有关静息电位和动作电位的问题

1、这道题目来源是北京师范大学出版的人体解剖学里的一个图改编的。第（3）题应该是比较同种的几个神经置于不同钠离子浓度的器皿中，比较不同器皿中的变化。如是在低浓度的Na+中，变化如图1，如果是在高浓度的Na+中，变化如图2，但是题目是在比较图1与图2的不同。只能比较1个变量，也就是刺激后的反极化状态，即图1为+35mV，图2为+45mV，依次类推，Na+浓度越高，反极化的电位越大。而在Na+浓度为0时，不会引起反极化，电位变化为0。时间（JRS）丑为刺激引起的扃部去极他；b为去极化达 到阈庖位后，】闻+通道升放，内流引起 的去极化及反根化B时间（JRS）丑为刺激引起的扃部去极他；b为去极化达 到阈庖

2、位后，】闻+通道升放，内流引起 的去极化及反根化B寸 |Y： （ ms）建为刺激引起的扃部去极化；b为去极化达 到阈电位后，Ma十通道升放，Na+内流引起 的去极化及反极化2 .外界Na+2 .外界Na+浓度高静息电位及动作电位产生原理生物电现象是指生物细胞在生命活动过程中所伴随的电现象。它与细胞兴奋的产生和传 导有着密切关系。细胞的生物电现象主要出现在细胞膜两侧，故把这种电位称为跨膜电位， 主要表现为细胞在安静时所具有的静息电位和细胞在受到刺激时产生的动作电位。心电图、 脑电图等均是由生物电引导出来的。静息电位及其产生原理静息电位是指细胞在安静时，存在于膜内外的电位差。生物电产生的原理可用离

3、子学 说解释。该学说认为：膜电位的产生是由于膜内外各种离子的分布不均衡，以及膜在不同 情况下，对各种离子的通透性不同所造成的。在静息状态下，细胞膜对K+有较高的通透性， 而膜内K+又高于膜外，K+顺浓度差向膜外扩散；细胞膜对蛋白质负离子（A-）无通透性， 膜内大分子A-被阻止在膜的内侧，从而形成膜内为负、膜外为正的电位差。这种电位差产 生后，可阻止K+的进一步向外扩散，使膜内外电位差达到一个稳定的数值，即静息电位。 因此，静息电位主要是K+外流所形成的电-化学平衡电位。动作电位及其产生原理细胞膜受刺激而兴奋时，在静息电位的基础上，发生一次扩布性的电位变化，称为动作 电位。动作电位是一个连续的膜

4、电位变化过程，波形分为上升相和下降相。细胞膜受刺激而 兴奋时，膜上Na+通道迅速开放，由于膜外Na+浓度高于膜内，电位比膜内正，所以，Na+ 顺浓度差和电位差内流，使膜内的负电位迅速消失，并进而转为正电位。这种膜内为正、膜 外为负的电位梯度，阻止Na+继续内流。当促使Na+内流的浓度梯度与阻止Na+内流的电位 梯度相等时，Na+内流停止。因此，动作电位的上升相的顶点是Na+内流所形成的电-化学平 衡电位。在动作电位上升相达到最高值时，膜上Na+通道迅速关闭，膜对Na+的通透性迅速下降， Na+内流停止。此时，膜对K+的通透性增大，K+外流使膜内电位迅速下降，直到恢复静息时 的电位水平，形成动作

5、电位的下降相。可兴奋细胞每发生一次动作电位，膜内外的Na+、K+比例都会发生变化，于是钠-钾泵 加速转运，将进入膜内的Na+泵出，同时将逸出膜外的K+泵入，从而恢复静息时膜内外的离 子分布，维持细胞的兴奋性。（二）动作电位及其产生原理概念：细胞受刺激时在静息电位基础上产生的可传布的电位变化，细胞兴奋的标志 波形：锋电位：上升相：去极化（-70mVf0mV）反极化（超射）（0mV+30mV）下降相：复极 化（+30mVf-70mV 附近）峰电位是动作电位的主要成份产生机制：离子流学说上升相：细胞受刺激f少量Na+通道开放一少量Na+内流一局部去极化（局部电位） f达到阈电位fNa+通道大量开放f

6、Na+顺电-化学梯度快速大量内流一去极化、反极化一 当浓度差促进Na+内流的力量等于电位差阻止Na+内流的力量时，Na+净移动为零（Na+的电- 化学平衡电位）下降相：细胞膜对K+的通透性增加fK+顺电-化学梯度外流一复极化电位已基本恢复,但离子分布未恢复，Na+-K+泵运转，Na+泵出，K+泵入，恢复兴奋 前离子的不均匀分布阈电位：引起Na+通道大量开发放而引发动作电位的临界膜电位数值通道阻断剂：河豚毒：Na+通道阻断剂四乙基铵：K+通道阻断剂三、极化、去极化、超极化、阈电位的概念静息时，细胞膜内外两侧维持外正内负的稳定状态，称为极化。当细胞受刺激时，膜内电位向负值减小方向变化，称为去极化。

7、膜内电位数值向负值增大方向变化，称为超极化。当神经纤维受到阈刺激时，膜上Na+通道开放，Na+内流，膜发生去极化，静息电位 减小，当静息电位减小到某一临界数值时，膜对Na+的通透性突然增大，Na+迅速内流，出 现动作电位的上升相。这个临界点时的跨膜电位数值称为阈电位。四、兴奋在同一细胞上传导的特点传导：动作电位（兴奋）在一个细胞内传播神经冲动:沿神经纤维传导的动作电位不衰减性传导：动作电位的幅度不会因传导距离的增加而减小“全或无”现象：动作电位一旦产生，幅度不会因刺激的加强而增大双向传导：动作电位从受刺激的兴奋部位向两侧未兴奋部位传导动作电位不融合：动作电位之间总有一定间隔，不会重合、叠加在一

8、起（一）静息电位产生机制静息电位指安静时存在于细胞两侧的外正内负的电位差。其形成原因是 膜两侧离子分布不平衡及膜对K+有较高的通透能力。细胞内K+浓度和带负电的蛋白质浓度都大于细胞外（而细胞外 Na+和Cl+浓度大于细胞内），但 因为细胞膜只对K+有相对较高的通透性，K+顺浓度差由细胞内移到细胞 外，而膜内带负电的蛋白质离子不能透出细胞，于是K+离子外移造成膜内变负而膜外变正。外正内负的状态一方面可随 K+的外移而增加，另一方面， K+外移形成的外正内负将阻碍K+的外移（正负电荷互相吸弓I，而相同方向 电荷则互相排斥）。最后达到一种 K+外移（因浓度差）和阻碍K+外移（正 负电荷互相吸引，而相

9、同方向电荷则相互排斥）。最后达到一种K+外移（因 浓度差）和阻碍K+外移（因电位差）相平衡的状态，这是的膜电位称为K+平衡电位，实际上，就是（或接近于）安静时细胞膜外的电位差。（二）动作电位的产生机制动作电位上升支主要由Na+内流形成，接近于Na+的电-化学平衡电位。细胞内外Na+和K+的分布不均匀，细胞外高Na+而细胞内高K+。细胞兴奋时，膜对Na+有选择性通透，Na+顺浓度梯度内流，形成锋电位的 上升支。K+外流增加形成了动作电位的下降支。在不同的膜电位水平或动作电位发生过程中，Na+通道呈现三种基本功能状 态：备用状态：其特征是通道呈关闭状态，但对刺激可发生反应而迅速开放， 因此，被称作

10、备用状态；激活状态：此时通道开放，离子可经通道进行跨膜扩 散；失活状态：通道关闭，离子不能通过，即使再强的刺激也不能使通道开放。 细胞在静息状态即未接受刺激时，通道处于备用状态。当刺激作用时，通道被激 活而开放。多数通道开放的时间很短，如产生锋电位上升支的Na+通道开放时间 仅为1-2ms，随即进入失活状态。必须经过一段时间，通道才能由失活状态恢复 全静息的备用状态。通道的功能状态，决定着细胞是否具有产生动作电位的能 力，与不应期有密切联系。（三）细胞膜K的平衡电位为什么是负的（-90-100）?胞外K少，胞内K多，那么膜外为零电位的话,膜内应该为正电位?可是平衡电位却是负 的，为什么？首先，

11、你的认识不对，细胞内确实K多，但是细胞外Na多，都是带正电的离子。 而且还有很多其他离子。所以看正负，不是这么看的。细胞膜两侧的电荷是内负外正，也就是细胞内比细胞外的电位要高。这个内 负外正的电位差，形成机制是K离子平衡电位。【这段是重点】可以假想一下， 如果没有这个内负外正的电位差，细胞内的K就会继续外流，一直到内外K浓度 一致。正是由于电位差（使得K要从外向内流）和浓度差（使得K要从内向外流） 的同时存在，才维持了这么一个动态平衡。最后，电位都是相对的，看把哪里设定为0电位。当年测量膜电位的时候，最早的一个试验是使用枪乌贼神经十做的，当时是把记 录插入细胞内，细胞外设定为0。所以记录到的膜

12、电位显示为负。后来，就沿用了这么一个习惯。如果把细胞内设定为0，膜电位就显示为正的了。但是，把细胞外定为0比 细胞内设定为0更加科学，使用方便。因为细胞外液（内环境）是相同的，稳态。 各个细胞内的情况却不同。如果把细胞内设定为0，细胞外就乱了。（四）什么是电位差？就像一根1米高的自来水管一样，最高点处的水相对于最低点处的水就有一个水 位差，水位差就会使得高水位的水向低水位流动。同样在导体的不同位置会有电 位差，电流会从高电位流向低电位，当然前提是存在一个闭合回路。（五）钾离子进出细胞膜是主动运输？首先明确：细胞内的K+浓度大大高于细胞外，而细胞外Na+浓度大大高于细胞内当神经冲动传导时，要从静息电位（内负外正）到动作电位（内正外负），需 要吸Na+排K+，此时k+是顺着浓度梯度外排的（其实Na+也是），所以不需要消 耗ATP，是协助扩散