生理学 细胞的生物电现象 PPT
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生理学细胞的生物电现象
动作电位与局部兴奋的主要区别
动作电位 所受刺激 膜去极化程度 与刺激强度关系 传播范围 可否叠加总和 阈或阈上刺激 达阈电位 全或无 局部兴奋 阈下刺激 不达阈电位 正比
不衰减性, 可远距传导 衰减性扩布局部膜 衰减性 否，总保持分离 可空间/时间总和 可空间 时间总和
五、组织的兴奋和兴奋性 组织的兴奋和兴奋性
(二)静息电位的产生机制 （离子学说） 离子学说）
1.相关基础： 相关基础： 相关基础 (1)细胞膜两侧离子的分布不均（细胞内K+浓度高于细胞外， 细胞膜两侧离子的分布不均（细胞内 浓度高于细胞外， 细胞膜两侧离子的分布不均 细胞外Na 浓度高于细胞内）。 细胞外 + 浓度高于细胞内）。 (2)细胞膜上钾通道开放，细胞膜对K+具通透性。 细胞膜上钾通道开放，细胞膜对 具通透性。 细胞膜上钾通道开放
二、动作电位及其产生机制
(一)细胞的动作电位 一 细胞的 细胞的动作电位 动作电位(Action Potential, AP）——可兴奋细胞受阈(阈上 刺激 可兴奋细胞受阈 阈上)刺激 动作电位 ） 可兴奋细胞受 阈上 后，在静息电位基础上产生的短暂的、可扩布的膜电位波动。 在静息电位基础上产生的短暂的、可扩布的膜电位波动。 动作电位是细胞兴奋的过程和标志。 动作电位是细胞兴奋的过程和标志。 兴奋 动作电位的过程： 动作电位的过程： 锋电位 动作电位 上升支(去极相 上升支 去极相) 去极相 下降支(复极相 下降支 复极相) 复极相
一、静息电位及其产生机制 静息电位及其产生机制 及其
(一)细胞的静息电位 一 细胞的静息电位 细胞静息（ 静息电位 (Resting Potential，RP）——细胞静息（未受 ， ） 细胞静息 刺激）时存在于细胞膜两侧的电位差。 刺激）时存在于细胞膜两侧的电位差。 细胞静息电位的特征： 细胞静息电位的特征： (1)（动物细胞的静息电位）内负外正； （动物细胞的静息电位）内负外正； (2)为一稳定的直流电位。 为一稳定的直流电位。 为一稳定的直流电位
动物生理学1细胞的生物电现象和血液课件
下
复极化
降
支
后电位
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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1、动作电位形成的离子机制：动作电位产 生的机理与静息电位一样，都与细胞膜的通 透性和离子的移动有关系。
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
27
在静息电位降低到临界水平时，膜上的 Na+通道被激活，膜对Na+的通透性突然增大， 这个造成膜对Na+通透性突然增大的临界水平 电位称为阈电位。
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突触模式图
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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（二）突突触触也的是分一类种细胞连接的方式，最常 见的是一个神经元的轴突终末与另一个神 经元的树突、轴突或胞体连接，分别形成：
1、轴突-树突型突触 2、轴突-胞体型突触 3、轴突-轴突型突触
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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突触的类型
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
8
入胞和出胞过程
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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A．Na 可通过易化扩散跨膜 B．骨骼肌舒张时，胞质内Ca2＋通过主 动转运进入肌质网 C．肾小管上皮D细胞通过主动转运吸收 葡萄糖
D．葡萄糖通过主动转运进入红细胞
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
10
细胞的生物电现象
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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（2）刺激的作用时间：在一定的刺激条件下， 如刺激的时间过短，则作用越弱，以至于不 能引起组织的反应。
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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（3）强度变化率：组织的兴奋除了分别要求 有一定的刺激强度和持续时间外，还要求有 一定的强度变化率，即强度随时间而改变的 速率。同样强度的刺激，如果其强度是急剧 上升的，就容易引起组织兴奋；相反，则可 能不引起组织兴奋。
生理学 第二章 细胞的基本功能PPT课件
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11
以载体为中介的易化扩散
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
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(3)特点:
①顺浓度差 ②不消耗能量
③需依靠特殊膜蛋白质的“帮助”
④特异性或选择性（∵特殊膜蛋白质本身有结构特异性） ⑤饱和性（∵结合位点是有限的） ⑥竞争性抑制（∵经同一特殊膜蛋白质转运） ⑦
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8
二、易化扩散(facilitated diffusion)
(1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,由
膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
(2)分类:
①以通道为中介的易化扩散
②一载体为中介的易化扩散
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9
以通道为中介的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
融合处出现裂口
分泌物一次性排出
囊泡的膜成为细胞膜的组成部分
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入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合形成复合物 结合处C膜凹陷 凹陷膜与细胞膜断离 整个进入细胞质内
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作业：
1、比较单纯扩散和异化扩散的异同。 2、比较被动转运与主动转运的异同。
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第二节 细胞膜的受体功能
受体：是指镶嵌在C膜脂质双分子层中的各种 特异性蛋白质分子，它能选择性地和C膜外 的活性物质结合，实现跨膜信号传递或跨 膜信号转换，引起C膜的电位变化或C内生 理效应的变化。如C膜上的糖蛋白、脂蛋白、 糖脂蛋白等。
配体：凡能与受体特异性结合并产生效应的 物质，统称为配体或化学信号。如激素、 神经递质、抗原、药物等。
细胞的生物电现象
• 动作电位（action potential，AP）是指可兴 奋细胞在受到有效刺激后，在静息电位的 基础上，细胞膜产生的一次快速的可传播 的电位变化。
• 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。
• 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。
细胞膜的基本功能—细胞的生物电活动(生理学课件)
§静息电位的产生条件 ①静息状态下细胞膜内、外离子分布不均：
细胞膜外的主要是Na+、Cl细胞膜内的主要是K+、 A②静息状态下细胞膜对各种离子的通透性不同： 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
静息状态下细胞膜主要对K+有通透性。
膜内：
膜外：
静息状态下细胞膜主要对K+有通透性：
促使K+外流的动力：膜两侧[K+]的浓度差， 阻止K+外流的阻力：膜两侧的电位差
反极化（超射）: 细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负的 极性反转过程。
复极化: 去极化后再向极化状态恢复的过程。
超极化: RP的绝对值增大(例如由-70 → -90mV)
（二）动作电位的产生机制
（1）动作电位产生的条件 ①膜内外存在[Na+]的浓度差:
[Na+]i＜[Na+]O ≈ 1∶10； 即细胞膜外Na+浓度比细胞膜内高10倍左右。 ②膜受到刺激时，对Na+的通透性突然增加：
离子浓度
（mmol/L）
膜内 膜外
膜内与膜 外离子比 例
膜对离 透性
Na+ K+ ClA-
14 155 8 60
142 5 110 15
1:10 31:1 1:14 4:1
通透性 通透性
通透性 无通透
细胞膜对各种离子的通透性不同：
安静时：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
兴奋时：膜对Na+的通透性突然增大
（3)特点：没有“全或无”的现象、衰减性传导、可以 总和。
一、 静息电位：(RP)
(一)静息电位概念 静息电位：
第三节细胞的生物电现象及其产生
第三节细胞的生物电现 象及其产生
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2020/12/8
第三节细胞的生物电现象及其产生
膜电位状态 静息电位 (resting potential)
极 化：（polarization） 去极化：（Depolarization） 反极化：（Reversed polarization) 复极化：（Repolarization） 超极化：（Over-polarization）
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第三节细胞的生物电现象及其产生
局部反应与AP的区别
局部反应
阈下刺激引起
钠通道少量开放 反应等级性 有总和效应 衰减性传播
动作电位
阈(上)刺激引起 钠通道大量开放
“全或无” 无
非衰减性传播
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第三节细胞的生物电现象及其产生
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
0
细胞内液浓度 （mmol/L） 15 150 1.5(游离0.0001) 12 9 8 1 4 4
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第三节细胞的生物电现象及其产生
•RP产生机制
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第三节细胞的生物电现象及其产生
AP产生机制
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，膜
外的Na+内流，使膜电位由-70mV增加至0mV （去极化），进而上升为+30mV（反极化）， Na+通道随之失活。
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第三节细胞的生物电现象及其产生
动作电位(action potential)：
•去极相
•去极化 •反极化
•复极相 复极化初期
•后电位
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第三节细胞的生物电现象及其产生
膜电位状态 静息电位 (resting potential)
极 化：（polarization） 去极化：（Depolarization） 反极化：（Reversed polarization) 复极化：（Repolarization） 超极化：（Over-polarization）
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第三节细胞的生物电现象及其产生
局部反应与AP的区别
局部反应
阈下刺激引起
钠通道少量开放 反应等级性 有总和效应 衰减性传播
动作电位
阈(上)刺激引起 钠通道大量开放
“全或无” 无
非衰减性传播
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细胞内液浓度 （mmol/L） 15 150 1.5(游离0.0001) 12 9 8 1 4 4
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第三节细胞的生物电现象及其产生
•RP产生机制
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第三节细胞的生物电现象及其产生
AP产生机制
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，膜
外的Na+内流，使膜电位由-70mV增加至0mV （去极化），进而上升为+30mV（反极化）， Na+通道随之失活。
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第三节细胞的生物电现象及其产生
动作电位(action potential)：
•去极相
•去极化 •反极化
•复极相 复极化初期
•后电位
生理学PPT 细胞生物电现象[可修改版ppt]
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绝对不应期(相当于锋电位)
兴奋性=0 相对不应期(负后电位)
正常>兴奋性>0 超常期(负后电位)
兴奋性>正常 低常期(正后电位)
兴奋性<正常
三、局部电位(兴奋)
概念：
阈下刺激 引起的低于 阈电位的去 极化（即局 部电位）， 称局部兴奋。
特点： ①不具有“全或
无”现象。 ②电紧张性扩布。 ③可以总和。
安静状态下,膜主要对K+通透 ①扩散（化学）驱动力：浓度差 ②扩散平衡：电场力=浓度差,驱动力=0，
即为K+平衡电位。
静息状态下细胞膜内外主要离子分布 及膜对离子通透性
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 通透性很小
31:1 1:14 4:1
通透性大 通透性次之
无通透性
静息电位
Resting Potential:
膜主要对K+通透，K＋顺浓度差向膜 外扩散,膜外的正电场阻止K+向膜外扩散
↓
当扩散动力与阻力达到动态平衡时 ↓
形成膜外为正、膜内为负的极化状态 ↓
静息电位
结论:
＋外流形成的（上升支和下降支形成的尖峰状电 位变化称为峰电位），后电位是Na＋－K＋泵活 动引起的。
②AP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）。
③AP的去极相之末是Na＋的电-化学平衡电 位。
动作电位的意义： 动作电位的产生是细胞兴奋的标志。
兴奋性=0 相对不应期(负后电位)
正常>兴奋性>0 超常期(负后电位)
兴奋性>正常 低常期(正后电位)
兴奋性<正常
三、局部电位(兴奋)
概念：
阈下刺激 引起的低于 阈电位的去 极化（即局 部电位）， 称局部兴奋。
特点： ①不具有“全或
无”现象。 ②电紧张性扩布。 ③可以总和。
安静状态下,膜主要对K+通透 ①扩散（化学）驱动力：浓度差 ②扩散平衡：电场力=浓度差,驱动力=0，
即为K+平衡电位。
静息状态下细胞膜内外主要离子分布 及膜对离子通透性
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 通透性很小
31:1 1:14 4:1
通透性大 通透性次之
无通透性
静息电位
Resting Potential:
膜主要对K+通透，K＋顺浓度差向膜 外扩散,膜外的正电场阻止K+向膜外扩散
↓
当扩散动力与阻力达到动态平衡时 ↓
形成膜外为正、膜内为负的极化状态 ↓
静息电位
结论:
＋外流形成的（上升支和下降支形成的尖峰状电 位变化称为峰电位），后电位是Na＋－K＋泵活 动引起的。
②AP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）。
③AP的去极相之末是Na＋的电-化学平衡电 位。
动作电位的意义： 动作电位的产生是细胞兴奋的标志。
生理学生物电
PAIN POINT
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目录
CONTENTS
1
项目介绍
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2
市场分析
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解决方式
PAIN POINTS
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第二节 细胞的生物电活动
生物电:细胞在生命活动过程中伴随的电现象。又称跨膜电 位（因生物电现象产生于细胞膜的两侧）和膜电位。生物 电与生命活动的关系？ 生物电现象:机体的组织细胞在安静状态和活动状态下，都 具有电的变化。 作用：它是一种普遍存在且非常重要的生命现象, 是兴奋性 的基础， 是细胞功能活动的基础。 生物电的表现形式：静息电位和动作电位。 生物电的的应用：临床上诊断用的脑电图，心电图，肌电图，视网膜电图，肠 胃电图等检查，是人体生物电活动综合表现的记录。其原理是以细胞的生物电 活动为基础，由大量细胞的生物电活动总和而成。
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 + + + + + + + + + ++ + + – + + + + + + + + + – – + + + – – + + + –
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Recording biological activity （一）细胞外记录
（二）细胞内记录
二、神经和骨骼肌细胞的生物电现象
（一）单一细胞的跨膜静息电位和动作电位
1.静息电位（resting potential）
细胞未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位 差。一般为内负外正。
The difference in electrical potential across the membrane of an undisturbed cell, having a positive sign on the outside surface and a negative sign in the interior.
而这两种离子通过膜结构中的电压门控性K+通道和 Na+通道的易化扩散，是形成神经和骨骼肌细胞静息 电位和动作电位的直接原因。
1.静息电位的产生机制（Bernstein学说)
（1）细胞内外K+的不均匀分布，胞内K+高，并 且安静状态下细胞膜主要对K+有通透性。 （2） 促进K+外流的驱动力和阻止K+外流的阻 力达到平衡—K+平衡电位（Nernst 公式）
• Resting potential: Em maintains constant when the charge movement of all
细胞的生物电现象
★ 生物电（bioelectricity)
一切活组织的细胞，不论在安静 状态还是在活动过程中均表现有电的 变化，这种电的变化是伴随着细胞生 命活动出现的，称之为生物电。
恩格斯
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”。
一、生物电现象的记录
倒（反）极化：膜内电位由零变为正值的过程， 与静息电位的极性相反。
复极化： 细胞膜去极化或反极化后，又向 原初的极化状态恢复的过程 。
2、动作电位（action potential）
可兴奋细胞受到有效刺激时，膜电位会在静 息电位的基础上发生一次快速、可逆、并有扩 布性的电位变化。称为动作电位。它是细胞兴 奋的标志。
mV
0
-70
transmembrane resting potential resting potential membrane potential mV
0
-70
+
极化： 把静息电位时膜两侧所保持的内负 外正状态，称膜的极化。
超极化： 静息电位的数值向膜内负值加大 的方向变化的过程。
去（除）极化： 静息电位的数值向膜内负值减少 的方向变化的过程。
（二）生物电现象产生的机制
主要 离子
Na+ K+ Cl A-
离子浓度
（ mmol/L ）
膜内 膜外
14 145
155 4
4
120
155
膜内与 膜外离 子比例
1:10
39:1
1:30
膜对离子 通透性
通透性很小 通透性大
通透性次之 无通透性
Na+- K+泵在耗能的情况下建立的膜内高K+膜外高 Na+状态，是产生各种细胞生物电现象的基础。
计算值 实测值
实测值<计算值
Em= Pk
EK +
PNa ENa
Pk+ PNa
Pk+ PNa
Em= Gk
EK +
GNa
ENa
Gk+ GNa
Gk+ GNa
Summary
• EK: EK in such a condition that the net movement of K+ across membrane is zero.
suppose：
out
1. Solution: KCl
2. Permeable to K+
only
Nernst formula
RT
[K+]out
Ek=
Ln ZF
[K+]in
Discussing:
1.Do K+ permeability influence EK ? 2. If the solution contains Na+, how about EK ?
only
in
out
Note: net diffusion of K+ equals zero.
Nernst formula
RT
[K+]out
Ek=
ln ZF
[K+]in
R: gas constant
T : absolute
temperature
Z: valance
F: Faraday C.
in
K+ Cl-
★ 负后电位（去极化后电位）：锋电位 后的下降支到达静息电位之前所经历的微 小而缓慢的电位波动。
★ 正后电位（超极化后电位）：锋电位后 的下降支到达静息电位之后所经历的微小 而缓慢的电位波动。
动作电位的“全或无”现象
同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和 传导距离而改变的现象，称“全或无”现象。
An action potential is a rapid change in the membrane potential. Each action potential begins with a sudden change from the normal resting negative potential to a positive membrane potential (depolarization) and then ends with an almost equally rapid change back to the negative potential (repolarization).
（3） Na+- K+泵维持细胞内外Na+ 、 K+不对称 分布。
Origin of biological electricity
￭K+ equilibrium potential, EK
KCl
KCl
K+
in
out
Cl-
suppose： 1. Solution: KCl 2. Permeable to K+
+20
mV
0
-20
-40
-60
-80ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-100
阈电位
动作电位的时相
1.静息相 -70~-90mv 2.去极相 -70~-90mv+20~+40mv 超射（overshoot）值：膜内电位由零变为正的数值。 3.复极相 +20~+40mv-70~-90mv ★ 锋电位：构成动作电位波形主要部分的短 促而尖锐的脉冲样电位变化。 ★ 后电位：锋电位在其完全恢复到静息电位之 前所经历的微小而缓慢的电位波动。
（二）细胞内记录
二、神经和骨骼肌细胞的生物电现象
（一）单一细胞的跨膜静息电位和动作电位
1.静息电位（resting potential）
细胞未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位 差。一般为内负外正。
The difference in electrical potential across the membrane of an undisturbed cell, having a positive sign on the outside surface and a negative sign in the interior.
而这两种离子通过膜结构中的电压门控性K+通道和 Na+通道的易化扩散，是形成神经和骨骼肌细胞静息 电位和动作电位的直接原因。
1.静息电位的产生机制（Bernstein学说)
（1）细胞内外K+的不均匀分布，胞内K+高，并 且安静状态下细胞膜主要对K+有通透性。 （2） 促进K+外流的驱动力和阻止K+外流的阻 力达到平衡—K+平衡电位（Nernst 公式）
• Resting potential: Em maintains constant when the charge movement of all
细胞的生物电现象
★ 生物电（bioelectricity)
一切活组织的细胞，不论在安静 状态还是在活动过程中均表现有电的 变化，这种电的变化是伴随着细胞生 命活动出现的，称之为生物电。
恩格斯
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”。
一、生物电现象的记录
倒（反）极化：膜内电位由零变为正值的过程， 与静息电位的极性相反。
复极化： 细胞膜去极化或反极化后，又向 原初的极化状态恢复的过程 。
2、动作电位（action potential）
可兴奋细胞受到有效刺激时，膜电位会在静 息电位的基础上发生一次快速、可逆、并有扩 布性的电位变化。称为动作电位。它是细胞兴 奋的标志。
mV
0
-70
transmembrane resting potential resting potential membrane potential mV
0
-70
+
极化： 把静息电位时膜两侧所保持的内负 外正状态，称膜的极化。
超极化： 静息电位的数值向膜内负值加大 的方向变化的过程。
去（除）极化： 静息电位的数值向膜内负值减少 的方向变化的过程。
（二）生物电现象产生的机制
主要 离子
Na+ K+ Cl A-
离子浓度
（ mmol/L ）
膜内 膜外
14 145
155 4
4
120
155
膜内与 膜外离 子比例
1:10
39:1
1:30
膜对离子 通透性
通透性很小 通透性大
通透性次之 无通透性
Na+- K+泵在耗能的情况下建立的膜内高K+膜外高 Na+状态，是产生各种细胞生物电现象的基础。
计算值 实测值
实测值<计算值
Em= Pk
EK +
PNa ENa
Pk+ PNa
Pk+ PNa
Em= Gk
EK +
GNa
ENa
Gk+ GNa
Gk+ GNa
Summary
• EK: EK in such a condition that the net movement of K+ across membrane is zero.
suppose：
out
1. Solution: KCl
2. Permeable to K+
only
Nernst formula
RT
[K+]out
Ek=
Ln ZF
[K+]in
Discussing:
1.Do K+ permeability influence EK ? 2. If the solution contains Na+, how about EK ?
only
in
out
Note: net diffusion of K+ equals zero.
Nernst formula
RT
[K+]out
Ek=
ln ZF
[K+]in
R: gas constant
T : absolute
temperature
Z: valance
F: Faraday C.
in
K+ Cl-
★ 负后电位（去极化后电位）：锋电位 后的下降支到达静息电位之前所经历的微 小而缓慢的电位波动。
★ 正后电位（超极化后电位）：锋电位后 的下降支到达静息电位之后所经历的微小 而缓慢的电位波动。
动作电位的“全或无”现象
同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和 传导距离而改变的现象，称“全或无”现象。
An action potential is a rapid change in the membrane potential. Each action potential begins with a sudden change from the normal resting negative potential to a positive membrane potential (depolarization) and then ends with an almost equally rapid change back to the negative potential (repolarization).
（3） Na+- K+泵维持细胞内外Na+ 、 K+不对称 分布。
Origin of biological electricity
￭K+ equilibrium potential, EK
KCl
KCl
K+
in
out
Cl-
suppose： 1. Solution: KCl 2. Permeable to K+
+20
mV
0
-20
-40
-60
-80ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-100
阈电位
动作电位的时相
1.静息相 -70~-90mv 2.去极相 -70~-90mv+20~+40mv 超射（overshoot）值：膜内电位由零变为正的数值。 3.复极相 +20~+40mv-70~-90mv ★ 锋电位：构成动作电位波形主要部分的短 促而尖锐的脉冲样电位变化。 ★ 后电位：锋电位在其完全恢复到静息电位之 前所经历的微小而缓慢的电位波动。