电化学驱动力
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进行权重后的静息电位
式中Em为静息电位，PK和PNa分别为膜对K+和Na+的通透性。
E-Na
E-Cl E-K
（3）钠泵的生电作用
钠泵（Na+-K+-ATP酶） 钠泵每分解1分子ATP可将3个Na+移出胞外， 同时将2个K+移入胞内，每个运转周期约需 10ms。当细胞内的Na+浓度升高或细胞外K+ 浓度升高时，都可使钠泵激活，以维持细胞内 外的Na+、K+浓度梯度。
静息电位总结
细胞在安静时必定存在极少量恒定的Na+内流 和较多的恒定的K+外流（非门控漏通道）。 结果可导致部分电荷互相抵消，静息电位得以 形成并稳定。 而不断流入细胞内的Na+和流出细胞的K+则需 要通过主动转运机制（钠泵）逆浓度梯度重新 分布，才能维持膜两侧正常的Na+和K+浓度梯 度。
Nernst公式计算离子平衡电位
静息电位并不等于Ek,而是介于Ek和 ENa之间，更 接近Ek。 说明什么？
（2）膜对离子的通透性决定了该 离子在静息电位形成中的贡献
说明：静息电位的形成主要是（但并不完 全是）K+的跨膜流动形成的。细胞膜对Na+ 的通透性和随之出现的Na+跨膜移动（Na+内 流）也参与了静息电位的形成。
(1) 实验思路：①__▲__…… (2) 预测实验结果：①在不同K+浓度的海水中， 按静息电位绝对值由大到小排序，顺序是__▲__ ②在答题纸的坐标中画出不同Na+浓度海水中枪 乌贼离体神经纤维受到刺激后的膜电位变化曲线 ＋海水＞正常海水＞高K ＋海水 低 K （假设在正常海水中：静息电位是－70mV，变化 的最大幅度是105mV，从开始去极化到复极化完 成大约需1.5ms时间）。 (3) 分析预测结果：①在不同K+浓度的海水中，静 息电位如此排序，这是因为在不同K+浓度的海水 中，__▲__不同，造成静息电位不同。Na+浓度 海水中神经纤维受剌激后的膜电位变化曲线呈现 + ＋ Na 图中所示结果，是因为在不同 浓度的海水中 K 外流量 __▲__不同,造成电位变化的幅度和速率不同。
3.静息电位的形成
静息电位是安静情况下以K+外流为主 的多种离子转运的综合结果
形成机制：
（1）膜两侧离子的浓度梯度 （2）膜对离子的通透性 （3）钠泵的生电作用
3.静息电位形成机制
（1）浓度梯度
决定
离子跨膜扩散 离子的平衡电位
引起
浓度梯度：通过细胞膜上的离子泵的活动形成和维持。 例如：细胞外高Na+，细胞内高K+
例题2：温州市2012届高三第一次适应性测试题
2．将枪乌贼巨大轴突置于体内组织液的模拟 环境中，下列分析错误的是 A．减小模拟环境中Na+浓度，动作电位的峰 值变小 B．增大模拟环境中Na+浓度，刺激引发动作 电位所需时间变短 C．静息时质膜对K+通透性变大，静息电位的 绝对值不变 D．增大模拟环境中K+浓度，静息电位的绝对 值变小
例题1：2011温州二模
1、科学研究表明：细胞外液中K+浓度会影响神 + Na 经纤维静息电位的大小，而细胞外液中 浓 + Na 度几乎不影响；但细胞外液中 浓度会影响 受刺激神经膜电位的变化幅度和速率。 请根据以下提供的材料和用具设计实验证明。 要求写出实验思路，预测实验结果并分析预测 结果。 材料和用具：测量电位变化的测量仪器、刺激 器、生理状态一致的枪乌贼离体神经纤维若干、 正常海水、低K+海水、髙K+海水、低Na+海水、 高Na+海水等（注：不同海水的渗透压相等但 K+或Na+浓度不同）
三、动作电位
+30 锋电位 (反极化状态 )
跨膜电位 /mV
超 射
0
-60 -70
上 去 升 极 相 化 过 程 阈电位
静息电位 (极化状态 )
Na 内 流
+
去 极 化
+ 复 K 极 外 化 流
复下 极降 化相 过 程
局部去极化 (超极化状态 ) 时间 /ms
哺乳动物有髓神经纤维的动作电位示意图
动作电位的形成
例题3:2009上海高考
3、箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴 奋区域。用记录仪记录A、B两电极之间 的电位差，结果如右侧曲线图，该图中1 、2、3、4、5是五个不同阶段，其中1 是极化状态，2是去极化过程，4是复极 化过程。下列说法正确的是 A．1状态下神经元的细胞膜内外没有离 子进出 B．2主要是由膜外Na+在短期内大量涌 入膜内造成的，该过程不需要消耗能量 C．若组织液中的Na+浓度增大，会导致 记录到的电位变化中Y点下移 D．若组织液中的K+浓度增大，会导致 记录到的电位变化中X点下移
一、解读电位模式图
c
极化 反极化 超极化 静息电位 动作电位 去极化 复极化 绝对不应期 相对不应期 超常期 低常期
b
d
g
0 a
e
f
二、静息电位
1、概 念
静息时，质膜两侧存在着外 正内负的电位差，称为静息 电位(resting potential，RP)。
2、测
量
参考电极A置于细胞外液，因其接地，故保持在零电 位水平；测量电极B是尖端极细的微电极，能够插入 细胞内而不明显损伤细胞。由此测量电极记录到的电 位就是以细胞外为零电位的膜电位。 静息电位的大小通常以细胞内负值的大小来判断。
wk.baidu.com
动作电位的产生是细胞膜两侧离子的 跨膜移动发生快速改变的结果
形成机制
（1）电化学驱动力 （2）离子通透性的改变 （3）膜电导（通透性）改变的实质
细胞的生物电现象
杭州第十四中学 张静
2012-4-25
主要参考书目
细胞的生物电现象
解读电位模式图
静息电位
动作电位 兴奋后周期性改变 例题剖析
一、解读电位模式图
界定几个名词
反极化 超极化 动作电位（峰电位+后电位） 复极化 相对不应期 低常期
（1）极化 （2）静息电位 （3）去极化 （4）绝对不应期 超常期
离子跨膜扩散：离子在浓度梯度的驱动下，顺着浓度 差发生跨膜扩散。由于本身带电荷，随着扩散在膜两 侧形成电位差。
电化学驱动力：带电离子的跨膜扩散受到膜两侧离子的 浓度差和电位差两个驱动力的影响。即是两者的代数和。
平衡电位：当阻碍离子扩散的电位差驱动力 和促进离子扩散的浓度驱动力相等时，电化 学驱动力便等于零，离子的净移动停止，跨 膜扩散形成的电位差也就稳定下来了，这时的跨 膜电位差称为跨膜扩散离子的平衡电位。
式中Em为静息电位，PK和PNa分别为膜对K+和Na+的通透性。
E-Na
E-Cl E-K
（3）钠泵的生电作用
钠泵（Na+-K+-ATP酶） 钠泵每分解1分子ATP可将3个Na+移出胞外， 同时将2个K+移入胞内，每个运转周期约需 10ms。当细胞内的Na+浓度升高或细胞外K+ 浓度升高时，都可使钠泵激活，以维持细胞内 外的Na+、K+浓度梯度。
静息电位总结
细胞在安静时必定存在极少量恒定的Na+内流 和较多的恒定的K+外流（非门控漏通道）。 结果可导致部分电荷互相抵消，静息电位得以 形成并稳定。 而不断流入细胞内的Na+和流出细胞的K+则需 要通过主动转运机制（钠泵）逆浓度梯度重新 分布，才能维持膜两侧正常的Na+和K+浓度梯 度。
Nernst公式计算离子平衡电位
静息电位并不等于Ek,而是介于Ek和 ENa之间，更 接近Ek。 说明什么？
（2）膜对离子的通透性决定了该 离子在静息电位形成中的贡献
说明：静息电位的形成主要是（但并不完 全是）K+的跨膜流动形成的。细胞膜对Na+ 的通透性和随之出现的Na+跨膜移动（Na+内 流）也参与了静息电位的形成。
(1) 实验思路：①__▲__…… (2) 预测实验结果：①在不同K+浓度的海水中， 按静息电位绝对值由大到小排序，顺序是__▲__ ②在答题纸的坐标中画出不同Na+浓度海水中枪 乌贼离体神经纤维受到刺激后的膜电位变化曲线 ＋海水＞正常海水＞高K ＋海水 低 K （假设在正常海水中：静息电位是－70mV，变化 的最大幅度是105mV，从开始去极化到复极化完 成大约需1.5ms时间）。 (3) 分析预测结果：①在不同K+浓度的海水中，静 息电位如此排序，这是因为在不同K+浓度的海水 中，__▲__不同，造成静息电位不同。Na+浓度 海水中神经纤维受剌激后的膜电位变化曲线呈现 + ＋ Na 图中所示结果，是因为在不同 浓度的海水中 K 外流量 __▲__不同,造成电位变化的幅度和速率不同。
3.静息电位的形成
静息电位是安静情况下以K+外流为主 的多种离子转运的综合结果
形成机制：
（1）膜两侧离子的浓度梯度 （2）膜对离子的通透性 （3）钠泵的生电作用
3.静息电位形成机制
（1）浓度梯度
决定
离子跨膜扩散 离子的平衡电位
引起
浓度梯度：通过细胞膜上的离子泵的活动形成和维持。 例如：细胞外高Na+，细胞内高K+
例题2：温州市2012届高三第一次适应性测试题
2．将枪乌贼巨大轴突置于体内组织液的模拟 环境中，下列分析错误的是 A．减小模拟环境中Na+浓度，动作电位的峰 值变小 B．增大模拟环境中Na+浓度，刺激引发动作 电位所需时间变短 C．静息时质膜对K+通透性变大，静息电位的 绝对值不变 D．增大模拟环境中K+浓度，静息电位的绝对 值变小
例题1：2011温州二模
1、科学研究表明：细胞外液中K+浓度会影响神 + Na 经纤维静息电位的大小，而细胞外液中 浓 + Na 度几乎不影响；但细胞外液中 浓度会影响 受刺激神经膜电位的变化幅度和速率。 请根据以下提供的材料和用具设计实验证明。 要求写出实验思路，预测实验结果并分析预测 结果。 材料和用具：测量电位变化的测量仪器、刺激 器、生理状态一致的枪乌贼离体神经纤维若干、 正常海水、低K+海水、髙K+海水、低Na+海水、 高Na+海水等（注：不同海水的渗透压相等但 K+或Na+浓度不同）
三、动作电位
+30 锋电位 (反极化状态 )
跨膜电位 /mV
超 射
0
-60 -70
上 去 升 极 相 化 过 程 阈电位
静息电位 (极化状态 )
Na 内 流
+
去 极 化
+ 复 K 极 外 化 流
复下 极降 化相 过 程
局部去极化 (超极化状态 ) 时间 /ms
哺乳动物有髓神经纤维的动作电位示意图
动作电位的形成
例题3:2009上海高考
3、箭头表示施加适宜刺激，阴影表示兴 奋区域。用记录仪记录A、B两电极之间 的电位差，结果如右侧曲线图，该图中1 、2、3、4、5是五个不同阶段，其中1 是极化状态，2是去极化过程，4是复极 化过程。下列说法正确的是 A．1状态下神经元的细胞膜内外没有离 子进出 B．2主要是由膜外Na+在短期内大量涌 入膜内造成的，该过程不需要消耗能量 C．若组织液中的Na+浓度增大，会导致 记录到的电位变化中Y点下移 D．若组织液中的K+浓度增大，会导致 记录到的电位变化中X点下移
一、解读电位模式图
c
极化 反极化 超极化 静息电位 动作电位 去极化 复极化 绝对不应期 相对不应期 超常期 低常期
b
d
g
0 a
e
f
二、静息电位
1、概 念
静息时，质膜两侧存在着外 正内负的电位差，称为静息 电位(resting potential，RP)。
2、测
量
参考电极A置于细胞外液，因其接地，故保持在零电 位水平；测量电极B是尖端极细的微电极，能够插入 细胞内而不明显损伤细胞。由此测量电极记录到的电 位就是以细胞外为零电位的膜电位。 静息电位的大小通常以细胞内负值的大小来判断。
wk.baidu.com
动作电位的产生是细胞膜两侧离子的 跨膜移动发生快速改变的结果
形成机制
（1）电化学驱动力 （2）离子通透性的改变 （3）膜电导（通透性）改变的实质
细胞的生物电现象
杭州第十四中学 张静
2012-4-25
主要参考书目
细胞的生物电现象
解读电位模式图
静息电位
动作电位 兴奋后周期性改变 例题剖析
一、解读电位模式图
界定几个名词
反极化 超极化 动作电位（峰电位+后电位） 复极化 相对不应期 低常期
（1）极化 （2）静息电位 （3）去极化 （4）绝对不应期 超常期
离子跨膜扩散：离子在浓度梯度的驱动下，顺着浓度 差发生跨膜扩散。由于本身带电荷，随着扩散在膜两 侧形成电位差。
电化学驱动力：带电离子的跨膜扩散受到膜两侧离子的 浓度差和电位差两个驱动力的影响。即是两者的代数和。
平衡电位：当阻碍离子扩散的电位差驱动力 和促进离子扩散的浓度驱动力相等时，电化 学驱动力便等于零，离子的净移动停止，跨 膜扩散形成的电位差也就稳定下来了，这时的跨 膜电位差称为跨膜扩散离子的平衡电位。