【精品课件】细胞的生物电现象和兴奋性生理学
合集下载
生理学 细胞的生物电现象与兴奋性 ppt课件
+35 0
锋电位
mV
-55
负后电位
刺激伪迹
-70
后电位
时间（ ms） ppt课件
正后电位
动 作 电 位 的 波 形 及 组 成
12
ppt课件 神经纤维动作电位示意图
13
动作电位的特点
• “全”或“无”；不减衰；不重叠。
“全”
Ap的幅度不随有效刺激强度的 增强而增大
膜各部分的极化状态一致，则Ap 在传导过程中不衰减
第三节 细胞的生物电现象与 兴奋性
一、 细胞的生物电现象及其产生机制 二 、细胞的兴奋和兴奋性
ppt课件
1
一、细胞的生物电现象及其产生机制
(一)两个重要的细胞生物电现象
• 生物电现象及历史（Galvani）。 • 细胞在安静或活动时，都有生物电现象。 • 采用微电极技术对细胞内电位变化进行研 究。 • 方法：细胞水平研究。 • 材料：微电极、电位仪、枪乌贼大神经。
2. 动作电位在不同细胞之间的传递
（1）动作电位通过缝隙连接的传递
心肌和平滑肌的细胞间存在缝隙连接。 由6个称为连接子的单体蛋白形成同源六聚体。
（2）动作电位通过神经突触或神经－肌接头 的传递（化学性传递） 42 ppt课件
二、细胞的兴奋和兴奋性
(一)细胞的兴奋和可兴奋细胞
传统生理学将细胞或组织对刺激发生的反应 称为兴奋（excitation）。 在现代生理学中，兴奋被看作是动作电位的 同义语或动作电位产生的过程。 凡是受刺激后能产生动作电位的细胞，称为 可兴奋细胞。神经细胞、肌细胞和腺细胞都 属于可兴奋细胞。
Ca2+进入末梢
2
Na+内流*、K+外流 后膜去极化(终板电位,局部兴奋)
细胞生物电现象ppt课件
2、刺激时间
基强度：在刺 激作用时间足够条 件下，引起兴奋的
最小刺激强度，
利用时：基强 度条件下引起细 胞兴奋所需要的 最短作用时间。
时 值：二 倍基强度条件下 的利用时。
可兴奋组织的强度-时间曲线
3、刺激时间—强度变化率
变化率快：以最短时间达到阈值。 （AP容易发生）
变化率慢：以缓慢速度达到阈值。 （AP不容易发生）
二、兴奋的引起和兴奋在同一细胞上的传导
（一）刺激引起兴奋的条件
◎刺激强度。 ◎刺激持续时间。 ◎刺激的时间-强度变化率。
1、刺激强度
阈 值：引起组织与细胞兴奋的最小刺激强度。 阈刺激：＝阈值的刺激强度
阈上刺激：＞阈刺激（阈值） 阈下刺激：＜阈刺激（阈值）
意义：是衡量某一 组织与细胞兴奋性高低的 客观指标。
形成局部电流
膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升 膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降
去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发AP
无髓鞘神经纤维
近距离局部电流，动作电位沿膜依次产生。
2、有髓鞘神经纤维 跳跃式局部电流（跳跃传导），动作电位只在朗
飞氏结处产生。
第三节 骨骼肌的收缩功能
骨骼肌的收缩是神经冲 动传到末梢时，兴奋经神 经－骨骼肌接头传递给肌 肉，引起肌肉的兴奋和收 缩。
后电位：AP复极到RP水平前呈 现时间较长、波动较小
的 电位变化过程。
包 括：负后电位和正后电位。
锋电位：特指神经纤维AP波形。
（二）生物电现象的产生机制（掌握）
1、静息电位 1）产生条件：
静息状态下膜内外离子分布不同 ——构成离子扩散动力
静息状态下膜对离子通透性不同 ——决定何种离子扩散
第三节 生物电现象和兴奋性PPT课件
接头前膜
（Ach，量子释放）
接头间隙 接头后膜（终板膜）
（Ach受体）
神经冲动 Ca2＋通道开放，Ca2＋内流 囊泡移动、融合、破裂， ACh释放(量子释放) ACh与N2受体结合 Na＋、K＋ (尤其是Na＋)通透性↑ 终板膜去极化→终板电位EPP EPP电紧张性扩布至肌膜
动作电位
（三）EPP的特征：
超极化: RP↑
5. 动作电位的产生机制
（1）条件:
① [Na+]i < [Na+]O ≈ 1∶10； ②膜在受到刺激而兴奋时，对Na+的通透性增加
• 上升支
mV
受刺激时，膜内的钠通 30
道被激活而开放，膜内
去极化到阈电位，Na+
0
顺浓度差大量内流。
• 下降支
钠通道失活关闭， Na+ 内流停止，钾通道被激 活而开放，产生K+的快 速外流。
兴奋：组织受刺激后由静息→活动 （电变化---动作电位）。
抑制：组织受刺激后由活动→静息。
兴奋性：活组织或细胞受刺激后产生动作电位的 能力。
（二） 刺激引起兴奋的条件
刺激的强度： 阈强度：引起兴奋的最小刺激强度
刺激的作用时间 阈时间：一定强度的刺激引起兴奋所需 的最短时间
刺激强度-时间变化率
到达K+平衡电位
钠通道失活； 钾通道开放，K+外流
Na+-K+泵
第四节 肌细胞的收缩功能
教学目标：
1.掌握神经-肌肉接头处兴奋传递的过程。 2.熟悉骨骼肌兴奋-收缩偶联的概念。 3.了解肌丝滑行的过程和肌肉收缩的形式。
一、 神经-肌肉接头的兴奋传递
（nerve-muscle junction）
细胞生物电现象课件
液隔开,类似于平行板电容器。 2.细胞膜电学特性:细胞膜具有 ①膜电容Cm : 较大，约1µF/cm2 ②膜电阻Rm: 可变,与通道及转运体数目有关； Rm倒数即膜电导Gm=带电离子通透性 ③细胞膜通道开放→带电离子跨膜移动→相 当于电容器充电或放电→可产生电位差即 跨膜电位
3.电紧张电位electrotonic potential 随距刺激原点距离的增加而膜电 位呈指数衰减的电位变化称电紧张电 位。 该电位是由膜的固有电学特性决 定的,其产生过程中没有离子通道的 激活,也无膜电导的改变。
2.兴奋性 excitability:
可兴奋组织、细胞对刺激发生反应(即产生 动作电位)的能力。 衡量兴奋性高低的指标——阈值 阈上刺激 supraliminal stimulus 阈下刺激 subthreshold stimulus
二、细胞膜cell membrane 被动电学特性 1.平行板电容器Байду номын сангаас细胞膜脂质双层将细胞内外
Na+通道 去极化 ↓ 激活 ↓ 失活 ↓ 恢复
Na+通道激活开放,Na+内流形成AP上升支
Na+=-130mV
2.动作电位期间Gm的变化
用电压钳(voltage clamp,固定膜电位,测量 膜电流)技术的研究结果表明: 动作电位期间,膜GNa首先增加,随即又衰减, 在其衰减的同时GK增大。
3.Gm变化的机制是离子通道的活动 膜片钳(patch clamp):钳制一小片膜， 记录单个通道离子电流的技术。
Action Potential：
刺激后,膜对Na+通透 ↓ 膜内外Na+势能贮备 ↓ Na+经通道易化扩散 ↓ 扩散的Na+抵消膜内 负电位,形成正电位 ↓ 直至正电位增加到足以 对抗由浓度差所致的 Na+内流
3.电紧张电位electrotonic potential 随距刺激原点距离的增加而膜电 位呈指数衰减的电位变化称电紧张电 位。 该电位是由膜的固有电学特性决 定的,其产生过程中没有离子通道的 激活,也无膜电导的改变。
2.兴奋性 excitability:
可兴奋组织、细胞对刺激发生反应(即产生 动作电位)的能力。 衡量兴奋性高低的指标——阈值 阈上刺激 supraliminal stimulus 阈下刺激 subthreshold stimulus
二、细胞膜cell membrane 被动电学特性 1.平行板电容器Байду номын сангаас细胞膜脂质双层将细胞内外
Na+通道 去极化 ↓ 激活 ↓ 失活 ↓ 恢复
Na+通道激活开放,Na+内流形成AP上升支
Na+=-130mV
2.动作电位期间Gm的变化
用电压钳(voltage clamp,固定膜电位,测量 膜电流)技术的研究结果表明: 动作电位期间,膜GNa首先增加,随即又衰减, 在其衰减的同时GK增大。
3.Gm变化的机制是离子通道的活动 膜片钳(patch clamp):钳制一小片膜， 记录单个通道离子电流的技术。
Action Potential：
刺激后,膜对Na+通透 ↓ 膜内外Na+势能贮备 ↓ Na+经通道易化扩散 ↓ 扩散的Na+抵消膜内 负电位,形成正电位 ↓ 直至正电位增加到足以 对抗由浓度差所致的 Na+内流
生物电现象和兴奋性(Cell-2)
• 某离子的电化学驱动力 某离子的电化学驱动力(F)=Em-Ex
内负外正
原理三： 原理三：
2、膜的选择通透性：安静时对K＋ 一不均 、膜的选择通透性：安静时对 的通透性大。 的通透性大。 二选择 3、K＋外流，而膜内带负电的蛋白 三是 外钾 、 外流， 不能随K 外流，形成与K 不能随 ＋外流，形成与 ＋隔膜相 内蛋白。 内蛋白。 吸的极化状态； 吸的极化状态； 4、其数值相当于K＋的平衡电位。 、其数值相当于 的平衡电位。 5、 Na+泵: 外流 +和漏入的 +可 、 外流K 和漏入的Na 激活钠泵， 激活钠泵，生电作用
细胞生物电的产生机制 The mechanism underlying bioelectricity
细胞生物电的测量
• 静息电位（resting potential）：在静息状态下 静息电位（ ）：在静息状态下 ）： (即细胞未受刺激的情况下 ，细胞膜内外两侧 即细胞未受刺激的情况下)， 即细胞未受刺激的情况下 的电位差。 的电位差。
• Em:膜电位 Ex：某离子的平衡电位 膜电位 如：RP=-70mV, ENa=+60mV, EK=-90mV FK+ =-70-(-90)=+20(mV) FNa+=-70-(+60)=-130(mV) 外向F 外向 内向F 内向 外向电流 内向电流
静息电位条件下， 静息电位条件下，Na+受到很大的内向驱动力 锋电位时， 锋电位时，K+受到很强的外向驱动力
膜电容： 膜电容：细胞膜脂质双层类似于一个平板电 容器，相对地视作绝缘体， 容器，相对地视作绝缘体，因此细胞膜具有 显著的电容特性。 显著的电容特性。
• 跨膜电位：当膜上的离子通道开放而引起 跨膜电位：当膜上的离子通道开放而引起 离子通道开放 带电离子的跨膜流动时，就相当于在电容 带电离子的跨膜流动时，就相当于在电容 器上充电或放电而产生的电位差 而产生的电位差， 器上充电或放电而产生的电位差，称为跨 膜电位。 膜电位或简称为膜电位 膜电位或简称为膜电位。包括细胞安静时 存在的静息电位和受刺激后出现的动作电 位 • 膜电阻：通常用它的倒数膜电导G来表示。 膜电阻：通常用它的倒数膜电导 来表示 来表示。 对带电离子而言， 对带电离子而言，膜电导就是膜对离子的 通透性。 通透性。
第三章细胞的基本功能-细胞的兴奋性和生物电(1)
组成，一条粗肌丝有200－300各肌凝蛋白 组成。
肌凝蛋白 杆状部：均朝M线方向集合成束， 形成粗肌丝主干 。
球状膨大部：裸露在粗肌丝主干的
表面，成横桥，每一横
桥均有一细肌丝对应。
横桥cross bridge 2个主要特征： ❖ 可与细肌丝上肌纤蛋白action可逆性结合，同
时横桥向M线扭动，使细向粗方向滑动，肌小 节长度减小，肌肉收缩，反之横桥与肌纤蛋白 分离，肌小节恢复长度，肌肉舒张。
不能出膜，形成与K+隔膜相吸的极化状态。
静息电位产生机制：
• 膜内外K浓度比约 301 (动力)
• 安静时K通道开放 ( 通透性)
=
浓度差（动力）
K+ 外流 →
电位差（阻力）
• 膜内带负电的蛋白 质有随K+外流的倾向，但不 能出膜，形成与K+隔膜相吸 的极化状态。
K+ 平衡电位 静息电位
据 Nernst公式： Ek＝RT/ZF×㏑[k+]o/[k+]i（mv） Ek＝60 log [k+]o/[k+]i （mv） R：通用气体常数 T：绝对温度 Z：离子价 F：法拉第常数
肌肉松弛剂：与乙酰胆碱竞争终板膜上乙酰胆 碱受体，阻断传递，肌肉失去收缩能力，如美 洲箭毒。
有机磷，新斯的明：抑制胆碱酯酶导致乙酰胆 碱在接头处大量聚集。
神经肌肉接头兴奋传递的特征 ❖ 化学性兴奋传递 ❖ 单向传递 ❖ 时间延搁 ❖ 易受药物和其他环境因素影响
4 骨骼肌的微细结构和收缩原理 粗肌丝：主要由肌凝蛋白myosin（肌球蛋白）
3 神经－骨骼肌接头处的信息传递 神经－肌肉接头： 接头前膜：失去髓鞘的轴突末梢的膜。 接头后膜：（终板膜） 与接头前膜相对应的
肌凝蛋白 杆状部：均朝M线方向集合成束， 形成粗肌丝主干 。
球状膨大部：裸露在粗肌丝主干的
表面，成横桥，每一横
桥均有一细肌丝对应。
横桥cross bridge 2个主要特征： ❖ 可与细肌丝上肌纤蛋白action可逆性结合，同
时横桥向M线扭动，使细向粗方向滑动，肌小 节长度减小，肌肉收缩，反之横桥与肌纤蛋白 分离，肌小节恢复长度，肌肉舒张。
不能出膜，形成与K+隔膜相吸的极化状态。
静息电位产生机制：
• 膜内外K浓度比约 301 (动力)
• 安静时K通道开放 ( 通透性)
=
浓度差（动力）
K+ 外流 →
电位差（阻力）
• 膜内带负电的蛋白 质有随K+外流的倾向，但不 能出膜，形成与K+隔膜相吸 的极化状态。
K+ 平衡电位 静息电位
据 Nernst公式： Ek＝RT/ZF×㏑[k+]o/[k+]i（mv） Ek＝60 log [k+]o/[k+]i （mv） R：通用气体常数 T：绝对温度 Z：离子价 F：法拉第常数
肌肉松弛剂：与乙酰胆碱竞争终板膜上乙酰胆 碱受体，阻断传递，肌肉失去收缩能力，如美 洲箭毒。
有机磷，新斯的明：抑制胆碱酯酶导致乙酰胆 碱在接头处大量聚集。
神经肌肉接头兴奋传递的特征 ❖ 化学性兴奋传递 ❖ 单向传递 ❖ 时间延搁 ❖ 易受药物和其他环境因素影响
4 骨骼肌的微细结构和收缩原理 粗肌丝：主要由肌凝蛋白myosin（肌球蛋白）
3 神经－骨骼肌接头处的信息传递 神经－肌肉接头： 接头前膜：失去髓鞘的轴突末梢的膜。 接头后膜：（终板膜） 与接头前膜相对应的
细胞的生物电现象及兴奋的引起和传导 课件
阈下刺激、局部反应及其总和
• 阈下刺激可引起局部兴奋 • 不表现全或无现象，可随刺激强度增加而增大
• 局部膜电位变化只能以电紧张方式向临近细胞膜 扩布，随距离增大而逐渐减小，不能传导到远处
• 可以总和，即几个阈下刺激引起的局部反应可以 叠加
兴奋的引起
阈电位（threshold potential）和动作电位 阈下刺激、局部反应及其总和
➢是细胞膜在静息电位基础上发生一次膜两侧电位快速 而可逆的倒转和复原
生物电现象产生的机制
细胞膜内外的离子分布 及膜对离子的通透性
膜内K+、带负电的大分 子有机物
• 膜外Na+、Cl-
• 静息状态下，膜对K+ 的通透性最大，Cl-次 之，对Na+的通透性很 小，对带负电的大分子 有机物几乎不通透
• 兴奋时，膜对Na+的通 透性突然增大
生物电现象产生的机制
细胞膜内外的离子分布及膜对离子的通透性
静息电位与K+平衡电位
• 安静时细胞膜只对K+有选择性通透 • 当浓度差促使K+外移的力量与电位差阻止K+外移的
力量达到平衡时，膜对K+的净通量为零，此时，膜 两侧的电位差稳定于某一数值不变，即静息电位， 又称K+的平衡电位
动作电位与Na+平衡电位
• 动作电位具有“全或无”现象
动作电位的幅度不随刺激强度的增强而增大，动作 电位在传导过程中其幅度不衰减
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↓ 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→迅速内流 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作用→K＋迅速外流 膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支） ∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+-K+泵 Na+泵出、K+泵回，离子恢复到兴奋前水平
• 阈下刺激可引起局部兴奋 • 不表现全或无现象，可随刺激强度增加而增大
• 局部膜电位变化只能以电紧张方式向临近细胞膜 扩布，随距离增大而逐渐减小，不能传导到远处
• 可以总和，即几个阈下刺激引起的局部反应可以 叠加
兴奋的引起
阈电位（threshold potential）和动作电位 阈下刺激、局部反应及其总和
➢是细胞膜在静息电位基础上发生一次膜两侧电位快速 而可逆的倒转和复原
生物电现象产生的机制
细胞膜内外的离子分布 及膜对离子的通透性
膜内K+、带负电的大分 子有机物
• 膜外Na+、Cl-
• 静息状态下，膜对K+ 的通透性最大，Cl-次 之，对Na+的通透性很 小，对带负电的大分子 有机物几乎不通透
• 兴奋时，膜对Na+的通 透性突然增大
生物电现象产生的机制
细胞膜内外的离子分布及膜对离子的通透性
静息电位与K+平衡电位
• 安静时细胞膜只对K+有选择性通透 • 当浓度差促使K+外移的力量与电位差阻止K+外移的
力量达到平衡时，膜对K+的净通量为零，此时，膜 两侧的电位差稳定于某一数值不变，即静息电位， 又称K+的平衡电位
动作电位与Na+平衡电位
• 动作电位具有“全或无”现象
动作电位的幅度不随刺激强度的增强而增大，动作 电位在传导过程中其幅度不衰减
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↓ 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→迅速内流 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作用→K＋迅速外流 膜内电位迅速下降，恢复到RP水平（AP下降支） ∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+-K+泵 Na+泵出、K+泵回，离子恢复到兴奋前水平
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。
生理学课件：细胞兴奋性和生物电
Review
Intracellular and extracellular recording Resting membrane potential (definition and mechanism) Action potential (definition) Local response (Graded potential) Threshold potential
Ranging from –10 to –100 mV
Overshoot refers to the development of a charge reversal.
（超射）
A cell is “polarized” because its interior is more negative than its exterior.
Electrocardiogram ECG（心电图）
Electroencephalogram EEG（脑电图）
Electromyogram EMG（肌电图）
Extracellular Recording（细胞外记录）
Intracellular Recording （细胞内记录）
Opposite charges attract each other and will move toward each other if not separated by some barrier.
A typical neuron action potential
Negative afterpotential
Positive after-potential
Spike potential After-potential
Electrotonic Potential（电紧张电位）
细胞的生物电现象ppt课件
3.复极化
膜去极后，向膜内负电位（RP）恢复的过程
4.超极化
膜内电位（Rp值）向负值加大的方向变化
6
+ + ++++ + + + + + 神经纤维
-50mV RP: -90mV
-100mV 7
二. 动作电位 (Action Potential , AP)
— 细胞兴奋的共有标志
0mV
AP
神经纤维
stimulatr
1）去极相
1NaCl
细
Na+ ++-
胞 内
+ ++-
+-
+-
Na+ 浓度差
12 NaCl
++-
Na+ 细
①
-+-
胞
+-
外
+-
RP
-+
刺激 RP
13
2）复极相
1NaCl
12 NaCl
+ - K+
K+ ① ②
3）静息期
K+ 泵 Na+
③
细胞内 细胞外
14
*阈电位 (threshold potential ）
③超常期
＞正常 多数钠通道复活 -80 ~-90 mV
④低常期
＜正常 超极化
＞-90 mV
绝对不应期的意义：
使Ap不会重合（脉冲式）
18
7.局部电位及其特性
1.概 念
阈下刺激引起细胞膜局部较小的去极化
2.产生机制
少量Na+内流形成
膜去极后，向膜内负电位（RP）恢复的过程
4.超极化
膜内电位（Rp值）向负值加大的方向变化
6
+ + ++++ + + + + + 神经纤维
-50mV RP: -90mV
-100mV 7
二. 动作电位 (Action Potential , AP)
— 细胞兴奋的共有标志
0mV
AP
神经纤维
stimulatr
1）去极相
1NaCl
细
Na+ ++-
胞 内
+ ++-
+-
+-
Na+ 浓度差
12 NaCl
++-
Na+ 细
①
-+-
胞
+-
外
+-
RP
-+
刺激 RP
13
2）复极相
1NaCl
12 NaCl
+ - K+
K+ ① ②
3）静息期
K+ 泵 Na+
③
细胞内 细胞外
14
*阈电位 (threshold potential ）
③超常期
＞正常 多数钠通道复活 -80 ~-90 mV
④低常期
＜正常 超极化
＞-90 mV
绝对不应期的意义：
使Ap不会重合（脉冲式）
18
7.局部电位及其特性
1.概 念
阈下刺激引起细胞膜局部较小的去极化
2.产生机制
少量Na+内流形成
细胞生物电现象精品PPT课件
10
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
1.2.动作电位：
定义：细胞在适当刺激作用下，细胞膜产生 的可扩布性兴奋。
现象：细胞膜内电位升高，并发生反极化， 再恢复到静息状态。
幅度：90—130mV，（有细胞种类差异。 组成：峰电位—去极化、反极化、复极化。
后电位—负后电位（极化状态低于 静息水平），正后电位（极化状态高于静息 水平）
动作电位产生机制：
突触前膜兴奋，透性改变→神经递质释放 →递质与突触后膜结合，突触后膜透性改变→ 突触后膜电位变化。
特点：单向性；时间延搁。
3.细胞的兴奋和兴奋性
3.1.兴奋和兴奋性概念 3.2.细胞兴奋的条件
刺激强度， 刺激作用时间， 刺激强度对时间的变化率。 3.3.兴奋后兴奋性的变化
绝对不应期 相对不应期 超常期 低常期
骨骼肌的收缩
神经----肌肉接点的兴奋传递; 肌细胞膜兴奋----兴奋沿T小管传导----终 池释放Ca+; Ca+去抑制---肌动蛋白分子上的肌球蛋白 分子结合点暴露； 肌丝滑行---肌细胞收缩。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
（1）静息电位是基础； （2）锋电位产生：细胞膜Na+电导增加， Na+
内流---去极化、反极化； K+外流---复极化。 实质： Na+平衡电位。 特点： Na+、K+电导增加具有电压依赖性-- Na+、K+不同步开放。 阈电位--- Na+通道大量开放时的膜电位。
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
1.2.动作电位：
定义：细胞在适当刺激作用下，细胞膜产生 的可扩布性兴奋。
现象：细胞膜内电位升高，并发生反极化， 再恢复到静息状态。
幅度：90—130mV，（有细胞种类差异。 组成：峰电位—去极化、反极化、复极化。
后电位—负后电位（极化状态低于 静息水平），正后电位（极化状态高于静息 水平）
动作电位产生机制：
突触前膜兴奋，透性改变→神经递质释放 →递质与突触后膜结合，突触后膜透性改变→ 突触后膜电位变化。
特点：单向性；时间延搁。
3.细胞的兴奋和兴奋性
3.1.兴奋和兴奋性概念 3.2.细胞兴奋的条件
刺激强度， 刺激作用时间， 刺激强度对时间的变化率。 3.3.兴奋后兴奋性的变化
绝对不应期 相对不应期 超常期 低常期
骨骼肌的收缩
神经----肌肉接点的兴奋传递; 肌细胞膜兴奋----兴奋沿T小管传导----终 池释放Ca+; Ca+去抑制---肌动蛋白分子上的肌球蛋白 分子结合点暴露； 肌丝滑行---肌细胞收缩。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
（1）静息电位是基础； （2）锋电位产生：细胞膜Na+电导增加， Na+
内流---去极化、反极化； K+外流---复极化。 实质： Na+平衡电位。 特点： Na+、K+电导增加具有电压依赖性-- Na+、K+不同步开放。 阈电位--- Na+通道大量开放时的膜电位。
生理学PPT 细胞生物电现象[可修改版ppt]
![生理学PPT 细胞生物电现象[可修改版ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/b8c9165da0116c175f0e48e6.png)
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
概念：
阈下刺激引 起的低于阈 电位的去极 化（即局部 电位），称 局部反应或 局部兴奋。
特点： ①不具有“全或
无”现象。其幅值 可随刺激强度的增 加而增大。
②电紧张方式扩 布。其幅值随着传 播距离的增加而减 小。
③具有总和效应： 时间性和空间性总 和。。
时间性总和 空间性总和
兴奋在同一细胞上的传导
∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵 Na+泵出、K+泵回，∴离子恢复到兴奋前水平→后电位
动作电位的特征：
具有“全或无”的现象：
all or none phenomenon 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。
动作电位的意义： AP的产生是细胞兴奋的标志。
局部兴奋
A．阈电位 B．阈强度 C．基强度 D．刺激强度对时间的变化率 E．动作电位的幅度 2. 关于兴奋性的叙述，错误的是 A. 与静息电位绝对值成正比 B. 与阈电位绝对值成正比 C. 衡量指标是阈强度 D. 是心肌和腺体细胞共有的特性 E. 是生命活动的基本特征之一 3. 关于阈电位的叙述，错误的是 A. 只要去极化达到阈电位便可诱发动作电位 B. 一次阈下刺激不能使膜去极化达到阈电位 C. 阈电位与静息电位差值越大，细胞兴奋性越大 D. 阈电位的大小与细胞兴奋性有关 E. 比静息电位绝对值小10～20mV 4. 当达到K+平衡电位时 A．膜两侧K+浓度梯度为零 B．膜外K+浓度大于膜内 C．膜两侧电位梯度为零 D．膜内电位较膜外电位相对较正 E．膜内侧K+的净外流为零 5. 关于神经纤维的静息电位，下述哪项是错误的 A．它是膜外为正、膜内为负的电位 B．接近于钾离子的平衡电位 C．在不同的细胞，其大小可以不同 D．它是个相对稳定的电位 E．相当于钠离子的平衡电位
在于细胞膜内、外两侧的电位差，称 为静息电位(resting potential，RP)。
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。
（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。
（一）传导机制：局部电流
静息部位膜内为负电位，膜外为正电位
兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位
局
部
在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差
电
流 膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动
学 膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动
说
形成局部电流
膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升 膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降
刺激（stimulus）能被机体或组织细胞感受到得环境变化。
分类：物理、化学、生物、社会心理等方面。
反应（reaction）机体或组织细胞受到刺激后所发生的一切变化。
形式
兴奋 抑制
相对静止变为活动状态或活动由弱变强 活动变为相对静止状态或活动由强变弱
刺激引起组织细胞发生反应的条件
刺激强度 持续时间 强度-时间变化率
[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↑→膜内电位↑(正电场)
膜外为正、膜内为负的极化状态
当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP
结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。
∴RP=K+的平衡电位
动作电位(action potential，AP)是可兴奋
去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的AP
（二）传导方式：
•无髓鞘N纤维的兴奋传导为近距离局部电流； •有髓鞘N纤维的兴奋传导为远距离局部电流、相对不疲劳性 4、绝缘性 5、不衰减性或“全或无”现象
目标检测
一、单项选择题 1. 通常用作判断组织兴奋性高低的指标是
衡量不同组织细胞兴奋性高低的指标
阈值（threshold ）如果将刺激持续时间、强度-时间变化率固
定不变，测量能引起组织或细胞产生兴奋的最小刺激强度
阈值与兴奋性呈反变关系
根据阈值把刺激分为
阈上刺激 阈刺激 阈下刺激
第二节 细胞的生物电现象与细胞的兴奋 静息电位 动作电位
静息电位 细胞处于安静状态时，存
基本概念
极 化：静息时，细胞所保持的稳定的内负外正
状态
超极化：以静息电位为基准，膜内电位向负值增大
的方向变化 (膜内外电位差增大)
去极化：膜内电位向负值减小方向变化 复极化：细胞发生去极化后，再向原来的极化状态
恢复的过程
反极化：如果膜电位由外正内负，变为内正外负
静息电位产生的机制
离子流学说认为，生物电的产生要有两个 前提条件：
第3章 神经的兴奋与传导
杜广才
学习重点
1.理解刺激、反应、兴奋性的概念。 2.掌握阈值的概念及意义。 3.理解静息电位、动作电位的概念、特 征，了解其产生机制。 4.理解动作电位的传导，了解传导原理。
第一节 刺激、反应与兴奋性
兴奋性（excitability）是指组织细胞对刺激发生反应的能力或
特性，是生命的基本特征之一。
一是细胞膜内外的离子分布不均匀； 二是细胞膜对各种离子的通透性不同。
哺乳动物细胞内、外主要离子的分布
离子成 细胞内液 细胞外液
分
（mmol/L） （mmol/L）
K+
155
4
Na+
12
145
Cl－
4
120
有机负
155
15
离子
约相差 倍数 39 12 30
10
RP产生机制的膜学说:
静息状态下①细胞膜内外离子分布不均；②细胞膜对 离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A-
细胞受刺激时，在静息电位的基础上发生 的一次迅速的可扩布性电位变化。
3.动作电位的图形
刺激
局部电位变化
上
阈电位
去
升
去极化
极
支
零电位
化
反极化（超射）
下
复极化
降
支 （负、正）后电位
动作电位的产生机制
1.AP产生的基本条件:
①膜内外存在[Na+]差:[Na+]i＞[Na+]O ≈ 1∶10； ②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：
即电压门控性Na+、K+通道激活而开放。
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）
阈下刺激引 起的低于阈 电位的去极 化（即局部 电位），称 局部反应或 局部兴奋。
特点： ①不具有“全或
无”现象。其幅值 可随刺激强度的增 加而增大。
②电紧张方式扩 布。其幅值随着传 播距离的增加而减 小。
③具有总和效应： 时间性和空间性总 和。。
时间性总和 空间性总和
兴奋在同一细胞上的传导
∵ [Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵 Na+泵出、K+泵回，∴离子恢复到兴奋前水平→后电位
动作电位的特征：
具有“全或无”的现象：
all or none phenomenon 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。
动作电位的意义： AP的产生是细胞兴奋的标志。
局部兴奋
A．阈电位 B．阈强度 C．基强度 D．刺激强度对时间的变化率 E．动作电位的幅度 2. 关于兴奋性的叙述，错误的是 A. 与静息电位绝对值成正比 B. 与阈电位绝对值成正比 C. 衡量指标是阈强度 D. 是心肌和腺体细胞共有的特性 E. 是生命活动的基本特征之一 3. 关于阈电位的叙述，错误的是 A. 只要去极化达到阈电位便可诱发动作电位 B. 一次阈下刺激不能使膜去极化达到阈电位 C. 阈电位与静息电位差值越大，细胞兴奋性越大 D. 阈电位的大小与细胞兴奋性有关 E. 比静息电位绝对值小10～20mV 4. 当达到K+平衡电位时 A．膜两侧K+浓度梯度为零 B．膜外K+浓度大于膜内 C．膜两侧电位梯度为零 D．膜内电位较膜外电位相对较正 E．膜内侧K+的净外流为零 5. 关于神经纤维的静息电位，下述哪项是错误的 A．它是膜外为正、膜内为负的电位 B．接近于钾离子的平衡电位 C．在不同的细胞，其大小可以不同 D．它是个相对稳定的电位 E．相当于钠离子的平衡电位
在于细胞膜内、外两侧的电位差，称 为静息电位(resting potential，RP)。
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。
（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。
（一）传导机制：局部电流
静息部位膜内为负电位，膜外为正电位
兴奋部位膜内为正电位，膜外为负电位
局
部
在兴奋部位和静息部位之间存在着电位差
电
流 膜外的正电荷由静息部位向兴奋部位移动
学 膜内的负电荷由兴奋部位向静息部位移动
说
形成局部电流
膜内：兴奋部位相邻的静息部位的电位上升 膜外：兴奋部位相邻的静息部位的电位下降
刺激（stimulus）能被机体或组织细胞感受到得环境变化。
分类：物理、化学、生物、社会心理等方面。
反应（reaction）机体或组织细胞受到刺激后所发生的一切变化。
形式
兴奋 抑制
相对静止变为活动状态或活动由弱变强 活动变为相对静止状态或活动由强变弱
刺激引起组织细胞发生反应的条件
刺激强度 持续时间 强度-时间变化率
[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↑→膜内电位↑(正电场)
膜外为正、膜内为负的极化状态
当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP
结论:RP的产生主要是K＋向膜外扩散的结果。
∴RP=K+的平衡电位
动作电位(action potential，AP)是可兴奋
去极化达到阈电位，触发邻近静息部位膜爆发新的AP
（二）传导方式：
•无髓鞘N纤维的兴奋传导为近距离局部电流； •有髓鞘N纤维的兴奋传导为远距离局部电流、相对不疲劳性 4、绝缘性 5、不衰减性或“全或无”现象
目标检测
一、单项选择题 1. 通常用作判断组织兴奋性高低的指标是
衡量不同组织细胞兴奋性高低的指标
阈值（threshold ）如果将刺激持续时间、强度-时间变化率固
定不变，测量能引起组织或细胞产生兴奋的最小刺激强度
阈值与兴奋性呈反变关系
根据阈值把刺激分为
阈上刺激 阈刺激 阈下刺激
第二节 细胞的生物电现象与细胞的兴奋 静息电位 动作电位
静息电位 细胞处于安静状态时，存
基本概念
极 化：静息时，细胞所保持的稳定的内负外正
状态
超极化：以静息电位为基准，膜内电位向负值增大
的方向变化 (膜内外电位差增大)
去极化：膜内电位向负值减小方向变化 复极化：细胞发生去极化后，再向原来的极化状态
恢复的过程
反极化：如果膜电位由外正内负，变为内正外负
静息电位产生的机制
离子流学说认为，生物电的产生要有两个 前提条件：
第3章 神经的兴奋与传导
杜广才
学习重点
1.理解刺激、反应、兴奋性的概念。 2.掌握阈值的概念及意义。 3.理解静息电位、动作电位的概念、特 征，了解其产生机制。 4.理解动作电位的传导，了解传导原理。
第一节 刺激、反应与兴奋性
兴奋性（excitability）是指组织细胞对刺激发生反应的能力或
特性，是生命的基本特征之一。
一是细胞膜内外的离子分布不均匀； 二是细胞膜对各种离子的通透性不同。
哺乳动物细胞内、外主要离子的分布
离子成 细胞内液 细胞外液
分
（mmol/L） （mmol/L）
K+
155
4
Na+
12
145
Cl－
4
120
有机负
155
15
离子
约相差 倍数 39 12 30
10
RP产生机制的膜学说:
静息状态下①细胞膜内外离子分布不均；②细胞膜对 离子的通透具有选择性:K+＞Cl-＞Na+＞A-
细胞受刺激时，在静息电位的基础上发生 的一次迅速的可扩布性电位变化。
3.动作电位的图形
刺激
局部电位变化
上
阈电位
去
升
去极化
极
支
零电位
化
反极化（超射）
下
复极化
降
支 （负、正）后电位
动作电位的产生机制
1.AP产生的基本条件:
①膜内外存在[Na+]差:[Na+]i＞[Na+]O ≈ 1∶10； ②膜在受到阈刺激而兴奋时，对离子的通透性增加：
即电压门控性Na+、K+通道激活而开放。
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）