生理学——细胞地生物电现象.ppt

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1、第三节细胞的生物电现象Biologicalelectricactivityofthecell★生物电（bioelectricity)一切活组织的细胞，不论在安静状态还是在活动过程中均表现有电的变化，这种电的变化是伴随着细胞生命活动出现的，称之为生物电。恩格斯恩格斯在100多年前总结自然科学成就时指出：“地球几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的现象”。一、生物电现象的记录Recordingbiologicalactivity（一）细胞外记录（二）细胞内记录凌宁和Gerard二、神经和骨骼肌细胞的生物电现象（一）单一细胞的跨膜静

2、息电位和动作电位1.静息电位（restingpotential）细胞未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位差。一般为内负外正。Thedifferenceinelectricalpotentialacrossthemembraneofanundisturbedcell,havingapositivesignontheoutsidesurfaceandanegativesignintheinterior.mV0-70mV0-70+transmembranerestingpotentialrestingpotentialmembranep

3、otential极化：把静息电位时膜两侧所保持的内负外正状态，称膜的极化。超极化：静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化的过程。去（除）极化：静息电位的数值向膜内负值减少的方向变化的过程。倒（反）极化：膜内电位由零变为正值的过程，与静息电位的极性相反。复极化：细胞膜去极化或反极化后，又向原初的极化状态恢复的过程。2、动作电位（actionpotential）可兴奋细胞受到有效刺激时，膜电位会在静息电位的基础上发生一次快速、可逆、并有扩布性的电位变化。称为动作电位。它是细胞兴奋的标志。Anactionpotentialisara

4、pidchangeinthemembranepotential.Eachactionpotentialbeginswithasuddenchangefromthenormalrestingnegativepotentialtoapositivemembranepotential(depolarization)andthenendswithanalmostequallyrapidchangebacktothenegativepotential(repolarization).-100+200-20-40-60-80mV阈电位动作

5、电位的时相1.静息相-70~-90mv2.去极相-70~-90mv+20~+40mv超射（overshoot）值：膜内电位由零变为正的数值。3.复极相+20~+40mv-70~-90mv★锋电位：构成动作电位波形主要部分的短促而尖锐的脉冲样电位变化。★后电位：锋电位在其完全恢复到静息电位之前所经历的微小而缓慢的电位波动。★负后电位（去极化后电位）：锋电位后的下降支到达静息电位之前所经历的微小而缓慢的电位波动。★正后电位（超极化后电位）：锋电位后的下降支到达静息电位之后所经历的微小而缓慢的电位波动。动作电位的“全或无”现象同

6、一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象，称“全或无”现象。（二）生物电现象产生的机制离子浓度（mmol/L）主要离子膜内膜外膜内与膜外离子比例膜对离子通透性Na+141451:10通透性很小K+155439:1通透性大Cl-41201:30通透性次之A-155无通透性Na+-K+泵在耗能的情况下建立的膜内高K+膜外高Na+状态，是产生各种细胞生物电现象的基础。而这两种离子通过膜结构中的电压门控性K+通道和Na+通道的易化扩散，是形成神经和骨骼肌细胞静息电位和动作电位的直接原因。1.静息电位的产生机制（Berns

7、tein学说)（1）细胞内外K+的不均匀分布，胞内K+高，并且安静状态下细胞膜主要对K+有通透性。（2）促进K+外流的驱动力和阻止K+外流的阻力达到平衡—K+平衡电位（Nernst公式）（3）Na+-K+泵维持细胞内外Na+、K+不对称分布。Originofbiologicalelectricity￭K+equilibriumpotential,EKKClKClsuppose：1.Solution:KCl2.PermeabletoK+onlyK+Cl-Ek=lnRTZF[K+]out[K+]inR:gasconstantT:a

8、bsolutetemperatureZ:valanceF:FaradayC.NernstformulainoutinoutNote:netdiffusionofK+equalszero.Ek=LnRTZF[K+]out[K+]ininoutsuppose：1.Solution