2-2细胞的生物电现象
细胞生物电现象
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
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
4 什么是条件测试法 可兴奋细胞兴奋后其兴奋性 变化可分成哪几个时期
5 锋电位与后电位分别具有何生理意义 它们与兴 奋性周期是什么对应关系
6 什么是内向电流与外向电流 它们对细胞的兴奋 性将会产生什么影响
7 电紧张性电位 局部电位 动作电位分别具有什 么特点
8 局部反应与动作电位有何关系 9 何谓时间总和与空间总和 它们分别具有何生理
兴奋性分期 测试刺激强度 兴奋性变化 可能机制
绝对不应期
无限大
兴奋性降至 零
相对不应期 ＞条件刺激强 兴奋性逐渐
度
恢复
Na+通道处 于被激活后 暂时失活状
态
Na+通道部 分开放
超常期 ＜条件刺激强 兴奋性超过 膜处于部分
度
正常水平
去极化状态
低常期 ＞条件刺激强 兴奋性低于 膜处于复极
度
正常水平 化状态
第二章 第二节 细胞的生物电现象
3、影响静息电位的影响因素 、
• （1）细胞内外 +浓度差 ）细胞内外K • （2）膜对 +和Na+通透性 ）膜对K • （3）钠-钾泵的活动水平 ） 钾泵的活动水平
(二)动作电位 二 动作电位
1、定义 、 动作电位： 动作电位： 细胞受刺激而兴奋时，细胞膜在静息电位的 细胞受刺激而兴奋时， 受刺激而兴奋时 基础上产生的一次迅速短暂、可扩布的电位变化， 基础上产生的一次迅速短暂、可扩布的电位变化， 是细胞兴奋的标志 。 可兴奋细胞:神经细胞、肌细胞、 可兴奋细胞:神经细胞、肌细胞、部分腺细胞
膜电位 项目 产生机制 平衡电位 通道 阻断剂 电荷分布 状态 特点
静息 电位
K+外流
动作电位
峰电位 后电位 上升支 下降支 负后电位 正后电位 Na+内流 K+外流 K+外流↓ 钠泵活动
EK
四乙胺 极化 稳定直 流电位
ENa
河豚毒素
EK
四乙胺 四乙胺
去极化(含 复极化 未恢复到 轻度超极 RP 反极化) 化 快速、可扩布的电位变化
（四）局部兴奋及其总和
• 1、局部兴奋的概念 、 • • 由阈下刺激引起的局部细胞膜的微小去 极化。 极化。 少量内流引起， 由Na+少量内流引起，局部兴奋可提高 细胞膜的兴奋性。 细胞膜的兴奋性。减小膜电位与阈电位的 差距。 差距。
2、局部兴奋的特点（与动作电位区别） • 局部兴奋 1.等级性现象（没有“ 1.等级性现象（没有“全 等级性现象 或无”） 或无” 2.呈衰减性传导 2.呈衰减性传导 3.总和现象（无不应期） 3.总和现象（无不应期） 总和现象 • 动作电位 1.“全或无” 1.“全或无” 现象 2.不衰减性传导 2.不衰减性传导 3.脉冲式 3.脉冲式
医学基础知识细胞的生物电现象
1.静息电位的概念：静息电位是指细胞处于安静状态(未受刺激)时，存在于细胞膜内外两侧的电位差，又称跨膜静息电位。
2.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。
静息电位也不例外。
1)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。
2)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。
3.动作电位的概念：指可兴奋细胞受到刺激时，在静息电位的基础上爆发的一次膜两侧电位的快速可逆的倒转，并可以扩布的电位变化。
4.动作电位的产生机制1)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。
2)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。
在去极化的过程中，Na+通道失活而关闭，K+通道被激活而开放，Na+内流停止，膜对K+的通透性增加，K+借助于浓度差和电位差快速外流，使膜内电位迅速下降(负值迅速上升)，直至恢复到静息值，由+30mV降至—90mV，形成动作电位的下降支(复极相)。
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。
细胞生物电现象
生物电变化。
●图形：
上升相 去极化
动作电位
下降相 复极化
生物电现象产生的机制
（一）生物电现象的离子学说
生物电的产生依赖于细胞膜对
化学离子严格选择性的通透性及其 在不同条件下的变化。
1、细胞膜内外离子分布的不均匀
膜内有较多的K+和带负电的大分子有机物，
膜外有较多的Na+和Cl-。 据测定，各类细胞在膜内的K+浓度约为膜 外的20-40倍，而Na+浓度则膜外约为膜内的712倍。
有机物则几乎不通透。
+ （二）静息电位与K 平衡电位
1、过程
细胞安静时，K+顺化学 浓度剃度向膜外扩散，膜内 带负电大分子有机物留在膜 内。 K+外流加大膜两侧电场 力，使同性电荷相斥和异性 电荷相吸的力量也在不断增 加。当浓度差和电场力对K+ 移动的效应达到平衡时，膜 对K+的净通量为零。 K+平衡电位（Ek）。
兴奋性分期 测试刺激强度 兴奋性变化
可能机制
绝对不应期
无限大
兴奋性降至 零
相对不应期 ＞条件刺激强 兴奋性逐渐 度 恢复 超常期
低常期
Na+通道处于 被激活后暂 时失活状态 Na+通道部分 开放 膜处于部分 去极化状态
膜处于复极 化状态
＜条件刺激强 兴奋性超过 度 正常水平
＞条件刺激强 兴奋性低于 度 正常水平
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
阈刺激： 刺激强度和作用时间等参数足以使 膜电位去极化到阈电位的刺激
2-2细胞信号转导和生物电现象
细胞间信号
电突触（双向传递，速度快）
电信号 —缝隙连接 闰盘（心肌细胞同步活动）
水溶性：如递质、含氮类激素、
化学信号
细胞因子等
脂溶性：如类固醇激素等
本节只讨论非脂溶性物质介导的信号转导方式 1、离子通道型受体介导的信号转导 2、G-蛋白耦联受体介导的信号转导 3、酶耦联受体介导的信号转导
1、离子通道受体介导的信号转导
cAMP信号通路
神经递质、激素等（第一信使）
与G蛋白偶联受体结合
激活G蛋白
兴奋性G蛋白(GS)
激活腺苷酸环化酶(AC)
ATP
cAMP（第二信使）
激活蛋白激酶A
细胞内生物效应
第二信使 AT P
3.酶联型受体介导的信号转导
酶联型受体也是一种跨膜蛋白，但每个受体分子 只有1次穿膜,也称为单次跨膜受体或单个跨膜α螺旋受体。 它往往既有与信号分子结合的位点，起受体的作 用，又具有酶的催化作用，通过它们的这种双重
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
第二章 细胞的基本功能
1 细胞膜的物质转运功能
2
细胞的信号转导
3
细胞的电活动
4
肌细胞的收缩
第二节 细胞的信号转导
细胞间信号转导的定义: 外界信号作用于细胞时，通常不进入细胞或直接影响细胞内 过程，而是通过细胞膜特殊蛋白质分子的变构（类固醇激素和甲状 腺激素除外），将外界信号转导为新的信号形式传递到膜内，引起 细胞功能改变（电反应或其他变化），称为跨膜信号转导。
第二节 细胞的生物电现象
（二）、动作电位产生机制：
1.阈电位：使膜的Ｎa+通透性突然增大的临界膜电位 值 2.上升支： Na+通道激活开放，Na+大量快速内流 形 成 3.下降支： K+通道激活开放，K+快速外流形成 4.后电位：钠离子泵被激活（泵出3个离子，同时泵入
28.
（三）动作电位的传导
1.动作电位的引起： （1）引起细胞产生动作电位的有效刺激：阈刺激（使膜发生去极 化达到某一临界电位值，引起膜上钠离子通道突然大量开放， 钠离子大量内流）。 （2）阈电位：引起膜上钠离子通道突然大量开放的临界膜电位值。 （3）产生动作电位的必要条件：静息电位去极化达到阈电位。
定义
产生电位 的条件
特点
产生机制
K+外流形 在安静状态下， 为负值， 成的电-化 静息 位于细胞膜两 安静状态 保持不变； 电位 学平衡电 侧的电位差 波形平坦 位 细胞接受刺激 细胞接受 时，在静息电 数值发生 上升支： 有效刺激 +内流 Na 动作 位的基础上发 变化；历 （阈刺激 电位 生一次快速的、 时短暂； 下降支： 或阈上刺 波形尖锐 K+外流 可扩布性的电
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
细胞的生物电现象
静息电位及其产生机制：静息电位是指细胞在未受刺激时存在于细胞膜内、外两侧的电位差。
多数细胞的静息电位是稳定的负电位。
机制：①钠泵主动转运造成的细胞膜内、外Na+和K+ 的不均匀分布是形成生物电的基础。
②静息状态下细胞膜主要是K+通道开放，K+受浓度差的驱动向膜外扩散，膜内带负电荷的大分子蛋白质与K+隔膜相吸，形成膜外为正，膜内为负的跨膜电位差。
当达到平衡状态时，K+电—化学驱动力为零，此时的跨膜电位称为K+平衡电位。
动作电位及其产生机制：在静息电位
的基础上，可兴奋细胞膜受到一个适当的刺激，膜电位发生迅速的一过性的波动，这种膜电位的波动称为动作电位。
锋电位、去极化、复极化和后电位。
产生机制：①上升支的形成：当细胞受到阈刺激时，引起Na+内流，去极化达阈电位水平时，Na+通道大量开放，Na+迅速内流的再生性循环，造成膜的快速去极化，使膜内正电位迅速升高，形成上升支。
当Na+内流达到平衡时，此时存在于膜内外的电位差即Na+的平衡电位。
动作电位的幅度相当于静息电位的绝对值与超射值之和。
动作电位上升支主要是Na+的平衡电位。
②下降支的形成：钠通道为快反应通道，激活后很快失活，随后膜上的电压门控K+通道开
放，K+顺梯度快速外流，使膜内电位由正变负，迅速恢复到刺激前的静息电位水平，形成动作电位下降支。
细胞的生物电现象
• 动作电位和静息电位不同，是一个电位连 续变化的过程，动作电位是细胞兴奋的标
（二）动作电位的 形成过程
• 在给神经纤维一 次有效的刺激后， 示波器上会显示 出一个动作电位 的波形，即在受 刺激局部的细胞 膜上产生了一次 快速的，连续的 电位变化。该电 位变化主要由两 部分构成：锋电 位和后电位。
• 当促使Na+内流的浓度差和阻止Na+内流的电位差，这两种拮抗力量相 等时，Na+的净内流停止，此时膜电位达到峰值。
• 因此，可以说动作电位的峰值相当于Na+内流所形成的电-化学平衡电 位。
2．复极化过程 • 当膜电位达到峰值时，细胞膜的Na+通道迅速关闭，而K+通道开放，于
是细胞内的K+顺浓度差向细胞外扩散，导致膜内负电位增大，直至恢复 到静息时的数值。
第三节 细胞的生物电现象
• 在生命活动的过程中，细胞始终存在着电， 我们把这种电现象称为生物电现象。
• 生物电是一切活细胞存在的基本生命现象， 也是生理学重要的基础理论。它主要包括静 息电位和动作电位两部分
一、静息电位及其产生机制
（一）静息电位的概念
• 静息电位（resting potential，RP）是指细胞 处于静息状态下，细胞膜两侧存在的电位 差。它是一切生物电产生或变化的基础。
• 静息电位的大小，主要由细胞内外K+的浓度决定。
– 通常，细胞内的K+浓度变动很小，因此造成细胞内外K+浓度差改变 的主要是细胞外的K+浓度。如细胞外K+增高，会使细胞内外K+浓度 差减小，从而使K+外流的动力减小，K+外流减少，最终导致静息电 位减小。
细胞的生物电现象(精)PPT课件
(mV)
————————————————————————
Na+
145
12
+67
K+
4
155
-98
Cl-
120
4
-90
有机负离子
155
___________________________________________
6
离子跨膜移动的驱动力：
1.浓度梯度——化学驱动力 顺浓度梯度：易化扩散
2.电位梯度——电场驱动力 顺电场力： 正离子：正电场→负电场 负离子：负电场→正电场
20
AP的过程
锋电位
AP 后电位
+35
上升支(-70mV→+35mV)
下降支(+35mV→-70mV)
锋电位
0
-55 -70
刺激
负后电位 正后电位
21
★单一细胞动作电位的特点:
(1)具“全或无(all-or-none)”性质: 阈下刺激时，AP一点也不产生； 阈(上)刺激时,AP一产生即达最大.
(实测值：-90mV)
17
细胞静息时的其他跨膜离子流:
① 一恒定的Na+内流(小于K+外流): 作用：中和一部分膜内的负电荷，而使膜 内电位负值减小, 静息电位的值小 于Ek (即去极化)。
② 钠泵的活动: 钠泵的生电性作用 作用：增大膜两侧电位差(超极化)
18
影响静息电位水平的因素:
① 膜两侧的[K+]差值: 正相关; 例如, [K+]o升高时,RP值减小.
(1)如膜电位由-70mV变为-80mV, 称为: 膜电位的绝对值增大， 膜内负值增大， 膜两侧的电位差增大， 膜电位增大。
细胞的生物电现象教案
细胞的生物电现象教案一、教学目标1.理解细胞的生物电现象的概念和意义。
2.掌握细胞膜的离子通道和跨膜电位差。
3.能够运用细胞的生物电现象解释生命活动中的一些现象。
二、教学重点和难点1.重点：细胞膜的离子通道和跨膜电位差。
2.难点：细胞的生物电现象的原理和应用。
三、教学过程1.导入：通过展示一些生物电现象的实例，如肌肉收缩、神经传导等，引导学生思考这些现象背后的原理。
2.细胞膜离子通道：介绍细胞膜离子通道的种类、结构和功能，以及它们在维持细胞内外离子平衡中的作用。
3.跨膜电位差：讲解跨膜电位差的形成机制，以及它对细胞内外离子平衡的影响。
4.细胞生物电现象的应用：通过实例讲解细胞的生物电现象在生命活动中的应用，如肌肉收缩、神经传导等。
5.课堂练习：通过小组讨论、案例分析等方式，让学生练习运用细胞的生物电现象解释生命活动中的一些现象。
6.作业与评价方式：布置相关习题和思考题，让学生课后进一步巩固知识，评价方式包括作业成绩、课堂表现和小组讨论表现等。
四、教学方法和手段1.实验演示：通过实验演示细胞的生物电现象，让学生直观感受这种现象的真实性和重要性。
2.原理分析：通过图文并茂的方式，深入浅出地讲解细胞的生物电现象的原理，帮助学生理解其中的知识点。
3.课堂练习：通过小组讨论、案例分析等方式，让学生练习运用细胞的生物电现象解释生命活动中的一些现象，加深对知识点的理解和掌握。
4.多媒体教学：使用多媒体课件、动画等手段，生动形象地展示细胞的生物电现象的过程和原理，提高学生的学习兴趣和效果。
5.网络资源：引导学生利用网络资源，查找和了解更多的相关资料和知识，扩大视野和知识面。
6.学生自主学习：提供相关的阅读材料或推荐书籍，鼓励学生自主学习和深入探索细胞的生物电现象的相关知识。
7.个性化教学：根据学生的不同需求和能力水平，提供个性化的教学方案和辅导，帮助学生更好地掌握知识和提高学习效果。
8.学习小组：建立学习小组，让学生在互相交流和合作中学习和进步，增强学生的团队合作能力和交流能力。
生理学2 细胞的基本功能22.2 细胞的生物电现象
Na+ Cl 13 -30
膜外
离子浓度差=电位差
在静息状态下，细 胞膜内K+的高浓度和安静 时膜主要对K+的通透性， 是大多数细胞产生和维持 静息电位的主要原因。
※ 静息电位和K+平衡电位
（1）静息状态下细胞膜对K+有通透性 （2） K+经细胞膜易化扩散（外流） （3）扩散到膜外的K+形成阻碍K+继续扩散的正电场力 （4）达到K+的电-化学平衡电位 （5）改变细胞外K+浓度将影响RP值
扩步的电位变化。
峰电位 +35
膜 电
0
位
超射
阈电位 -55
静息电位 -70
负后电位 正后电位
(mv)
时间 (ms)
第一阶段：动作电位上升支的形成
由于刺激引起膜对Na+的通透性 瞬间增大（Na+通道被激活，对K+通 透性减小），膜外的Na+内流，使膜 电位由-70mV增加至0mV，进而上升 为+30mV，Na+通道随之失活。此时 的电位即为动作电位，亦是Na+的平 衡电位。
课后作业
一、名词解释 静息电位 动作电位
二、问答题 1、简述动作电位传导的特点 2、单号：静息电位产生机制 双号：动作电位产生机制
Thank you!
Na+
Na+
Cl-
Na+ Na+
Na+NaC+ Nl-a+
Cl-
Na+ ClNa+
Na+ Na+ Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
细胞的生物电现象
天津中医学院基础医学院生理教研室
E-mail : zhou4715@
第二章 细胞的基本功能
第一节 细胞跨膜物质转运
第二节 细胞跨膜信号转导功能 第三节 细胞生物电现象
第四节 肌细胞的收缩功能
基本要求
掌握: 1、细胞静息电位和动作电位的产生原理 2、动作电位的引起及兴奋在同一细胞上的传导机制
超极化（hyperpolarization）：增加、加强
静息电位增大的过程
（二）动作电位（ Na+的平衡电位）
1、概念：细胞受刺激后，膜两侧电位发生的一次快速倒转和复 原，动作电位是细胞产生兴奋的标志。 2、组成：锋电位(spike)与后电位
锋电位 后电位
上升支：去极相
下降支：复极相
负后电位 正后电位
2）局部兴奋
概念：细胞受到阈下刺激时，只能在受刺激的局部 出现一个较小的去极化过程，也称局部电位
特点： 受刺激后去极化未达到阈电位水平 不是“全或无”，呈现等级性 可以总合 不是“不衰减性传导”，呈现电紧张性扩布
多个阈下刺激在同 一部位连续给予
多个阈下刺激在相 邻部位同时给予
兴奋性: （Excitability）
活细胞、组织或有机体接受刺激发生反应的能力 可兴奋细胞在受刺激时产生动作电位的能力
可兴奋组织 : 神经、肌肉和腺体 反应 ： 兴奋或抑制
兴奋：可兴奋细胞在受刺激时产生动作电位的过程， 兴奋产生的标志就是爆发了一次动作电位
3、刺激（stimulus）
定义：引起机体发生反应的内、外环境的变化
复习思考题
基本概念：
细胞的生物电现象讲解
原刺激的Na+通道开放正反馈过程。
局部反应及其特性
阈下刺激虽然不能使膜电位达到阈电位，但可引起 少量Na+通道开放，使膜电位发生程度较低的去极化， 这种情况称为局部反应，此时的升高的膜电位称为局 部电位或电紧张电位，又称为电紧张扩布 （electrotonic propagation)。 局部反应的特征： 1. 呈等级性，不是全或无 2. 不能在膜上作远距离传播 3. 可以相互叠加：空间性总和，时间性总和
位是由于膜外蓄积较多的K+所致。
神经干动作电位的记录
神经干动作电位是神经干内许多神经纤维动作电位的 复合 双向和单向动作电位 记录电极：可分为单极记录和双极记录 单极记录：一极接地，一极接触神经干。记录到的电 信号反映电极接触部位与大地的电位差。 双极记录：两极都与神经干接触，记录到的电信号反 映两电极接触部位的电位差。
静息电位产生原理示意图
+ + – – + + + – + + + + + + + + + + – + + + + + + + + + + – + + + + + K + + + + + + + + + ++ + + – + + + + + + + + + – – + + + – – + + + –
细胞生物电名词解释
细胞生物电名词解释一、生物电现象生物电现象是指生物体内存在的电学现象，是生命活动的基本特征之一。
生物电现象的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关，其作用包括维持细胞正常代谢、传递信息、驱动肌肉收缩等。
二、动作电位动作电位是指可兴奋细胞受到有效刺激时，膜电位在静息电位的基础上产生的一次快速而可逆的电位变化过程，包括峰电位和后电位。
峰电位是动作电位的上升支和下降支组成的电位变化曲线，最高点为峰值电位；后电位包括局部反应电位和正后电位。
三、静息电位静息电位是指细胞未受刺激时，膜内外的电位差，表现为膜内电位较膜外为负。
静息电位的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关，主要是由于钾离子外流造成的。
四、膜电位膜电位是指细胞膜内外两侧的电位差，是细胞兴奋性的基础。
膜电位的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关，包括静息电位和动作电位。
膜电位的异常会导致细胞兴奋性的异常，从而影响细胞正常生理功能。
五、钠离子通道钠离子通道是一种跨膜蛋白，负责钠离子的跨膜运输。
钠离子通道的开放会导致钠离子内流，从而影响膜电位的变化，是动作电位的主要形成机制之一。
六、钾离子通道钾离子通道是一种跨膜蛋白，负责钾离子的跨膜运输。
钾离子通道的开放会导致钾离子外流，从而影响膜电位的变化，是静息电位的主要形成机制之一。
七、钙离子通道钙离子通道是一种跨膜蛋白，负责钙离子的跨膜运输。
钙离子通道的开放会导致钙离子内流，参与信号转导和肌肉收缩等生理过程。
八、跨膜电位跨膜电位是指细胞膜两侧的电位差，包括静息电位和动作电位。
跨膜电位的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关，是细胞兴奋性和生理功能的基础。
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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
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↑
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：
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋－ ＋－ ＋－ ＋ ＋ ＋＋ ＋ ＋ － － － － － － －＋ －＋ －＋ － － － － － －
动作电位的传导
有髓神经纤维－跳跃式
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
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；
动作电位的传导
无髓神经纤维－局部电流
＋－ ＋－ ＋－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ －＋ －＋ －＋ － － － － － － － － － － － －
＋ ＋ ＋ ＋－ ＋－ ＋－ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － －＋ －＋ －＋ － － － － － － － － －
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
mV 40
0
-55 -70
Na+
K+
+
-
+
-
-+-+-+++-- +--+--+-++-++---
++ + --- -
+
-
-+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
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。
第二节 细胞的生物电现象和兴奋性
一、静息电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
（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
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。
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
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)