細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象課件

興奮：由相對(duì)靜止轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?dòng)，或由弱的活動(dòng)變?yōu)閺?qiáng)的活動(dòng)，稱為興奮。抑制：從活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)靜止，或由強(qiáng)的活動(dòng)變?yōu)槿醯幕顒?dòng)，稱為抑制。興奮性：一切活細(xì)胞、組織或有機(jī)體對(duì)刺激產(chǎn)生反應(yīng)的能力，稱為興奮性?？膳d奮細(xì)胞：神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞和腺體細(xì)胞興奮性：被理解為細(xì)胞在受刺激時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力。興奮：由相對(duì)靜止轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?dòng)，或由弱的活動(dòng)變?yōu)閺?qiáng)的活1（一）觀察和記錄方法

微電極：尖端直徑只有1μm或更細(xì)的微電極刺入細(xì)胞內(nèi)電壓鉗技術(shù)膜片鉗技術(shù)

歐姆定律I=U/R一、神經(jīng)和骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象（一）觀察和記錄方法微電極：尖端直徑只有1μm或更細(xì)的微電2細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象課件3（二）細(xì)胞的跨膜靜息電位和動(dòng)作電位

靜息電位細(xì)胞安靜時(shí)，存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差，稱為跨膜靜息電位，簡(jiǎn)稱靜息膜電位或靜息電位（二）細(xì)胞的跨膜靜息電位和動(dòng)作電位靜息電位4極化體內(nèi)所有細(xì)胞的靜息電位都表現(xiàn)為細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)為負(fù)電位，外側(cè)為正電位。這種狀態(tài)稱為膜的極化。通常規(guī)定膜外電位為零，則膜內(nèi)大都在-10～-100mV之間。哺乳動(dòng)物神經(jīng)和肌肉細(xì)胞的靜息電位值為-70～-90mV極化5靜息電位的測(cè)量細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)為負(fù)電位，外側(cè)為正電位。通常規(guī)定膜外電位為0靜息電位的測(cè)量細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)為負(fù)電位，外側(cè)為正電位。6細(xì)胞外記錄

細(xì)胞內(nèi)記錄0-+0mV-+00mV-70mV－90mV玻璃微電極電位儀神經(jīng)纖維KCl細(xì)胞外記錄細(xì)胞內(nèi)記錄0-+0mV-+00mV-707RP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：RP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：8動(dòng)作電位動(dòng)作電位可興奮細(xì)胞在受到刺激發(fā)生興奮時(shí)，細(xì)胞膜在原有靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次迅速而短暫的電位波動(dòng)，細(xì)胞興奮時(shí)發(fā)生的這種短暫的電位波動(dòng)，稱為動(dòng)作電位。動(dòng)作電位動(dòng)作電位9動(dòng)作電位實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象動(dòng)作電位實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象10動(dòng)作電位（AP)時(shí)程1、去極化在動(dòng)作電位發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中，膜內(nèi)、外電位差從靜息值逐步減小乃至消失，這個(gè)過(guò)程稱為去極化2、反極化或超射進(jìn)而膜兩側(cè)電位倒轉(zhuǎn)，成為膜外負(fù)電位、膜內(nèi)正電位，稱為反極化或超射3、復(fù)極化此后膜電位恢復(fù)到膜外正電位、膜內(nèi)負(fù)電位的靜息狀態(tài)，稱為復(fù)極化動(dòng)作電位（AP)時(shí)程1、去極化114、后電位在鋒電位的下降支恢復(fù)到靜息電位水平以前約相當(dāng)于動(dòng)作電位幅度70％左右處，膜電位還要經(jīng)歷一段微小而緩慢的波動(dòng)，稱為后電位上升支又稱去極相包括膜電位的去極化和反極化兩個(gè)過(guò)程；下降支又稱復(fù)極相即膜電位的復(fù)極化過(guò)程。4、后電位120mv閾電位靜息電位0mv閾電位靜息電位13去極化上升支下降支動(dòng)作電位的圖形刺激局部電位閾電位去極化零電位反極化（超射）復(fù)極化（負(fù)、正）后電位去極化上升支下降支動(dòng)作電位的圖形刺激局部電14動(dòng)作電位的特征①具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象;②可以擴(kuò)布(傳播)的;③非衰減式傳導(dǎo)的電位;動(dòng)作電位的意義：動(dòng)作電位的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。

動(dòng)作電位的特征①具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象;15（三）生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制1、膜內(nèi)外離子分布及膜對(duì)離子的通透性：在膜兩側(cè)形成電位差，必須具備兩個(gè)條件①膜兩側(cè)的離子分布不均，存在濃度差；②對(duì)離子有選擇性通透的膜。（三）生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制1、膜內(nèi)外離子分布及膜對(duì)離子的通透162.靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制2.靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制17

靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外主要離子分布及膜對(duì)離子通透性靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外主要離子分布18RP形成條件：（1）膜內(nèi)外離子不均衡分布（鈉泵活動(dòng)形成膜內(nèi)、外離子濃度差）；（2）靜息時(shí)膜對(duì)離子的通透性不同。RP形成條件：19RP形成過(guò)程：（1）膜兩側(cè)K+濃度差是促使K+擴(kuò)散的動(dòng)力。（2）但隨著K+的不斷擴(kuò)散，膜兩側(cè)不斷加大的電位差是K+繼續(xù)擴(kuò)散的阻力（3）當(dāng)動(dòng)力和阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，K+的凈擴(kuò)散通量為零→膜兩側(cè)的平衡電位RP形成過(guò)程：（1）膜兩側(cè)K+濃度差是促使K+擴(kuò)散的動(dòng)力。20靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性具有選擇性通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性具有選擇性21擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡①K＋順濃度差向膜外擴(kuò)散A-不能向膜外擴(kuò)散膜內(nèi)電位下降,產(chǎn)生負(fù)電場(chǎng)膜外電位上升,產(chǎn)生正電場(chǎng)膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài)電場(chǎng)力使K＋內(nèi)流靜息電位與K＋平衡電位擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡①K＋順濃度差向膜外擴(kuò)散膜內(nèi)22Ek是K+的平衡電位R是氣體常數(shù)T為絕對(duì)溫度Z是離子價(jià)數(shù)F是法拉第常數(shù)（相當(dāng)于96500C）式中只有[K]。和[K]i是變數(shù)，分別代表膜外和膜內(nèi)的K+濃度。Nernst公式Ek是K+的平衡電位Nernst公式23通常靜息電位的絕對(duì)值要比K+平衡電位的理論值要小一些。哺乳動(dòng)物骨骼肌的靜息電位是-90mV，K+平衡電位是-95mV。通常靜息電位的絕對(duì)值要比K+平衡電位的理論值要小一些。24Na＋的運(yùn)動(dòng)Na＋的濃度差促使其內(nèi)流電位差促使Na＋內(nèi)流靜息狀態(tài)的細(xì)胞膜對(duì)Na＋通透性差Na＋的運(yùn)動(dòng)Na＋的濃度差促使其內(nèi)流電位差促使Na＋內(nèi)流靜息25靜息電位與K+平衡電位

結(jié)論

大多數(shù)細(xì)胞的靜息電位主要是由細(xì)胞內(nèi)K+的外流所產(chǎn)生；K+外流的動(dòng)力是細(xì)胞膜內(nèi)、外的濃度差；K+外流的阻力是細(xì)胞膜內(nèi)、外的電位差；K+跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的條件是安靜時(shí)細(xì)胞膜對(duì)K+有通透性。靜息電位與K+平衡電位結(jié)論26Na＋－K+－ATP酶維持細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度3、動(dòng)作電位與Na＋平衡電位Na＋－K+－ATP酶維持細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度3、動(dòng)作電位與N27三、動(dòng)作電位及其產(chǎn)生機(jī)制

1、概念：

在靜息電位的基礎(chǔ)上,給細(xì)胞一個(gè)適當(dāng)?shù)拇碳?，可觸發(fā)其產(chǎn)生可傳播的膜電位波動(dòng)。（一）細(xì)胞的動(dòng)作電位(actionpotentialAP)

AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。三、動(dòng)作電位及其產(chǎn)生機(jī)制1、概念：（一）細(xì)胞的動(dòng)作電位(282、AP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象2、AP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象29刺激去極化零電位反極化（超射）復(fù)極化（負(fù)、正）后電位3、動(dòng)作電位基本波形刺激去極化零電位反極化（超射）復(fù)極化（負(fù)、正）后電位3、動(dòng)作30上升支刺激去極化零電位反極化（超射）下降支復(fù)極化（負(fù)、正）后電位去極化上升支刺激去極化零電位反極化（超射）下降支復(fù)極化（負(fù)、正）后31動(dòng)作電位與Na+平衡電位

動(dòng)作電位與Na+平衡電位320mv閾電位靜息電位0mv閾電位靜息電位334.動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制①電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力決定離子跨膜流動(dòng)的方向和速度；電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力=膜電位－平衡電位

4.動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制①電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力34靜息電位條件下細(xì)胞膜外Na+濃度大于膜內(nèi)，濃度差的存在使鈉離子受到很強(qiáng)的內(nèi)向驅(qū)動(dòng)力的作用；峰電位條件下鉀離子的電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力＝＋30mV－(－90mV)＝＋120mV說(shuō)明：此時(shí)鉀離子受到很強(qiáng)的外向驅(qū)動(dòng)力的作用靜息電位條件下峰電位條件下35當(dāng)細(xì)胞受到刺激細(xì)胞膜上少量Na+通道激活而開(kāi)放Na+順濃度差少量?jī)?nèi)流→膜內(nèi)外電位差↓→局部電位當(dāng)膜內(nèi)電位變化到閾電位時(shí)→Na＋通道大量開(kāi)放Na+順電化學(xué)差和膜內(nèi)負(fù)電位的吸引→再生式內(nèi)流膜內(nèi)負(fù)電位減小到零并變?yōu)檎娢唬▌?dòng)作電位上升支）Na+通道關(guān)→Na+內(nèi)流停+同時(shí)K+通道激活而開(kāi)放K＋順濃度差和膜內(nèi)正電位的吸引→K＋迅速外流膜內(nèi)電位迅速下降，恢復(fù)到RP水平（動(dòng)作電位下降支）∵[Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵Na+泵出、K+泵回，離子恢復(fù)到興奮前水平→后電位②動(dòng)作電位的產(chǎn)生過(guò)程當(dāng)細(xì)胞受到刺激細(xì)胞膜上少量Na+通道激活而開(kāi)放Na+順濃度差36離子通道狀態(tài)：關(guān)閉激活失活復(fù)活離子通道狀態(tài)：關(guān)閉激活失活復(fù)活37靜息狀態(tài),非門控Na+通道開(kāi)放，門控Na+通道關(guān)閉，處于備用狀態(tài)①少量門控Na+通道開(kāi)放,開(kāi)始去極化②更多的門控Na+通道開(kāi)放,加速去極化靜息狀態(tài),非門控Na+通道開(kāi)放，門控Na+通道關(guān)閉，處于備38③門控Na+通道失活④門控Na+通道關(guān)閉，處于備用狀態(tài)③門控Na+通道失活④門控Na+通道關(guān)閉，處于備用狀態(tài)39后電位的形成負(fù)后電位的形成：是在復(fù)極時(shí)迅速外流的K+蓄積在膜外側(cè)附近，暫時(shí)阻礙了K+外流所致。正后電位的形成：是生電性鈉泵作用的結(jié)果。

后電位的形成負(fù)后電位的形成：405、動(dòng)作電位的特性：（1）是非衰減式傳導(dǎo)的電位（2）具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象（3）脈沖式發(fā)放5、動(dòng)作電位的特性：41

（1）AP的上升支由Na＋內(nèi)流形成，下降支是K＋外流形成的，正后電位是Na＋－K＋泵活動(dòng)引起的。（2）AP的產(chǎn)生是不消耗能量的，AP的恢復(fù)是消耗能量的（Na＋－K＋泵的活動(dòng)）（3）AP的峰值接近Na＋的平衡電位。6.關(guān)于動(dòng)作電位結(jié)論：（1）AP的上升支由Na＋內(nèi)流形成，下降支是K＋外421.需要具備三個(gè)條件一定的強(qiáng)度一定的持續(xù)時(shí)間一定的時(shí)間-強(qiáng)度變化率在一定范圍內(nèi)，作用的持續(xù)時(shí)間越短，能引起組織興奮所需的刺激強(qiáng)度越大。二、興奮的引起和興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)1.需要具備三個(gè)條件在一定范圍內(nèi)，作用的持續(xù)時(shí)間越短，能引起43在刺激作用時(shí)間足夠長(zhǎng)的條件下，能引起興奮的最小刺激強(qiáng)度用基強(qiáng)度作刺激要引起細(xì)胞興奮所需的最短作用時(shí)間兩倍基強(qiáng)度的刺激引起組織興奮的最短的刺激持續(xù)時(shí)間。在刺激作用時(shí)間足夠長(zhǎng)的條件下，能引起興奮的最小刺激強(qiáng)度用基強(qiáng)442.閾電位與動(dòng)作電位強(qiáng)度閾值即在刺激作用時(shí)間和強(qiáng)度-時(shí)間變化率固定不變的條件下，能引起組織細(xì)胞興奮所需的最小刺激強(qiáng)度閾刺激

達(dá)到強(qiáng)度閾值的刺激稱為閾刺激。閾值大，表示組織細(xì)胞的興奮性低，閾值小，表示興奮性高。閾下刺激強(qiáng)度小于閾值的刺激稱為閾下刺激，它不能引起組織細(xì)胞興奮。2.閾電位與動(dòng)作電位強(qiáng)度閾值45閾刺激是從外部加給細(xì)胞的刺激強(qiáng)度閾電位是從細(xì)胞膜本身膜電位的數(shù)值來(lái)考慮。當(dāng)膜電位去極化到某一臨界值，就出現(xiàn)膜上的鈉通道大量開(kāi)放，Na+大量?jī)?nèi)流而產(chǎn)生動(dòng)作電位，膜電位的這個(gè)臨界值稱為閾電位閾刺激是從外部加給細(xì)胞的刺激強(qiáng)度46原有的電位外正內(nèi)負(fù)當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，在膜的兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)正外負(fù)的電壓降陰極下細(xì)胞膜產(chǎn)生出膜電流陰極下方的細(xì)胞膜兩側(cè)的靜息電位絕對(duì)值減小去極化狀態(tài)去極化原有的電位當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，在膜的兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)正外負(fù)的電壓降陰47超極化陽(yáng)極下細(xì)胞膜的刺激電流是內(nèi)向電流（入膜電流）這種使膜電位負(fù)值加大遠(yuǎn)離閾電位過(guò)程稱之為超極化膜電位負(fù)值加大超極化陽(yáng)極下細(xì)胞膜的刺激電流是內(nèi)向電流（入膜電流）這種使膜電48

如果給予閾下刺激，細(xì)胞不能爆發(fā)動(dòng)作電位，但可使受刺激局部細(xì)胞膜的少量Na+通道被激活，膜對(duì)Na+的通透性輕度增加，少量Na+內(nèi)流和電刺激造成的去極化而使靜息電位有所減小。由于這種電變化較小，只限于受刺激局部的細(xì)胞膜而不能向遠(yuǎn)處傳播，故被稱為局部反應(yīng)。3.閾下刺激局部反應(yīng)

如果給予閾下刺激，細(xì)胞不能爆發(fā)動(dòng)作電位49細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象課件50特點(diǎn)：

①不具有“全或無(wú)”現(xiàn)象。②電緊張方式擴(kuò)布，不能向遠(yuǎn)處傳播。③具有總和效應(yīng)：時(shí)間總和&空間總和。。

特點(diǎn)：51時(shí)間性總和空間性總和時(shí)間性總和空間性總和52細(xì)胞興奮的兩種方式給予一個(gè)閾刺激使靜息電位降低到閾電位，從而爆發(fā)動(dòng)作電位；給予多個(gè)閾下刺激使局部反應(yīng)發(fā)生總和，從而使靜息電位降低到閾電位水平，導(dǎo)致動(dòng)作電位的爆發(fā)總和現(xiàn)象的生理意義就在于使局部興奮有可能轉(zhuǎn)化為可遠(yuǎn)距離傳導(dǎo)的動(dòng)作電位。細(xì)胞興奮的兩種方式給予一個(gè)閾刺激53

分期興奮性與AP對(duì)應(yīng)關(guān)系機(jī)制絕對(duì)不應(yīng)期降至零鋒電位鈉通道失活相對(duì)不應(yīng)期漸恢復(fù)負(fù)后電位前期鈉通道部分恢復(fù)超常期＞正常負(fù)后電位后期鈉通道大部恢復(fù)低常期＜正常正后電位膜內(nèi)電位呈超極化

4.細(xì)胞興奮及其在恢復(fù)過(guò)程中興奮性的周期性變化分期興奮性與54神經(jīng)纖維或骨骼肌細(xì)胞，絕對(duì)不應(yīng)期只有0.5～2.0ms，而心肌細(xì)胞則可達(dá)200～400ms。絕對(duì)不應(yīng)期的長(zhǎng)短決定了組織細(xì)胞在單位時(shí)間內(nèi)所能接受刺激產(chǎn)生興奮的次數(shù)。如果神經(jīng)纖維不應(yīng)期為2ms，則該纖維每秒的興奮節(jié)律最大可達(dá)500次，而心肌每秒產(chǎn)生興奮的次數(shù)則大為降低。神經(jīng)纖維或骨骼肌細(xì)胞，絕對(duì)不應(yīng)期只有0.5～2.0ms，而心555興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)傳導(dǎo)機(jī)制：局部電流5興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)56靜息部位膜內(nèi)為負(fù)電位，膜外為正電位興奮部位膜內(nèi)為正電位，膜外為負(fù)電位在興奮部位和靜息部位之間存在著電位差膜外的正電荷由靜息部位向興奮部位移動(dòng)膜內(nèi)的負(fù)電荷由興奮部位向靜息部位移動(dòng)形成局部電流膜內(nèi)：興奮部位相鄰的靜息部位的電位上升膜外：興奮部位相鄰的靜息部位的電位下降去極化達(dá)到閾電位，觸發(fā)鄰近靜息部位膜爆發(fā)新的AP局部電流靜息部位膜內(nèi)為負(fù)電位，膜外為正電位在興奮部位和靜息部位之間存57傳導(dǎo)方式：無(wú)髓鞘神經(jīng)纖維為近距離局部電流傳導(dǎo)方式：無(wú)髓鞘神經(jīng)纖維為近距離局部電流58有髓鞘神經(jīng)纖維為遠(yuǎn)距離(跳躍式)局部電流有髓鞘神經(jīng)纖維為遠(yuǎn)距離(跳躍式)局部電流59興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)

傳導(dǎo)特點(diǎn)

1、生理完整性2、雙向性3、相對(duì)不疲勞性4、絕緣性5、不衰減性或“全或無(wú)”現(xiàn)象興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)

傳導(dǎo)特點(diǎn)60小結(jié)興奮和興奮性定義的發(fā)展刺激引起興奮的條件；強(qiáng)度-時(shí)間曲線閾值；閾電位與動(dòng)作電位的引起局部電位與興奮性的變化細(xì)胞興奮及其恢復(fù)過(guò)程中興奮性的變化興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)機(jī)制神經(jīng)纖維信息傳導(dǎo)的特征小結(jié)興奮和興奮性定義的發(fā)展61興奮：由相對(duì)靜止轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?dòng)，或由弱的活動(dòng)變?yōu)閺?qiáng)的活動(dòng)，稱為興奮。抑制：從活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)靜止，或由強(qiáng)的活動(dòng)變?yōu)槿醯幕顒?dòng)，稱為抑制。興奮性：一切活細(xì)胞、組織或有機(jī)體對(duì)刺激產(chǎn)生反應(yīng)的能力，稱為興奮性?？膳d奮細(xì)胞：神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞和腺體細(xì)胞興奮性：被理解為細(xì)胞在受刺激時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力。興奮：由相對(duì)靜止轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒?dòng)，或由弱的活動(dòng)變?yōu)閺?qiáng)的活62（一）觀察和記錄方法

微電極：尖端直徑只有1μm或更細(xì)的微電極刺入細(xì)胞內(nèi)電壓鉗技術(shù)膜片鉗技術(shù)

歐姆定律I=U/R一、神經(jīng)和骨骼肌細(xì)胞的生物電現(xiàn)象（一）觀察和記錄方法微電極：尖端直徑只有1μm或更細(xì)的微電63細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象課件64（二）細(xì)胞的跨膜靜息電位和動(dòng)作電位

靜息電位細(xì)胞安靜時(shí)，存在于細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差，稱為跨膜靜息電位，簡(jiǎn)稱靜息膜電位或靜息電位（二）細(xì)胞的跨膜靜息電位和動(dòng)作電位靜息電位65極化體內(nèi)所有細(xì)胞的靜息電位都表現(xiàn)為細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)為負(fù)電位，外側(cè)為正電位。這種狀態(tài)稱為膜的極化。通常規(guī)定膜外電位為零，則膜內(nèi)大都在-10～-100mV之間。哺乳動(dòng)物神經(jīng)和肌肉細(xì)胞的靜息電位值為-70～-90mV極化66靜息電位的測(cè)量細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)為負(fù)電位，外側(cè)為正電位。通常規(guī)定膜外電位為0靜息電位的測(cè)量細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)為負(fù)電位，外側(cè)為正電位。67細(xì)胞外記錄

細(xì)胞內(nèi)記錄0-+0mV-+00mV-70mV－90mV玻璃微電極電位儀神經(jīng)纖維KCl細(xì)胞外記錄細(xì)胞內(nèi)記錄0-+0mV-+00mV-7068RP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：RP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：69動(dòng)作電位動(dòng)作電位可興奮細(xì)胞在受到刺激發(fā)生興奮時(shí)，細(xì)胞膜在原有靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次迅速而短暫的電位波動(dòng)，細(xì)胞興奮時(shí)發(fā)生的這種短暫的電位波動(dòng)，稱為動(dòng)作電位。動(dòng)作電位動(dòng)作電位70動(dòng)作電位實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象動(dòng)作電位實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象71動(dòng)作電位（AP)時(shí)程1、去極化在動(dòng)作電位發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中，膜內(nèi)、外電位差從靜息值逐步減小乃至消失，這個(gè)過(guò)程稱為去極化2、反極化或超射進(jìn)而膜兩側(cè)電位倒轉(zhuǎn)，成為膜外負(fù)電位、膜內(nèi)正電位，稱為反極化或超射3、復(fù)極化此后膜電位恢復(fù)到膜外正電位、膜內(nèi)負(fù)電位的靜息狀態(tài)，稱為復(fù)極化動(dòng)作電位（AP)時(shí)程1、去極化724、后電位在鋒電位的下降支恢復(fù)到靜息電位水平以前約相當(dāng)于動(dòng)作電位幅度70％左右處，膜電位還要經(jīng)歷一段微小而緩慢的波動(dòng)，稱為后電位上升支又稱去極相包括膜電位的去極化和反極化兩個(gè)過(guò)程；下降支又稱復(fù)極相即膜電位的復(fù)極化過(guò)程。4、后電位730mv閾電位靜息電位0mv閾電位靜息電位74去極化上升支下降支動(dòng)作電位的圖形刺激局部電位閾電位去極化零電位反極化（超射）復(fù)極化（負(fù)、正）后電位去極化上升支下降支動(dòng)作電位的圖形刺激局部電75動(dòng)作電位的特征①具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象;②可以擴(kuò)布(傳播)的;③非衰減式傳導(dǎo)的電位;動(dòng)作電位的意義：動(dòng)作電位的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。

動(dòng)作電位的特征①具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象;76（三）生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制1、膜內(nèi)外離子分布及膜對(duì)離子的通透性：在膜兩側(cè)形成電位差，必須具備兩個(gè)條件①膜兩側(cè)的離子分布不均，存在濃度差；②對(duì)離子有選擇性通透的膜。（三）生物電現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制1、膜內(nèi)外離子分布及膜對(duì)離子的通透772.靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制2.靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制78

靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外主要離子分布及膜對(duì)離子通透性靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜內(nèi)外主要離子分布79RP形成條件：（1）膜內(nèi)外離子不均衡分布（鈉泵活動(dòng)形成膜內(nèi)、外離子濃度差）；（2）靜息時(shí)膜對(duì)離子的通透性不同。RP形成條件：80RP形成過(guò)程：（1）膜兩側(cè)K+濃度差是促使K+擴(kuò)散的動(dòng)力。（2）但隨著K+的不斷擴(kuò)散，膜兩側(cè)不斷加大的電位差是K+繼續(xù)擴(kuò)散的阻力（3）當(dāng)動(dòng)力和阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，K+的凈擴(kuò)散通量為零→膜兩側(cè)的平衡電位RP形成過(guò)程：（1）膜兩側(cè)K+濃度差是促使K+擴(kuò)散的動(dòng)力。81靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性具有選擇性通透性：K+＞Cl-＞Na+＞A-靜息狀態(tài)下細(xì)胞膜對(duì)離子的通透性具有選擇性82擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡①K＋順濃度差向膜外擴(kuò)散A-不能向膜外擴(kuò)散膜內(nèi)電位下降,產(chǎn)生負(fù)電場(chǎng)膜外電位上升,產(chǎn)生正電場(chǎng)膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài)電場(chǎng)力使K＋內(nèi)流靜息電位與K＋平衡電位擴(kuò)散動(dòng)力與阻力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡①K＋順濃度差向膜外擴(kuò)散膜內(nèi)83Ek是K+的平衡電位R是氣體常數(shù)T為絕對(duì)溫度Z是離子價(jià)數(shù)F是法拉第常數(shù)（相當(dāng)于96500C）式中只有[K]。和[K]i是變數(shù)，分別代表膜外和膜內(nèi)的K+濃度。Nernst公式Ek是K+的平衡電位Nernst公式84通常靜息電位的絕對(duì)值要比K+平衡電位的理論值要小一些。哺乳動(dòng)物骨骼肌的靜息電位是-90mV，K+平衡電位是-95mV。通常靜息電位的絕對(duì)值要比K+平衡電位的理論值要小一些。85Na＋的運(yùn)動(dòng)Na＋的濃度差促使其內(nèi)流電位差促使Na＋內(nèi)流靜息狀態(tài)的細(xì)胞膜對(duì)Na＋通透性差Na＋的運(yùn)動(dòng)Na＋的濃度差促使其內(nèi)流電位差促使Na＋內(nèi)流靜息86靜息電位與K+平衡電位

結(jié)論

大多數(shù)細(xì)胞的靜息電位主要是由細(xì)胞內(nèi)K+的外流所產(chǎn)生；K+外流的動(dòng)力是細(xì)胞膜內(nèi)、外的濃度差；K+外流的阻力是細(xì)胞膜內(nèi)、外的電位差；K+跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的條件是安靜時(shí)細(xì)胞膜對(duì)K+有通透性。靜息電位與K+平衡電位結(jié)論87Na＋－K+－ATP酶維持細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度3、動(dòng)作電位與Na＋平衡電位Na＋－K+－ATP酶維持細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度3、動(dòng)作電位與N88三、動(dòng)作電位及其產(chǎn)生機(jī)制

1、概念：

在靜息電位的基礎(chǔ)上,給細(xì)胞一個(gè)適當(dāng)?shù)拇碳?，可觸發(fā)其產(chǎn)生可傳播的膜電位波動(dòng)。（一）細(xì)胞的動(dòng)作電位(actionpotentialAP)

AP的產(chǎn)生是細(xì)胞興奮的標(biāo)志。三、動(dòng)作電位及其產(chǎn)生機(jī)制1、概念：（一）細(xì)胞的動(dòng)作電位(892、AP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象2、AP實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象90刺激去極化零電位反極化（超射）復(fù)極化（負(fù)、正）后電位3、動(dòng)作電位基本波形刺激去極化零電位反極化（超射）復(fù)極化（負(fù)、正）后電位3、動(dòng)作91上升支刺激去極化零電位反極化（超射）下降支復(fù)極化（負(fù)、正）后電位去極化上升支刺激去極化零電位反極化（超射）下降支復(fù)極化（負(fù)、正）后92動(dòng)作電位與Na+平衡電位

動(dòng)作電位與Na+平衡電位930mv閾電位靜息電位0mv閾電位靜息電位944.動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制①電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力決定離子跨膜流動(dòng)的方向和速度；電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力=膜電位－平衡電位

4.動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制①電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力95靜息電位條件下細(xì)胞膜外Na+濃度大于膜內(nèi)，濃度差的存在使鈉離子受到很強(qiáng)的內(nèi)向驅(qū)動(dòng)力的作用；峰電位條件下鉀離子的電化學(xué)驅(qū)動(dòng)力＝＋30mV－(－90mV)＝＋120mV說(shuō)明：此時(shí)鉀離子受到很強(qiáng)的外向驅(qū)動(dòng)力的作用靜息電位條件下峰電位條件下96當(dāng)細(xì)胞受到刺激細(xì)胞膜上少量Na+通道激活而開(kāi)放Na+順濃度差少量?jī)?nèi)流→膜內(nèi)外電位差↓→局部電位當(dāng)膜內(nèi)電位變化到閾電位時(shí)→Na＋通道大量開(kāi)放Na+順電化學(xué)差和膜內(nèi)負(fù)電位的吸引→再生式內(nèi)流膜內(nèi)負(fù)電位減小到零并變?yōu)檎娢唬▌?dòng)作電位上升支）Na+通道關(guān)→Na+內(nèi)流停+同時(shí)K+通道激活而開(kāi)放K＋順濃度差和膜內(nèi)正電位的吸引→K＋迅速外流膜內(nèi)電位迅速下降，恢復(fù)到RP水平（動(dòng)作電位下降支）∵[Na+]i↑、[K+]O↑→激活Na+－K+泵Na+泵出、K+泵回，離子恢復(fù)到興奮前水平→后電位②動(dòng)作電位的產(chǎn)生過(guò)程當(dāng)細(xì)胞受到刺激細(xì)胞膜上少量Na+通道激活而開(kāi)放Na+順濃度差97離子通道狀態(tài)：關(guān)閉激活失活復(fù)活離子通道狀態(tài)：關(guān)閉激活失活復(fù)活98靜息狀態(tài),非門控Na+通道開(kāi)放，門控Na+通道關(guān)閉，處于備用狀態(tài)①少量門控Na+通道開(kāi)放,開(kāi)始去極化②更多的門控Na+通道開(kāi)放,加速去極化靜息狀態(tài),非門控Na+通道開(kāi)放，門控Na+通道關(guān)閉，處于備99③門控Na+通道失活④門控Na+通道關(guān)閉，處于備用狀態(tài)③門控Na+通道失活④門控Na+通道關(guān)閉，處于備用狀態(tài)100后電位的形成負(fù)后電位的形成：是在復(fù)極時(shí)迅速外流的K+蓄積在膜外側(cè)附近，暫時(shí)阻礙了K+外流所致。正后電位的形成：是生電性鈉泵作用的結(jié)果。

后電位的形成負(fù)后電位的形成：1015、動(dòng)作電位的特性：（1）是非衰減式傳導(dǎo)的電位（2）具有“全或無(wú)”的現(xiàn)象（3）脈沖式發(fā)放5、動(dòng)作電位的特性：102

（1）AP的上升支由Na＋內(nèi)流形成，下降支是K＋外流形成的，正后電位是Na＋－K＋泵活動(dòng)引起的。（2）AP的產(chǎn)生是不消耗能量的，AP的恢復(fù)是消耗能量的（Na＋－K＋泵的活動(dòng)）（3）AP的峰值接近Na＋的平衡電位。6.關(guān)于動(dòng)作電位結(jié)論：（1）AP的上升支由Na＋內(nèi)流形成，下降支是K＋外1031.需要具備三個(gè)條件一定的強(qiáng)度一定的持續(xù)時(shí)間一定的時(shí)間-強(qiáng)度變化率在一定范圍內(nèi)，作用的持續(xù)時(shí)間越短，能引起組織興奮所需的刺激強(qiáng)度越大。二、興奮的引起和興奮在同一細(xì)胞上的傳導(dǎo)1.需要具備三個(gè)條件在一定范圍內(nèi)，作用的持續(xù)時(shí)間越短，能引起104在刺激作用時(shí)間足夠長(zhǎng)的條件下，能引起興奮的最小刺激強(qiáng)度用基強(qiáng)度作刺激要引起細(xì)胞興奮所需的最短作用時(shí)間兩倍基強(qiáng)度的刺激引起組織興奮的最短的刺激持續(xù)時(shí)間。在刺激作用時(shí)間足夠長(zhǎng)的條件下，能引起興奮的最小刺激強(qiáng)度用基強(qiáng)1052.閾電位與動(dòng)作電位強(qiáng)度閾值即在刺激作用時(shí)間和強(qiáng)度-時(shí)間變化率固定不變的條件下，能引起組織細(xì)胞興奮所需的最小刺激強(qiáng)度閾刺激

達(dá)到強(qiáng)度閾值的刺激稱為閾刺激。閾值大，表示組織細(xì)胞的興奮性低，閾值小，表示興奮性高。閾下刺激強(qiáng)度小于閾值的刺激稱為閾下刺激，它不能引起組織細(xì)胞興奮。2.閾電位與動(dòng)作電位強(qiáng)度閾值106閾刺激是從外部加給細(xì)胞的刺激強(qiáng)度閾電位是從細(xì)胞膜本身膜電位的數(shù)值來(lái)考慮。當(dāng)膜電位去極化到某一臨界值，就出現(xiàn)膜上的鈉通道大量開(kāi)放，Na+大量?jī)?nèi)流而產(chǎn)生動(dòng)作電位，膜電位的這個(gè)臨界值稱為閾電位閾刺激是從外部加給細(xì)胞的刺激強(qiáng)度107原有的電位外正內(nèi)負(fù)當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，在膜的兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)正外負(fù)的電壓降陰極下細(xì)胞膜產(chǎn)生出膜電流陰極下方的細(xì)胞膜兩側(cè)的靜息電位絕對(duì)值減小去極化狀態(tài)去極化原有的電位當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，在膜的兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)正外負(fù)的電壓降陰108超極化陽(yáng)極下細(xì)胞膜的刺激電流是內(nèi)向電流（入膜電流）這種使膜電位負(fù)值加大遠(yuǎn)離閾電位過(guò)程稱之為超極化膜電位負(fù)值加大超極化陽(yáng)極下細(xì)胞膜的刺激電流是內(nèi)向電流（入膜電流）這種使膜電109

如果給予閾下刺激，細(xì)胞不能爆發(fā)動(dòng)作電位，但可使受刺激局部細(xì)胞膜的少量Na+通道被激活，膜對(duì)Na+的通透性輕度增加，少量Na+內(nèi)流和電刺激造成的去極化而使靜息電位有所減小。由于這種電變化較小，只限于受刺激局部的細(xì)胞膜而不能向遠(yuǎn)處傳播，故被稱為局部反應(yīng)。3.閾下刺激局部反應(yīng)

如果給予閾下刺激，細(xì)胞不能爆發(fā)動(dòng)作電位110細(xì)胞的興奮性和生物電現(xiàn)象課件111特點(diǎn)：

①不具有“全或無(wú)”現(xiàn)象。