第二章第二节-细胞膜的生物电现象1

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。

细胞的生物电现象在我们神奇的生命世界中，细胞是构成生物体的基本单位。

而细胞内部存在着一种奇妙的现象——生物电现象。

这一现象对于细胞的正常功能和生命活动起着至关重要的作用。

要理解细胞的生物电现象，首先得知道什么是生物电。

简单来说，生物电就是生物体内产生的电现象。

细胞的生物电现象主要包括静息电位和动作电位。

静息电位，就好比细胞在安静休息时的“状态”。

在细胞未受到刺激时，细胞膜内外存在着一定的电位差，一般来说，细胞内的电位比细胞外的电位低，这种电位差就被称为静息电位。

为什么会有这样的电位差呢？这主要是因为细胞膜对不同离子的通透性不同。

细胞膜对于钾离子的通透性相对较高，而对于钠离子的通透性相对较低。

于是，钾离子就会顺着浓度梯度从细胞内流向细胞外。

但是，细胞内的一些带负电的大分子物质不能通过细胞膜，这就导致细胞内留下了较多的负离子，从而形成了内负外正的电位差。

动作电位则是细胞在受到刺激时产生的快速电位变化。

当细胞受到一个足够强的刺激时，细胞膜的通透性会发生瞬间的改变。

钠离子通道会迅速打开，大量的钠离子涌入细胞内，使细胞膜内的电位迅速升高，从原来的内负外正变成内正外负。

这个过程非常迅速，就像一个闪电一样，所以被称为“动作电位”。

动作电位一旦产生，就会沿着细胞膜迅速传播，就像在一条道路上传递一个紧急的信号。

细胞的生物电现象在很多生理过程中都发挥着重要作用。

比如说，神经细胞通过产生和传导动作电位来传递信息。

当我们感觉到外界的刺激，比如触摸到一个热的物体，皮肤上的感觉神经末梢会产生动作电位，并沿着神经纤维传递到中枢神经系统，让我们产生痛觉并做出相应的反应。

肌肉细胞也依赖生物电现象来实现收缩。

当神经冲动传递到肌肉细胞时，会引起肌肉细胞产生动作电位，触发肌肉收缩，从而让我们能够完成各种动作。

在心脏中，生物电现象更是至关重要。

心脏的节律性跳动就是由心肌细胞的生物电活动所控制的。

心肌细胞的动作电位和静息电位的变化规律，决定了心脏的收缩和舒张的节奏，从而保证了血液在体内的正常循环。

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。

第二章神经细胞的生物电现象在生理学中，细胞膜的功能占有重要的地位。

细胞膜是细胞的屏障，它把细胞内外的物质分隔开，使细胞成为一个相对独立的单位。

它还是细胞与其生存环境间发生联系的部位，不但物质进出细胞必须经过细胞膜，而且一切刺激作为信号也是通过细胞膜进行传递的。

第一节细胞膜的物质转运功能进出细胞的物质种类很多，有脂溶性的、水溶性的和带电荷的离子。

由于细胞膜的基架是脂质双分子层，所以脂溶性的物质才有可能通过细胞膜。

而水溶性物质则不能直接通过细胞膜，它们必须借助某些物质的帮助才能通过，其中细胞膜结构中具有特殊功能的蛋白质起着关键性的作用。

细胞膜转运物质的形式是多种多样的，有不同的分类方法，现将常见的几种转运形式分别介绍如下。

（一）单纯扩散单纯扩散（simple diffusion）是指脂溶性小分子物质跨细胞膜由高浓度区向低浓度区移动的过程，它是一种物理现象。

在溶液中，溶质分子总是从高浓度区向低浓度区作顺浓度差移动，直到两个区的该物质浓度达到平衡时为止。

细胞膜两侧的物质移动，主要受到由脂质构成的细胞膜屏障作用的影响，所以理论上只有脂溶性物质才能以单纯扩散的形式通过细胞膜。

决定扩散通过量（简称通量）的主要因素有两个：①细胞膜两侧该物质的浓度差，这是物质扩散的动力，浓度差愈大，扩散通量也愈大；②该物质通过细胞膜的难易程度，即通透性（permeability）的大小，细胞膜对该物质的通透性减小时，扩散通量也减小。

在人体内，以单纯扩散方式进出细胞的物质种类很少，比较肯定的有氧和二氧化碳等气体分子，它们既能溶于水，也能溶于脂质。

它们顺浓度差扩散，好像水从高处流向低处那样，不需要外力帮助，细胞也不消耗能量。

（二）易化扩散不溶于脂质或脂溶性很小的物质，在特殊膜蛋白质的帮助下，由高浓度一侧通过细胞膜向低浓度一侧的扩散现象称为易化扩散（facilitated diffusion）。

易化扩散也是顺浓度差进行的，所以细胞也不直接消耗能量。