生理学细胞的生物电现象 PPT

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生理学细胞的生物电现象

动作电位与局部兴奋的主要区别
动作电位所受刺激膜去极化程度与刺激强度关系传播范围可否叠加总和阈或阈上刺激达阈电位全或无局部兴奋阈下刺激不达阈电位正比
不衰减性, 可远距传导衰减性扩布局部膜衰减性否，总保持分离可空间/时间总和可空间时间总和
五、组织的兴奋和兴奋性组织的兴奋和兴奋性
(二)静息电位的产生机制（离子学说）离子学说）
1.相关基础：相关基础：相关基础 (1)细胞膜两侧离子的分布不均（细胞内K+浓度高于细胞外，细胞膜两侧离子的分布不均（细胞内浓度高于细胞外，细胞膜两侧离子的分布不均细胞外Na 浓度高于细胞内）。细胞外 + 浓度高于细胞内）。 (2)细胞膜上钾通道开放，细胞膜对K+具通透性。细胞膜上钾通道开放，细胞膜对具通透性。细胞膜上钾通道开放
二、动作电位及其产生机制
(一)细胞的动作电位一细胞的细胞的动作电位动作电位(Action Potential, AP）——可兴奋细胞受阈(阈上刺激可兴奋细胞受阈阈上)刺激动作电位）可兴奋细胞受阈上后，在静息电位基础上产生的短暂的、可扩布的膜电位波动。在静息电位基础上产生的短暂的、可扩布的膜电位波动。动作电位是细胞兴奋的过程和标志。动作电位是细胞兴奋的过程和标志。兴奋动作电位的过程：动作电位的过程：锋电位动作电位上升支(去极相上升支去极相) 去极相下降支(复极相下降支复极相) 复极相
一、静息电位及其产生机制静息电位及其产生机制及其
(一)细胞的静息电位一细胞的静息电位细胞静息（静息电位 (Resting Potential，RP）——细胞静息（未受，）细胞静息刺激）时存在于细胞膜两侧的电位差。刺激）时存在于细胞膜两侧的电位差。细胞静息电位的特征：细胞静息电位的特征： (1)（动物细胞的静息电位）内负外正；（动物细胞的静息电位）内负外正； (2)为一稳定的直流电位。为一稳定的直流电位。为一稳定的直流电位

动物生理学1细胞的生物电现象和血液课件

下
复极化
降
支
后电位
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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1、动作电位形成的离子机制：动作电位产生的机理与静息电位一样，都与细胞膜的通透性和离子的移动有关系。
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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在静息电位降低到临界水平时，膜上的 Na+通道被激活，膜对Na+的通透性突然增大，这个造成膜对Na+通透性突然增大的临界水平电位称为阈电位。
46
突触模式图
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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（二）突突触触也的是分一类种细胞连接的方式，最常见的是一个神经元的轴突终末与另一个神经元的树突、轴突或胞体连接，分别形成：
1、轴突-树突型突触 2、轴突-胞体型突触 3、轴突-轴突型突触
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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突触的类型
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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入胞和出胞过程
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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A．Na 可通过易化扩散跨膜 B．骨骼肌舒张时，胞质内Ca2＋通过主动转运进入肌质网 C．肾小管上皮D细胞通过主动转运吸收葡萄糖
D．葡萄糖通过主动转运进入红细胞
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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细胞的生物电现象
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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（2）刺激的作用时间：在一定的刺激条件下，如刺激的时间过短，则作用越弱，以至于不能引起组织的反应。
动物生理学1细胞的生物电现象和血液
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（3）强度变化率：组织的兴奋除了分别要求有一定的刺激强度和持续时间外，还要求有一定的强度变化率，即强度随时间而改变的速率。同样强度的刺激，如果其强度是急剧上升的，就容易引起组织兴奋；相反，则可能不引起组织兴奋。

生理学第二章细胞的基本功能PPT课件

精选ppt
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以载体为中介的易化扩散
转运的物质：葡萄糖(GL)、氨基酸(AA)等小分子亲水物质
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12
精选ppt
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(3)特点:
①顺浓度差 ②不消耗能量
③需依靠特殊膜蛋白质的“帮助”
④特异性或选择性（∵特殊膜蛋白质本身有结构特异性） ⑤饱和性（∵结合位点是有限的） ⑥竞争性抑制（∵经同一特殊膜蛋白质转运） ⑦
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8
二、易化扩散(facilitated diffusion)
(1)概念: 一些非脂溶性或脂溶解度甚小的物质,由
膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
(2)分类:
①以通道为中介的易化扩散
②一载体为中介的易化扩散
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9
以通道为中介的易化扩散
[Na+]o ＞ [Na+]i
[K+]i ＞[K+]o
融合处出现裂口
分泌物一次性排出
囊泡的膜成为细胞膜的组成部分
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入胞:
细胞膜上的受体对物质的“辨认” 发生特异性结合形成复合物结合处C膜凹陷凹陷膜与细胞膜断离整个进入细胞质内
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作业：
1、比较单纯扩散和异化扩散的异同。 2、比较被动转运与主动转运的异同。
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第二节细胞膜的受体功能
受体：是指镶嵌在C膜脂质双分子层中的各种特异性蛋白质分子，它能选择性地和C膜外的活性物质结合，实现跨膜信号传递或跨膜信号转换，引起C膜的电位变化或C内生理效应的变化。如C膜上的糖蛋白、脂蛋白、糖脂蛋白等。
配体：凡能与受体特异性结合并产生效应的物质，统称为配体或化学信号。如激素、神经递质、抗原、药物等。

细胞的生物电现象

• 动作电位（action potential，AP）是指可兴奋细胞在受到有效刺激后，在静息电位的基础上，细胞膜产生的一次快速的可传播的电位变化。
• 动作电位和静息电位不同，是一个电位连续变化的过程，动作电位是细胞兴奋的标
（二）动作电位的形成过程
• 在给神经纤维一次有效的刺激后，示波器上会显示出一个动作电位的波形，即在受刺激局部的细胞膜上产生了一次快速的，连续的电位变化。该电位变化主要由两部分构成：锋电位和后电位。
• 当促使Na+内流的浓度差和阻止Na+内流的电位差，这两种拮抗力量相等时，Na+的净内流停止，此时膜电位达到峰值。
• 因此，可以说动作电位的峰值相当于Na+内流所形成的电-化学平衡电位。
2．复极化过程 • 当膜电位达到峰值时，细胞膜的Na+通道迅速关闭，而K+通道开放，于
是细胞内的K+顺浓度差向细胞外扩散，导致膜内负电位增大，直至恢复到静息时的数值。
第三节细胞的生物电现象
• 在生命活动的过程中，细胞始终存在着电，我们把这种电现象称为生物电现象。
• 生物电是一切活细胞存在的基本生命现象，也是生理学重要的基础理论。它主要包括静息电位和动作电位两部分
一、静息电位及其产生机制
（一）静息电位的概念
• 静息电位（resting potential，RP）是指细胞处于静息状态下，细胞膜两侧存在的电位差。它是一切生物电产生或变化的基础。
• 静息电位的大小，主要由细胞内外K+的浓度决定。
– 通常，细胞内的K+浓度变动很小，因此造成细胞内外K+浓度差改变的主要是细胞外的K+浓度。如细胞外K+增高，会使细胞内外K+浓度差减小，从而使K+外流的动力减小，K+外流减少，最终导致静息电位减小。

细胞膜的基本功能—细胞的生物电活动(生理学课件)

§静息电位的产生条件 ①静息状态下细胞膜内、外离子分布不均：
细胞膜外的主要是Na+、Cl细胞膜内的主要是K+、 A②静息状态下细胞膜对各种离子的通透性不同：通透性：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
静息状态下细胞膜主要对K+有通透性。
膜内：
膜外：
静息状态下细胞膜主要对K+有通透性：
促使K+外流的动力：膜两侧[K+]的浓度差，阻止K+外流的阻力：膜两侧的电位差
反极化（超射）: 细胞膜由外正内负的极化状态变为内正外负的极性反转过程。
复极化: 去极化后再向极化状态恢复的过程。
超极化: RP的绝对值增大(例如由-70 → -90mV)
（二）动作电位的产生机制
（1）动作电位产生的条件 ①膜内外存在[Na+]的浓度差:
[Na+]i＜[Na+]O ≈ 1∶10；即细胞膜外Na+浓度比细胞膜内高10倍左右。 ②膜受到刺激时，对Na+的通透性突然增加：
离子浓度
（mmol/L）
膜内膜外
膜内与膜外离子比例
膜对离透性
Na+ K+ ClA-
14 155 8 60
142 5 110 15
1:10 31:1 1:14 4:1
通透性通透性
通透性无通透
细胞膜对各种离子的通透性不同：
安静时：K+ ＞ Cl- ＞ Na+ ＞ A-
兴奋时：膜对Na+的通透性突然增大
（3)特点：没有“全或无”的现象、衰减性传导、可以总和。
一、静息电位：(RP)
(一)静息电位概念静息电位：

第三节细胞的生物电现象及其产生

第三节细胞的生物电现象及其产生
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2020/12/8
第三节细胞的生物电现象及其产生
膜电位状态静息电位 (resting potential)
极化：（polarization）去极化：（Depolarization）反极化：（Reversed polarization) 复极化：（Repolarization）超极化：（Over-polarization）
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第三节细胞的生物电现象及其产生
局部反应与AP的区别
局部反应
阈下刺激引起
钠通道少量开放反应等级性有总和效应衰减性传播
动作电位
阈(上)刺激引起钠通道大量开放
“全或无” 无
非衰减性传播
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第三节细胞的生物电现象及其产生
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
0
细胞内液浓度（mmol/L） 15 150 1.5(游离0.0001) 12 9 8 1 4 4
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第三节细胞的生物电现象及其产生
•RP产生机制
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第三节细胞的生物电现象及其产生
AP产生机制
第一阶段：动作电位上升支的形成由于刺激引起膜对Na+的通透性瞬间增大，膜
外的Na+内流，使膜电位由-70mV增加至0mV （去极化），进而上升为+30mV（反极化）， Na+通道随之失活。
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第三节细胞的生物电现象及其产生
动作电位(action potential)：
•去极相
•去极化 •反极化
•复极相复极化初期
•后电位

生理学PPT 细胞生物电现象[可修改版ppt]

绝对不应期(相当于锋电位)
兴奋性=0 相对不应期(负后电位)
正常>兴奋性>0 超常期(负后电位)
兴奋性>正常低常期(正后电位)
兴奋性<正常
三、局部电位(兴奋)
概念：
阈下刺激引起的低于阈电位的去极化（即局部电位），称局部兴奋。
特点： ①不具有“全或
无”现象。 ②电紧张性扩布。 ③可以总和。
安静状态下,膜主要对K+通透 ①扩散（化学）驱动力：浓度差 ②扩散平衡：电场力=浓度差,驱动力=0，
即为K+平衡电位。
静息状态下细胞膜内外主要离子分布及膜对离子通透性
主要离子
Na+ K+ ClA-
离子浓度
（ mmol/L）
膜内膜外
14 142
155 5
8
110
60 15
膜内与膜外离子比例
膜对离子通透性
1:10 通透性很小
31:1 1:14 4:1
通透性大通透性次之
无通透性
静息电位
Resting Potential:
膜主要对K+通透，K＋顺浓度差向膜外扩散,膜外的正电场阻止K+向膜外扩散
↓
当扩散动力与阻力达到动态平衡时 ↓
形成膜外为正、膜内为负的极化状态 ↓
静息电位
结论:
＋外流形成的（上升支和下降支形成的尖峰状电位变化称为峰电位），后电位是Na＋－K＋泵活动引起的。
②AP的产生是不消耗能量的，AP的恢复是消耗能量的（Na＋－K＋泵的活动）。
③AP的去极相之末是Na＋的电-化学平衡电位。
动作电位的意义：动作电位的产生是细胞兴奋的标志。

生理学生物电

PAIN POINT
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目录
CONTENTS
1
项目介绍
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2
市场分析
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解决方式
PAIN POINTS
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第二节细胞的生物电活动
生物电:细胞在生命活动过程中伴随的电现象。又称跨膜电位（因生物电现象产生于细胞膜的两侧）和膜电位。生物电与生命活动的关系？生物电现象:机体的组织细胞在安静状态和活动状态下，都具有电的变化。作用：它是一种普遍存在且非常重要的生命现象, 是兴奋性的基础，是细胞功能活动的基础。生物电的表现形式：静息电位和动作电位。生物电的的应用：临床上诊断用的脑电图，心电图，肌电图，视网膜电图，肠胃电图等检查，是人体生物电活动综合表现的记录。其原理是以细胞的生物电活动为基础，由大量细胞的生物电活动总和而成。

细胞的生物电现象讲解

原刺激的Na+通道开放正反馈过程。
局部反应及其特性
阈下刺激虽然不能使膜电位达到阈电位，但可引起少量Na+通道开放，使膜电位发生程度较低的去极化，这种情况称为局部反应，此时的升高的膜电位称为局部电位或电紧张电位，又称为电紧张扩布（electrotonic propagation)。局部反应的特征： 1. 呈等级性，不是全或无 2. 不能在膜上作远距离传播 3. 可以相互叠加：空间性总和，时间性总和
位是由于膜外蓄积较多的K+所致。
神经干动作电位的记录
神经干动作电位是神经干内许多神经纤维动作电位的复合双向和单向动作电位记录电极：可分为单极记录和双极记录单极记录：一极接地，一极接触神经干。记录到的电信号反映电极接触部位与大地的电位差。双极记录：两极都与神经干接触，记录到的电信号反映两电极接触部位的电位差。
静息电位产生原理示意图
+ + – – + + + – + + + + + + + + + + – + + + + + + + + + + – + + + + + K + + + + + + + + + ++ + + – + + + + + + + + + – – + + + – – + + + –

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Recording biological activity （一）细胞外记录
（二）细胞内记录
二、神经和骨骼肌细胞的生物电现象
（一）单一细胞的跨膜静息电位和动作电位
1.静息电位（resting potential）
细胞未受刺激时存在于细胞膜两侧的电位差。一般为内负外正。
The difference in electrical potential across the membrane of an undisturbed cell, having a positive sign on the outside surface and a negative sign in the interior.
而这两种离子通过膜结构中的电压门控性K+通道和 Na+通道的易化扩散，是形成神经和骨骼肌细胞静息电位和动作电位的直接原因。
1.静息电位的产生机制（Bernstein学说)
（1）细胞内外K+的不均匀分布，胞内K+高，并且安静状态下细胞膜主要对K+有通透性。（2）促进K+外流的驱动力和阻止K+外流的阻力达到平衡—K+平衡电位（Nernst 公式）
• Resting potential: Em maintains constant when the charge movement of all
细胞的生物电现象
★ 生物电（bioelectricity)
一切活组织的细胞，不论在安静状态还是在活动过程中均表现有电的变化，这种电的变化是伴随着细胞生命活动出现的，称之为生物电。
恩格斯
恩格斯在100多年前总结自然科学成就时指出：“地球几乎没有一种变化发生而不同时显示出电的现象”。
一、生物电现象的记录
倒（反）极化：膜内电位由零变为正值的过程，与静息电位的极性相反。
复极化：细胞膜去极化或反极化后，又向原初的极化状态恢复的过程。
2、动作电位（action potential）
可兴奋细胞受到有效刺激时，膜电位会在静息电位的基础上发生一次快速、可逆、并有扩布性的电位变化。称为动作电位。它是细胞兴奋的标志。
mV
0
-70
transmembrane resting potential resting potential membrane potential mV
0
-70
+
极化：把静息电位时膜两侧所保持的内负外正状态，称膜的极化。
超极化：静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化的过程。
去（除）极化：静息电位的数值向膜内负值减少的方向变化的过程。
（二）生物电现象产生的机制
主要离子
Na+ K+ Cl A-
离子浓度
（ mmol/L ）
膜内膜外
14 145
155 4
4
120
155
膜内与膜外离子比例
1:10
39:1
1:30
膜对离子通透性
通透性很小通透性大
通透性次之无通透性
Na+- K+泵在耗能的情况下建立的膜内高K+膜外高 Na+状态，是产生各种细胞生物电现象的基础。
计算值实测值
实测值<计算值
Em= Pk
EK +
PNa ENa
Pk+ PNa
Pk+ PNa
Em= Gk
EK +
GNa
ENa
Gk+ GNa
Gk+ GNa
Summary
• EK: EK in such a condition that the net movement of K+ across membrane is zero.
suppose：
out
1. Solution: KCl
2. Permeable to K+
only
Nernst formula
RT
[K+]out
Ek=
Ln ZF
[K+]in
Discussing:
1.Do K+ permeability influence EK ? 2. If the solution contains Na+, how about EK ?
only
in
out
Note: net diffusion of K+ equals zero.
Nernst formula
RT
[K+]out
Ek=
ln ZF
[K+]in
R: gas constant
T : absolute
temperature
Z: valance
F: Faraday C.
in
K+ Cl-
★ 负后电位（去极化后电位）：锋电位后的下降支到达静息电位之前所经历的微小而缓慢的电位波动。
★ 正后电位（超极化后电位）：锋电位后的下降支到达静息电位之后所经历的微小而缓慢的电位波动。
动作电位的“全或无”现象
同一细胞上动作电位大小不随刺激强度和传导距离而改变的现象，称“全或无”现象。
An action potential is a rapid change in the membrane potential. Each action potential begins with a sudden change from the normal resting negative potential to a positive membrane potential (depolarization) and then ends with an almost equally rapid change back to the negative potential (repolarization).
（3） Na+- K+泵维持细胞内外Na+ 、 K+不对称分布。
Origin of biological electricity
￭K+ equilibrium potential, EK
KCl
KCl
K+
in
out
Cl-
suppose： 1. Solution: KCl 2. Permeable to K+
+20
mV
0
-20
-40
-60
-80ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-100
阈电位
动作电位的时相
1.静息相 -70~-90mv 2.去极相 -70~-90mv+20~+40mv 超射（overshoot）值：膜内电位由零变为正的数值。 3.复极相 +20~+40mv-70~-90mv ★ 锋电位：构成动作电位波形主要部分的短促而尖锐的脉冲样电位变化。 ★ 后电位：锋电位在其完全恢复到静息电位之前所经历的微小而缓慢的电位波动。

生理学细胞的生物电现象 PPT

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