第二章神经细胞生物电现象
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上升相 去极化 动作电位
下降相 复极化
第二章神经细胞生物电现象
概念：p56 去极化 超射 复极化 超极化
第二章神经细胞生物电现象
ห้องสมุดไป่ตู้
动作电位是各种可兴奋细胞发 生兴奋时所具有的特征性表现。 动作电位 ＝ 神经冲动 = 兴奋
第二章神经细胞生物电现象
二、生物电现象产生的机制
第二章神经细胞生物电现象
（一）生物电现象的离子学说
第二章神经细胞生物电现象
1、静息电位
●概念： p55
指细胞在安静时，存 在于细胞膜内外两侧的电 位差，称为跨膜静息电位， 简称静息电位。
●极化：
细胞静息时膜内侧带
负电，外侧带正电的状态
称为极化。
第二章神经细胞生物电现象
体内所有细胞的静息电位都表现为 膜内侧带负电，外侧带正电。
各种不同的细胞有各自稳定的静息 电位：
第二章神经细胞生物电现象
2、膜对离子的选择通透性 镶嵌于脂质双分子层中的各种通道蛋白质，
分别对某种离子有选择性通透能力。 在不同生理条件下，通道的机能状态（离子
通道开放、关闭、开放数量等）可以迅速改变， 从而使细胞膜对各种离子的通透性发生改变。
例如：安静情况下，膜对K+通透性最大，对 Cl-次之，对Na+通透性很小，对带负电的大分子 有机物则几乎不通第透二章。神经细胞生物电现象
4、引起兴奋的条件
P54: （1）刺激强度 （2）刺激的作用时间 （3）强度变化率
第二章神经细胞生物电现象
第二节 细胞的生物电
第二章神经细胞生物电现象
一、细胞的生物电现象
第二章神经细胞生物电现象
细胞生物电现象主要有两种表现形式： 静息电位 动作电位
体内各种器官或多细胞结构所表现 的多种形式生物电现象，大多数可根据 细胞水平的这些基本电现象来解释。
此时钠通道失活状态
解除，回复到可被激活或
备用状态，细胞又能接受
新的刺激。
第二章神经细胞生物电现象
动作电位幅度 相当于静息电位绝 对值与Na+平衡电位 绝对值之和。
第二章神经细胞生物电现象
复极后的恢复期：
据估计，神经纤维每兴 奋一次，进入细胞内Na+量 大约使膜内Na+浓度增加八 万分之一，逸出的K+量也 近似这个数值。
第二章 神经细胞生物电现象
第二章神经细胞生物电现象
第一节 概述
第二章神经细胞生物电现象
一、兴奋与兴奋性
1、兴奋 概念：P54
第二章神经细胞生物电现象
可兴奋细胞与可兴奋组织
可兴奋细胞：凡能产生动作电位的细胞称为可 兴奋细胞：肌细胞与神经细胞。
可兴奋组织：凡能产生动作电位的活组织称为 可兴奋组织。
第二章神经细胞生物电现象
Na+平衡电位（ENa） ： Na+内流造成膜内正
电位，是Na+进一步内流 的阻力。
当Na+内流的动力与
阻力达到平衡时，膜上
Na+净通量为零，膜两侧
电位差达到了一个新的
平衡电位。
第二章神经细胞生物电现象
复极化：
钠通道进入 “失活” 状态时，膜对K+的通透性 进一步增大，膜内K+顺浓 度差和电位差（膜内带正 电）推动向膜外扩散，使 膜内电位由正值向负值发 展，直至回到原初安静时 电位水平。
生物电的产生依赖于细胞膜对 化学离子严格选择性的通透性及其 在不同条件下的变化。
第二章神经细胞生物电现象
1、细胞膜内外离子分布的不均匀
膜内有较多的K+和带负电的大分子有机物 A-，膜外有较多的Na+和Cl-。
据测定，各类细胞在膜内的K+浓度约为膜
外的20-40倍，而Na+浓度则膜外约为膜内的7-
12倍。
肌肉组织（表象：收缩） 神经组织（表象：传导）
第二章神经细胞生物电现象
2、兴奋性 概念：P54
第二章神经细胞生物电现象
兴奋与兴奋性关系
兴奋和兴奋性是生理学上一对重要 的概念：
兴奋是兴奋性的表现， 兴奋性则是兴奋的前提。
第二章神经细胞生物电现象
二、刺激和反应
1、刺激 概念： p54
2、反应 概念： p54 动作电位是反应的一种表现形式。
时导致动作电第位二章产神经生细胞的生物现电现象象。
3、阈值与兴奋性的关系 阈值：包括强度与时间两个变量，
通常以阈强度来表示。 阈值可作为衡量细胞或组织兴奋性
的指标。
第二章神经细胞生物电现象
强度-时间曲线
基强度和基本时间阈值 I、R两极之间曲线上
的任何一点代表一个阈刺 激，包含着密切相关的强 度和时间特征：缩短刺激 时间必须增强刺激强度， 降低刺激强度则必须延长 刺激时间。 强度-时间曲线＝阈值第二曲章神线经细胞生物电现象
2、实验证明
●改变细胞浸浴液K+浓度 ●枪乌贼巨轴突灌流实验 结论：
静息电位主要取决于K+平衡电位，膜内K+ 向膜外扩散至维持膜内外动态平衡的水平是形 成静息电位的主要离子基础。
第二章神经细胞生物电现象
(三)动作电位与Na+平衡电位
第二章神经细胞生物电现象
1、过程
去极化：
细胞受刺激发生兴 奋时：钠通道被“激活” 而开放，Na+流入膜内， 膜内负电位随着正电荷 的进入而迅速被抵消， 膜内出现正电位，形成 动作电位上升相。 Na+内流动力：膜两侧 Na+浓度差与静息电位。
哺乳动物神经、骨骼肌、平滑肌、 心肌细胞静息电位为-70~-90mV；
人红细胞静息电位为-10mV等。
第二章神经细胞生物电现象
2、动作电位
● 在神经纤维一端记
录静息电位同时，在纤
维另一端给予电刺激，
经过极短潜伏期后，记
录电极部位在静息电位
基础上出现一个快速的
生物电变化。
第二章神经细胞生物电现象
●概念：p56 ●图形：
第二章神经细胞生物电现象
3、生理学研究常用的刺激方式 电流、温度、机械、化学等，其中
最常用的是电刺激。 原因：
第二章神经细胞生物电现象
三、阈强度与阈刺激
1、阈强度 P54末段
2、阈刺激 达到阈强度的刺激。
●阈刺激与阈上刺激都是有效刺激。 ●单个阈下刺激是无效刺激。 ●阈下总和：两个阈下刺激如同时或相继作用
这种状态激活细胞膜上
钠-钾泵，将细胞内多余Na+
（二）静息电位与K+平衡电位
第二章神经细胞生物电现象
1、过程(p55)
细胞安静时，K+顺化学 浓度剃度向膜外扩散，膜内 带负电大分子有机物留在膜 内。
K+外流加大膜两侧电场 力，使同性电荷相斥和异性 电荷相吸的力量也在不断增 加。当浓度差和电场力对K+ 移动的效应达到平衡时，膜 对K+的净通量为零。 K+平衡电位（Ek）。 第二章神经细胞生物电现象
下降相 复极化
第二章神经细胞生物电现象
概念：p56 去极化 超射 复极化 超极化
第二章神经细胞生物电现象
ห้องสมุดไป่ตู้
动作电位是各种可兴奋细胞发 生兴奋时所具有的特征性表现。 动作电位 ＝ 神经冲动 = 兴奋
第二章神经细胞生物电现象
二、生物电现象产生的机制
第二章神经细胞生物电现象
（一）生物电现象的离子学说
第二章神经细胞生物电现象
1、静息电位
●概念： p55
指细胞在安静时，存 在于细胞膜内外两侧的电 位差，称为跨膜静息电位， 简称静息电位。
●极化：
细胞静息时膜内侧带
负电，外侧带正电的状态
称为极化。
第二章神经细胞生物电现象
体内所有细胞的静息电位都表现为 膜内侧带负电，外侧带正电。
各种不同的细胞有各自稳定的静息 电位：
第二章神经细胞生物电现象
2、膜对离子的选择通透性 镶嵌于脂质双分子层中的各种通道蛋白质，
分别对某种离子有选择性通透能力。 在不同生理条件下，通道的机能状态（离子
通道开放、关闭、开放数量等）可以迅速改变， 从而使细胞膜对各种离子的通透性发生改变。
例如：安静情况下，膜对K+通透性最大，对 Cl-次之，对Na+通透性很小，对带负电的大分子 有机物则几乎不通第透二章。神经细胞生物电现象
4、引起兴奋的条件
P54: （1）刺激强度 （2）刺激的作用时间 （3）强度变化率
第二章神经细胞生物电现象
第二节 细胞的生物电
第二章神经细胞生物电现象
一、细胞的生物电现象
第二章神经细胞生物电现象
细胞生物电现象主要有两种表现形式： 静息电位 动作电位
体内各种器官或多细胞结构所表现 的多种形式生物电现象，大多数可根据 细胞水平的这些基本电现象来解释。
此时钠通道失活状态
解除，回复到可被激活或
备用状态，细胞又能接受
新的刺激。
第二章神经细胞生物电现象
动作电位幅度 相当于静息电位绝 对值与Na+平衡电位 绝对值之和。
第二章神经细胞生物电现象
复极后的恢复期：
据估计，神经纤维每兴 奋一次，进入细胞内Na+量 大约使膜内Na+浓度增加八 万分之一，逸出的K+量也 近似这个数值。
第二章 神经细胞生物电现象
第二章神经细胞生物电现象
第一节 概述
第二章神经细胞生物电现象
一、兴奋与兴奋性
1、兴奋 概念：P54
第二章神经细胞生物电现象
可兴奋细胞与可兴奋组织
可兴奋细胞：凡能产生动作电位的细胞称为可 兴奋细胞：肌细胞与神经细胞。
可兴奋组织：凡能产生动作电位的活组织称为 可兴奋组织。
第二章神经细胞生物电现象
Na+平衡电位（ENa） ： Na+内流造成膜内正
电位，是Na+进一步内流 的阻力。
当Na+内流的动力与
阻力达到平衡时，膜上
Na+净通量为零，膜两侧
电位差达到了一个新的
平衡电位。
第二章神经细胞生物电现象
复极化：
钠通道进入 “失活” 状态时，膜对K+的通透性 进一步增大，膜内K+顺浓 度差和电位差（膜内带正 电）推动向膜外扩散，使 膜内电位由正值向负值发 展，直至回到原初安静时 电位水平。
生物电的产生依赖于细胞膜对 化学离子严格选择性的通透性及其 在不同条件下的变化。
第二章神经细胞生物电现象
1、细胞膜内外离子分布的不均匀
膜内有较多的K+和带负电的大分子有机物 A-，膜外有较多的Na+和Cl-。
据测定，各类细胞在膜内的K+浓度约为膜
外的20-40倍，而Na+浓度则膜外约为膜内的7-
12倍。
肌肉组织（表象：收缩） 神经组织（表象：传导）
第二章神经细胞生物电现象
2、兴奋性 概念：P54
第二章神经细胞生物电现象
兴奋与兴奋性关系
兴奋和兴奋性是生理学上一对重要 的概念：
兴奋是兴奋性的表现， 兴奋性则是兴奋的前提。
第二章神经细胞生物电现象
二、刺激和反应
1、刺激 概念： p54
2、反应 概念： p54 动作电位是反应的一种表现形式。
时导致动作电第位二章产神经生细胞的生物现电现象象。
3、阈值与兴奋性的关系 阈值：包括强度与时间两个变量，
通常以阈强度来表示。 阈值可作为衡量细胞或组织兴奋性
的指标。
第二章神经细胞生物电现象
强度-时间曲线
基强度和基本时间阈值 I、R两极之间曲线上
的任何一点代表一个阈刺 激，包含着密切相关的强 度和时间特征：缩短刺激 时间必须增强刺激强度， 降低刺激强度则必须延长 刺激时间。 强度-时间曲线＝阈值第二曲章神线经细胞生物电现象
2、实验证明
●改变细胞浸浴液K+浓度 ●枪乌贼巨轴突灌流实验 结论：
静息电位主要取决于K+平衡电位，膜内K+ 向膜外扩散至维持膜内外动态平衡的水平是形 成静息电位的主要离子基础。
第二章神经细胞生物电现象
(三)动作电位与Na+平衡电位
第二章神经细胞生物电现象
1、过程
去极化：
细胞受刺激发生兴 奋时：钠通道被“激活” 而开放，Na+流入膜内， 膜内负电位随着正电荷 的进入而迅速被抵消， 膜内出现正电位，形成 动作电位上升相。 Na+内流动力：膜两侧 Na+浓度差与静息电位。
哺乳动物神经、骨骼肌、平滑肌、 心肌细胞静息电位为-70~-90mV；
人红细胞静息电位为-10mV等。
第二章神经细胞生物电现象
2、动作电位
● 在神经纤维一端记
录静息电位同时，在纤
维另一端给予电刺激，
经过极短潜伏期后，记
录电极部位在静息电位
基础上出现一个快速的
生物电变化。
第二章神经细胞生物电现象
●概念：p56 ●图形：
第二章神经细胞生物电现象
3、生理学研究常用的刺激方式 电流、温度、机械、化学等，其中
最常用的是电刺激。 原因：
第二章神经细胞生物电现象
三、阈强度与阈刺激
1、阈强度 P54末段
2、阈刺激 达到阈强度的刺激。
●阈刺激与阈上刺激都是有效刺激。 ●单个阈下刺激是无效刺激。 ●阈下总和：两个阈下刺激如同时或相继作用
这种状态激活细胞膜上
钠-钾泵，将细胞内多余Na+
（二）静息电位与K+平衡电位
第二章神经细胞生物电现象
1、过程(p55)
细胞安静时，K+顺化学 浓度剃度向膜外扩散，膜内 带负电大分子有机物留在膜 内。
K+外流加大膜两侧电场 力，使同性电荷相斥和异性 电荷相吸的力量也在不断增 加。当浓度差和电场力对K+ 移动的效应达到平衡时，膜 对K+的净通量为零。 K+平衡电位（Ek）。 第二章神经细胞生物电现象