8.4-生物膜电位
第五章 细胞膜电位
但这个关系只是当所用强度或时间在一定限度内改变 时是如此。
如果将所用的刺激强度减小到某一数值时，则这个刺激不 论持续多么长也不会引起组织兴奋；
与此相对应，如果刺激持续时间逐步缩短时，最后也会达 到一个临界值，即在刺激持续时间小于这个值的情况下， 无论使用多么大的强度，也不能引起组织的兴奋。
刺激引起兴奋的条件和阈刺激
具有兴奋性的组织和细胞，并不对任何程度的刺激都 能表现兴奋或出现动作电位。
刺激可以泛指细胞所处环境因素的任何改变；亦即各 种能量形式的理化因素的改变，都可能对细胞构成刺 激。
电刺激
在实验室中，常用各种形式的电刺激作为人工刺激， 用来观察和分析神经或各种肌肉组织的兴奋性，度量 兴奋性在不同情况下的改变。
第3节 动作电位
指可兴奋细胞受到 极化（polarization）——膜两侧存在的
刺激而兴奋时，在静息
内负外正的电位状态。
电位的基础上膜两侧的 去极化（Depolarization）——膜电位绝
电位发生快速而可逆的
对值逐渐减小的过程。
倒转和复原。这种电位 变化称作动作电位
超极化（Over-polarization）——膜电 位绝对值高于静息电位的状态。
第五章 细胞膜电位
Outline
1、刺激与反应 2、细胞的静息电位 3、细胞的动作电位 4、细胞膜的电学模型 5、电压固定的膜电流研究 6、Hodgkin-Huxley方程 7、对膜动作电位的仿真
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
生物电位差的概念
生物电位差，或称膜电位（membrane potential），是指在生物细胞膜两侧存在的电荷分布差异所形成的电位差。
具体到神经细胞或其他兴奋性细胞中，这种电位差是由于细胞膜对不同离子的通透性和浓度梯度相互作用的结果。
在静息状态下（即未受刺激时），神经细胞膜内K+离子浓度高于膜外，而Na+离子浓度则相反。
通过选择性离子通道，尤其是K+通道，使得K+离子顺浓度梯度向膜外扩散，形成相对稳定的膜电位状态，通常表现为膜内为负电位（约为-70mV），膜外为正电位。
当神经纤维某部位受到刺激时，膜上的电压门控Na+通道开放，Na+离子快速流入细胞内部，导致膜内电位迅速上升，超过0mV并达到正值，这一过程被称为去极化。
此时，原本存在于膜两侧的电位差发生了显著变化，形成了动作电位（action potential）。
在动作电位之后，离子泵将重新建立和维持静息状态下的电位差。
所以，生物电位差是一个描述细胞内外电荷分布状态的重要指标，在神经传导、肌肉收缩以及其他生理过
程中起着至关重要的作用。
2016届高三生物一轮复习 图示 9.膜电位的变化曲线
膜电位变化曲线
ce段——静息电位的恢复：Na＋通 道关闭，K＋通道打开，K＋大量外 流，膜电位恢复为静息电位后，K ＋通道关闭。
c
膜电位/mV
0
刺激 a
b
d
ef段——一次兴奋完成后，钠钾泵将流 入的Na＋泵出膜外，将流出的K＋泵入膜 内，以维持细胞外Na＋浓度高和细胞内 K＋浓度高的状态，为下一次兴奋做好准
f e
O
时间/ms
a点之前——静息电位：神经细胞膜对K＋的通 透性大，对Na＋的通透性小，主要表现为 K＋外流，使膜电位表现为外正内负。
膜电位变化及其测量课件
通过膜片钳技术等手段，可以检测药物对膜电位的影响，从而筛选 出具有潜在治疗作用的新药。
药物优化
通过对膜电位变化的深入研究，可以对现有药物进行优化和改进， 提高药物的疗效和降低副作用。
在疾病诊断和治疗中的应用
1 2 3
疾病诊断 膜电位变化与某些疾病的发生和发展密切相关， 通过检测膜电位变化可以辅助医生进行疾病诊断。
心血管系统的疾病
心律失常
心律失常患者的细胞膜电位异常， 可能导致心脏节律紊乱。
心肌缺血
心肌缺血时，心肌细胞的膜电位降 低，可能导致心肌收缩和舒张功能 受损。
高血压
高血压患者的血管平滑肌细胞膜电 位异常，可能导致血管收缩和血压 升高。
其他系统的疾病
糖尿病
糖尿病患者的神经和血管系统膜 电位异常，可能导致神经病变和
疾病治疗 一些疾病的治疗过程中，膜电位变化会发生变化， 通过监测膜电位变化可以指导医生制定合理的治 疗方案。
疗效评估 在疾病治疗过程中，膜电位变化可以作为疗效评 估的指标之一，帮助医生判断治疗效果和调整治 疗方案。
在生理和药理研究中的应用
生理研究
膜电位变化是细胞生理功能的重 要组成部分，通过对其深入研究 可以揭示细胞生理活动的规律和 机制。
复极化
复极化是指膜电位由去极化状态恢复 到静息状态的过程。
复极化过程中，钠离子通道和钾离子 通道的开放和关闭是关键，其开放时 间相对较长。
复极化主要是由于钾离子的外流和钠 离子的内流，使得膜电位逐渐恢复到 静息状态。
复极化是动作电位周期性产生的基础， 对于维持细胞的正常功能具有重要作 用。
反极化
药理研究
膜电位变化是药物作用的重要机 制之一，通过对其深入研究可以 揭示药物的作用机制和靶点可以影响细 胞内外的物质交换，调节 细胞功能。
膜电位高三知识点
膜电位高三知识点膜电位是指细胞膜内外两侧的电势差，是细胞内外电荷分布不均引起的。
在高三生物课程中，膜电位是一个重要的知识点，它涉及到神经传导、肌肉收缩等生物学过程。
本文将就膜电位的概念、产生机制以及其在生物体内的作用进行详细论述。
概念：膜电位是指细胞膜内外两侧的电势差，通常用电压表显示为负值。
正常情况下，细胞内外的离子浓度差异导致膜电位的产生。
细胞内主要富集有阴离子（如蛋白质、有机磷酸酯等），而细胞外则富集有阳离子（如钠离子、钾离子等）。
由于细胞膜对不同离子的通透性不同，导致一种离子的通透性高于另一种离子，从而使细胞内外的离子分布不平衡，形成膜电位。
产生机制：膜电位的产生主要依赖于细胞膜上的离子通道。
根据离子通道的特异性，细胞膜上主要存在钠离子通道和钾离子通道。
在静息状态下，细胞膜的钠通道大部分关闭，而钾通道则处于开放状态。
这使得大量的细胞外钠离子无法进入细胞内，而细胞内的钾离子则通过开放的钾通道不断地向细胞外扩散，形成膜电位。
作用：膜电位在生物体内发挥着重要的作用。
首先，膜电位参与了神经传导过程。
当神经受到刺激时，细胞膜上的离子通道发生改变，导致钠离子流入细胞内，使细胞内外的离子分布发生改变，产生脉冲传导。
这个脉冲传导过程即是神经信号的传递，膜电位的变化起到了关键的作用。
其次，膜电位还参与了肌肉收缩过程。
在肌肉细胞中，膜电位的改变触发了肌肉细胞内的钙离子释放，从而引起肌肉收缩。
当神经信号到达肌肉细胞时，膜电位发生变化，使细胞内的钙离子释放，激活肌肉收缩过程。
此外，膜电位还参与了细胞内外物质的运输。
细胞膜上存在着各种离子泵和转运蛋白，它们依赖膜电位的变化来驱动离子和物质的运输。
例如，细胞内外钠离子浓度的平衡就依赖于钠泵的驱动，而钠泵的正常运作则需要膜电位的支持。
综上所述，膜电位是细胞内外电势差，由细胞膜上的离子通道和离子分布不均引起。
膜电位在神经传导、肌肉收缩以及物质运输等过程中起到重要作用。
深入理解和掌握膜电位的知识，对于高三生物的学习和理解生物学过程具有重要意义。
膜电位名词解释
膜电位名词解释
膜电位是指细胞膜内外两侧电荷分布不平衡所形成的电位差。
细胞膜是细胞内外的隔离屏障，可以控制物质的进出，维持细胞内外环境的稳定。
在许多细胞内外环境电荷不平衡的情况下，膜电位就会产生。
细胞膜的内部是富含负电荷的细胞质，而外部是富含阳离子的细胞外液。
这种电荷分布不平衡产生了一个电势差，即膜电位。
一般情况下，膜电位的数值为负值，表示细胞内负电荷多于细胞外正电荷。
膜电位的大小取决于细胞类型和状态，通常在-
40mV到-90mV之间。
膜电位的产生主要通过离子泵和离子通道来实现。
离子泵能够主动从细胞内外液中将离子转运，从而改变细胞内外的离子浓度差，进而影响膜电位。
离子通道则可以通过特定的通道蛋白，使特定的离子通过，从而改变细胞内外液的离子分布，也会对膜电位产生影响。
膜电位起到了细胞兴奋性、离子平衡和分子运输等重要功能。
在神经细胞中，膜电位可以通过神经冲动的形式传递，从而实现信息传递和神经信号传导。
在心肌细胞中，膜电位可以调控心脏的收缩和舒张。
此外，膜电位还参与了细胞内外物质的平衡调节，如离子和分子的进出，维持细胞内稳定的渗透压和离子浓度。
膜电位的电位形态
膜电位的电位形态膜电位是指细胞膜内外电位差的电位形态。
它是细胞内外离子分布不均所引起的，是维持细胞正常功能的重要因素。
膜电位的电位形态可以分为静息电位、动作电位和终止电位。
静息电位是指细胞在静止状态下的膜电位，通常是负值。
它的形成主要是由于负电荷内外分布不均所致。
一般情况下，细胞内负离子浓度较高，如细胞内钾离子浓度较高，而细胞外负离子浓度较低，如细胞外钠离子浓度较低。
这种不均衡分布导致了静息电位的存在。
动作电位是指细胞在受到刺激后产生的电位形态。
当细胞受到足够强度的刺激时，细胞膜上的离子通道会发生打开或关闭的变化，导致离子的流动。
这种离子流动会改变细胞内外离子分布，从而改变膜电位。
动作电位通常是一个快速上升和下降的过程，形成一个尖峰。
动作电位在神经传导和肌肉收缩中起着重要作用。
终止电位是指动作电位结束后细胞恢复到静息电位的过程。
细胞在动作电位过程中，离子通道发生一系列的开启和关闭，细胞内外离子分布再次恢复到静息状态，膜电位逐渐回复到静息电位水平。
终止电位的形成对于细胞能够再次响应刺激具有重要意义。
膜电位的电位形态是细胞内外离子分布不均所导致的。
细胞内外离子分布不均主要是由于细胞膜上的离子通道的开启和关闭所调控的。
离子通道的开启和关闭受到多种因素的调节，如细胞内外离子浓度差异、细胞膜电位的变化等。
这些因素相互作用，共同控制着细胞膜上的离子通道的开启和关闭，从而形成了膜电位的电位形态。
总结起来，膜电位的电位形态包括静息电位、动作电位和终止电位。
静息电位是细胞在静止状态下的电位形态，动作电位是细胞在受到刺激后产生的电位形态，终止电位是动作电位结束后细胞恢复到静息电位的过程。
膜电位的形成是由于细胞内外离子分布不均所致，这种不均衡分布由细胞膜上的离子通道的开启和关闭所调控。
膜电位的电位形态对于细胞的正常功能具有重要作用，对于神经传导和肌肉收缩等过程起着关键的调节作用。
膜电位名词解释
膜电位名词解释
膜电位是指细胞膜内外之间的电势差，也就是细胞膜内外的电荷分布不均所产生的电位差。
细胞膜是由脂质双层组成的，其中包含许多离子通道和离子泵，使得膜内外的离子浓度和电荷分布不同，从而形成了膜电位。
膜电位的存在对于细胞的正常功能至关重要。
在静息状态下，细胞膜内外的离子浓度差异和离子通道的关闭使得细胞膜内负外正，形成静息膜电位。
当细胞受到刺激时，离子通道会打开或关闭，使得离子在膜内外间快速扩散，改变膜电位。
膜电位的变化是神经传递和肌肉收缩等生理过程中的关键步骤。
例如，在神经元中，当细胞接收到刺激信号时，离子通道会打开，使得钠离子从细胞外流入细胞内，导致膜电位升高，即产生兴奋态膜电位。
这个电位变化传播沿神经元的轴突，形成动作电位，从而实现神经信号的传递。
除了神经元，膜电位也在心肌细胞、肌肉细胞和其他类型的细胞中发挥重要作用。
在心脏肌肉细胞中，膜电位的变化调控着心脏的收缩和舒张。
在肌肉细胞中，膜电位的变化驱动肌肉的收缩运动。
总之，膜电位是细胞膜内外之间的电势差，对于细胞的正常功能和生
理过程至关重要。
膜电位的变化是神经传递、肌肉收缩等生理过程的基础，对于维持正常的神经和肌肉功能至关重要。
膜电位变化曲线解读极化状态
膜电位变化曲线解读极化状态膜电位变化曲线解读极化状态在细胞生物学和生理学中，膜电位变化曲线是一个非常重要的概念，它可以帮助我们更好地理解细胞膜的极化状态。
1. 膜电位的概念膜电位是指细胞膜内外两侧的电位差，它是细胞内外环境差异的直接体现。
膜电位的变化与离子通道的开闭、离子泵的活动等相关，是维持细胞内外环境稳定的重要因素。
2. 膜电位变化的曲线膜电位变化曲线一般以时间为横轴，电位值为纵轴，记录细胞膜上的电位变化。
通常包括极化、去极化和复极化等阶段。
3. 极化状态的解读在膜电位变化曲线中，极化状态是指细胞膜内外的电位差保持稳定的状态。
这种状态下，细胞内外的离子浓度保持一定的平衡，细胞膜通透性发生变化时，膜电位会有相应的变化。
极化状态的维持对于细胞内外环境的稳定具有重要意义。
4. 个人观点和理解对于膜电位变化曲线和极化状态，我个人认为不仅仅是细胞生物学和生理学的基础概念，更是深刻理解细胞内外环境平衡的关键。
通过对膜电位变化曲线的解读，我们可以更好地了解细胞内外环境的动态变化，以及维持这种稳定状态的机制。
总结回顾本文从膜电位的概念入手，介绍了膜电位变化曲线以及极化状态的解读。
通过对极化状态的分析，我们可以更好地理解细胞内外环境的稳定性，以及维持这种稳定状态的重要意义。
本文还共享了个人对于这一主题的观点和理解，希望可以引发更多的讨论和思考。
通过本文的阅读，相信您对膜电位变化曲线以及极化状态都有了更深入的了解，希望这些内容能够对您有所帮助。
在细胞生物学和生理学领域中，膜电位的变化是一个非常重要的概念。
细胞膜扮演着细胞内外环境之间的屏障和调节者的角色，而膜电位的变化则直接影响着细胞内外环境的稳定性。
通过观察膜电位的变化曲线，我们可以更好地了解细胞膜的极化状态，以及细胞内外环境平衡的重要性。
让我们更深入地了解一下膜电位的概念。
膜电位是指细胞膜内外两侧的电位差，它是由于离子的分布不均在细胞膜上形成的电位差。
这种电位差是细胞内外环境差异的直接体现，通过离子通道的开闭和离子泵的活动来维持稳定状态。
生物物质分离工程
传统产品:(1) 小分子（少数工业用粗酶）;(2) 理化性质清楚;(3) 易于放大.基因产品:(1) 大分子;(2) 胞内;(3) 不稳定;(4) 放大困难.生物产品特点：①产物浓度低的水溶液;②组分复杂;③产物稳定性差;④分批操作，生物变异性大;⑤质量要求高.非蛋白类杂质的去除:（1）DNA : A 阴离子交换（pH 4.0);B 亲和层析（不被吸附）;C 疏水层析.（2）热原（蛋白质溶液中的去热原）:A 生产过程无菌;B 所有层析介质无菌;C 所用溶液无菌;D 亲和层析（多粘菌素）;（3）去病毒:A 加热（60 ℃);B 过滤;C 灭活剂.预处理目的: a 改变发酵液物理性质;b 产物转入液相中;c 除去发酵液中部分杂质.预处理方法:1.高价无机离子的去除:Ca2+ 草酸;Mg2+ 三聚磷酸钠;Fe3+ 黄血盐（普鲁士蓝）.2.蛋白质去除:加热;调pH (草酸，无机酸或碱);有机溶剂;蛋白沉淀剂.凝聚：胶体粒子(10-100nm)中性盐促进下脱稳相互聚集成大粒子（1mm）机理：a 中和粒子表面电荷;b 消除双电层结构.絮凝：大分子聚电解质将胶体粒子交联成网状，成形絮凝团的过程机理：架桥作用.Rm是常数，与滤饼无关；Rc与滤液总体积有关.错流过滤的特点:a介质阻力大;b 不能得到干滤饼;c 需要大的膜面积;d 收率高（97-98%）;e 质量好;f 减少处理步聚;g 染菌罐也能进行处理.细胞破碎技术原理：压挤;撞击;剪切;化学渗透.机械破碎: 高压匀浆;珠磨;撞击;超声.化学和生物化学渗透: 酸碱处理;化学试剂;酶溶.物理渗透: 渗透压冲击法;冻结融化法.破碎率的评价: 直接计数（1）计数器（2）平板计数（3）显微镜.间接计数:（1）活性测定（2）电导率测定.两水相萃取特点: （1）保留生物分子活性;（2）除细胞碎片;（3）表面张力低，耗能少;（4）成本高;（5）大分子及小分子萃取.两水相体系类型:(1) 高聚物-高聚物（PEG-Dextran）易于与后续处理连接;(2) 高聚物-盐(PEG-(NH4)2SO4 ) 盐浓度高，蛋白质易盐析，废水处理困难.双水相萃取过程的理论基础: 表面自由能的影响;表面电荷的影响.影响生物分子在两水相中分配的因素:(1) 聚合物组成的影响: Dextran 分子量（粘度高，价格）; PEG分子量.(2) 聚合物浓度影响: 密度，密度差，粘度，粘度差，表面张力。
膜电位的测量及曲线解读
膜电位的测量及曲线解读膜电位是指细胞膜内外之间的电位差，它在维持细胞功能和调控细胞活动中起着重要的作用。
测量膜电位可以帮助我们了解细胞的状态、功能以及与其他细胞的交流情况。
以下是膜电位的测量方法和曲线解读的相关内容。
一、膜电位的测量方法1. 玻璃微电极法：利用玻璃微电极将电信号转换为电压信号，通过插入细胞内进行测量。
这种方法具有高精度和高灵敏度的优点，是常用的测量膜电位的方法之一。
2. 插电极电位法：将电极插入细胞内外之间的细胞外液体中，测量细胞内外液体之间的电位差。
此方法便捷且适用范围广，但精确度相对较低。
3. 螺旋电极法：螺旋电极通过旋转插入细胞内部，利用旋转过程中的电平变化来测量膜电位。
这种方法在研究离子通道活动、动作电位等方面有较高的应用价值。
二、膜电位曲线的解读1. 静息膜电位：细胞处于静息状态时的膜电位称为静息膜电位。
正常细胞的静息膜电位通常为-70mV左右。
静息膜电位维持着细胞内外的稳定环境，是细胞正常功能的基础。
2. 动作电位：当细胞受到刺激时，膜电位会发生快速变化形成动作电位。
动作电位通常由快速上升的阶段（上升期）、平台期和快速下降的阶段（下降期）组成。
动作电位的形状和持续时间可以提供有关细胞类型和刺激特性的信息。
3. 膜电位变化的生理意义：膜电位的变化与细胞内外离子浓度差、离子通道的开放和关闭等因素密切相关。
膜电位的变化可以影响细胞内的信号传递、离子通道的激活和细胞兴奋性等生理过程。
总的来说，膜电位的测量和曲线解读是研究细胞功能和调控的重要手段。
通过准确测量膜电位及解读其曲线特征，我们可以更好地理解细胞内外环境的变化对细胞活动的影响，从而深入研究生物学和医学相关问题。
细胞膜电位的产生机理及生物学意义
细胞膜电位的产生机理及生物学意义哎呀呀，这题目也太难懂啦！什么是细胞膜电位呀？对于我这个小学生来说，这简直就像天上的星星一样神秘！不过，我还是要努力搞清楚它。
你想啊，我们的身体就像一个超级大工厂，每个细胞都是这个工厂里的小工人。
而细胞膜就像是小工人的房子，电位呢，就是这个房子里发生的神奇事情。
细胞膜电位的产生，就好像是一场小小的战争。
细胞里面有好多小小的粒子，比如说钠离子、钾离子。
它们总是跑来跑去的。
细胞外面也有这些粒子。
正常情况下，细胞里面的钾离子比较多，就像家里的宝贝都藏在屋子里一样。
而细胞外面的钠离子比较多，就像是外面的世界充满了新奇的东西。
这时候，细胞膜上有一些像小门一样的东西，叫离子通道。
它们有时候开着，有时候关着。
当它们开着的时候，钾离子就会跑出去，钠离子就会跑进来。
这一进一出，就产生了细胞膜电位。
这有啥用呢？这用处可大啦！
比如说，我们的神经细胞传递信息，就得靠这个细胞膜电位。
就好像我们在学校里传小纸条告诉同学秘密一样，神经细胞靠这个电位的变化来传递消息。
再比如，我们的肌肉收缩也离不开它。
想象一下，肌肉细胞就像是大力士，细胞膜电位就是让大力士发力的命令。
没有这个命令，大力士就没办法工作啦！
还有哦，细胞的新陈代谢也和它有关系。
这不就像是给细胞这个小工人发工资，让它们有动力干活嘛！
你说，这细胞膜电位是不是超级神奇？它虽然看不见摸不着，但是却在我们身体里悄悄地发挥着巨大的作用！我觉得呀，我们的身体真的是太奇妙啦，就像一个充满魔法的世界，到处都有让人惊叹的秘密！。
膜电位
解析3：当两个测量电极之间的间隔距离较远时， 解析 ：当两个测量电极之间的间隔距离较远时，测量 的是膜外两点的电位差会怎样变化？ 的是膜外两点的电位差会怎样变化？
a电位 电位—b电位 电位 电位
规律四：如果测量的是膜外两点的电位差， 规律四：如果测量的是膜外两点的电位差，当两个 膜外两点的电位差 测量电极之间的间隔距离较远 间隔距离较远时 测量电极之间的间隔距离较远时、则测量结果会出 两次方向相反的电位波动， 现两次方向相反的电位波动，且中间显示两侧电位 差为0的时期较远 的时期较远。 差为 的时期较远。
、（2010年海南 ）将记录仪（R）的两个电 年海南9）将记录仪（ ） 例5、（ 、（ 年海南 极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如右图， 极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如右图， 给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在R上记 给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在 上记 录到电位的变化。 录到电位的变化。能正确反映从刺激开始到兴奋完 成这段过程中电位变化的曲线是（ 成这段过程中电位变化的曲线是（ ） D
2、（ 重庆卷）题30图2是反射弧结构模式图，a、b分别 、（09重庆卷 是反射弧结构模式图， 、 分别 、（ 重庆卷） 图 是反射弧结构模式图 是放置在传出神经和骨骼肌上的电极，用于刺激神经和骨骼肌； 是放置在传出神经和骨骼肌上的电极，用于刺激神经和骨骼肌； c是放置在传出神经上的电位计，用于记录神经兴奋电位；d 是放置在传出神经上的电位计， 是放置在传出神经上的电位计 用于记录神经兴奋电位； 为神经与肌细胞接头部位，是一种突触。 为神经与肌细胞接头部位，是一种突触。 不属于 刺激神经， （1）用a刺激神经，产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩 ） 刺激神经 （属 于或不属于）反射。 于或不属于）反射。 刺激骨骼肌， 能或不能） 处记录到电位。 （2）用b刺激骨骼肌，不能（能或不能）在c处记录到电位。 ） 刺激骨骼肌 处记录到电位 刺激神经会引起骨骼肌收缩； （3）正常时，用a刺激神经会引起骨骼肌收缩；传出部分的某处 ）正常时， 刺激神经会引起骨骼肌收缩 受损时， 刺激神经， 受损时，用a刺激神经，骨骼肌不再收缩，根据本题条件，完 刺激神经 骨骼肌不再收缩，根据本题条件， 成下列判断实验： 成下列判断实验： ①如果 用a刺激神经，在c处不能记录到电位 a刺激神经 ， c处不能记录到电位 刺激神经， 表明传出神经受损。 表明传出神经受损。 ②如果 用b刺激骨骼肌不收缩 ， 刺激骨骼肌不收缩 表明骨骼肌受损。 表明骨骼肌受损。 刺激神经， 处记录到电位， 用 刺激神经 ， 处记录到电位 ③如果 a刺激神经，在c处记录到电位，骨 骼肌不收缩， 骼肌不收缩，用b刺激骨骼肌收缩 刺激骨骼肌收缩 表明部位d受损 受损。 表明部位 受损。
细胞膜电位
1.1 细胞静息电位
静息电位指细胞未受到刺激时存在于 细胞内外两侧的电位差
细胞膜内侧环境稳定,在其中进行着许 多复杂的生物化学过程.由于细胞膜对不同离 子有不同的通透性.细胞膜内和细胞膜外在 + ,K+ 和Cl- 的含量上有明显的差别,导 Na 致了3个100tnv的跨膜电位差.
1 ,极化 体内所有细胞的静息电位都表现为细胞 膜内侧为负电位,外侧为正电位.这种 状态称为膜的极化. 2,去极化 在动作电位发生和发展过程中,膜内,外 电位差从静息值逐步减小乃至 消失,这个过程称为去极化
The end
谢 谢
2009.11.06
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3,反极化或(超射) 膜两侧电位倒转,成为膜外负电位, 膜内正电位,称为反极化或超射 4,复极化(恢复极化) 5 ,超极化(电位大于极化) 注:膜电位增大(在负电位时):绝对值增大(数 值增大)
反极化(超射 反极化 超射) 超射
(去极化 去极化) 去极化 (复极化 复极化) 复极化
极化(静息电位 极化 静息电位) 静息电位 超极化
膜片钳技术原理
膜片钳技术运用微玻管电极(膜片电极或膜片吸管)接触 细胞膜,以千兆欧姆[gigaohm sea1,1010欧姆(G.)」以 上的阻抗使之对接,使与电极尖开口处相接的细胞膜小 片区域(膜片)与其周围在电学上分隔,在此基础上固定电 位,对此膜片上的离子通道的离子电流(pA级)进行检测 记录.
膜现象几乎完全控制着离子和中性分子等物质 从活细胞外部向内部或者反方向的运输,离子向一 个方向和两个方向的运输造成了跨膜电位差,它反 过来调节着一系列的物质运输,膜电位是由于横跨 膜的可透离子和化学为不同产生的非平衡电位,在 化学作用和电性力达到平衡的条件下能够按照离子 的通透性和浓度计算出膜电位数值.一般来说,细 胞受到刺激一般从膜电位的变化开始,反过来膜电 位又适应了变化了的通透性.
测量膜电位的一种简易方法
Ａｂ ｔ ａ ｔ：Ｉ ｓ ａ ａｙ ｅ ｈ ｒｎ ｉ ｅ ｏ ａ ｕｒｎ ｍｂ ａ ｅｐ ｔｎ ｉｌａ ｄ ｄ ｓｇ ｄ ａ ｘ ｅ ｍｅ ｔｔ ａ － ｓｒ ｃ ｔ ｗａ ｎ ｌｓ ｄ ｔ ｅ ｐ ｃｐｌ ｆｍｅ ｓ ｉ ｇ ｍｅ ｒ ｎ ｏ ｅ ｔａ ｎ ｅ ｉｎｅ ｎ ｅ ｐ ｒ ｎ ｏｍｅ ８ ｉ ｉ
生 物膜对 电解 质 离 子具 有 选 择透 过性 ， 海水
淡化技术 中应 用 了生 物 膜 的选择 透 过 功 能． 工 人 膜 可 以模 拟生 物膜 实 现离 子 交换 功 能 ， 医用 透析
袋 就是 一种 人工 生物膜 ．
的电解质浓度． 李宾 中【 、 等 提出 了测量 吴杰 生物膜电位的思路 ， 但是并没有给出具体材料、 具
Ａ ｉ ｐ ｅ ｍ ｅ ｈｏ ｏ ｍ ｅ ｓ ｒ ｅ ｂ ａ ｏ ｅ ｉ ｌ ｓｍ ｌ ｔ ｄ ｔ ａ ｕ ｅ ｍ ｍ ｒ ｎｅ ｐ ｔ ｎｔａ
ＸＩ ｎ ｕ Ｅ Ｙｉｙ ｅ ， ＪＮ Ｗ ｅｍｉ Ｉ ｉ ｎ
Ｉ ．Ｂｓ ｏｒ ｓ ｅａｔｅｔ ｈｎ ｈ ｉ ｄｃｌ ｎｔ ｍ ｎａｉ ｏｅｅ ｈｎ ｈ ｉ ２０ ９ ａｉＣ ｕｓ ｐ ｒ ｎ，Ｓａ ｇａ ｉ ｓ ｕ ｅｔｔｎＣ ｌｇ －Ｓａ ｇ ００ ３，Ｃ ｉａ ２ ｃ ｎ ａ ｄＴｃｎ ａ ｅａｔｅｔ １ ｃ ｅＤ ｍ Ｍｅ ａ Ｉ ｒ ｏ ｌ ａ ｈｎ ； ．Ｓｉ ｔ ｅ ｎ ｅｈ ｉ ｌＤｐ ｒ ｎ， ｃ ｍ Ｚ ｅａｇＮ ｒ ｌ ｍ￣ ａ ， ｉｈ ａＺ ｅａｇ ２ ０４，Ｃ ｉ ｈ ｉｎ ｏｍａ ｊ Ｖ ｒ ｙ Ｊｎ ｕ ｈ ｉｎ ３ １０ ｓ ｊ ｈｎ ａ）
摘 要： 分析了膜 电位的测量原理 ， 设计 了用电位差计测量膜 电位的实验， 生物膜采用 自制的蛋膜． 实验表明 ：
膜电位和膜电势
膜电位和膜电势膜电位和膜电势生命的存在始于基本单元——细胞，而细胞内则有着无数的神经元贯穿其中进行大量的信息传递。
其中重要的一环就是膜电位和膜电势。
本文将从基础概念、影响因素和生命的体现三个方面进行阐述。
基础概念所谓膜电位，就是细胞膜内外的电压差，通常以毫伏为单位表示。
正常状态下，膜内负电位达到-70mV左右，而膜外则为正电位，这种差异就形成了膜电位。
而膜电势，就是使膜内和膜外电位差产生的电势，它来源于神经元之间的电信号传递。
当神经元兴奋时，离子通道就会打开，那些“带电”的离子便会流动进出细胞内外，这时不同的离子电荷会堆积形成不同的膜电势。
影响因素膜电位和膜电势会受到外界因素的影响。
感官刺激、温度变化、化学物质等都能引起细胞膜内外的离子通道发生变化，从而使膜电位和膜电势发生改变。
另外，神经元之间的连接也能够影响膜电势的传递速度。
神经元之间通过突触连接，而突触会有化学物质的介入，例如神经递质和荷尔蒙等，它们能够通过作用于神经元的细胞膜来调节神经元之间的信息传递，间接影响膜电势的变化。
生命的体现膜电势和膜电位的变化，有着重要的生理学意义。
例如，神经元能够通过改变膜电势和膜电位传递信号，调节身体的生理活动，这些活动包括学习记忆、思考反应、调节呼吸、平衡体温等。
而在心肌细胞中，通过膜电势和膜电位的变化，调节心肌细胞的收缩和舒张，从而实现心脏的正常功能。
总结膜电位和膜电势是神经元信息传递的基础，其值的改变能直接和间接影响人体各种生理活动的进行，这些活动的相互关联和协调则是维持人体正常生命活动的基础。
深入研究膜电位和膜电势的变化，不仅有助于我们更好地认识神经元信息传递的机理，还能为人类疾病的治疗提供更为明确的方向和思路。
膜电位计算公式
膜电位计算公式膜电位计算公式是用来计算细胞膜上的电位差的一种数学公式。
细胞膜是细胞的保护屏障，同时也是细胞内外离子浓度差异的主要维持者。
膜电位的变化在细胞的生理活动中起着重要作用，比如神经细胞的兴奋传导就是基于膜电位的变化进行的。
膜电位计算公式可以帮助我们理解细胞膜的电生理特性，从而更好地理解细胞的功能和疾病发生的机制。
膜电位计算公式的基本原理是根据细胞内外离子的浓度差异和各种离子通道的特性来计算细胞膜上的电位差。
在细胞膜上存在多种离子通道，比如钠离子通道、钾离子通道等，这些离子通道的开闭状态会影响细胞膜上的离子通透性，进而影响膜电位的变化。
膜电位计算公式一般包括离子通道的开放概率、各种离子的平衡电位等因素，通过这些因素的综合作用，可以计算出细胞膜上的电位值。
膜电位计算公式的具体形式会根据不同的细胞类型和实验条件而有所不同。
在神经细胞中，膜电位的变化与钠离子和钾离子的通透性密切相关。
当神经细胞兴奋时，钠离子通道打开，使细胞内钠离子流入，导致膜电位升高，形成动作电位；而在静息状态下，钾离子通道打开，使细胞内钾离子流出，膜电位下降，维持在一个稳定的负值。
通过膜电位计算公式，可以计算出神经细胞在不同状态下的膜电位数值，从而更好地理解神经元的兴奋传导机制。
除了神经细胞，其他类型的细胞也存在膜电位的变化。
比如心肌细胞的收缩与舒张就与膜电位的变化有关。
心肌细胞的膜电位变化会引起钙离子的释放和收回，从而控制心肌细胞的收缩和舒张。
通过膜电位计算公式，可以计算出心肌细胞在不同阶段的膜电位数值，帮助我们理解心脏的生理功能和疾病机制。
总的来说，膜电位计算公式是一种重要的工具，可以帮助我们深入理解细胞膜的电生理特性，从而更好地理解细胞的功能和疾病发生的机制。
通过计算膜电位，我们可以揭示细胞内外离子平衡的重要性，以及各种离子通道在维持细胞内环境稳定性中的作用。
希望未来能够进一步研究和发展膜电位计算公式，为细胞生物学和医学研究提供更多有益信息。
低温对生物方法净化水质的影响
低温对生物方法净化水质的影响耿英慧;张明【期刊名称】《当代水产》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】3页(P95-97)【作者】耿英慧;张明【作者单位】上海保硕生物科技有限公司;华东师范大学【正文语种】中文在集约化养殖模式下，水体有机污染严重，使用活菌制剂成了养殖户的必然选择。
活菌制剂包括芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌、光合细菌、硝化细菌等，多数情况应用于开放的池塘环境中，使用效果受到多种因素的影响，尤其低温下的效果更是受到了广泛的关注。
但目前众多企业对其产品低温下使用剂量以及效果给出有效的数据支撑。
活菌制剂的菌株多分离筛选于自然环境，生物膜法水质处理是通过水体中微生物富集生长于特定的载体上来净化水质的，两者具有相似之处。
因此本文通过低温下生物膜法对黄浦江上游水体中氨氮处理效果，初步了解低温下微生物活性的变化规律，以期对低温下活菌制剂的应用提供一点参考依据。
1.1 试验地点上海RW原水厂1.2 试验工艺流程试验工艺流程如图1所示，主要设备如下：空气压缩，机型号VW-0.5/9-SA，南京某机电有限公司；压缩机油水尘分离器，型号YSCFG-1.0/1.0，南京某机电有限公司；立式离心泵，上海某给水工程有限公司；加氨泵，型号ES-B10VC-230N1，日本；转子流量计，LZB-10，浙江余姚。
1.3 生物处理池设计参数生物处理柱直径400mm，柱内水深4m，填料为聚苯乙烯白色球形，粒径8～10mm，密度0.02 g/m3，填料堆积高度为2m，曝气区高度800mm，滤柱底部设穿孔管曝气系统，孔径2mm，气水同向流。
1.4 试验运行工况和水质条件水力负荷为8m3/m2·h（HRT=30min），气水比为0.5。
试验期间原水氨氮浓度在2.27～1.50mg/L，平均为1.68mg/L，CODMn在5～7mg/L范围波动，进水溶解氧5mg/L以上，进水pH均值7.55，进水浊度均值56.38。
膜电位(Membrane Potential)-通常是指以膜相隔的两溶液之间产生的电位差
膜电位(Membrane Potential)-通常是指以膜相隔的两溶液之间产生的电位差膜电位(Membrane Potential)-通常是指以膜相隔的两溶液之间产生的电位差。
一般是指细胞生命活动过程中伴随的电现象，存在于细胞膜两侧的电位差。
膜电位在神经细胞通讯的过程中起着重要的作用。
学术术语来源——透骨消痛胶囊对凋亡软骨细胞Rac1和Cdc42表达的影响文章亮点：1 肿瘤坏死因子α能够诱导软骨细胞凋亡，实验模拟了关节软骨细胞的退变过程。
观察透骨消痛胶囊对体外培养大鼠关节软骨细胞凋亡率及Rac1，Cdc42，Bax和Bcl-2蛋白表达的影响。
2 结果显示，透骨消痛胶囊能够下调肿瘤坏死因子α诱导下的软骨细胞Rac1，Cdc42和Bax蛋白表达，上调Bcl-2蛋白表达，调节Bcl-2/Bax蛋白比例，降低软骨细胞的凋亡率，对细胞起到一定的保护作用。
关键词：组织构建；软骨细胞；透骨消痛胶囊；中药；凋亡；Rac1蛋白；Cdc42蛋白；国家自然科学基金主题词：软骨细胞；细胞凋亡；中草药；rac1 GTP结合蛋白质；cdc42 GTP结合蛋白质摘要背景：透骨消痛胶囊治疗早、中期骨性关节炎有较好疗效，但作用机制尚未完全阐明。
小GTP酶Rho能够抑制软骨细胞肥大分化，促进软骨细胞的凋亡。
目的：观察透骨消痛胶囊对体外培养凋亡大鼠关节软骨细胞Rac1和Cdc42的影响，并初步探讨其防治骨性关节炎的作用机制。
方法：采用4周龄SD大鼠膝关节软骨建立稳定的软骨细胞体外培养体系，采用甲苯胺蓝染色法对第3代软骨细胞进行鉴定。
用20 μg/L的肿瘤坏死因子α诱导体外培养软骨细胞的凋亡，诱导成功后，给予透骨消痛胶囊(500，100，20 mg/L)孵育24 h后，分别用MTT法检测各组软骨细胞的存活率，用流式细胞仪检测各组软骨细胞的线粒体膜电位情况，Western Blot检测各组软骨细胞Rac1，Cdc42，Bcl-2及Bax蛋白表达。
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n n0eEp kT
k 1.381023 J / K
两侧离子的电势能分别为：
EP1 ZeU1
EP2 ZeU 2
代入玻尔兹曼能量分布定律得：
n1
n eZeU1 0
kT
n2
n eZeU2 0
kT
4
则： n1 eZe(U1 U2 ) kT n2
膜两侧得浓度与离子 密度成正比，即：
C1 n1 C2 n2
取对数：
ln
n1 n2
Ze kT
(U1 U2 )
跨膜电位（膜电位）
能斯特方程
U1
U2
kT Ze
ln
C1 C2
2.3 kT Ze
lg C1 C2
5
2. 静息电位
细胞膜属于半透膜，膜内外存在多种离子，主
要是： K 、Na+、Cl 和大蛋白离子。当细胞处于静
横向电流（膜电流）：这些离子跨越细胞膜运动。
横向电阻叫膜电阻，用rm 表示单位长度的膜电阻。
14
细胞内液和外液均是含 有电解质的溶液
两个导体
电 容
细胞膜是含脂肪的膜
绝缘体
单位面积的电容为膜电容用Cm表示
把神经纤维看成是一根特殊的电缆，由于轴 浆电阻、膜电阻与膜电容的组合，使电流对膜电 位的影响起着依距离而衰减和在时间上的延迟作 用。神经细胞的这种性质可以比较满意地解释电 流对神经膜的作用。因此称为电缆学说。
15
当外界的刺激低于细胞兴奋的阈值时，细胞不 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ产生动作电位，但细胞的膜电位还是会发生，而 细胞膜的电阻、电容和膜电动势不发生变化，这时 的膜称为被动膜。
被动膜的电缆性质：
等效电路：把神经纤维
看成有许多长度为x 的 小段组成，每一小段 x
可表示为如图所示的等效 电路。
16
把相邻小段的神经纤维的等效电路联系在一起就 构成神经纤维的等效电路如图：
对于大细胞，动作电位可以由它的某一部分产 生，再传导到另一部分。在肌肉组织中，动作电位 可以由一个细胞传到另一个细胞。
12
除极时，膜外的正电荷被吸入膜内，使临近区域 的电位降低，膜内的负电荷也移入正电区，使临近区 域的电位上升。结果临近区域的电位发生变化，引起 钠离子的通透性突然增加，从而触发动作电位出现。
20
第八章 直流电
8.1 电流密度和欧姆定律 8.2 基尔霍夫定律 8.3 电容器的充电和放电 8.4 生物膜电位
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知识回顾 Knowledge Review
神经纤维的电缆方程，并解出： 被动膜的电缆性质：膜
0ex
电位 依距离的变化 x 按指
数规律衰减
通电电极在x＝0处 的膜电位
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通入恒定电流刺激神经
记录不同点的膜电位变化
两个微电极
测得的是 膜电位变化
ε是膜电位
E与静息电 位Er 之差
ε ＝E－Er
18
4. 电泳
细胞外液中除了正负离子外，还有带电或不带电 的悬浮胶粒（细胞、病毒、蛋白质分子或合成粒子）。
动作电位传播 的速度与神经纤 维的结构和大小 有关，慢的约 0.5mm/s，快的 达到130mm/s。
13
3. 神经纤维的电缆方程
神 经
细胞体 树突：接受传入的信息传向细胞体。
元
突起
内部是轴浆（稀电解质） 轴突（神经纤维） 外部是圆柱面的细胞膜
纵向电流：是轴浆的电解质中的K+、Na+、Cl－
可沿轴突流动。纵向电阻叫轴浆电阻，用ri 表示单位 长度的轴浆电阻。
8
除极以后，细胞膜又使钠离子不能通透，而 K
的通透性突然提高，使大量的钾离子由膜内向膜外
扩散，使膜内的电位降低，膜电位由+60mV迅速降 到-100mV，这一过程使离子在细胞兴奋时的电位得 以恢复称为复极。膜电位恢复为-86mV.
9
第四节 生物膜电位
一、能斯特方程和静息电位 二、动作电位和神经传导
第四节 生物膜电位
一、能斯特方程和静息电位 二、动作电位和神经传导
1
一、能斯特方程和静息电位
1. 能斯特方程式
静息电位产生的原因：
1）细胞膜内外液体中离子的浓度不同 2）细胞膜对不同种类的离子的通透性不一样。
在没有任何刺激时，细胞内外存在电位差，这一电
位差叫静息电位。
静息电位的产生过程
如图所示，两种不同浓度的KCl溶液,有一个半透膜
细胞处于静息状态时：膜外带正点，膜内带负 电，膜外电位高于膜内，膜电位-86mV.
7
去极化过程：当细胞受到的刺激达到阈值或阈值
以上时，Na的通透性突然增大，大量的钠离子在浓
度梯度和电场的双重作用下涌入膜内，使膜内的电 位迅速提高，膜电位降低。
当膜内外钠离子的浓度差 和电位差的作用相互平衡 时，细胞膜的极化发生倒 转，使膜内带正电，膜外 带负电，这一过程叫除极。 膜电位为：+60mV.
在电场力的作用下，带电胶粒的迁移现象叫做电 泳。胶粒的迁移速度主要由以下因素决定：
电场强度、胶粒电量及质量、胶粒大小和形状、 液体的粘滞系数和介电常数。
带电胶粒在电场作用下的迁移速度不同，可以将 标本中的不同成份分开，是生物化学研究，制药及临 床检验的常用手段。
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由直流电源和电泳槽两大部分构成。 直流电源要提供稳定的输出电压，电流和功率； 电泳槽一般包括电极（由炭棒或铂片组成）和缓 冲液槽、电泳介质的支架和透明的绝缘密封盖等组成。
10
二、 动作电位和神经传导
1. 动作电位
可见：细胞受刺激所经历
的除极和复极过程，伴随着
电位的波动过程。这一过程
仅需10ms左右。我们把这个
电位波动过程叫做动作电位。
细胞恢复到静息状态后，
又可以接受另一个刺激，产
生你一个动作电位。在不断
的强刺激下，1秒内可以产 生几百个动作电位。
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2. 神经传导
息状态时，各种离子得膜内外浓度不同，它们都可
以在不同程度上透过细胞膜，其他则不能透过。只
有能透过细胞膜的离子才能形成跨膜电位.
两种离子 Na : 61.5lg 10 71mV
的静息电
142
位是： K : 61.5lg 141 89mV
5 6
神经细胞的静息电位是-86mV，这时细胞膜对 K 是通透的，而对 Na+通透性很差。
隔开。设半透膜只允许 K 通过，而不允许 Cl 通过。
两边的浓度分别为C1和C2，且C1 > C2。
2
由于C1 > C2， K 向右侧扩散，使右侧正离子逐
渐增加，左侧出现过剩的负离子，这些电荷在膜的两
侧聚集起来，最后达到平衡时，膜的两侧具有一定的
电势差 。
3
对于稀溶液 值可由玻尔兹曼能量分布定律来计