2-2细胞的生物电现象
细胞生物电现象
2 实验证明
1无Na+细胞浸浴液：神经浸浴 于无Na+溶液时;动作电位不出 现
2降低细胞浸浴液Na+浓度：用 蔗糖或氯化胆碱替代细胞浸浴 液中Na+;使细胞外液Na+浓度 减小而渗透压 静息电位保持不 变;发生的动作电位幅度或其超 射值减小;减小的程度和Na+平 衡电位减小的预期值相一致
3 动作电位主要特点
去极化膜电容电流所引起； ●局部反应是由于电刺激造成的去极化和
少量Na+内流造成的去极化叠加所引起;是动作 电位前身
2 阈电位和动作电位
阈电位： 当刺激增强到阈值;使
膜电位减小到临界水平神 经 肌肉细胞约在50至 70mv;便爆发动作电位 这 一临界膜电位水平称为阈 值膜电位或简称阈电位
阈刺激与阈电位关系
不应期存在;意味着在单位时间内只能发生 一定次数的兴奋
哺乳动物神经的动作电位绝对不应期一般为 1ms;从理论上讲每秒最多能传导神经冲动约1000 次/S ;但正常人体神经纤维产生冲动的频率通常 为10100次/S ;最高频率很少超过200次/S;说明神 经冲动传导保存着很大储备能力
2 动作电位的锋电位与后电位
的2040倍;而Na+浓度则膜外约为膜内的712倍
2 膜对离子的选择通透性 镶嵌于脂质双分子层中的各种通道蛋白质;分
别对某种离子有选择性通透能力 在不同生理条件下;通道的机能状态离子通道
生物学细胞的兴奋性和生物电现象习题及答案
生物学细胞的兴奋性和生物电现象习题及答案
一、静息电位和动作电位及其产生机制
细胞的生物电现象：细胞水平的生物电现象主要有两种表现形式，一
种是在安静时所具有的静息电位，另一种是受到刺激时产生的动作电位。
1.静息电位：指细胞在安静时存在于细胞膜两侧的电位差。静息电位都表现为膜内较膜外为负，如规定膜外电位为0，则膜内电位大都在-10～-100mV之间。
习题：有关静息电位的叙述，哪项是错误的：
A.由K+外流所致，相当于K+的平衡电位
B.膜内电位较膜外为负
C.各种细胞的静息电位数值是不相同的
D.是指细胞安静时，膜内外电位差
E.是指细胞安静时，膜外的电位
答案：E
静息电位主要由K+平衡电位引起。正常时细胞内的K- 浓度高于细胞外，而细胞外Na+浓度高于细胞内。在安静状态下，虽然细胞膜对各种离子的通透性都很小，但相比之下，对K+有较高的通透性，于是细胞内的K+在浓度差的驱使下，由细胞内向细胞外扩散。由于膜内带负电荷的蛋白质大分子不能随之移出细胞，所以随着带正电荷的K+外流将使膜内电位变负而膜外变正。.
但是，K+的外流并不能无限制地进行下去。因为最先流出膜外的K+所产生的外正内负的电场力，将阻碍K+的继续外流，随着K+外流的增加，这种阻止K+外流的力量（膜两侧的电位差）也不断加大。当促使K+外流的浓度差和阻止K+外移的电位差这两种力量达到平衡时，膜对K+的净通量为零，于是不再有K+的跨膜净移动，而此时膜两侧的电位差也就稳定于某一数值不变，此电位差称为K+平衡电位。
除K+平衡电位外，静息时细胞膜对Na+也有极小的通透性，由于Na+顺浓度差内流，因而可部分抵消由K+外流所形成的膜内负电位。这就是为什么静息电位的实测值略小于由Nernst 公式计算所得的K+平衡电位的道理。此外，钠泵活动所形成的Na+、K+不对等转运也可加大膜内负电位。
第二章 第二节 细胞的生物电现象
• 复极相： Na+通道关闭，k+通道开放， k+ 复极相： 通道关闭， 通道开放， 外流，膜内电位下降，恢复至静息电位。 外流，膜内电位下降，恢复至静息电位。 • 后电位： Na+ - k+泵将Na+ 、 k+分布复原， 后电位： 泵将 分布复原， 保持细胞的兴奋性。 保持细胞的兴奋性。
静息电位与动作电位的比较
静息电位(RP)实验现象： 实验现象： 静息电位 实验现象
（ A ） 当 A 、 B 电极都位于 细胞膜外，无电位改变， 细胞膜外 ，无电位改变， 证明膜外无电位差。 证明膜外无电位差。 （B）当A电极位于细胞膜 电极插入膜内时， 外， B电极插入膜内时， 有电位改变，证明膜内、 有电位改变，证明膜内、 外间有电位差。 外间有电位差。 （ C ） 当 A 、 B 电极都位于 细胞膜内，无电位改变， 细胞膜内 ，无电位改变， 证明膜内无电位差。 证明膜内无电位差。
二、兴奋的引起
• （一）刺激与反应的概念 一 • 刺激：被机体或组织细胞感受而做出应答的环 刺激： 境变化。 境变化。 • 反应：刺激引起机体内部代谢或外部活动发生 反应： 的相应改变。 的相应改变。
• 2、兴奋和抑制的概念 、 • 兴奋：安静变为活动、弱变强 兴奋：安静变为活动、 • 抑制：活动变为安静、强变弱 抑制：活动变为安静、 • 3、阈值的概念 、 • 构成刺激的条件：刺激强度、刺激时间、 构成刺激的条件：刺激强度、刺激时间、 强度-时间变化率。 强度 时间变化率。 时间变化率
细胞的生物电现象
细胞的生物电现象
细胞的生物电现象
概述：
生物电现象是指生物体内各种细胞所产生的电现象。细胞的电现象包括静电现象和动电现象。静电现象是指细胞膜内外的电位差异，而动电现象是指细胞的离子流动和膜电位的变化。
一、细胞的静电现象
细胞的静电现象是指细胞膜内外电位的差异，通常称为细胞膜电位。细胞膜电位是细胞的基本电现象之一，它的起源主要为静息电位和动作电位。
静息电位是细胞在静态状态下所表现出的电位。在静息电位下，细胞的内部电位为负，外部电位为正。细胞膜上的离子通道在细胞静态状态下始终处于开放状态，这使得静息电位维持不变。
动作电位是细胞在受到刺激时所表现出的电位。在动作电位下，细胞内部电位由负变正，外部电位由正变负。这种变化主要源于细胞膜上钠离子通道的快速开启和关闭，以及钾离子通道的慢速开启和关闭。
二、细胞的动电现象
细胞的动电现象是指离子在细胞内外之间的流动和膜电位的变化。细胞膜上的离子通道对细胞的动电现象起着重要的调控作用。主要的离子通道包括钠通道、钾通道和钙通道。
在细胞受刺激时，钠通道迅速开启，随后钾通道开启，同时钠通道关闭。这使得细胞内部电位迅速升高，形成动作电位。随着钾离子的流出，细胞内部电位逐渐降低到静息电位。
钙通道参与了很多细胞的生物学过程，如细胞分裂、囊泡的释放和细胞增殖等。钙离子的流动能够改变细胞内的信号转导和细胞内的酶活性，从而调节细胞的代谢和功能。
总结：
细胞的生物电现象被广泛地应用于药物研究、细胞生物学研究和神经科学研究等方面。通过对细胞的电现象进行研究，人们可以更好地理解细胞的生物学特性和生理学特性，从而开发新的药物、诊断工具和治疗方法。
2-2细胞信号转导和生物电现象
这种受体在外周主要存在于神经-肌肉接头的终板膜上 和植物神经节的突触后膜上，在中枢主要存在于某些以 氨基酸类作为递质的突触后膜上。
注意:电压门控通道和机械门控通道常不称为受体，但事实上，它们 是接受电信号和机械信号的“受体”，并通过通道的开放、关闭和 离子跨膜流动将信号转导到胞内。
膜电位的两种表现形式： 静息电位(RP) 动作电位(AP)
1. 静息电位：(Resting Potential,RP) 静息电位:细胞处于静息状态时，膜两侧 存在着外正内负的电位差。
极 化:细胞在静息状态下，膜外带正电、膜内 带负电（外正内负）的状态。
• 静息电位的数值 一般相当稳定，呈直流电位 细胞不同，RP的数值也不同
3.G蛋白效应器：
指催化生成（或分解）第二信使的酶。 主要有: 腺苷酸环化酶（AC） 磷脂酶C（PLC） 磷脂酶A2(PLA2) 鸟苷酸环化酶(GC) cGMP磷酸二酯酶(PDE)
➢第二信使:
是指激素、递质等信号分子（第一信使）作用于细胞 膜受体后产生的细胞内活性物质。
如: cAMP、IP3、DG、cGMP、Ca2+、前列腺素等 以cAMP为例介绍信号转导的过程
态
状态：失活状态结
合GDP，被激活后
结合GTP，具有 激
GTP酶活性
细胞生物电现象
必不可少的。
2、实验证明
（1）无Na+细胞浸浴液：神经 浸浴于无Na+溶液时，动作电 位不出现。 （2）降低细胞浸浴液Na+浓度： 用蔗糖或氯化胆碱替代细胞浸 浴液中Na+，使细胞外液Na+浓 度减小而渗透压、静息电位保 持不变，发生的动作电位幅度 或其超射值减小，减小的程度 和Na+平衡电位减小的预期值 相一致。
导速度越快。
●温度 随着温度降低，传导速度减慢，当温度降低
到0℃时，神经纤维兴奋传导就会发生阻滞。
（三）神经传导的一般特征
（p60）
1、生理完整性； 2、绝缘性；
3、双向性； 5、非递减性 ●动作电位的幅度不随刺激强度增加而增大； 刺激强度使静息电位减小到阈电位水平时爆发 动作电位。之后，动作电位幅度、波形以及它在膜 上传导情况与原先刺激无关，仅取决于膜本身当时 4、相对不疲劳性；
锋电位 动作电位 后电位 负后电位
正后电位
后电位产生机制： 负后电位可能是膜复极时，K+迅速外流而 积聚于膜外附近，使膜内外K+浓度差变小，因 而暂时阻碍了K+外流的结果； 正后电位可能由于此时钠泵活动加强，由
于生电泵的作用（泵出的Na+超过泵入的K+）
而使膜电位暂时出现轻度的超极化。
锋电位与后电位
不应期存在，意味着在单位时间内只能发生 一定次数的兴奋。 哺乳动物神经的动作电位绝对不应期一般为
细胞的兴奋性和生物电现象
第三节细胞的兴奋性和生物电现象
恩格斯在100多年前总结自然科学成就时指出：“地球几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的现象”；生物体当然也不例外。事实上，在埃及残存史前古文字中，已有电鱼击人的记载；但对于生物电现象的研究，只能是在人类对于电现象一般规律和本质有所认识以后，并随着电测量仪器的精密化而日趋深入。目前，对健康人和患者进行心电图、脑电图、肌电图，甚至视网膜电图、胃肠电图的检查，已经成为发现、诊断和估量疾病进程的重要手段；但人体和各器官的电现象的产生，是以细胞水平的生物电现象为基础的，并且在生理学的发展历史上，生物电现象的研究是同生物组织或细胞的另一重要特性--兴奋性--的研究相伴随进行。
一、兴奋性和刺激引起兴奋的条件
（一）兴奋性和兴奋含义及其变迁
上世纪中后期的生理学家用两栖类动物做实验时，发现青蛙或蟾蜍的某些组织在离体的情况下，也能在一定的时间内维持和表现出某些生命现象。这些生命现象的表现之一是：当这些组织受到一些外加的刺激因素（如机械的、化学的、温热的或适当的电刺激）作用时，可以应答性出现一些特定的反应或暂时性的功能改变。这些活组织或细胞对外界刺激发生反应的能力，就是生理学最早对于兴奋性(excitability)的定义。例如，把蟾蜍的腓肠肌和支配它的神经由体内剥离出来，制成神经-肌肉标本，这时如果在神经游离端一侧轻轻地触动神经，或通以适当的电流，那么在经过一个极短的潜伏期后，可以看到肌肉出现一次快速的缩短和舒张；如把刺激直接施加于肌肉，也会引起类似的收缩反应；而且只要刺激不造成组织的损伤，上述反应可以重复出现。这就是神经和肌肉组织具有兴奋性能证明。实际上，几乎所有活组织或细胞都具有某种程度的对外界刺激发生反应的能力，只是反应的灵敏度和反应的表现形式有所不同。在各种动物组织中，一般以神经和肌细胞，以及某些腺细胞表现出较高的兴奋性；这就是说它们只需接受较小的程度的刺激，就能表现出某种形式的反应，因此称为可兴奋细胞或可兴奋组织。不同组织或细胞受刺激而发生反应时，外部可见的反应形式有可能不同，如各种肌细胞表现机械收缩，腺细胞表现分泌活动等，但所有这些变化都是由刺激引起的，因此把这些反应称之为兴奋（excitation）。人和高等动物的细胞和组织一样具有兴奋性，但在离体情况下要
第二节 细胞的生物电现象
18.
零点位线
扫描光点从零点 位下降到一定水 平并在此水平上 横向扫描
Fra Baidu bibliotek
神经细胞膜表面任何两点的电位相等
19. 细胞膜内外存在电位差且膜内比膜外低
（一）静息电位
5.几个概念： （1）极化：细胞在安静状态下，膜外为正电位，膜内为负电位的状 态。 （2）超级化：静息电位增大的过程或状态。（--90→-100mV） （3）去极化：静息电位减小的过程或状态。（ --90→-68 mV） （4）反极化：膜电位由负变正。（-5→8 mV） （5）复极化：细胞去极化或反极化后，再向静息电位方向恢复的过 程。 （6）极化状态与静息电位： ①相同：同一种现象的两种表述方式，是细胞处于静息状态的标志 ②区别：@极化状态表达的是膜内外电荷分布的情况（内副外正）
2.产生机制：钾离子外流形成的电-化学平衡电位（钾离子平衡 电位） （1）安静状态下，细胞膜对钾离子的通透性较大，对钠离子和 氯离子的通透性很小，对膜内大分子A-没有通透性 （2）钾离子顺着浓度差向膜外扩散 （3）膜外正电荷增多，膜内负电荷增多→形成内负外正的电位 差→形成电场力（对钾离子的继续外流构成阻 （4）当促使钾离子外流的动力（浓度差）与阻止钾离子外流的 阻力（电位差）达到平衡时→钾离子的净外流停止 （5）使膜内外的电位差保持在一个稳定的状态（静息电位）。
13. 安静时膜电位处于内负外正的状态，称为 ( ) A.极化 B.去极化 C.复极化 D.超极化 14. 以下关于细胞膜离子通道的叙述，正确的是 ( ) A.在静息状态下，Na＋、K＋通道处于关闭状态 B.细胞接受刺 激开始去极化时，就有Na＋通道大量开放 C.在动作电位去极相，K＋通道也被激活，但出现较慢 D.Na＋通道关闭，出现动作电位的复极相 15. 动作电位的特点之一是 ( ) A.阈下刺激，出现低幅度的动作电位 B.阈上刺激，出现较低刺激幅度更大的动作电位 C.动作电位的传导随传导距离的增加而变小 D. 各种可兴奋细胞动作电位的幅度和持续时间可以各不相同 16. 刺激引起兴奋的基本条件是使跨膜电位达到 ( )A.局部电位 B.阈电位 C.锋电位 D.后电位 17. 判断组织兴奋性高低最常用的简便指标是 ( )A.阈电位 B.时值 C.阈强度 D.强度-时间变化率 18. 大多数可兴奋细胞接受刺激发生反应的共有表现是产生 ( ) A.神经冲动 B.收缩 C.分泌 D.动作电位
细胞的生物电现象
（四）动作电位的特点
1．“全或无”现象
– 动作电位一旦产生就会达到锋值，其幅度不会 随着刺激的增强而增大，即动作电位要么不产 生（无），一旦产生就会达到最大值（全）。
2．不衰减性传导
– 动作电位一旦在细胞的某一局部产生，就会以 非常快的速度向整个细胞膜扩布，其幅度不会 随着传导的距离延长而减小。
3．脉冲式
– 超极化时细胞膜两侧的电位差变大，表示细胞抑制；而去极化时细胞 膜两侧的电位差变小，表示细胞兴奋。
（二）静息电位的产生机制 1．静息电位产生的前提条件 • 静息电位的产生主要与细胞内外离子的分布不
均和细胞膜对离子的通透性不同有关，即静息 电位的产生两个前提条件：
– 细胞内外离子分布不均，即存在浓度差，在安静状 态时，在膜内的K+浓度是膜外的30倍，而Na+在膜 外的浓度是膜内的12倍左右；
• 我们把能使细胞膜上Na+通道大量开放的临界膜电位称为 阈电位（threshold potential，TP）。
• 静息电位去极化达到阈电位水平是产生动作电位的必要 条件。
– 阈电位的数值通常比静息电位小10～20mV。
• 一般来说，细胞兴奋性的高低与静息电位和阈电位的差 值呈反比的关系，即两者的差距越大，细胞越难兴奋， 兴奋性就越低，而两者的差距越小，细胞越易兴奋，兴
细胞的生物电现象(精)PPT课件
Ek=
60 log[—K—+]o [K+]i
(mV)
当 [K+]i ＞ [K+]o时,
—[K—+]o ＜１，
[K+]i
log —[K—+]o ＜０, 即为负值。
[K+]i
9
表2-1 细胞内外离子浓度和电位(部分)
————————————————————————
组织 离子 细胞外液 胞质 平衡电位 RP
第三节 细胞Βιβλιοθήκη Baidu生物电现象
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
生物电——
*是一种重要的生命活动. *是细胞对刺激反应的本质性变化：不同 类型的可兴奋细胞对刺激的反应形式虽不 同，但都有一个共同的、最先出现的活 动——细胞膜两侧的电变化, 然后才引发 其他形式的反应(收缩等).
去极化(除极化)(depolarization) : RP值减小。 超极化(hyperpolarization)：RP值增大。 复极化(repolarization)：去极化后,再向静息电位
(极化状态)恢复的过程。 反极化:去极化导致的外负内正状态
细胞的生物电现象.
细胞外 (mM) 145 5 1.5 1.5
0.00004 110
电压钳实验技术
电压钳（voltage clamp）技术是通过插入细胞内的一 根微电极向胞内补充电流，补充的电流量正好等于跨 膜流出的反向离子流，这样即使膜通透性发生改变时， 也能控制膜电位数值不变。经过离子通道的离子流与 经微电极施加的电流方向相反，数量相等。因之可以 定量测定细胞兴奋时的离子电流。膜通透性的改变是 迅速的，但如使用一个高频响应的放大器，可以连续、 快速、自动地调整注入电流，达到保持膜电位恒定的 目的。它可以测量细胞的膜电位、膜电流和突触后电
(2)不衰减传导性：AP一旦产生及迅速传播至整个细胞，动作 电位的幅度不会随传导距离增大而衰减。
(3)具有不应期：此期内不会发生新的动作电位，因此动作电 位总是保持彼此分离而不融合。
相关链接： 绝对不应期
(二)动作电位的产生机制
锋电位产生的主要机制 (1)上升支: 细胞膜对Na+通透性(钠电导) 增大，Na+迅速内 流，接近Na+平衡电位值。 相关基础：细胞静息时，Na+具有很强的内向驱动力。 ① 细胞膜两侧Na+的浓度梯度(细胞外K+浓度高于胞质)； ② 静息电位时，膜外正电场驱使Na+内流。
不能外流而留在膜内侧，形成内负外正的跨膜电位差； (2)外流的K+在细胞膜外侧建立起正电场，阻碍K+外流； (3)当促使K+外流的化学驱动力与阻碍K+外流的电场驱动力相
细胞的生物电现象
膜内
膜外
（2）静息状态下细胞膜对离子的通透性不同 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
静息时膜对K+的通透性是Na+的10~100倍。
RP产生机制的膜学说:
[K＋]i顺浓度差向膜外扩散 [A-]i不能向膜外扩散
[K+]i↓、[A-]i↑→膜内电位↓(负电场)
•
[K+]o↑→膜外电位↑(正电场)
1、双向传导 2、绝缘性 3、相对不疲劳性：9～12h 4、不衰减传导 5、不融合性：绝对不应期
人为改变细胞外液Na＋对ＡＰ幅度的影响
小结：
(1)AP的上升支：由Na＋内流形成， 下降支：是K＋外流形成的， 后电位：是Na＋－K＋泵活动引起的
(2)AP的产生是不消耗能量的，AP的恢复是消 耗能量的（Na＋－K＋泵的活动）。
(3)AP是Na＋的平衡电位。
3、动作电位的特点
（1）全或无： （2）不衰减性传导性： （3）脉冲式：不应期
（丙）当A、B电极都位于 细胞膜内，无电位改变， 证明膜内无电位差。
不同细胞跨膜静息电位数值：
１.神经细胞：约-60~-90mv ２.骨骼肌和心室肌细胞：约-90mv ３.红细胞：-10mv
（二）静息电位产生的机制
1.静息电位的产生条件
(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀
细胞生物电现象(2013年)
Neuron Skeletal muscle cell Gland cell
Ventricular cell
二、动作电位的产生机制（锋电位）
离子跨膜扩散需具备的两个条件：
离子的电化学驱动力 （electrochemical driving force）
膜对离子的通透性即膜电导 （membrane conductance, G）
➢ 而细胞外液中Na＋浓度几 乎不影响；
K+平衡电位，可用Nernst方程计算
能斯特方程是用以定量描述离子ri在A、B两体系间 形成的扩散电位的方程表达式。
浓度对电极电势的影响
影响电极电势的因素很多。对特定的电极来说， 温度、溶液浓度(或气体分压)是主要的影响因素。 德国化学家Nernst提出了电极电势与溶液浓度之间 的关系式即Nernst方程式（Nernst equation）。
细胞的生物电现象
Bioelectrical phenomenon of Cell
概述
生物电是指生物的器官、组织和细胞在生命活动过 程中发生的电位变化。
早在100多年前恩格斯就指出：“地球上几乎没有 一种变化发生而不同时显示出电的变化”。
生物电是人体生命活动的基百度文库，人体的任何一种生 命活动无不和生物电密切相关。
后电位（afterpotential)：锋电位之后的未恢
复部分
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③人工改变[K+]O/[K+]i，RP也发生相应改变
如：轴突管内置换等张Nacl,RP消失（即[K+]i↓→RP↓）
静息电位形成机制：细胞膜对的离子选择性通透和 离子的吸附作用
通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
细胞内钾浓度高于细胞外
K+外流 膜外正电荷↑
A-滞留在膜内表面
膜内负电荷↑
AP的产生是细胞兴奋的标志 概念：兴奋，兴奋性
局部电位
特点： A：具有刺激 相关性，非 “全或无”现 象
B：电紧张方 式扩布
C：具有总和 效应
阈下刺激的时间性和空间性总和
提醒！：
1.刺激：①在细胞膜内施加负相电流（或膜 外施加正相电流）刺激时，会引起超极化，不会
引发AP；相反，会引起去极化，引发AP；
②刺激分：阈刺激、阈上刺激、阈下刺
激，前二者能使膜电位去极化达到阈电位引发
AP；后者只能引起低于阈电位的去极化（即局
部电位）不会引发AP。 2.阈电位：是激活电压门控性Na+通道的临界
值。即阈电位先引发一定数量的Na+通道开放， Na+迅速大量内流后，再引发更多数量的Na+通 道开放，爆发AP。
因此，当膜电位达到阈电位后，导致Na+通道 开放与Na+内流之间出现再生性循环。
mV 40
0
-55 -70
Na+
K+
+
-
+
-来自百度文库
-+-+-+++-- +--+--+-++-++---
++ + --- -
+
-
-+钠-+-泵+- -+
+
+
+
+
K+
K+
ATP Na+
动作电位机制的实验证据
动作电位机制的实验证据
刺激与膜电位 局部电位： 局部兴奋
动作电位： 可传播的兴 奋
阈下刺激 阈刺激
形成阻止K+外流电场力 = 形成促进K+外流浓差力
K+外流达到平衡,形成静息电位
关于静息电位的小结
1.定义和相关概念 2.产生机制： A：细胞膜内外离子分布不均衡 B：细胞膜对离子具有选择通透性 C：静息电位接近钾离子的平衡电位 D：钠泵的生电活动建立和维持膜两侧的离
子浓度差
关于静息电位的小结
3.影响因素 A：血钾（相当于细胞外钾）浓度 B：细胞膜对钾离子和钠离子的通透性 C：钠泵的生电活动水平
可兴奋细胞受到刺激，细胞膜在静息电位基础 上发生一次短暂的、可逆的,并可向周围扩布 的电位波动称为动作电位。
AP实验现 象
！记忆-与AP相关的概念:
极 化:以膜为界，外正内负的状态。 去极化:膜内外电位差向小于RP值的方向变化的过程。 超极化:膜内外电位差向大于RP值的方向变化的过程。 复极化:去极化后再向极化状态恢复的过程。 反极化:细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负
静息电位的 产生机制
产生机制－膜的离子流学说 细胞膜两侧带电离子的不均衡分布 细胞膜对各种离子通透性不同
哺乳动物神经轴突内外的离子浓度
主要 离子
Na+ K+ ClA-
离子浓度
（mmol/L）
膜内 膜外
14 142
155 5
8
110
60 15
膜内与膜 外离子比 例
膜对离子通 透性
1:10 31:1 1:14 4:1
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋－ ＋－ ＋－ ＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋ － － － － － － －＋ －＋ －＋ － － － － － －
动作电位的传导
有髓神经纤维－跳跃式
的极性反转过程。 后电位：锋电位下降支最后恢复到RP水平以前，一 种时间较长、波动较小的电位变化过程。 包括：负后电位=去极化后电位，后去极化
正后电位=超极化后电位，后超极化
动作电位( action potential)
机制 上升支－Na+内流（内向电流） 下降支－K+外流（外向电流） 后电位－Na+－K+泵
（丙）当A、B电极都位 于细胞膜内，无电位改变， 证明膜内无电位差。
静息电位(resting potential)
概念－细胞处于相对安静状态时，细胞 膜内外存在的电位差。
神经细胞
-70～-90mV
骨骼肌细胞 -70～-90mV
心肌细胞
-90mV
红细胞
-10mV
相关概念
▪ 极化－安静时存在于膜两侧内负外正的状态。 ▪ 超极化－膜内负值加大 ▪ 去（除）极化－膜内负值减小 ▪ 复极化－去极化→极化
阈上刺激
动作电位的相关概念
阈电位：能产生动作电位的临界膜电位 数值。
局部电位：可兴奋细胞受到阈下刺激时， 产生的小于阈电位的电位。
动作电位的特点和意义
特征： A：是非衰减（疲劳）式传导的电位。 B：具有“全或无”的现象：即同一细胞
上的AP大小不随刺激强度和传导距离而改 变的现象。
C：动作电位的产生是细胞自身的特点， 与刺激无关（非刺激相关性） 意义：
二、动作电位及其产生机制
动作电位(锋电位) mV
过程
40
超射
0
上升支－去极化
下降支－复极化
-55
-70
后电位
+ + + +-+- -+-+ + + + + + + + + + + + - - -+-++- -+- - - - - - - - - - -
动作电位(action potential AP)
第二节 细胞的生物电现象和兴奋性
一、静息电位及其产生机制
生物电现象
mV
静息电位
0
-70
+++++ ++++++++ +++++
--------------------
记录到静息电的实验示意图
静息电位存在的证据：
（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。
动作电位的传导
无髓神经纤维－局部电流
＋－ ＋－ ＋－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ －＋ －＋ －＋ － － － － － － － － － － － －
＋ ＋ ＋ ＋－ ＋－ ＋－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － －＋ －＋ －＋ － － － － － － － － －
通透性很小 通透性大
通透性次之 无通透性
举例：离子的平衡电位
平衡电位的计算与静息电位的实验证明
①Nernst公式的计算 EK=RT/ZF•ln[K+]O/[K+]i =59.5 log[K+]O/[K+]i
EK ≈ -90mV
ENa≈+50mV
② Hodgkin 和 Katz的实验
在枪贼巨大神经纤维测得RP值为-77mv,与Nernst公式的 计算值（-87mv）基本符合。