中职护理专业第二章细胞的基本功能2生物电现象

1、第二节第二节 细胞生物电现象细胞生物电现象.Company name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”。.Company name.Company name.Company name脑脑 电电 图图.Company name61静息电位静息电位2动作电位动作电位概念概念产生机制产生机制概念概念产生机制产生机制.Company name7细胞的生物电现象细胞的生物电现象【学习要求】静息电位、动作电位、阈电位的概念；静息电位、动作电位的产生机制。动作电位的传导与局部电流；极化；去极化；复极化；反极化【重点难点重点难点】静息电位、动

2、作电位的产生机制 .Company name8一、静息电位及产生机制一、静息电位及产生机制 概念概念细胞处于相对细胞处于相对安静安静状态时，细胞膜状态时，细胞膜内外内外两侧存在两侧存在的的恒定恒定电位差。电位差。玻璃微电极尖端玻璃微电极尖端1 1微米（微米（1010-6-6米）米） 测量测量.mV0-70实实 验验 现现 象象mV0-70+实实 验验 现现 象象Company name 静息电位的特点静息电位的特点 (1)外正内负外正内负(膜内电位低于膜外膜内电位低于膜外). 记为记为-?mV, 如如:-90mV。(2)是一相对稳定的直流电位。是一相对稳定的直流电位。.神经细胞神经细胞: -7

3、0mV肌细胞肌细胞: -70mV红细胞红细胞 : -10mVCompany nameRP 数数 值值 变变 化化-70mV-80mV膜内负值增大膜内负值增大膜电位的绝对值增大膜电位的绝对值增大膜两侧的电位差增大膜两侧的电位差增大 膜电位增大膜电位增大-50mV 膜电位减小膜电位减小.Company name细胞去极化或反极化后，再向细胞去极化或反极化后，再向RP方向恢复。方向恢复。 (-70+35mV -70mV）极极 化化细胞在安静状态下，膜外为正、膜内为负的细胞在安静状态下，膜外为正、膜内为负的状态，称为极化。状态，称为极化。 概概 念念超极化超极化RP膜内负电位膜内负电位(-70-90m

4、V)=超极化超极化去极化去极化RP膜内负电位膜内负电位(-70-50mV)=去极化去极化反极化反极化膜电位由负变正时膜电位由负变正时(-70+10mV） 复极化复极化.Company name-70mV-80mV极化极化超极化超极化-50mV去极化去极化+10mV反极化反极化复极化复极化.Company name生物电产生机制 Na+Na+内内Na+K+外外意义：意义：RPRP是细胞安静的标志是细胞安静的标志. .K外外电电-化学化学Na+内内.Company name24 静息电位产生的机制 膜内K+浓度高于膜外，安静时膜对K+通透性大， K+顺浓度差外流，而细胞内的有机负离子不能透出细胞，

5、便产生了内负外正的电位差。当促进K+向外移动的化学力与阻止K+向外移动的电场力达到平衡时，则K+的净通透量等于零，此时的电位差称为K+的平衡电位，等于静息电位。 结论结论: :RPRP的产生机制：主要是的产生机制：主要是K K外外流形成的流形成的电电- -化学平衡电位化学平衡电位 RP=K+RP=K+的电的电- -化学平衡电位化学平衡电位 意义：RP是细胞安静的标志.Company name25二、动作电位及产生机制二、动作电位及产生机制 细胞接受刺激时，在静息电位的基础上发细胞接受刺激时，在静息电位的基础上发生一次短暂的、可逆的生一次短暂的、可逆的,可扩布性的电位波动可扩布性的电位波动称为动

6、作电位。称为动作电位。(一一) 动作电位动作电位 1.概概 念念实验现象实验现象：.Company name2、AP的过程的过程260+30-70-55上升支上升支(去极化去极化)下降支下降支(复极化复极化)反极化反极化超射超射快速去极化和快速复极化组成的快速去极化和快速复极化组成的短促而尖锐的波形变化短促而尖锐的波形变化上升支上升支(-70mV+30mV)下降支下降支(+30mV-70mV)锋电位锋电位锋电位锋电位后电位后电位静息期静息期泵泵阈电位阈电位极化极化后电位后电位AP刺激刺激.Company name27( 二）、二）、AP的产生机制的产生机制产生的产生的基本条件基本条件: :膜内

7、外存在膜内外存在Na+差差:Na+外外Na+内内 10 1K KNa+ 受到受到阈刺激阈刺激而兴奋时，对而兴奋时，对Na+离子的离子的通透性增大通透性增大 即电即电压门控性压门控性Na+通道激活而开放通道激活而开放。动力动力膜在不同的状态下对离子的通透性不同膜在不同的状态下对离子的通透性不同安静时安静时K+的通透性大的通透性大 上升支上升支.Company name28 细胞膜电压门控性Na+通道激活开放，Na+内流.Company name29不同强度的刺激对细胞的影响不同强度的刺激对细胞的影响阈值阈值能引起组织发生反应的能引起组织发生反应的 最小刺激强度。最小刺激强度。*阈刺激阈刺激强度强

8、度=阈值阈值*阈上刺激阈上刺激强度强度阈值阈值*阈下刺激阈下刺激强度强度阈值阈值有效刺激有效刺激.Company name30 通道门控性通道门控性 化学门控性化学门控性 电压门控性电压门控性 机械门控性机械门控性 静息静息 激活开放激活开放 失活关闭失活关闭 复活复活.-70mV-55-85阈电位阈电位 刺激刺激 Na+通道激活开放通道激活开放Na+内流内流 去极化去极化RP K+ Na+正反馈正反馈激活激活电压门控性电压门控性Na+通道通道的临界值。即阈电位先引发的临界值。即阈电位先引发一定数量的一定数量的Na+通道开放，通道开放，Na+迅速大量内流后，迅速大量内流后，再引发更多数量的再引

9、发更多数量的Na+通道开放，爆发通道开放，爆发AP。 S1S2阈电位阈电位Company name33 刺激必须是有效的刺激，是能使膜发生去极刺激必须是有效的刺激，是能使膜发生去极化，而且要有足够的强度，化，而且要有足够的强度，使膜去极化达到使膜去极化达到一临界电位值一临界电位值，引起膜上，引起膜上Na+通道突然大量开放（即通透性增大）从而爆发动作电位。阈电位阈电位能引起细胞膜上能引起细胞膜上Na+通道突然大量开通道突然大量开放的临界膜电位值称放的临界膜电位值称阈电位阈电位。*阈电位一般比阈电位一般比RP绝对值小绝对值小1020mV.Company name34 阈刺激阈刺激、阈上刺激阈上刺激

10、、阈下刺激阈下刺激，前二者能，前二者能使膜电位去极化达到某一临界电位值引发膜使膜电位去极化达到某一临界电位值引发膜上上Na+Na+通道突然大量开放，通道突然大量开放， Na+ Na+ 大量内流，大量内流，从而爆发从而爆发APAP；后者只能引起低于某一临界值；后者只能引起低于某一临界值的去极化（即局部电位）不会引发的去极化（即局部电位）不会引发APAP。 注：阈刺激可使膜去极化达到阈电位，从注：阈刺激可使膜去极化达到阈电位，从而使而使Na+通道大量开放；一旦开放，动作电位通道大量开放；一旦开放，动作电位的爆发则是的爆发则是Na+顺浓度并和电位差内流进一步去顺浓度并和电位差内流进一步去极化极化的结

11、果而与刺激的强度没有关系。的结果而与刺激的强度没有关系。.Company name35（二）（二）AP的产生机制的产生机制APAP上升支上升支APAP下降支下降支.当细胞受到当细胞受到刺激刺激细胞膜上细胞膜上少量少量NaNa+ +通道激活而开放通道激活而开放NaNa+ +顺浓度差少量内流顺浓度差少量内流膜内负电位值膜内负电位值- -去极化去极化当膜内电位变化到当膜内电位变化到阈电位阈电位时时NaNa通道大量开放通道大量开放NaNa+ +顺化学差和膜内顺化学差和膜内负电位负电位的吸引力迅速内流的吸引力迅速内流 Na Na+ + 内内、KK+ + 外外激活激活NaNa+ +K K+ +泵泵AP的产

12、生机制的产生机制:膜内负电位减小到零并膜内负电位减小到零并变为正电位变为正电位（APAP上升支上升支）NaNa+ +通道关通道关NaNa+ +内流停内流停+ +同时同时K K+ +通道激活而开放通道激活而开放K K顺浓度差和膜内顺浓度差和膜内正电位正电位的排斥的排斥K K迅速外流迅速外流膜内电位迅速下降，恢复到膜内电位迅速下降，恢复到RPRP水平（水平（APAP下降支下降支）NaNa+ +泵出、泵出、K K+ +泵回，泵回，离子恢复到兴奋前水平离子恢复到兴奋前水平后电位后电位Company name37AP的产生机制的产生机制.Company name38结结 论论AP的上升支由Na内流形成，

13、下降支是K外流形成的，后电位是NaK泵活动引起的AP的产生是不消耗能量的，AP的恢复是消耗能量的（NaK泵的活动）。AP=Na的平衡电位。.第二章第二章细胞的基本功能细胞的基本功能（二）（二）v掌握：掌握：静息电位、动作电位、阈电位的概念；静息电位、动作电位的产生机制。复习复习 【学习要求】v熟悉熟悉：动作电位的传导与局部电流；极化；去极化；复极化；反极化静息电位、动作电位的产生机制 【重点与难点】.【知识点一】第二章第二章细胞的基本功能细胞的基本功能（二）（二）复习复习一切细胞无论处于静息状态还是活动状态都存在电现象，称为生物电生物电生物电 辩概念辩概念静息电位RP动作电位APRP：是指细胞

14、在_状态下，存在于细胞膜_的_安静安静两侧两侧电位差电位差恒定恒定.第二章第二章细胞的基本功能细胞的基本功能（二）（二）复习复习习惯叫法习惯叫法: :因膜内电位低于膜外，假设膜外为因膜内电位低于膜外，假设膜外为0 0，则膜内为负。习惯上则膜内为负。习惯上RPRP指的是膜内负电位指的是膜内负电位。RPRP值值: : 哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞为-70-70-90mV-90mV， 红细胞约为红细胞约为-10mV-10mV左右左右。细胞在安静状态下，膜外为正、膜内为负的状态称细胞在安静状态下，膜外为正、膜内为负的状态称为为_。极化极化.Company name

15、-70mV-80mV极化极化超极化超极化-50mV去极化去极化+10mV反极化反极化复极化复极化.第二章第二章细胞的基本功能细胞的基本功能（二）（二）复习复习【知识点二】静息电位形成的机制两个条件细胞内外离子浓度差细胞内外离子浓度差K+Na+细胞膜对离子的选择性通透细胞膜对离子的选择性通透安静：通透性：安静：通透性：K+ K+ Cl- Cl- Na+ Na+ A-A- 活动：活动： Na+Na+通透性增大通透性增大 机制：机制：RPRP的产生主要是的产生主要是_向膜向膜_扩散的扩散的 结果。结果。 K K外外RP=_RP=_的的_平衡电位平衡电位K K+ + RP是细胞安静的标志.电电- -化

16、学化学.通透性：通透性：K K+ + ClCl- - NaNa+ + A A- -K+外流外流.Company name45静息电位形成原理静息电位形成原理 细细 胞胞 内内 细细 胞胞 外外 浓度差浓度差 电场力电场力.第二章第二章细胞的基本功能细胞的基本功能（二）（二）复习复习【知识点三】动作电位动作电位AP细胞接受刺激时，在_的基础上发生的一次快速的、可扩布的电位变化。动作电位动作电位是细胞是细胞_的标志。的标志。静息电位静息电位有效兴奋兴奋能够引起细胞膜上Na+通道突然大量开放的临界电位值。阈电位阈电位阈电位比阈电位比RP小小10-20mv阈强度：能引起膜从静息电位去极化达到阈强度：能

17、引起膜从静息电位去极化达到 阈电位的刺激强度。阈电位的刺激强度。.阈阈电电位位锋电位锋电位动作电位的标志动作电位的标志.心心室室肌肌的的APAP锋电位锋电位.上升支上升支(去极化去极化)后电位后电位下降支下降支(复极化复极化)0+30-70-55刺激刺激反极化反极化超射超射静息期静息期泵泵极化极化Na+内流内流K+外流外流Na+电电-化学平衡化学平衡APAP的的产产生生机机制制.APAP的产生机制的产生机制第二章第二章细胞的基本功能细胞的基本功能（二）（二）复习复习动作电位的上升支由动作电位的上升支由_ _流形成流形成,相当相当于于_的平衡电位，而下降支则是的平衡电位，而下降支则是 _ _流形

18、成，后电位是流形成，后电位是_ 活动活动.NaNaNaNa内内K K外外NaNaK K 泵泵.（三）动作电位的传导（三）动作电位的传导细胞接受刺激时，在静息电位的基础上发生一次短暂的、可逆的,可扩布性的电位波动称为动作电位。动作电位在同一细胞上的扩布称为动作电位在同一细胞上的扩布称为 传导传导动作电位在神经纤维上的传导称为动作电位在神经纤维上的传导称为神经冲动神经冲动AP一旦在细胞膜的某一点产生一旦在细胞膜的某一点产生,就会沿细就会沿细胞膜不衰减地传导至整个细胞胞膜不衰减地传导至整个细胞 传导机制：局部电流学说传导机制：局部电流学说.刺激刺激 传导机制传导机制0.Na+内流内流-反极化反极化反

19、极化反极化Company name54传导机制传导机制.APAP传导的实质是通过局部电流形成有效刺激沿传导的实质是通过局部电流形成有效刺激沿细胞膜流动从而不断产生新的细胞膜流动从而不断产生新的APAP的结果的结果v任何刺激（Na+内流的刺激、局部电位的刺激）只要使膜去极化达到阈电位，即爆发动作电位，然后以局部电流形式传导。.无髓无髓有髓有髓. 阈刺激可使膜去极化达到阈电位，阈刺激可使膜去极化达到阈电位，从而使从而使Na+Na+通道大量开放；一旦开放，动作电位通道大量开放；一旦开放，动作电位的爆发则是的爆发则是Na+Na+顺浓度并和电位差内流进一步去顺浓度并和电位差内流进一步去极化极化的结果而与

20、刺激的强度没有关系。的结果而与刺激的强度没有关系。传导传导特点特点1、不衰减性、不衰减性2、“全或无全或无”现象现象3、双向传导、双向传导 .【课后练习课后练习】填空填空1、静息电位主要是由_外流形成的_平衡电位。K+电电-化学化学2、动作电位的上升支相当于_的平衡电位，而下降支则是_的平衡电位。K+Na+3、只有当_刺激或阈上刺激作用于细胞时，使膜电位降低到_水平，才能触发AP.阈阈电位阈电位4、动作电位的传导特点是_、_、_。不衰减性不衰减性“全或无全或无”现象现象双向传导双向传导.【课后练习课后练习】选择选择1、阈电位时，膜对其通透性突然增大的离子是（ ） A、Na+ B、K+ C、Ca

21、+ D、Cl- A2、可兴奋细胞兴奋时共有的特征是（ ） A、神经活动 B、肌肉收缩 C、反射活动 D、腺体分泌 E、动作电位 E3、关于动作电位传导特点的叙述中，哪一项是错误的（ ） A、不衰减传导 B、“全或无”现象 C、双向性传导 D、单向传导 E、幅度不随刺激的强度增加而增大D.4、细胞膜内、外Na+和K+不均匀分布的原因 是（ ） A、膜在安静时对K+通透性较大 B、膜在兴奋时对Na+通透性较大 C、Na+和K+跨膜易化扩散的结果 D、Na+-Ca2+跨膜交换的结果 E、膜上Na+泵的活动【课后练习课后练习】选择选择 E5、产生动作电位去极化的离子电流是（ ） A、K+外流 B、Na

22、+内流 C、Cl-内流 D、Ca2+内流 E、Na+外流 B.11、 在动作电位的复极化过程中，K+由细胞内向细胞外移动主要是通过（） A、单纯扩散 B、经载体易化扩散 C、经通道易化扩散D、原发性主动转运 E、继发性主动转运【课后练习课后练习】选择选择12、在神经细胞动作电位变化过程中，复极化后细胞膜内外离子分布的恢复主要是通过（） A、单纯扩散 B、经载体易化扩散 C、经通道易化 扩散 D、原发性主动转运 E、继发性主动转运CD.7、神经纤维静息电位的叙述，错误的是（ ） A、安静时，膜内外的电位差 B、其大小接近钾平衡电位 C、在不同细胞其大小可以不同 D、它是个稳定的电位 E、其大小接

23、近钠平衡电位【课后练习课后练习】选择选择6、使细胞膜对某种离子通透性突然增大，爆发动作电位的临界膜电位是（） A、阈电位 B、局部电位 C、去极化电位 D、反极化电位 E、超极化电位 A E.【课后练习课后练习】选择选择9、引起动作电位的刺激必须是（ ） A、物理刺激B、化学刺激C、电刺激D、阈下刺激 E、阈刺激或阈上刺激8、细胞膜内负电位向减小的方向变化称为（ ）A、极化 B、反极化 C、去极化D、超极化E、复极化 CE10、在动作电位的去极化过程中，Na+由细胞外进入细胞内主要是通过（） A、单纯扩散 B、经载体易化扩散 C、经通道易化扩散D、原发性主动转运 E、继发性主动转运C.【课后练习课后练习】选择选择.v16、以下关于细胞静息电位形成过程的叙述，哪项是错误的？（）vA细胞内高K+浓度是形成静息电位的前提vB细胞在安静（未受刺激）时，细胞膜对Na+的通透性较高vC细胞膜两侧形成的电场所产生的电场力是K+进一步外流的阻力vD静息电位在数值上接近于K+平衡电位vE降低细胞外液中的K+浓度，可使静息电位的数值增