第二节细胞生物电现象

1、第二节细胞生物电现象 17.一、概述：1生物电现象：细胞在安静或活动时伴有的电活动。2.生物电主要发生的部位：细胞膜的两侧（跨膜电位，简称膜电位）3.生物电主要包括静息电位和动作电位。二、静息电位及其产生机制（一）静息电位：1.概念：在安静状态下，存在于细胞膜两侧的电位差。 2.测量：（1）将与示波器相连的两个测量电极置于安静状态下的神经纤维表面任何两点：示波器荧光屏上的光点在零电位线上扫描，说明神经细胞膜表面任何两点的电位相等。（2）如果将其中的一个微电极插入细胞内时：扫描光点立即从零电位下降到一定水平，并在此水平上横向扫描，说明细胞膜内外存在电位差，且膜内电位比膜外电位低。3表示：用膜内电

2、位（负值）4大小：因细胞的种类不同而有差异（1）神经细胞：-70mV（2）骨骼肌细胞：-90mV18.19.零点位线神经细胞膜表面任何两点的电位相等扫描光点从零点位下降到一定水平并在此水平上横向扫描细胞膜内外存在电位差且膜内比膜外低 （一）静息电位5.几个概念：（1）极化：细胞在安静状态下，膜外为正电位，膜内为负电位的状态。（2）超级化：静息电位增大的过程或状态。（-90-100mV）（3）去极化：静息电位减小的过程或状态。（ -90-68 mV）（4）反极化：膜电位由负变正。（-58 mV）（5）复极化：细胞去极化或反极化后，再向静息电位方向恢复的过程。（6）极化状态与静息电位：相同：同一种

3、现象的两种表述方式，是细胞处于静息状态的标志区别：极化状态表达的是膜内外电荷分布的情况（内副外正） 静息电位表达的是膜内外的电位差。20.（二）静息电位的产生机制1.生物电产生的前提条件：（1）细胞内外某些离子的分布和浓度不均衡（细胞内钾离子浓度高，而细胞外钠离子和氯离子浓度高）（2）细胞膜在不同状态下对离子的通透性不同： 安静状态下细胞膜对钾离子的通透性较大（钾离子通道开放），对钠离子和氯离子的通透性很小（钠离子通道、氯离子通道关闭）对膜内大分子A-没有通透性2.产生机制：钾离子外流形成的电-化学平衡电位（钾离子平衡电位）（1）安静状态下，细胞膜对钾离子的通透性较大，对钠离子和氯离子的通透性

4、很小，对膜内大分子A-没有通透性（2）钾离子顺着浓度差向膜外扩散（3）膜外正电荷增多，膜内负电荷增多形成内负外正的电位差形成电场力（对钾离子的继续外流构成阻（4）当促使钾离子外流的动力（浓度差）与阻止钾离子外流的阻力（电位差）达到平衡时钾离子的净外流停止（5）使膜内外的电位差保持在一个稳定的状态（静息电位）。22. 哺乳动物骨骼肌细胞内外离子的浓度和流动趋势离子种类离子浓度（mmol/L）离子流动趋势细胞内细胞外钠离子12145内流钾离子1554外流氯离子4120内流A-（蛋白质）155外流23.24.24.三、动作电位及产生机制(一)动作电位（AP）1.概念：细胞接受刺激时，在静息电位的基础

5、上发生一次快速的、可扩布性的电位变化。它是细胞兴奋的标志。2.波形组成： （1）上升支：膜电位去极化和反极化过程，膜电位由-70mV +30mV （2）下降支：膜电位的复极化过程，膜电位由+30mV -70mV 3.特点：（1）历时短暂：不超过2ms（2）波形尖锐（锋电位） 动作电位模式图25.（二）、动作电位产生机制：动作电位的上升支：1.细胞受到刺激时，受刺激部位细胞膜上少量的钠离子通道开放，钠离子少量内流，使膜发生局部去极化（膜电位减少）。2.当膜去极化达到阈电位（引起膜上钠离子通道突然大量开放的临界膜电位值）时，膜上钠离子通道突然大量开放，钠离子快速、大量内流（在浓度差和电位差的双重力

6、推动下），细胞内正电荷迅速增加，使膜电位迅速升高至0，进而出现内正外负的反极化状态。3.当促使钠离子内流的动力（浓度差）与阻止钠离子内流的阻力（电位差）达到平衡时，钠离子净内流停止动作电位达到最大幅度（钠离子的平衡电位）动作电位的下降支： 钠离子通道关闭，钠离子内流停止，钾离子通道开放，钾离子快速外流（顺浓度差和电位差），细胞内正电荷迅速减少，膜电位迅速下降，直到恢复到静息电位水平。后电位： 动作电位发生后，膜电位虽已恢复，但膜内外的离子分布尚未恢复，激活了膜上的钠离子泵，将膜内钠离子泵出，同时将膜外钾离子泵入，使细胞内外的钠离子、钾离子恢复到兴奋前的分布状态，从而维持细胞的正常兴奋性。27.

7、 （二）、动作电位产生机制：1.阈电位：使膜的a+通透性突然增大的临界膜电位值2.上升支： Na+通道激活开放，Na+大量快速内流 形成3.下降支： K+通道激活开放，K+快速外流形成4.后电位：钠离子泵被激活（泵出3个离子，同时泵入2个钾离子。28. （三）动作电位的传导1.动作电位的引起：（1）引起细胞产生动作电位的有效刺激：阈刺激（使膜发生去极化达到某一临界电位值，引起膜上钠离子通道突然大量开放，钠离子大量内流）。（2）阈电位：引起膜上钠离子通道突然大量开放的临界膜电位值。（3）产生动作电位的必要条件：静息电位去极化达到阈电位。1.动作电位的引起：（4）阈强度（阈值）：使膜去极化达到阈电

8、位的最小刺激强度。（5）动作电位的暴发：膜电位达到阈电位后其本身进一步去极化的结果，与施加刺激的强度没有关系。（6）阈刺激和阈上刺激：引起膜去极化使膜电位从静息电位达到阈电位水平 动作电位的传导2.动作电位的传导：（1）传导原理：传导：动作电位在同一细胞上的扩布。神经冲动：动作电位在神经纤维上的传导。传导过程：细胞膜的某一点受刺激而兴奋，兴奋点产生动作电位（出现内正外负的反极化状态）传导过程：兴奋点与临近的未兴奋点产生电位差，产生电荷移动，形成局部电流局部电流对未兴奋点形成刺激，使未兴奋点去极化（达到阈电位水平），触发新的动作电位产生，使它转变为新的兴奋点这样的过程沿着细胞膜连续进行下去，就表

9、现动作电位在整个细胞膜上的传导。原理：通过局部电流形成有效刺激沿着细胞膜不断产生新的动作电位。细胞膜的某一点受刺激而兴奋，兴奋点产生动作电位（出现内正外负的反极化状态）兴奋点与临近的未兴奋点产生电位差，产生电荷移动，形成局部电流局部电流对未兴奋点形成刺激，使未兴奋点去极化（达到阈电位水平），触发新的动作电位产生，使它转变为新的兴奋点（2）传导特点：不衰减性：电位幅度不会因传导距离加大而减小（保证了远程信息传导的准确性。全或无现象：动作电位要么不产生（无），一旦产生就达到最大（全），其幅度不会随刺激强度增加而加大。双向传导：刺激神经纤维的中段，产生的动作电位可沿细胞膜向两端传导。定义产生电位的条

10、件特点产生机制静息电位在安静状态下，位于细胞膜两侧的电位差安静状态为负值，保持不变；波形平坦K+外流形成的电-化学平衡电位动作电位细胞接受刺激时，在静息电位的基础上发生一次快速的、可扩布性的电位变化细胞接受有效刺激（阈刺激或阈上刺激）数值发生变化；历时短暂；波形尖锐上升支：Na+内流下降支： K+外流1.细胞膜在静息状态下，对下列哪种离子的通透性最大（ ）2.静息时，细胞膜内负外正的稳定状态称为（ ）7. 细胞内外正常的Na和K浓度差的形成和维持是由于 ( ) A.膜在安静时对K通透性大 B.膜在兴奋时Na的通透性增大 C.膜上ATP的作用 D.膜上钠泵的作用 8. 大多数细胞产生和维持静息电

11、位的主要原因是 ( )A.细胞内高K浓度和安静时膜主要对K有通透性 B.细胞内高K浓度和安静时膜主要对Na有通透性C.细胞外高K浓度和安静时膜主要对K有通透性 D.细胞内高Na浓度和安静时膜主要对Na有通透性9. 细胞膜在静息情况时，对下列哪种离子通透性最大 ( )A.K+ B.Na+ C.Ca2+ D.C- 10. 静息电位大小接近于 ( )A.Na平衡电位 B.K平稳衡电位C.Na平衡电位与K平衡电位之和 D.锋电位与超射之差 11. 在神经细胞动作电位的去极相，通透性最大的离子是 ( )A.K B.Na C.Ca2 D.Cl-12. 细胞受刺激而兴奋时，膜内电位负值减少称作 ( )A.极

12、化 B.去极化 C.复极化 D.超极化 13. 安静时膜电位处于内负外正的状态，称为 ( )A.极化 B.去极化 C.复极化 D.超极化 14. 以下关于细胞膜离子通道的叙述，正确的是 ( )A.在静息状态下，Na、K通道处于关闭状态 B.细胞接受刺 激开始去极化时，就有Na通道大量开放C.在动作电位去极相，K通道也被激活，但出现较慢 D.Na通道关闭，出现动作电位的复极相 15. 动作电位的特点之一是 ( )A.阈下刺激，出现低幅度的动作电位B.阈上刺激，出现较低刺激幅度更大的动作电位C.动作电位的传导随传导距离的增加而变小D. 各种可兴奋细胞动作电位的幅度和持续时间可以各不相同 16. 刺激引起兴奋的基本条件是使跨膜电位达到 ( )A.局部电位 B.阈电位 C.锋电位 D.后电位 17. 判断组织兴奋性高低最常用的简便指标是 ( )A.阈电位 B.时值 C.阈强度 D.强度-时间变化率 18. 大多数可兴奋细胞接受刺激发生反应的共有表现是产生 (