细胞的生物电现象
- 格式:ppt
- 大小:2.16 MB
- 文档页数:74
1.静息电位的概念:静息电位是指细胞处于安静状态(未受刺激)时,存在于细胞膜内外两侧的电位差,又称跨膜静息电位。
2.静息电位产生机制:细胞膜两侧带电离子的分布和运动是细胞生物电产生的基础。
静息电位也不例外。
1)产生的条件:①细胞内的K+的浓度高于细胞外近30倍。
②在静息状态下,细胞膜对K+的通透性大,对其他离子通透性很小。
2)产生的过程:K+顺浓度差向膜外扩散,膜内C1-因不能透过细胞膜被阻止在膜内。
致使膜外正电荷增多,电位变正,膜内负电荷相对增多,电位变负,这样膜内外便形成一个电位差。
当促使K+外流的浓度差和阻止K+外流的电位差这两种拮抗力量达到平衡时,使膜内外的电位差保持一个稳定状态,即静息电位。
这就是说,细胞内外K+的不均匀分布和安静状态下细胞膜主要对K+有通透性,是使细胞能保持内负外正的极化状态的基础,所以静息电位又称为K+的平衡电位。
3.动作电位的概念:指可兴奋细胞受到刺激时,在静息电位的基础上爆发的一次膜两侧电位的快速可逆的倒转,并可以扩布的电位变化。
4.动作电位的产生机制1)产生的条件:①细胞内外存在着Na+的浓度差,Na+在细胞外的浓度是细胞内的13倍之多。
②当细胞受到一定刺激时,膜对Na+的通透性增加。
2)产生的过程:细胞外的Na+顺浓度梯度流人细胞内→当膜内负电位减小到阈电位时→Na+通道全部开放→Na+顺浓度梯度瞬间大量内流,细胞内正电荷增加→膜内负电位从减小到消失进而出现膜内正电位→膜内正电位增大到足以对抗由浓度差所致的Na+内流→跨膜离子移动和膜两侧电位达到一个新的平衡点,形成锋电位的上升支,该过程主要是Na+内流形成的平衡电位,故称Na+平衡电位。
在去极化的过程中,Na+通道失活而关闭,K+通道被激活而开放,Na+内流停止,膜对K+的通透性增加,K+借助于浓度差和电位差快速外流,使膜内电位迅速下降(负值迅速上升),直至恢复到静息值,由+30mV降至—90mV,形成动作电位的下降支(复极相)。
细胞的生物电现象细胞的生物电现象概述:生物电现象是指生物体内各种细胞所产生的电现象。
细胞的电现象包括静电现象和动电现象。
静电现象是指细胞膜内外的电位差异,而动电现象是指细胞的离子流动和膜电位的变化。
一、细胞的静电现象细胞的静电现象是指细胞膜内外电位的差异,通常称为细胞膜电位。
细胞膜电位是细胞的基本电现象之一,它的起源主要为静息电位和动作电位。
静息电位是细胞在静态状态下所表现出的电位。
在静息电位下,细胞的内部电位为负,外部电位为正。
细胞膜上的离子通道在细胞静态状态下始终处于开放状态,这使得静息电位维持不变。
动作电位是细胞在受到刺激时所表现出的电位。
在动作电位下,细胞内部电位由负变正,外部电位由正变负。
这种变化主要源于细胞膜上钠离子通道的快速开启和关闭,以及钾离子通道的慢速开启和关闭。
二、细胞的动电现象细胞的动电现象是指离子在细胞内外之间的流动和膜电位的变化。
细胞膜上的离子通道对细胞的动电现象起着重要的调控作用。
主要的离子通道包括钠通道、钾通道和钙通道。
在细胞受刺激时,钠通道迅速开启,随后钾通道开启,同时钠通道关闭。
这使得细胞内部电位迅速升高,形成动作电位。
随着钾离子的流出,细胞内部电位逐渐降低到静息电位。
钙通道参与了很多细胞的生物学过程,如细胞分裂、囊泡的释放和细胞增殖等。
钙离子的流动能够改变细胞内的信号转导和细胞内的酶活性,从而调节细胞的代谢和功能。
总结:细胞的生物电现象被广泛地应用于药物研究、细胞生物学研究和神经科学研究等方面。
通过对细胞的电现象进行研究,人们可以更好地理解细胞的生物学特性和生理学特性,从而开发新的药物、诊断工具和治疗方法。
细胞的生物电现象
细胞是生命的基本单位,它们在生命活动中扮演着至关重要的角色。
细胞内部存在着许多生物电现象,这些现象对于细胞的正常运作和生命活动具有重要的影响。
细胞膜是细胞内部与外部环境之间的重要隔离层,它具有选择性通透性,可以控制物质的进出。
细胞膜内外存在着电位差,这是由于细胞膜内外的离子浓度不同所导致的。
细胞膜内部主要是负离子,如蛋白质、磷酸根离子等,而细胞膜外部则主要是正离子,如钠离子、钾离子等。
这种离子浓度差导致了细胞膜内外的电位差,也就是所谓的膜电位。
细胞膜的膜电位是细胞内部的重要信号传递方式。
当细胞受到外界刺激时,如化学物质、光线、温度等,会引起细胞膜内外离子浓度的变化,从而改变膜电位。
这种膜电位的变化可以传递到细胞内部,引起细胞内部的生物电反应,如离子通道的开闭、细胞内钙离子浓度的变化等。
细胞内部的生物电反应对于细胞的正常运作和生命活动具有重要的影响。
例如,神经细胞的兴奋性和抑制性就是由于细胞膜内外离子浓度差所导致的膜电位变化。
当神经细胞受到外界刺激时,会引起膜电位的变化,从而引起神经冲动的产生和传递。
此外,细胞内部的生物电反应还可以影响细胞的代谢、分化、增殖等生命活动。
细胞的生物电现象是细胞内部的重要信号传递方式,对于细胞的正常运作和生命活动具有重要的影响。
未来的研究将进一步揭示细胞内部的生物电反应机制,为人类健康和疾病治疗提供更多的思路和方法。
细胞⽔平的⽣物电现象主要有两种表现形式,⼀种是在安静时所具有的静息电位,另⼀种是受到刺激时产⽣的动作电位。
1.静息电位 指细胞在安静时存在于细胞膜两侧的电位差。
静息电位都表现为膜内较膜外为负,如规定膜外电位为0,则膜内电位⼤都在-10~-100mV之间。
细胞在安静(未受刺激)时,膜两侧所保持的内负外正的状态称为膜的极化;静息电位的数值向膜内负值增⼤的⽅向变化,称为超极化;相反,使静息电位的数值向膜内负值减⼩的⽅向变化,称为去极化或除极化;细胞受刺激后,细胞膜先发⽣去极化,然后再向正常安静时膜内所处的负值恢复,称为复极化。
2.动作电位 指细胞受到刺激⽽兴奋时,细胞膜在原来静息电位的基础上发⽣的⼀次迅速⽽短暂的,可向周围扩布的电位波动。
在神经纤维上,它⼀般在0.5~2.0 ms的时间内完成,这使它在描记的图形上表现为⼀次短暂⽽尖锐的脉冲样变化,称为锋电位。
动作电位的产⽣过程:神经纤维和肌细胞在安静状态时,其膜的静息电位约为-70~-90mV.当它们受到⼀次阈刺激(或阈上刺激)时,膜内原来存在的负电位将迅速消失,并进⽽变成正电位,即膜内电位由原来的-70~-90mV变为+20~+40mV的⽔平,由原来的内负外正变为内正外负。
这样整个膜内外电位变化的幅度为90~130mV,构成了动作电位的上升⽀。
上升⽀中零位线以上的部分,称为超射。
但是,由刺激引起的这种膜内外电位的倒转只是暂时的,很快就出现了膜内电位的下降,由正值的减⼩发展到膜内出现刺激前原有的负电位状态,这就构成了动作电位的下降⽀。
动作电位的特点:①有"全或⽆"现象。
单⼀神经或肌细胞动作电位的⼀个重要特点就是刺激若达不到阈值,不会产⽣动作电位。
刺激⼀旦达到阈值,就会爆发动作电位。
动作电位⼀旦产⽣,其⼤⼩和形状不再随着刺激的强弱和传导距离的远近⽽改变;②有不应期。
由于绝对不应期的存在,动作电不可能发⽣融合。
动作电位的产⽣是细胞兴奋的标志。
细胞生物电现象细胞的生物电现象即膜电位,是讲存在于细胞膜两侧的电位差。
注意:是对细胞膜内外两侧电位的比较,而不是讲的“细胞膜上”的电位。
因为,实验中发现:细胞膜表面任何两点间并不存在有电位差。
若将微电极插入细胞内,用“细胞内测量法”进行测量,发现:细胞在未受到刺激的静息状态下,膜内电位低于膜外,呈内负外正的状态(又称极化),此时存在于膜两侧的电位差即为“静息电位(RP)”。
它主要与细胞膜对K+有一定的通透性,K+顺浓度差外流,而膜内带负电荷的大分子不能外流,从而打破了膜内外电中性状态,亦即RP主要是与K+外流而达平衡电位有关。
当细胞受到阈或阈上刺激时,细胞膜对Na+通透性增大,Na+顺浓度差经通道内流,膜内电位升高(指实际情况,而非指绝对值大小),当达阈电位时,引发Na+内流大量增加,导致膜内电位迅速升高,且超过膜外电位近30mv(超射),此为去极化过程;继而K+通透性增大,K+大量外流,膜内电位迅速下降直至原先RP 的水平,是为复极化过程。
这种在刺激作用下,在RP基础上发生的膜两侧电位的迅速、可逆的倒转,称为“动作电位(AP)”。
AP包括去极化和复极化两个阶段,对应于图像上的上升支与下降支。
AP有两个特点:可扩布性和“全或无”现象。
以上是以神经细胞、骨骼肌细胞为例讨论的。
可知,膜电位包括RP和AP两种,它们与离子跨膜转运有关,这种转运又取决于通道膜蛋白的状态。
通道具有一定的特异性,其备用、开放、关闭状态又有其化学依从性及电压依从性。
细胞膜上离子泵的活动,使Na+外流及K+内流(逆浓度差进行),有助于恢复膜内外离子的正常分布。
不同细胞其RP、AP的具体情况不一。
比如心室肌细胞的AP分为0、1、2、3、4五个时相。
各期分别与Na+内流、K+外流、K+外流与Ca++内流、K+外流及离子泵活动有关。
窦房结细胞、浦肯野氏细胞等自律细胞,则在复极至第4期最大舒张电位后,又逐步缓慢地自动去极化,因而它们没有RP.因为窦房结细胞膜在第4期存在着恒定的Ca++内流的背景电流,以及随时间而递减的K+外流,从而膜内电位逐步升高,当达阈电位则产生AP.浦氏细胞膜第4期不稳定则是由于恒定的Na+内流的背景电流与递减的K+外流共同造成。