细胞的生物电现象 正常人体机能课件

010203动作电位的概念动作电位的产生机制动作电位的变化过程动作电位1.动作电位的概念细胞受到刺激时在静息电位基础上产生的快速、可逆转、可传播的细胞膜两侧的电位变化动作电位是细胞兴奋的标志上升支下降支2.动作电位的变化过程反极化（超射）复极化（负、正）后电位阈电位刺激膜内电位负值减小进一步去极化去极化“全或无”特性:指在同一细胞上AP的大小不随刺激强度而改变的现象；（即AP的幅度和形状是“全或无”的）动作电位的特征2.动作电位的变化过程①细胞膜内外存在[Na+]差[Na+]内＞[Na+]外≈1∶123.动作电位的产生机制当细胞膜受到刺激而发生通透性改变时，带电离子将沿着电化学驱动力的方向发生跨膜运动，并引起膜电位的变化（1）动作电位产生的基本条件:②细胞膜在受到阈刺激或阈上刺激而兴奋时，对离子的通透性增加即电压门控性Na+通道激活而开放（2）动作电位的形成过程细胞受刺激而兴奋时→膜对Na+通透性突然增大→Na+迅速内流→先是造成膜内电位升高,由于膜外Na+的较高浓度势能,Na+继续内移,出现超射，当扩散动力浓度差和扩散阻力电位差相等时，膜内外电位差达到峰值AP的上升支是Na+快速内流造成的,接近于Na+的电化学平衡电位动作电位的上升支：（2）动作电位的形成过程动作电位的下降支：Na+通道失活→Na+内流停止,同时K+通道开放→K+迅速外流，膜内电位从峰值迅速下降，直至静息电位细胞膜复极化后，膜内外Na+、K+浓度的改变激活了Na+-K+泵，Na+-K+泵开始工作，从而恢复静息时离子分布动作电位的下降支是K+外流的结果动作电位的后电位：结论：1.去极化：Na＋内流形成电化学平衡电位2.复极化：K＋外流形成电化学平衡电位3.后电位：Na＋-K＋泵主动转运过程01动作电位传导特点动作电位传导概念02动作电位的传导03动作电位传导原理1.动作电位的传导动作电位一旦在细胞膜的某一点产生，就会迅速沿着细胞膜向周围传播，直到整个细胞膜，这种传播称为传导如果动作电位是在神经纤维上传导，称为神经冲动2.动作电位的原理局部电流学说当受到刺激产生兴奋时，神经纤维产生膜电位倒转，呈现内正外负的反极化状态，而与之邻近的未兴奋部位仍处于内负外正的极化状态；已兴奋部位与邻近未兴奋部位之间存在电位差，由此产生正电位到负电位的电流。这种在兴奋部位与邻近未兴奋部位之间流动的电流称为局部电流动作电位在无髓鞘神经纤维纤维为近距离局部电流2.动作电位的传导原理动作电位在有髓鞘神经纤维为远距离(跳跃式)局部电流3.动作电位的传导特点（3）双向性：动作电位可沿着兴奋部位向方向相反的两个方向传递（1）不衰减性：动作电位幅度不会随距离的增大而衰减（2）“全或无”现象：动作电位要么不产生，一产生就是最大化动作电位的传导010203静息电位的概念静息电位的产生机制极化及相关概念静息电位·

证明静息电位的实验：（甲）当A、B电极都位于细胞膜外，证明膜外无电位差（丙）当A电极位于细胞膜外，B电极插入膜内时，证明膜内、外间有电位差（乙）当A、B电极都位于细胞膜内，证明膜内无电位差细胞处于相对安静状态时细胞膜内外两侧的电位差1.静息电位的概念①有电位差②外高内低③保持不变静息电位的数值:骨骼肌细胞约-90mV;神经细胞约-70mV;平滑肌细胞约-55mV;红细胞约为-10mV2.极化及相关概念反极化（超射）:去极化至零电位后膜电位进一步变为正值极化:安静时膜外为正膜内为负，数值稳定的状态膜内电位向负值减小的方向变化(-90mV变化为-70mV)去极化(除极化):膜内电位向负值增大的方向变化(-90mV变化为-100mV)超极化:复极化:细胞膜去极化后再向RP方向恢复的过程.3.静息电位的产生机制(1)细胞膜内、外离子存在浓度差[Na+]内∶[Na+]外≈1∶12,[K+]内∶[K+]外≈39∶1[Cl-]内∶[Cl-]外≈1∶14,[A-]内∶[A-]外≈4∶1静息电位的产生条件细胞外细胞内Na+Na+K+K+20～40倍7～12倍(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-静息电位产生原理细胞外细胞内A－K＋Na＋Cl－Na＋Cl－K＋K＋A－K＋K＋K＋＋＋＋＋＋化学浓度梯度外正内负电梯度Na＋Cl－K＋K＋安静时：K＋通道开放K＋顺浓度梯度外流电梯度＝浓度梯度K＋平衡电位安静时＋＋＋＋＋K＋K＋K＋K＋静息电位主要是K＋外流所形成的的电化学平衡电位K+静息电位产生原理静息电位主要是K＋外流所形成的的电化学平衡电位K+K+K+0102局部电位的概念局部电位的特点局部电位1.局部电位的概念单个阈下刺激虽不能触发动作电位，但它会引起少量的Na＋内流，从而产生较小幅度的去极化，这种去极化的幅度不足以使膜电位达到阈电位的水平。这种由阈下刺激引起的细胞膜局部的、较小的去极化电位称为局部电位,又称局部兴奋2.局部电位的特点①等级性：去极化幅度大小与阈下刺激大小呈正比，无“全或无”特性②电紧张性扩布：发生在细胞膜某一点的局部反应性电变化，可以向邻近膜传播，但随传播距离的增加而迅速减弱，以致消失，局部电位的这种传播方式称为电紧张性扩布③总和效应：在细胞膜的同一部位，如果有多个阈下刺激同时作用，这些阈下刺激引起的局部电位可叠加在一起，称为空间总和；在细胞膜的同一部位，如果出现阈下刺激连续作用，引起的局部电位也可叠加在一起，称为时间总和。总和后的局部电位若达到阈电位，则产生动作电位动作电位引起的两种途径

（1）阈刺激或阈上刺激膜去极化达阈电位→爆发动作电位（2）相继或同时多个阈下刺激局部电位→局部电位的总和0102细胞的生物电现象生物电现象的表现形式细胞的生物电现象1.细胞的生物电现象1958年，在法国召开的国际自动控制会议上，一个没有手的15岁男孩，神态自若地走上讲台，利用他自身产生的生物电控制假手，在图板上写下了“向会议的参加者致敬”一排大字，与会者无不为之惊愕和赞叹，整个会场马上沸腾了。原来，当我们想做某个动作时，大脑发出的指令可以引起相应的神经和肌肉相继产生动作电位，如果将断肢产生的生物电流引导出来，再通过仪器把电流放大，就可以控制假手的活动，这就是利用生物电流控制假手的奥秘所在

从生物电控制的假手说起恩格斯在100多年前就指出：“地球上几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的变化”生物电现象是指组织细胞在生命活动时所具有的电现象

心电图、脑电图、肌电图，分别是心肌、大脑皮层、肌肉活动时所记录下了的生物电变化细胞的生物电现象主要出现在细胞膜两侧，因此又称细胞的跨膜电位

1.细胞的生物电现象2.细胞的生物电现象表现形式生物电是一切活细胞都具有的基本生命现象细胞水平的生物电现象主要有两种表现静息电位：安静时动作电位：受刺激而兴奋时0102阈电位的概念阈电位和动作电位的关系阈电位1.阈电位的概念(1)能触发动作电位的临界膜电位值称为阈电位阈刺激（或阈上刺激）→膜上少量Na＋通道开放→膜轻度去极化→阈电位→Na＋通道大量开放→动作电位

(1)各种不同膜的阈电位水平不同

神经细胞：-55mv

骨骼肌细胞：-70mv

窦房结起搏细胞：-40mv（2）细胞由静息电位水平去极化达