生理学细胞的生物电现象 ppt课件.ppt

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1、为什么会有这种现象呢？第4节细胞的生物电现象本节学习要求1.掌握静息电位；熟悉静息电位的产生机制；2.掌握动作电位的概念、过程、特性及基本产生机制，了解膜电导，熟悉动作电位的传导；3.熟悉局部兴奋(局部电位)；★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

2、录示波器mV0-70mV0-70+一、静息电位及其产生机制(一)静息电位的概念静息电位(RestingPotential，RP）——细胞静息（未受刺激）时存在于细胞膜两侧的电位差。细胞静息电位的特征：(1)（动物细胞的静息电位）内负外正的极化状态；(2)为一稳定的直流电位，在神经细胞一般维持在-70~-90mV。(1)极化——细胞静息时细胞膜两侧电荷的分极（内负外正）状态。(2)去极化(除极化)——膜电位值向减小方向变化。(3)反极化——膜电位值变为内正外负状态。(4)超极化——在静息电位基础上，膜电位向增大方向变化。(5)复极化——膜电位发生去极化后，再向静息电位恢复

3、的过程。与膜电位变化相关的生理学术语(二)静息电位的产生机制（离子学说）1.相关基础：(1)细胞膜两侧离子的分布不均（细胞内K+浓度高于细胞外，细胞外Na+浓度高于细胞内）。(2)细胞膜上钾通道开放，细胞膜对K+具通透性。(二)静息电位的产生机制（离子学说）2.静息电位产生的主要机制：(1)K+外流：K+顺浓度梯度经钾通道外流，细胞内有机负离子不能外流而留在膜内侧，形成内负外正的跨膜电位差；(2)外流的K+在细胞膜外侧建立起正电场，阻碍K+外流；(3)当促使K+外流的化学驱动力与阻碍K+外流的电场驱动力相等时，K+跨膜净通量为零，形成稳定的K+-平衡电位(即静息电位)。

4、细胞静息时的跨膜离子流:①K+外流(主要离子流)：增大电位差;②少量的Na+内流(明显小于K+外流)：减小电位差(去极化)；③钠泵的活动:生电性作用，增大电位差(超极化)。影响静息电位水平的因素:①膜两侧的[K+]差值及由此形成的电化学驱动力②膜对K+和Na+相对通透性；③钠泵的生电性作用增强。二、动作电位及其产生机制(一)细胞的动作电位动作电位——可兴奋细胞受阈(阈上)刺激后，在静息电位基础上产生的短暂的、可扩布的膜电位波动。动作电位是细胞兴奋的过程和标志。动作电位的过程：锋电位上升支(去极相)下降支(复极相)后电位（包括负后电位和正后电位）动作电位*其中锋电位是动作

5、电位的主要部分。-100+200-20-40-60-80mV阈电位动作电位的时相1.静息相-70~-90mv2.去极相-70~-90mv+30~+40mv超射值：膜内电位由零变为正的数值。3.复极相+30~+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(0.5-2ms)。★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。(1

6、)“全或无”特性：动作电位要就一点不发生，一旦发生即最大幅值。如：阈下刺激时，AP一点也不产生；阈(上)刺激时，AP产生，一产生即达最大幅值。(2)不衰减传导性：AP一旦产生及迅速传播至整个细胞，动作电位的幅度不会随传导距离增大而衰减。(3)脉冲式发放：AP存在不应期，此期内不会发生新的动作电位，因此动作电位总是保持彼此分离而不融合。★（单一细胞）动作电位的特征:(二)动作电位的产生机制1.锋电位产生的主要机制(1)上升支:细胞膜对Na+通透性(钠电导)增大，Na+迅速内流，接近Na+平衡电位值。相关基础：细胞静息时，Na+具有很强的内向驱动力。①细胞膜两侧Na+的浓度

7、梯度(细胞外K+浓度高于胞质)；②静息电位时，膜外正电场驱使Na+内流。(2)下降支:K+快速外流,Na+内流停止。钠通道具有时间依赖性，开放瞬间后即失活关闭；因去极化而使膜电位变为内正外负，阻碍K+外流的力量减小，K+外流增强。2.动作电位的产生过程当刺激强度等于或大于阈强度时，引起细胞膜去极化达阈电位水平，此时细胞膜上较多钠通道开放，较多Na+内流，大于同时发生的K+外流而膜去极化，膜的去极化能进一步加大膜中Na+通道开放的概率，结果使更多Na+通道开放，更多Na+内流而造成膜进一步去极化，如此反复促进，出现一个使膜上钠通道开放、Na