细胞膜两侧的离子呈不均衡分布，膜内的钾离子高于膜外，膜内的钠离子和氯离子低于膜外，即胞内为高钾、低钠、低氯的环境。
此外，有机阴离子仅存在于细胞内。
在安静状态下，细胞膜对钾离子通透性大，对钠离子通透性很小，仅为钾离子通透性的1/100~1/50，而对氯离子则几乎没有通透性。
因此，细胞静息期主要的离子流为钾离子外流。
钾离子外流导致正电荷向外转移，其结果导致细胞内的正电荷减少而细胞外正电荷增多，从而形成细胞膜外侧电位高而细胞膜内侧电位低的电位差。
可见，钾离子外流是静息电位形成的基础，推动钾离子外流的动力是膜内外钾离子浓度差。
钾离子外流并不能无限制地进行下去，因为随着钾离子顺浓度差外流，它所形成的内负外正的电场力会阻止带正电荷的钾离子继续外流。
当浓度差形成的促使钾离子外流的力与阻止钾离子外流的电场力达到平衡时，钾离子的净移动就会等于零。
此时，细胞膜两侧稳定的电位差称为钾离子的平衡电位。
根据物理化学能斯特公式，只要知道细胞膜两侧钾离子的浓度差，就可计算出钾离子的平衡电位。
如果人工改变细胞膜外钾离子的浓度，当浓度增高时测得的静息电位值减小，当浓度降低时测得的静息电位值增大，其变化与根据能特斯公式计算所得的预期值基本一致。
科学家注意到根据公式计算出钾离子平衡电位还是与实际测量出的静息电位有很小的一些差别的，测定值总是比计算值负得少。
这是由于膜对钠离子和氯离子也有很小的通透性，它们的经膜扩散（主要指钠离子的内移），可以抵销一部分由钾离子外移造成的电位差数值。
静息状态下钾离子的外流是构成静息电位的主要因素。
一般细胞内钾离子的浓度变化非常小，因此造成细胞内外钾离子浓度差变动的主要因素是细胞外的钾离子浓度。
如果细胞外钾离子浓度增高，可使细胞内外的钾离子浓度差减小，从而是钾离子向外扩散的动力减弱，钾离子外流减少，结果是静息电位减小。
反之，则使静息电位增高。
这个实验也进一步说明，形成静息电位的主要离子就是钾离子。
测定方法插入膜内的是尖端直径＜1μm的玻璃管微电极，管内充以KCl溶液，膜外为参考电极，两电极连接到电位仪测定极间电位差。
第3章5模块静息电位与动作电位掌握：概念：静息电位、动作电位、极化、去极化、复极化。
了解：静息电位和动作电位的形成机制。
活的细胞无论处于静息状态还是活动状态都存在电现象，这种电现象称为生物电。
生物电是一种普遍存在又十分重要的生命现象，也是生理学的重要基础理论。
临床应用的心电图、脑电图、肌电图等检查，都是生物电理论在实际工作中的应用。
生物电现象的发生，都是以细胞水平的生物电现象为基础的。
而且，生物电是发生在细胞膜两侧的，故称为跨膜电位，简称膜电位，包括静息电位和动作电位。
一、静息电位1．静息电位的概念静息电位是指细胞处于静息状态时，存在于细胞膜两侧的电位差。
应用细胞内微电极记录法，当微电极未刺入细胞内时，细胞膜表面没有电位差，如图3-5（a）所示。
将微电极尖端刺破细胞膜的瞬间，在记录仪上显示出一个电位的突然跃变，即示波器扫描线产生位移，由0mV变为约-70mV，这就说明细胞膜内外有电位差存在。
研究表明，大多数细胞的静息电位都表现为膜内电位低于膜外，如以膜外电位为正，膜内电位即为负值，故呈内负外正状态。
细胞静息电位测定示意图（a）细胞外记录；（b）细胞内微电极记录不同细胞的静息电位的数值有所不同。
通常将细胞静息状态下膜内为负、膜外为正的状态称为极化状态。
静息电位减小的过程或状态称为去极化；反之，如果静息电位值增大，如从-70mV到-80mV，表明膜内外电位差增大，极化状态加强，称为超极化。
极化状态示意图去极化2.静息电位的产生机制哺乳类动物神经细胞内的K+浓度高于细胞外，而细胞外Na+浓度高于细胞内。
细胞内外Na+和K+的浓度差是由钠—钾泵的活动来维持的。
细胞内的负离子主要是大分子的有机负离子（A-），多是蛋白质离子，而细胞外有机负离子极少。
如果细胞膜允许这些离子自由通过的话，将顺浓度差产生K+、A-的外向流及Na+的内向流。
但是，细胞处于静息状态时，细胞膜对K+的通透性较大，对Na+的通透性很小，仅为K+通透性的1/100～1/50，而对A-几乎没有通透性。
