间有电位差。
②膜在受到阈或阈上刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：
即电压门控性Na+通道激活而开放。
2.AP的产生机制: 当细胞受到刺激
细胞膜上少量Na+通道激活而开放 Na+顺浓度差少量内流→膜内外电位差↓→局部电位
当膜内电位变化到阈电位时→Na＋通道大量开放 Na+顺电化学差和膜内负电位的吸引→再生式内流 膜内负电位减小到零并变为正电位（AP上升支） Na+通道关→Na+内流停+同时K+通道激活而开放 K＋顺浓度差和膜内正电位的吸引→K＋迅速外流 膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支）
主要 离子
离子浓度
（mmol/L）
膜内 膜外
膜内与膜 外离子比 例
膜对离子通 透性
Na+ 14
142 1:10 通透性很小
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静息电位和动作电位的测定
1．静息电位和动作电位：
静息电位：在神经未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，这时，由于细胞膜内外特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。
动作电位：当神经纤维某一部位受到刺激时，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，由内负外正变为外负内正，这就是动作电位。
2．基本原理：
神经细胞内K+明显高于膜外，而膜外Na+明显高于膜内。
静息时，由于膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外阳离子多于膜内，所以外正内负。
受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，钠离子内流，使膜内阳离子浓度高于外侧，所以表现为内正外负。
之后，在膜上由于存在钠钾泵，在其作用下，将外流的钾离子运输进膜内，将内流的钠离子运出膜外，从而成膜电位又慢慢恢复到静息状态。
3．神经电位差测定的常见类型：
（1）静息电位测定方式：静息电位常见的测定方式是将电流表的两个电极一个放在神经纤维的外侧，另一个放在神经纤维的内侧（如右上图），由于内外两侧存在电势差，因此电流表指针会发生偏转。
（2）动作电位测定方式：
①在一个神经纤维上的测定：是指将电流表的两个电极放在同一个神经纤维的外侧（A处和B处），来测定两个电极处是否有电位差。
其放置方式如右下图。
对于一个神经纤维上电位的测定，如电流表指针发生了偏转，则说明A B两点存在电势差。
一般的做法是在该神经纤维上C点给一个足够强度的刺激，从而观察电流表发生几次偏转，方向是否一致？
当刺激点C到达A、B两点距离相等时，神经冲动同时到达A、B两点，两点虽然均产生了动作电位，但是仍然不存在电势差，因此电流表不会发生偏转。
只要刺激点C与A、B点在同一神经元上，且CA与CB不相等，电流表就会发生两次方向相反的偏转。
②在两个神经纤维上的测定：是指将电流表的两个电极放在两个相邻神经元的外侧，来测定两个电极处是否有电位差。
其放置方式如右图。
在A点给一个足够强度的刺激，观察电流表发生几次偏转，方向是否一致？
若这个刺激发生在上游神经元上，则电流表会发生两次方向相反的偏转；若这个刺激发生在下游神经元上，则电流表只能发生一次偏转。
4．常见题型：
例1：右图表示枪乌贼离体神经纤维在Na+浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。
下列描述错误的是（）
A．曲线a代表正常海水中膜电位的变化
B．两种海水中神经纤维的静息电位相同
C．低Na+海水中神经纤维静息时，膜内Na+浓度高于膜外
D．正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na+浓度高于膜内
解析：从图中可看出，起始阶段两曲线重合，故其静息电位相同，B 正确。
正常海水中含有大量Na+，神经纤维受刺激后，大量的Na+内流，使膜内成为正电位，膜外成为负电位。
若海水中Na+浓度较低，Na+内流少，产生的动作电位就较低，所以A是正确的。
神经纤维静息电位时，外界Na+浓度高于内部，内部K+浓度高于外部，因此C是错误的。
当神经纤维受到刺激时，尽管Na+浓度内流，导致内部Na+浓度升高，但内部电位高是Na+和K+共同作用的结果，膜外仍存在大量Na+，膜外的Na+浓度仍高于膜内Na+浓度，D也是正确的。
答案为C。
例2：根据下图分析神经细胞，叙述错误的是（）
A．此图可表示突触小泡膜
B．静息电位的形成可能与膜上的②、⑤等载体有关
C．若此图为突触后膜，则突触间隙位于图示膜的A面
D．若将神经细胞膜的磷脂层平展在空气—水界面上，③与水面接触解析：本题考查了与兴奋在神经纤维上的神经传导以及兴奋在神经元之间的传递有关的一些知识。
突触小泡为细胞器，来源于高尔基体，其膜上一般不含多糖，此图不可能是突触小泡膜。
电位的产生与离子运输有关，离子的运输与载体蛋白有关。
而突触后膜的识别则与糖蛋白有关，有糖蛋白一侧则位于细胞外侧面。
磷脂分子③部分为亲水端，能与水接触。
答案为A。
例3：在蛙的坐骨神经表面放置两个电极，连接到一个电表上（电表指针偏转方向代表电流方向）。
静息时，电表没有测出电位差(如下图中①所示)。
若在图①所示神经右侧的相应位置给予一适当的刺激，则电流表指针偏转的顺序依次为
B→。
解析：在图①所示神经右侧的相应位置给予一适当的刺激，则刺激处电位发生变化，由外正内负变为外负内正，向周围传导到b点，首先出现A图所示现象，当兴奋传导过了b点，又未到达a点，则现象为B图所示，兴奋继续向a传导，到达a点后，a点的电位发生改变，现象为C图所示，兴奋经过a点后，又恢复B图所示。
答案为：A→B→C→B。
例4：如图是一个反射弧的部分结构图，甲、乙表示连接在神经纤维上的电流表。
当在A点以一定的电流刺激，甲、乙电流表的指针发生的变化正确的是（）
A．甲、乙都发生两次方向相反的偏转
B．甲发生两次方向相反的偏转，乙不偏转
C．甲不偏转，乙发生两次方向相反的偏转
D．甲发生一次偏转，乙不偏转
解析：A点给予一个刺激，产生兴奋，向细胞体传导，电流表指针发生一次偏转，但当兴奋传导到细胞体后，无法传递到另外一个神经元，无法引起其兴奋，因此只有甲能发生一次偏转，乙不会发生偏转，答案为D。
例5：下图甲表示人体脊髓反射弧模式图，乙表示人体神经元结构模式图。
据图回答：
（1）甲图中，刺激结构④时，会产生具体效应的结构是
［］,该结构在组成上包
括。
（2）乙图中的C是下一个神经元的；兴奋不能从C传到A的原因是。
（3）乙图中，若刺激A点，电流计B将偏转次；若抑制该细胞的呼吸作用，发现神经纤维在一次兴奋后，其细胞膜不能再恢复到静息状态，所以带电离子通过细胞膜的方式是。
（4）甲图中，提供电刺激设备、电位测量仪等必要的实验用具，验证兴奋在神经元之间进行单向传导的步骤
是：。
（5）若按（4）步骤进行，改为探究神经元之间的方向，其结论
为。
解析：甲图是一典型的人体脊髓反射弧的结构模式图，从图中可看出，①为感受器，②为传入神经，③为神经中枢，④为传出神经，⑤为效应器（传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等）。
乙图中C为突触部分的突触后膜——下一个神经元的树突膜或胞体膜，由于神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜，所以神经冲动只能由前一个神经元传递到后一个神经元，而不能逆向传递。
在乙图中若刺激A点，由于兴奋在神经纤维上的传导导致两个电流表指针不同时发生电位
变化，所以指针要偏转两次。
若抑制该细胞的呼吸作用（细胞中ATP 量不足），则神经纤维在一次兴奋后，其细胞膜不能再恢复到内负外正的状态，说明离开了ATP，带电离子就不能通过细胞膜，所以，带电离子通过细胞膜的方式是主动运输。
要验证兴奋在神经元之间进行单向传递，也就是说只能由前一个神经元传递给后一个神经元，而不能由后一个神经元传递给前一个神经元，应先用电刺激②（或②上一点），测量④上有无电位变化；再电刺激④（或④上一点），测量②上有无电位变化。
答案：（1）⑤；效应器；传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等（2）树突膜或胞体膜；递质只能从突触前膜释放，作用于突触后膜（3）2；主动运输（4）先电刺激②（或②上一点），测量④上有无电位变化；再电刺激④（或④上一点），测量②上有无电位变化（5）
若两次都测到电位变化，则为双向传导；若④上有电位变化而②上没有，则为单向传导且只能从②→④；若②上有电位变化而④上没有，则为单向传导且只能从④→②。
（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）。