第二節(jié)細胞的生物電現(xiàn)象

1、第二節(jié)第二節(jié) 細胞的生物電現(xiàn)象細胞的生物電現(xiàn)象 17.一、概述：一、概述：1生物電現(xiàn)象：細胞在安靜或活動時伴有的電活動。生物電現(xiàn)象：細胞在安靜或活動時伴有的電活動。2.生物電主要發(fā)生的部位：細胞膜的兩側(cè)（跨膜電位，生物電主要發(fā)生的部位：細胞膜的兩側(cè)（跨膜電位，簡稱膜電位）簡稱膜電位）3.生物電主要包括靜息電位和動作電位。生物電主要包括靜息電位和動作電位。二、靜息電位及其產(chǎn)生機制二、靜息電位及其產(chǎn)生機制（一）靜息電位：（一）靜息電位：1.概念：在安靜狀態(tài)下，存在于細胞膜兩側(cè)的電位差。概念：在安靜狀態(tài)下，存在于細胞膜兩側(cè)的電位差。 2.測量：測量：（1）將與示波器相連的兩個測量電極置于安靜狀態(tài)下的

2、神經(jīng)纖維表面）將與示波器相連的兩個測量電極置于安靜狀態(tài)下的神經(jīng)纖維表面任何兩點：示波器熒光屏上的光點在零電位線上掃描，說明神經(jīng)細胞任何兩點：示波器熒光屏上的光點在零電位線上掃描，說明神經(jīng)細胞膜表面任何兩點的電位相等。膜表面任何兩點的電位相等。（2）如果將其中的一個微電極插入細胞內(nèi)時：掃描光點立即從零電位）如果將其中的一個微電極插入細胞內(nèi)時：掃描光點立即從零電位下降到一定水平，并在此水平上橫向掃描，說明細胞膜內(nèi)外存在電位下降到一定水平，并在此水平上橫向掃描，說明細胞膜內(nèi)外存在電位差，且膜內(nèi)電位比膜外電位低。差，且膜內(nèi)電位比膜外電位低。3表示：用膜內(nèi)電位（負值）表示：用膜內(nèi)電位（負值）4大?。阂蚣?/p>

3、胞的種類不同而有差異大?。阂蚣毎姆N類不同而有差異（1）神經(jīng)細胞：）神經(jīng)細胞：-70mV（2）骨骼肌細胞：）骨骼肌細胞：-90mV18.19.零點位線零點位線神經(jīng)細胞膜表面任何兩點的電位相等神經(jīng)細胞膜表面任何兩點的電位相等掃描光點從零點掃描光點從零點位下降到一定水位下降到一定水平并在此水平上平并在此水平上橫向掃描橫向掃描細胞膜內(nèi)外存在電位差且膜內(nèi)比膜外低細胞膜內(nèi)外存在電位差且膜內(nèi)比膜外低 （一）靜息電位（一）靜息電位5.幾個概念：幾個概念：（1）極化：細胞在安靜狀態(tài)下，膜外為正電位，膜內(nèi)為負電位的狀）極化：細胞在安靜狀態(tài)下，膜外為正電位，膜內(nèi)為負電位的狀態(tài)。態(tài)。（2）超級化：靜息電位增大的過程

4、或狀態(tài)。（）超級化：靜息電位增大的過程或狀態(tài)。（-90-100mV）（3）去極化：靜息電位減小的過程或狀態(tài)。（）去極化：靜息電位減小的過程或狀態(tài)。（ -90-68 mV）（4）反極化：膜電位由負變正。（）反極化：膜電位由負變正。（-58 mV）（5）復(fù)極化：細胞去極化或反極化后，再向靜息電位方向恢復(fù)的過）復(fù)極化：細胞去極化或反極化后，再向靜息電位方向恢復(fù)的過程。程。（6）極化狀態(tài)與靜息電位：）極化狀態(tài)與靜息電位：相同：同一種現(xiàn)象的兩種表述方式，是細胞處于靜息狀態(tài)的標志相同：同一種現(xiàn)象的兩種表述方式，是細胞處于靜息狀態(tài)的標志區(qū)別：區(qū)別：極化狀態(tài)表達的是膜內(nèi)外電荷分布的情況（內(nèi)副外正）極化狀態(tài)表達

5、的是膜內(nèi)外電荷分布的情況（內(nèi)副外正） 靜息電位表達的是膜內(nèi)外的電位差。靜息電位表達的是膜內(nèi)外的電位差。20.（二）靜息電位的產(chǎn)生機制1.生物電產(chǎn)生的前提條件：（1）細胞內(nèi)外某些離子的分布和濃度不均衡（細胞內(nèi)鉀離子濃度高，而細胞外鈉離子和氯離子濃度高）（2）細胞膜在不同狀態(tài)下對離子的通透性不同： 安靜狀態(tài)下細胞膜對鉀離子的通透性較大（鉀離子通道開放），對鈉離子和氯離子的通透性很?。ㄢc離子通道、氯離子通道關(guān)閉）對膜內(nèi)大分子A-沒有通透性2.產(chǎn)生機制：鉀離子外流形成的電產(chǎn)生機制：鉀離子外流形成的電-化學(xué)平衡電位（鉀離子平衡化學(xué)平衡電位（鉀離子平衡電位）電位）（1）安靜狀態(tài)下，細胞膜對鉀離子的通透性較

6、大，對鈉離子和）安靜狀態(tài)下，細胞膜對鉀離子的通透性較大，對鈉離子和氯離子的通透性很小，對膜內(nèi)大分子氯離子的通透性很小，對膜內(nèi)大分子A-沒有通透性沒有通透性（2）鉀離子順著濃度差向膜外擴散）鉀離子順著濃度差向膜外擴散（3）膜外正電荷增多，膜內(nèi)負電荷增多）膜外正電荷增多，膜內(nèi)負電荷增多形成內(nèi)負外正的電位形成內(nèi)負外正的電位差差形成電場力（對鉀離子的繼續(xù)外流構(gòu)成阻形成電場力（對鉀離子的繼續(xù)外流構(gòu)成阻（4）當促使鉀離子外流的動力（濃度差）與阻止鉀離子外流的）當促使鉀離子外流的動力（濃度差）與阻止鉀離子外流的阻力（電位差）達到平衡時阻力（電位差）達到平衡時鉀離子的凈外流停止鉀離子的凈外流停止（5）使膜內(nèi)外

7、的電位差保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)（靜息電位）。）使膜內(nèi)外的電位差保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)（靜息電位）。22. 哺乳動物骨骼肌細胞內(nèi)外離子的濃度和流動趨勢哺乳動物骨骼肌細胞內(nèi)外離子的濃度和流動趨勢離子種類離子種類離子濃度（離子濃度（mmol/L）離子流動趨勢離子流動趨勢細胞內(nèi)細胞內(nèi)細胞外細胞外鈉離子鈉離子12145內(nèi)流內(nèi)流鉀離子鉀離子1554外流外流氯離子氯離子4120內(nèi)流內(nèi)流A-（蛋白質(zhì)）（蛋白質(zhì)）155外流外流23.24.24.三、動作電位及產(chǎn)生機制三、動作電位及產(chǎn)生機制(一一)動作電位（動作電位（AP）1.概念：細胞接受刺激時，在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次概念：細胞接受刺激時，在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生

8、一次快速快速的、的、可擴布性可擴布性的電位變化。它是細胞興奮的標志。的電位變化。它是細胞興奮的標志。2.波形組成：波形組成： （1）上升）上升支：膜電位支：膜電位去極化去極化和和反極化反極化過程，膜電位由過程，膜電位由-70mV +30mV （2）下降支：膜電位的）下降支：膜電位的復(fù)極化復(fù)極化過程，膜電位由過程，膜電位由+30mV -70mV 3.特點：特點：（1）歷時短暫：不超過）歷時短暫：不超過2ms（2）波形尖銳（鋒電位）波形尖銳（鋒電位） 動作電位模式圖動作電位模式圖25.（二）、動作電位產(chǎn)生機制：二）、動作電位產(chǎn)生機制：動作電位的上升支：動作電位的上升支：1.細胞受到刺激時，受刺激部

9、位細胞膜上少量的鈉離子通道開放，鈉離子細胞受到刺激時，受刺激部位細胞膜上少量的鈉離子通道開放，鈉離子少量內(nèi)流，使膜發(fā)生局部去極化（膜電位減少）。少量內(nèi)流，使膜發(fā)生局部去極化（膜電位減少）。2.當膜去極化達到閾電位（引起膜上鈉離子通道突然大量開放的臨界膜電當膜去極化達到閾電位（引起膜上鈉離子通道突然大量開放的臨界膜電位值）時，膜上鈉離子通道突然大量開放，鈉離子快速、大量內(nèi)流（在濃位值）時，膜上鈉離子通道突然大量開放，鈉離子快速、大量內(nèi)流（在濃度差和電位差的雙重力推動下），細胞內(nèi)正電荷迅速增加，使膜電位迅速度差和電位差的雙重力推動下），細胞內(nèi)正電荷迅速增加，使膜電位迅速升高至升高至0，進而出現(xiàn)內(nèi)正

10、外負的反極化狀態(tài)。，進而出現(xiàn)內(nèi)正外負的反極化狀態(tài)。3.當促使鈉離子內(nèi)流的動力（濃度差）與阻止鈉離子內(nèi)流的阻力（電位差）當促使鈉離子內(nèi)流的動力（濃度差）與阻止鈉離子內(nèi)流的阻力（電位差）達到平衡時，鈉離子凈內(nèi)流停止動作電位達到最大幅度（鈉離子的平衡電達到平衡時，鈉離子凈內(nèi)流停止動作電位達到最大幅度（鈉離子的平衡電位）位）動作電位的下降支： 鈉離子通道關(guān)閉，鈉離子內(nèi)流停止，鉀離子通道開放，鉀離子快速外流（順濃度差和電位差），細胞內(nèi)正電荷迅速減少，膜電位迅速下降，直到恢復(fù)到靜息電位水平。后電位： 動作電位發(fā)生后，膜電位雖已恢復(fù)，但膜內(nèi)外的離子分布尚未恢復(fù)，激活了膜上的鈉離子泵，將膜內(nèi)鈉離子泵出，同時將

11、膜外鉀離子泵入，使細胞內(nèi)外的鈉離子、鉀離子恢復(fù)到興奮前的分布狀態(tài)，從而維持細胞的正常興奮性。27. （二）、動作電位產(chǎn)生機制：（二）、動作電位產(chǎn)生機制：1.閾電位：使膜的閾電位：使膜的a+通透性突然增大的臨界膜電位通透性突然增大的臨界膜電位值值2.上升支：上升支： Na+通道激活開放，通道激活開放，Na+大量快速內(nèi)流大量快速內(nèi)流 形形成成3.下降支：下降支： K+通道激活開放，通道激活開放，K+快速外流形成快速外流形成4.后電位：鈉離子泵被激活（泵出后電位：鈉離子泵被激活（泵出3個離子，同時泵入個離子，同時泵入2個鉀離子。個鉀離子。28. （三）動作電位的傳導(dǎo)（三）動作電位的傳導(dǎo)1.動作電位的

12、引起：動作電位的引起：（1）引起細胞產(chǎn)生動作電位的有效刺激：閾刺激（使膜發(fā)生去極）引起細胞產(chǎn)生動作電位的有效刺激：閾刺激（使膜發(fā)生去極化達到某一臨界電位值，引起膜上鈉離子通道突然大量開放，化達到某一臨界電位值，引起膜上鈉離子通道突然大量開放，鈉離子大量內(nèi)流）。鈉離子大量內(nèi)流）。（2）閾電位：引起膜上鈉離子通道突然大量開放的臨界膜電位值。）閾電位：引起膜上鈉離子通道突然大量開放的臨界膜電位值。（3）產(chǎn)生動作電位的必要條件：靜息電位去極化達到閾電位。）產(chǎn)生動作電位的必要條件：靜息電位去極化達到閾電位。1.動作電位的引起：動作電位的引起：（4）閾強度（閾值）：使膜去極化達到閾電位的最?。╅搹姸龋ㄩ撝?/p>

13、）：使膜去極化達到閾電位的最小刺激強度。刺激強度。（5）動作電位的暴發(fā)：膜電位達到閾電位后其本身進）動作電位的暴發(fā)：膜電位達到閾電位后其本身進一步去極化的結(jié)果，與施加刺激的強度沒有關(guān)系。一步去極化的結(jié)果，與施加刺激的強度沒有關(guān)系。（6）閾刺激和閾上刺激：引起膜去極化使膜電位從靜）閾刺激和閾上刺激：引起膜去極化使膜電位從靜息電位達到閾電位水平息電位達到閾電位水平 動作電位的傳導(dǎo)動作電位的傳導(dǎo)2.動作電位的傳導(dǎo)：動作電位的傳導(dǎo)：（1）傳導(dǎo)原理：）傳導(dǎo)原理：傳導(dǎo)：動作電位在同一細胞上的擴布。傳導(dǎo)：動作電位在同一細胞上的擴布。神經(jīng)沖動：動作電位在神經(jīng)沖動：動作電位在神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)。上的傳導(dǎo)。

14、傳導(dǎo)過程：傳導(dǎo)過程：細胞膜的某一點受刺激而興奮，興奮點產(chǎn)生動作電位（出現(xiàn)內(nèi)細胞膜的某一點受刺激而興奮，興奮點產(chǎn)生動作電位（出現(xiàn)內(nèi)正外負的反極化狀態(tài)）正外負的反極化狀態(tài)）傳導(dǎo)過程：傳導(dǎo)過程：興奮點與臨近的未興奮點產(chǎn)生電位差，產(chǎn)生電荷移動，興奮點與臨近的未興奮點產(chǎn)生電位差，產(chǎn)生電荷移動，形成局部電流形成局部電流局部電流對未興奮點形成刺激，使未興奮點去極化局部電流對未興奮點形成刺激，使未興奮點去極化（達到閾電位水平），觸發(fā)新的動作電位產(chǎn)生，使它轉(zhuǎn)（達到閾電位水平），觸發(fā)新的動作電位產(chǎn)生，使它轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌呐d奮點變?yōu)樾碌呐d奮點這樣的過程沿著細胞膜連續(xù)進行下去，就表現(xiàn)動作電這樣的過程沿著細胞膜連續(xù)進行下去，

15、就表現(xiàn)動作電位在整個細胞膜上的傳導(dǎo)。位在整個細胞膜上的傳導(dǎo)。原理：通過原理：通過局部電流局部電流形成有效刺激沿著細胞膜不斷產(chǎn)形成有效刺激沿著細胞膜不斷產(chǎn)生新的動作電位。生新的動作電位。細胞膜的某一點受刺激而興奮，興奮點產(chǎn)生動作電位（出現(xiàn)內(nèi)正外負的反極化狀態(tài)）細胞膜的某一點受刺激而興奮，興奮點產(chǎn)生動作電位（出現(xiàn)內(nèi)正外負的反極化狀態(tài)）興奮點與臨近的未興奮點產(chǎn)生電位差，產(chǎn)生電荷移動，形成局部電流興奮點與臨近的未興奮點產(chǎn)生電位差，產(chǎn)生電荷移動，形成局部電流局部電流對未興奮點形成刺激，使未興奮點去極化（達到閾電位水平），觸發(fā)新的動作電位產(chǎn)生，使它轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌呐d奮點局部電流對未興奮點形成刺激，使未興奮點去極

16、化（達到閾電位水平），觸發(fā)新的動作電位產(chǎn)生，使它轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌呐d奮點 2.動作電位的傳導(dǎo)（2）傳導(dǎo)特點：不衰減性：電位幅度不會因傳導(dǎo)距離加大而減?。ūＷC了遠程信息傳導(dǎo)的準確性。全或無現(xiàn)象：動作電位要么不產(chǎn)生（無），一旦產(chǎn)生就達到最大（全），其幅度不會隨刺激強度增加而加大。雙向傳導(dǎo)：刺激神經(jīng)纖維的中段，產(chǎn)生的動作電位可沿細胞膜向兩端傳導(dǎo)。定義定義產(chǎn)生電位產(chǎn)生電位的條件的條件特點特點產(chǎn)生機制產(chǎn)生機制靜息靜息電位電位在安靜狀態(tài)下，在安靜狀態(tài)下，位于細胞膜兩位于細胞膜兩側(cè)的電位差側(cè)的電位差安靜狀態(tài)安靜狀態(tài)為負值，為負值，保持不變；保持不變；波形平坦波形平坦K+外流形外流形成的電成的電-化化學(xué)平衡電學(xué)平衡電

17、位位動作動作電位電位細胞接受刺激細胞接受刺激時，在靜息電時，在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次快速的、生一次快速的、可擴布性的電可擴布性的電位變化位變化細胞接受細胞接受有效刺激有效刺激（閾刺激（閾刺激或閾上刺或閾上刺激）激）數(shù)值發(fā)生數(shù)值發(fā)生變化；歷變化；歷時短暫；時短暫；波形尖銳波形尖銳上升支：上升支：Na+內(nèi)流內(nèi)流下降支：下降支： K+外流外流1.細胞膜在靜息狀態(tài)下，對下列哪種離子的通透性最大（ ）A.鉀離子 B.鈉離子 C.鈣離子 D.氯離子 E.鎂離子2.靜息時，細胞膜內(nèi)負外正的穩(wěn)定狀態(tài)稱為（ ）A.極化 B.去極化 C.反極化 D.超級化 E.復(fù)極化7. 細胞內(nèi)外正常的Na和K濃度

18、差的形成和維持是由于 ( ) A.膜在安靜時對K通透性大 B.膜在興奮時Na的通透性增大 C.膜上ATP的作用 D.膜上鈉泵的作用 8. 大多數(shù)細胞產(chǎn)生和維持靜息電位的主要原因是 ( )A.細胞內(nèi)高K濃度和安靜時膜主要對K有通透性 B.細胞內(nèi)高K濃度和安靜時膜主要對Na有通透性C.細胞外高K濃度和安靜時膜主要對K有通透性 D.細胞內(nèi)高Na濃度和安靜時膜主要對Na有通透性9. 細胞膜在靜息情況時，對下列哪種離子通透性最大 ( )A.K+ B.Na+ C.Ca2+ D.C- 10. 靜息電位大小接近于 ( )A.Na平衡電位 B.K平穩(wěn)衡電位C.Na平衡電位與K平衡電位之和 D.鋒電位與超射之差 11. 在神經(jīng)細胞動作電位的去極相，通透性最大的離子是 ( )A.K B.Na C.Ca2 D.Cl-12. 細胞受刺激而興奮時，膜內(nèi)電位負值減少稱作 ( )