细胞的生物电现象(1)

K+ 155 5
31:1
通透性大
Cl- 8
110 1:14 通透性次之
A- 60 15 4:1
无通透性
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2.RP产生机制的膜学说:
ห้องสมุดไป่ตู้
∵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-
∴
[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)
2.AP实验现象：
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细胞的动作电位 动作电位(AP）——可兴奋细胞受阈(阈上)刺激后，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。
动作电位的过程：
动作电位
锋电位 后电位
上升支(去极相) 下降支(复极相)
*其中锋电位是动作电位的主要部分。
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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
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细胞的生物电现象
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细胞的生物电现象 ●静息电位：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内
外存在的恒定电位差。
●动作电位：细胞活动时，细胞膜内外存在的变化
的电位波动。
2.RP实验现象：
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生物电现象的产生机制
化学现象
要在膜两侧形成电位差，必 须具备两个条件：①膜两侧的 离子分布不均，存在浓度差； ②对离子有选择性通透的膜。
第二节 细胞的生物电现象
概述
恩格斯在100 多年前就指出：“地球上几 乎没有一种变化发生而不同时显示出电的变 化”。人体及生物体活细胞在安静和活动时 都存在电活动，这种电活动称为生物电现象 （bioelectricity）。细胞生物电现象是普遍 存在的，临床上广泛应用的心电图、脑电图、 肌电图及视网膜电图等就是这些不同器官和 组织活动时生物电变化的表现。
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。
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2.AP的产生机制:
AP上升支
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AP下降支
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2.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
3.动作电位的图形
刺激
局部电位
支上 升
阈电位 去极化
化去 极
零电位
反极化（超射）
支下
复极化
降
（负、正）后电位
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+40mv
b
0mv
c -70mv
-90mv
a
d
ab:锋电位上升支---去极化
bc：锋电位下降支---复极化
abc：锋电位
cd：后电位 编辑课件
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4.动作电位的特征：
①是非衰减式传导的电位。
②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。
5.动作电位的意义：
AP的产生是细胞兴奋的标志。
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6.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。
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4.与RP相关的概念：
静息电位:细胞处于相对安静状态时，细胞膜 内外存在的电位差。
膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以又称为 膜电位（membrane potential）。
RP值:哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为70～-90mV，红细胞约为-10mV左右。
RP值描述: RP↑→膜内负电位↑(-70→-90mV)=超极化 RP↓→膜内负电位↓(-70→-50mV)=去极化
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• 极化
– 内外两侧电位维持内负外 正的稳定状态
• 去极化或除极化
– 膜内负电位减小甚至由负 转正
• 超极化 – 膜内负电位增大
• 复极化 – 先去极化，再向静息电位 水平恢复
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（二）静息电位的产生机制
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 [Na+]i＞[Na+]o≈1∶10, [K+]i＞[K+]o≈30∶1 [Cl-]i＞[Cl-]o≈1∶14, [A-]i＞[A-]o≈ 4∶1
膜两侧[K+]差是促使K+扩散 的动力，但随着K+的不断扩散， 膜两侧不断加大的电位差是K+ 继续扩散的阻力，当动力和阻 力达到动态平衡时，K+的净扩 散通量为零→膜两侧的平衡电 位。
通透膜 选择性通透膜
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二、静息电位(resting potential RP)及其
产生机制
(一) 静息电位的概念
主要离子分布： 膜内：
膜外：
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(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
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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
离子浓度
（mmol/L）
膜内 膜外
膜内与膜 外离子比 例
膜对离子通 透性
Na+ 14
142 1:10 通透性很小
1.概 念 ：细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外存 在的电位差。 2.实验现象：
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3.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。
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+的平衡电位编辑课件
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二、动作电位(AP)及其产生机制
(一)动作电位的概念 1.概 念：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。
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
的极性反转过程。
阈电位:引发AP的临界膜电位数值。
局部电位:低于阈电位的去极化电位。
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、波动较小的电编辑位课件变化过程。
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（二）动作电位的产生机制
1.AP产生的基本条件: