生物膜电位
膜电位的计算公式
膜电位的计算公式膜电位是生物细胞膜内外电位差的表示，是维持细胞正常功能运行的重要因素之一。
膜电位的计算公式可以通过离子平衡和电荷平衡两个方面来解释。
离子平衡是指细胞膜内外离子浓度的差异导致的电位差。
在细胞膜内外，各种离子的浓度不同，导致了电荷分布的不均衡。
细胞内主要存在于细胞质的阳离子有钾离子（K+）和钠离子（Na+），而细胞外主要存在于细胞外液的阳离子有钠离子（Na+）。
细胞内外离子浓度的不同会导致细胞膜内外电位的产生。
电荷平衡是指细胞膜内外离子的电荷分布差异导致的电位差。
细胞膜是由磷脂双层组成的，具有一定的通透性。
通过离子通道的开闭，细胞内外的离子可以在膜上自由地运动。
这些离子的电荷分布差异将导致膜电位的形成。
膜电位的计算公式可以用Nernst方程来表示。
Nernst方程是描述离子平衡的一个重要方程，可以计算出膜电位的理论值。
膜电位（Vm）= RT/zF ln([ion]out/[ion]in)其中，R为理想气体常数，T为绝对温度，z为离子的电荷数，F为法拉第常数，[ion]out为细胞外离子浓度，[ion]in为细胞内离子浓度。
根据Nernst方程，可以计算出各种离子的平衡电位。
例如，钠离子的平衡电位（ENa+）可以通过将[Na+]out和[Na+]in代入Nernst方程来计算。
同样地，钾离子的平衡电位（EK+）也可以通过将[K+]out和[K+]in代入Nernst方程来计算。
这些平衡电位的差异将导致膜电位的形成。
然而，膜电位的实际值可能会受到其他因素的影响。
例如，细胞膜上存在多种离子通道，不同离子通道的开闭将影响离子在细胞膜上的运动。
此外，细胞内外离子浓度的变化也将影响膜电位的大小。
因此，膜电位的计算公式只是一个理论模型，实际情况可能会更加复杂。
膜电位是维持细胞正常功能运行的重要因素之一。
通过离子平衡和电荷平衡两个方面的差异导致了膜电位的产生。
膜电位的计算公式可以通过Nernst方程来表示，但实际情况可能会受到其他因素的影响。
生物膜电位
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2.温差电势差 T 不同，电子热运动不同，
产生电势差。
从T 高 T 低的电子数多，
10 V 。 3.称为汤姆孙电动势： 应用： 热电偶测温 ε= α（T－T0）（温差不大） 温差发电
5
1.接触电势差：电子密度不同，扩散所引起。
如图所示，设：n2＞n1
此电势差称为帕尔贴电动势： 10 — 10 V 。
V内 V外
若扩散为负离子，则：V内 － V外＜0
KT C1 ln e C2
反映平衡时膜两侧电势差与状态量的关系。 二.温差电动势(thermo-electromotive force) 1.现象： 见图
将两块不同金属的 两端分别接触，并 处于不同的温度，在 金属中会产生电流。
T
T0
2 3
n1 n2
- - -
+ + +
习题： P226
（13）. （14）. （15）.
§5.生物膜电位
温差电现象
一. 生物膜电位
1.产生：细胞膜内外的离子浓度不同，产生扩散，
使膜内外产生电位差。
2.分析，见图：
设C 1 C 2, 则有 : K1 K2 , 细胞膜 会阻止cl 通过，这样 就会出现外正内负的 情况。在受到刺激时 此电位可达到60mv 。
2 1
∴能斯托方程：
生物膜电位差机理研究报告
生物膜电位差机理研究报告生物膜电位差机理研究报告引言：生物体内有许多生物膜，如细胞膜、线粒体内膜、叶绿体膜等，这些膜起着保护细胞和细胞内器官的作用。
同时，它们也发挥着重要的功能，如细胞运输、能量产生等。
生物膜的电位差是生命活动的基础，对于许多生理过程和疾病的发生发展起着重要的作用。
本研究报告旨在探究生物膜电位差的形成机制、调控机理以及其在生物学过程中的作用。
一、生物膜电位差的形成机制：生物膜是由疏水性脂质分子组成的双层结构，其中包含了许多不同的离子通道和转运蛋白。
这些通道和蛋白质通过运载离子的方式，在膜的两侧形成了电位差。
这种差异主要是由于细胞内外离子浓度的差异以及通道和蛋白质的开闭状态所致。
1. 离子浓度差异：细胞内外的离子浓度是生物膜电位差形成的基础。
细胞内外Na+和K+离子的浓度差异是最明显的。
在细胞膜上，Na+和Cl-离子在细胞外较多，而K+离子在细胞内较多。
这种浓度差异使得Na+和Cl-向内扩散，而K+向外扩散。
这个离子运输过程造成正负电荷分离，形成了生物膜的电位差。
2. 通道和转运蛋白：离子通道和转运蛋白质是生物膜上负责离子运输的主要载体。
通道通过特定的结构和信号调节离子的通道状态，使离子在细胞内外之间进行运输。
转运蛋白质则通过载体的方式将离子跨越膜的两侧。
这些通道和蛋白质的开闭调节直接影响生物膜内外离子的平衡，从而影响电位差的形成。
二、生物膜电位差的调控机理：生物膜电位差是一个极为复杂的调控系统，涉及到许多调节机制。
这些机制可以分为生化、生物物理和细胞信号三个层面。
1. 生化调控：生化调控主要是指通过酶的活性调节离子浓度，改变离子通道的打开和关闭状态，从而调整电位差的大小。
如Na+/K+ATP酶的活性可以控制细胞内外钠离子和钾离子的浓度，进而影响电位差的形成。
2. 生物物理调控：生物物理调控主要是指离子通道和转运蛋白通过自身的结构和电荷特性调节离子的通道状态。
这些通道和蛋白质的结构变化可以受到细胞内物质的作用，如电压、温度、化学物质等的调控。
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。
膜电位的单位
膜电位的单位膜电位是指细胞膜两侧电位差的大小，也是维持细胞内外电荷平衡的重要指标。
本文将以人类的视角，生动地描述膜电位的单位，并探讨其在生物学中的重要性。
一、膜电位的单位在生物学中，膜电位的单位通常用伏特（V）来表示。
伏特是国际单位制中的电位单位，它表示两点之间的电势差。
细胞膜的电位差通常在毫伏（mV）的数量级，即千分之一伏特。
膜电位的测量通常使用电极技术，如玻璃微电极或电压钳技术。
二、膜电位的重要性膜电位在细胞生理过程中起着重要作用。
它不仅影响着细胞内外的离子通道开闭，还调节着细胞的兴奋性和传导性。
细胞内外的电位差决定了离子的扩散和运输方向，从而影响细胞内外离子的平衡和浓度分布。
在神经系统中，膜电位的变化与神经元的兴奋性密切相关。
当神经元处于静息状态时，细胞膜的静息电位维持在稳定的负值，称为静息膜电位。
当受到刺激时，膜电位会发生变化，从而触发神经冲动的传导和信号传递。
在心脏肌细胞中，膜电位的变化控制着心脏的节律和收缩。
心脏肌细胞的膜电位变化引起离子的内流或外流，从而导致细胞的去极化或复极化，最终控制心脏的收缩和舒张。
膜电位还在细胞内外离子交换、细胞内信号传导和细胞膜的功能调节中发挥重要作用。
它是维持细胞内外电荷平衡的基础，保障细胞正常的生理功能。
三、结语细胞膜电位作为细胞内外电荷差的度量单位，对于细胞的正常功能和生理过程至关重要。
通过合适的测量技术，我们可以准确地测量细胞的膜电位，进而深入了解细胞内外离子交换和细胞功能的调节机制。
膜电位的单位“伏特”将继续被广泛应用于生物学研究，为我们对生命的奥秘进行更深入的探索提供重要的工具。
高三总复习生物课件 神经调节中膜电位变化分析与相关实验探究
组3：将神经纤维分别置于Na＋浓度依次提高的生理溶液d、e中，测定其刺 激后的动作电位，并记录。
对上述所得的实验数据进行分析与处理。 (2)预测实验结果(设计一个坐标，以柱形图形式表示实验结果)。 (3)分析与讨论： ①简要解释组3的实验结果：________________________________________ ________________________________________________________________。 ②用放射性同位素24Na＋注入静息的神经细胞内，不久在生理溶液中测量到 放射性，24Na＋的这种转运方式属于________。用抑制酶活性的药物处理神经细 胞，会使24Na＋外流量________。 ③刺激脊蛙的坐骨神经，除了在反射中枢测量到动作电位外，还观察到腓肠 肌收缩，说明坐骨神经中含有______________神经。
经纤维的动作电位峰值逐渐增大。(3)②生理溶液中的Na＋浓度大于神经细胞内的浓度， 放射性同位素24Na＋逆浓度梯度从神经细胞内进入生理溶液，该跨膜运输方式是主动转 运，需要载体蛋白的参与和消耗能量。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会使细胞 呼吸强度下降，产生的ATP减少，主动转运减弱，24Na＋外流量减少。③刺激脊蛙的坐 骨神经，在反射中枢测到动作电位，说明其具有传入神经，观察到腓肠肌收缩，说明 其具有传出神经。因此，坐骨神经中有传入和传出神经。
2．(2020·浙江7月选考)欲研究生理溶液中K＋浓度升高对蛙坐骨神经纤维静 息电位的影响和Na＋浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路，预测 实验结果，并进行分析与讨论。
生物电活动的膜电位
生物电活动的膜电位1. 膜电位是细胞膜上的电压差，是细胞内外离子浓度差异所引起的。
2. 生物体内的神经元和肌肉细胞能够产生和传导膜电位。
3. 膜电位是细胞内外离子通道的开闭和离子泵的活性共同作用的结果。
4. 膜电位的变化可以影响神经信号的传导和肌肉收缩。
5. 神经元静息状态下的膜电位通常为负值，称为静息膜电位。
6. 当神经元受到刺激时，膜电位可发生短暂的变化，形成动作电位。
7. 肌肉细胞在兴奋状态下也会产生膜电位变化，引发肌肉收缩。
8. 膜电位变化是神经递质释放的基础，影响神经信号的传递。
9. 膜电位的稳定维持对细胞正常功能至关重要。
10. 膜电位的生成和调控与离子通道的开关和离子泵的活性密切相关。
11. 神经系统中的突触传递过程受到膜电位的调控。
12. 神经元突触前后膜电位的差异是神经信号传导的基础。
13. 膜电位与神经递质的释放存在密切的相互作用关系。
14. 细胞内部的代谢活动也会影响膜电位的变化。
15. 膜电位的变化可以通过电生理技术进行实时记录和观测。
16. 膜电位的研究对于理解细胞兴奋和传导的机制具有重要意义。
17. 不同类型的细胞会表现出不同的膜电位变化特征。
18. 离子通道的种类和分布对膜电位的产生和调控起着重要作用。
19. 轴突和树突等细胞突起结构的形态特征与膜电位的传导密切相关。
20. 膜电位的稳定性和变化性决定了细胞在感知和应对外界刺激时的响应方式。
21. 膜电位是细胞内部信号转导的重要一环。
22. 离子泵和离子通道在维持膜电位平衡中发挥着重要作用。
23. 细胞内外的离子浓度差异是膜电位产生的重要物质基础。
24. 膜电位的变化与细胞内钙离子浓度和代谢产物释放等过程相关联。
25. 离子通道的选择性和通透性是膜电位调控的重要因素。
26. 细胞内酶系统对膜电位的生成和调控起着重要作用。
27. 膜电位随着刺激频率的变化会产生不同的响应模式。
28. 细胞内环境的pH值和渗透压对膜电位的稳定性具有一定影响。
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。
生物电位外负内正
生物电位外负内正生物电位是指生物体内产生的电信号，它是生物体内许多生理过程的基础。
生物电位的产生与细胞膜上的离子通道有关，细胞膜上的离子通道可以控制离子的进出，从而产生电位差。
生物电位的正负是相对的，通常以外负内正的形式表示。
生物电位的外负内正是指细胞膜外侧带有负电荷，而细胞膜内侧带有正电荷。
这种电位差是由于细胞膜上的离子通道控制了离子的进出，使得细胞膜内外的离子浓度不同，从而产生了电位差。
这种电位差是细胞膜的基本特征之一，也是细胞内外交流的基础。
生物电位的产生与细胞膜上的离子通道有关。
细胞膜上的离子通道可以控制离子的进出，从而产生电位差。
细胞膜上的离子通道包括离子泵和离子通道两种。
离子泵是一种能够将离子从低浓度区域转移到高浓度区域的蛋白质，它能够将钠离子和钾离子分别转移到细胞外和细胞内，从而维持细胞膜内外的离子浓度差。
离子通道是一种能够让离子通过细胞膜的蛋白质，它能够让钠离子和钾离子分别从细胞外和细胞内进出，从而产生电位差。
生物电位的外负内正是细胞膜的基本特征之一，它在许多生理过程中起着重要的作用。
例如，在神经元的兴奋过程中，细胞膜上的离子通道会打开，使得钠离子从细胞外进入细胞内，从而产生电位差。
这种电位差会引起神经元的兴奋，从而传递神经信号。
在心肌细胞的收缩过程中，细胞膜上的离子通道会控制钙离子的进出，从而产生电位差。
这种电位差会引起心肌细胞的收缩，从而维持心脏的正常功能。
生物电位的外负内正是细胞膜的基本特征之一，它在许多生理过程中起着重要的作用。
生物电位的产生与细胞膜上的离子通道有关，细胞膜上的离子通道可以控制离子的进出，从而产生电位差。
生物电位的研究对于理解生物体内的生理过程具有重要意义，也为生物医学研究提供了重要的基础。
膜电位研究方法
膜电位研究方法
膜电位是生物膜中的电位差，可以通过多种方法进行研究。
1.细胞膜钳技术：细胞膜钳是一种测量细胞膜电位的最常用技术之一。
它可以测量单个细胞上的电位，包括神经元、心肌细胞、胰岛β细胞等。
2.离子选择性电极：离子选择性电极可以测量离子浓度的变化，并计
算出膜电位。
常用的离子选择性电极包括钠离子选择性电极、钾离子选择
性电极和氯离子选择性电极等。
3.膜电位信号记录仪：该仪器可以记录膜电位的时间变化。
通常使用
一个探头将电位信号传递到一个记录仪中。
这种方法很适用于研究心脏、
神经系统等。
4.双重钳技术：通过同时记录两个膜电位，可以研究不同的细胞之间
的相互作用。
5.膜通道测量技术：该方法可以测量膜离子通道的通透性和选择性，
从而计算出膜电位的变化。
包括全细胞记录、膜片钳记录等。
总之，膜电位研究方法种类繁多，选择适合的研究方法，可以更加准
确地研究膜电位。
《生理学实验课件——生物膜电位的测定》
测定过程中需要注意的事项
在进行生物膜电位测定实验时，需要注意以下事项：
• 保持实验样本的健康状态 • 避免电极与其他金属物质接触 • 避免电极暴露在阳光下 • 记录实验操作的详细步骤和观察结果
实验可能面临的问题及解决方 法
在进行生物膜电位测定实验时，可能会遇到以下问题：
• 电极信号干扰 • 实验样本的不稳定性 • 测量结果的不准确
1
离子通道
2
细胞膜上的离子通道可调控离子通透性，
影响细胞膜电位。
3
离子泵
离子泵通过主动转运离子，维持细胞内 外的离子平衡，影响细胞的膜电位。
离子浓度差异
细胞内外的离子浓度差异导致细胞的膜 电位差异。
所需实验器材和试剂
进行生物膜电位测定实验所需的器材和试剂包括电极，培养皿，离子缓冲液， 操纵装置，放大器，数据记录仪等。
针对这些问题，可以采取合适的解决方法来提高实验的准确性和可靠性。
测定生物膜电位的步骤如下：
1. 准备实验样本 2. 将电极插入样本中 3. 记录和记录仪器测得的电位值 4. 根据实验设计进行数据分析和解释
如何准确测量生物膜电位的数 值
为了准确测量生物膜电位的数值，需要注意以下几点：
• 保持实验环境的稳定性 • 校准电极和放大器 • 避开干扰源 • 正确操作实验器材 • 合理选择实验样本
生理学实验课件——生物 膜电位的测定
本实验课件将介绍生物膜电位的概念和意义，以及测量生物膜电位的原理、 步骤和注意事项。探索电位与细胞健康、药物效果、神经传递等的关系。
生物膜电位的测量原理
生物膜电位是细胞内外电势差，是细胞内外不平衡的离子分布所产生的电位。测量通过离子通道引起的细胞内 外离子浓度差异。
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。
膜电位和氧化还原植物
膜电位和氧化还原植物
膜电位和氧化还原植物是生物学中的两个重要概念，它们在植物的生长和发育过程中发挥着重要作用。
膜电位是指细胞膜两侧的电位差，它反映了细胞膜的通透性和电荷分布。
在植物细胞中，膜电位的变化可以影响细胞的代谢和生理活动。
例如，当细胞受到刺激或兴奋时，膜电位会发生变化，从而触发一系列的生理反应，如肌肉收缩或神经传导。
氧化还原植物是指能够进行光合作用和呼吸作用的植物。
在光合作用中，植物通过吸收太阳光能将二氧化碳和水转化为有机物质，同时释放氧气。
在呼吸作用中，植物利用有机物质进行氧化还原反应，释放能量供自身使用。
氧化还原植物的膜电位也会受到光合作用和呼吸作用的影响。
在光合作用中，植物通过光合磷酸化产生ATP，这会导致膜电位的升高。
而在呼吸作用中，植物利用氧气进行氧化还原反应，这会导致膜电位的降低。
此外，氧化还原植物的膜电位还会受到环境因素的影响。
例如，当环境中的二氧化碳浓度升高时，光合作用速率加快，导致膜电位升高；而当环境中的氧气浓度升高时，呼吸作用速率加快，导致膜电位降低。
总之，膜电位和氧化还原植物是生物学中的两个重要概念，它们在植物的生长和发育过程中发挥着重要作用。
了解膜电位和氧化还原植物的相关知识有助于我们更好地理
解植物的生长和生理过程。
高中生物膜电位测定及相关的实验探究
加强提升课(6) 膜电位测定及相关的实验探究突破一 膜电位的变化及测量1．膜电位峰值变化的判断（1）K ＋浓度只影响静息电位⎩⎪⎨⎪⎧K ＋浓度升高→电位峰值升高K ＋浓度降低→电位峰值降低 （2）Na ＋浓度只影响动作电位⎩⎪⎨⎪⎧Na ＋浓度升高→电位峰值升高Na ＋浓度降低→电位峰值降低 2．膜电位的测量(1)膜电位的测量方法 测量方法 测量图解 测量结果电表一极接膜外，另一极接膜内电表两极均接膜外(内)侧1．将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中，可测得静息电位。
给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。
适当降低溶液S 中的Na ＋浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，可观察到( )A ．静息电位值减小B ．静息电位值增大C ．动作电位峰值升高D ．动作电位峰值降低 解析：选D 。
静息电位的产生是由于细胞内K ＋外流，动作电位的产生是由Na ＋内流导致的，如果减少溶液S 中的Na ＋浓度，则会导致动作电位形成过程中Na ＋内流量减少，而使峰值降低。
2．(2020·天津模拟)如图表示枪乌贼离体神经纤维在Na ＋浓度不同的两种海水中受刺激后的膜电位变化情况。
下列描述错误的是()A．曲线a代表正常海水中膜电位的变化B．两种海水中神经纤维的静息电位相同C．低Na＋海水中神经纤维静息时，膜内Na＋浓度高于膜外D．正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na＋浓度高于膜内解析：选C。
分析题图曲线可知，曲线a表示神经纤维，受刺激后膜内电位上升，变为正值，之后又变为负值，符合动作电位曲线图，代表正常海水中膜电位的变化，A正确；a、b两条曲线的起点与终点的膜电位值相同，则说明两种海水中神经纤维的静息电位相同，B 正确；不论是低钠海水，还是正常海水，静息状态都是膜外Na＋浓度高于膜内，C错误；正常海水中神经纤维受刺激时，膜外Na＋浓度高于膜内，D正确。
3．下图是某神经纤维动作电位的模式图，下列叙述正确的是()A．K＋的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因B．bc段Na＋大量内流，需要载体蛋白的协助，并消耗能量C．cd段Na＋通道多处于关闭状态，K＋通道多处于开放状态D．动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大解析：选C。
生物物理学中的生物膜电位分析
生物物理学中的生物膜电位分析生物膜电位分析是现代生物物理学研究中一个非常重要的领域，主要涉及到生物膜内外的离子传输、生物大分子的构象变化以及膜蛋白的功能活性等方面。
生物膜电位分析在生物医学、药物开发等领域提供了重要的数据支持，尤其在神经科学、癌症等疾病研究中有着广泛的应用。
本文将对生物膜电位分析中的相关知识进行阐述。
一、生物膜的电位的产生和性质生物膜的电位主要是由于细胞膜内外离子浓度梯度不同所产生的电荷分布不均匀、电离程度不同的有机及离子物质，如K+、Na+、Ca2+、Cl-等。
膜内外离子浓度的差异是生物膜电位产生的重要因素，通常情况下，细胞内K+浓度较高，而外部Na+浓度较高。
生物膜电位的特点主要有以下几点：1.负载非常小，一般在-5到-100mV范围之间；2.膜电位是生物内外离子浓度差异所产生的，因此与细胞的活性状态密切相关；3.膜电位对生命活动至关重要，它可以调控离子的通道和离子泵，对正常细胞代谢、神经传导等都具有重要影响。
二、生物膜电位的测量原理目前，生物膜电位的测量主要采用微电极法和荧光染料法等方法，其中微电极法是基于生物膜内外的放电电位差的测量。
微电极是一种特殊的电极，在记载过程中，将电极插入生物膜中，测量电极周围的电欧膜电位，从而获得膜电位的数值。
由于生物膜电位非常小，所以在测量光信号时，必须采用非常敏感的光电传感器，在实验中要排除干扰信号的影响。
荧光染料法测量生物膜电位主要是利用荧光染料的性质，当细胞内外膜电位出现变化时，荧光染料的荧光强度及发射波长也会相应变化，从而可以精确测量生物膜电位的数值。
三、生物膜电位的应用领域生物膜电位分析的应用十分广泛，其中在神经科学领域的研究得到了广泛的应用。
神经元在传导过程中，需要靠膜电位依赖性离子通道的作用。
因此，生物膜电位测量在研究神经元活动过程中有着非常重要的作用，在神经元电活动的研究中，人们经常使用微电极法等方法进行膜电位的测量。
此外，生物膜电位分析在癌症、心脏疾病、水下生物学、药物研究领域等方面也有着广泛的应用。
高中生物科学思维膜电位的测量及电表指针偏转的判断
高中生物科学思维(8) 膜电位的测量及电表指针偏转的推断(2023·湖南卷)争论人员利用电压钳技术转变枪乌贼神经纤维膜电位，记录离子进出细胞引发的膜电流变化，结果如下图，图a 为比照组，图 b 和图 c 分别为通道阻断剂TTX、TEA 处理组。
以下表达正确的选项是( )A．TEA 处理后，只有内向电流存在B．外向电流由Na＋通道所介导C．TTX 处理后，外向电流消逝D．内向电流完毕后，神经纤维膜内Na＋浓度高于膜外解析：比照图a 和图c 可知，TEA 处理阻断钾通道后，只有内向电流存在，A 正确；比照图a 和图b 可知，TTX 处理阻断钠通道后，只有外向电流存在，再结合图c，可推断外向电流由K＋通道所介导，而内向电流由Na＋通道所介导，B、C 错误；内向电流(Na＋内流) 完毕后，神经纤维膜外Na＋浓度仍高于膜内，D 错误。
答案：A1.膜电位的测量及膜电位的曲线解读(1)膜电位测量的两种方法(2)电位差变化曲线图的分析对于电位差变化曲线的识别与分析，应从以下两点入手。
①看起点：假设起点位于横轴上，即起点电位差为0，说明的两个电极位于神经纤维细胞膜的同侧，如图2 所示；假设起点位于纵轴上(一般对应负电位)，说明的两个电极位于神经纤维细胞膜的两侧，如图1 所示。
②看峰值个数：如图1 所示，刺激一次只消灭一个峰值(C 点)，峰值对应的电位差与初始值(对应A 点)刚好位于横轴两侧，说明形成了动作电位；假设A、C 位于同侧，则未形成动作电位。
2.电表指针的偏转问题(1)在神经纤维上电表指针偏转问题①刺激a 点，b 点先兴奋，d 点后兴奋，电表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c 点(bc＝cd)，b 点和d 点同时兴奋，电表指针不发生偏转。
(2)在神经元之间电流表指针偏转问题①刺激b点，由于兴奋在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋，d 点后兴奋，电表指针发生两次方向相反的偏转。
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去极化过程：当细胞受到的刺激达到阈值或阈值
以上时，N a 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.
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
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
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
隔开。设半透膜只允许 K 通过，而不允许 C l 通过。
两边的浓度分别为C1和C2，且C1 > C2。
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 。
对于稀溶液 值可由玻尔兹曼能量分布定律来计
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 的静息电 位是：
N a: 61.5lg1071m V
142
K: 61.5lg14189m V
5
神经细胞的静息电位是-86mV，这时细胞膜对 K
是通透的，而对 N a + 通透性很差。
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。
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。
当外界的刺激低于细胞兴奋的阈值时，细胞不 会产生动作电位，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。
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：
算。在温度相同条件下，势能为EP的粒子的平均密度
n与势能EP间的关系：
nn0eEp kT
k1.381023J/K
两侧离子的电势能分别为：
EP1 ZeU1
EP2 ZeU2
代入玻尔兹曼能量分布定律得：
n1n0eZeU1 kT
n2 n0eZeU2 kT
则：n1 eZe(U1U2) kT n2
膜两侧得浓度与离子 密度成正比，即：
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。
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。
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。
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。
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。
2. 神经传导
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
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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）。
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.
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
C 1 n1 C 2 n2
取 对 数 ：lnn n1 2kZT e(U1U2)
跨膜电位（膜电位）
能斯特方程
U 1U 2k Z T elnC C 1 22.3k Z T elgC C 1 2
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
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。
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。