静息电位和动作电位的概念及形成机制

静息电位和动作电位产生的具体原因伴随生命活动的电现象，称为生物电。

关于生物电在生命活动中所起的作用，目前还不十分清楚。

本节着重以神经纤维为例讨论细胞水平生物电的表现形式，即静息电位和动作电位。

一、静息电位及其产生机制（一）静息电位静息电位是指细胞在安静状态下，存在于细胞膜的电位差。

这个差值在不同的细胞是不一样的，就神经纤维而言为膜外电位比膜内电位高70～90mv。

如规定膜外电位为0，则膜内电位当为负值（-70～-90mv）。

细胞在安静状态时，保持比较稳定的外正内负的状态，称为极化。

极化状态是细胞处于生理静息状态的标志。

以静息电位为准，膜内负电位增大，称为超极化。

膜内负电位减小，称为去或除极化。

细胞兴奋后，膜电位又恢复到极化状态，称为复极化。

（二）静息电位产生的机制“离子学说”认为，细胞水平生物电产生的前提有二：①细胞内外离子分布和浓度不同。

就正离子来说，膜内K 浓度较高，约为膜外的30倍。

膜外Na 浓度较高约为膜内的10倍。

从负离子来看，膜外以Cl-为主，膜内则以大分子有机负离子（A-）为主。

②细胞膜在不同的情况下，对不同离子的通透性并不一样，如在静息状态下，膜对K 的通透性大，对Na 的通透性则很小。

对膜内大分子A-则无通透性。

由于膜内外存在着K 浓度梯度，而且在静息状态下，膜对K 又有较大的通透性（K 通道开放），所以一部分K 便会顺着浓度梯度向膜外扩散，即K 外流。

膜内带负电荷的大分子A-，由于电荷异性相吸的作用，也应随K 外流，但因不能透过细胞膜而被阻止在膜的内表面，致使膜外正电荷增多，电位变正，膜内负电荷增多，电位变负。

这样膜内外之间便形成了电位差，它在膜外排斥K 外流，在膜内又牵制K 的外流，于是K 外流逐渐减少。

当促使K 流的浓度梯度和阻止K 外流的电梯度这两种抵抗力量相等时，K 的净外流停止，使膜内外的电位差保持在一个稳定状态。

因此，可以说静息电位主要是K 外流所形成的电一化学平衡电位。

静息电位和动作电位及其产生原理
静息电位是指神经细胞在静止状态下的电位差，通常为-70mV。

静息电位的产生是由于细胞膜内外的不均匀分布导致的离子梯度，主要涉及Na+、K+和Cl-等离子。

在静息状态下，细胞膜
内外的Na+电压门控通道关闭，K+通道半开放，Cl-通道也处
于相对关闭状态，使得细胞内外的电荷分布不平衡，从而产生电位差。

当受到刺激时，细胞膜上的Na+通道打开，Na+离子向细胞内
流动，导致细胞内的电位快速升高，形成快速升高的脉冲，即动作电位。

动作电位是在神经细胞上短暂的电压变化，其主要特点是快速变化、时程短暂和不可逆转。

动作电位的传导是沿着神经细胞的轴突进行的，通过离子的运动和细胞膜的极化过程实现。

总而言之，静息电位和动作电位是神经细胞在不同状态下的电位变化，静息电位是细胞处于静止状态下的电位差，动作电位是细胞在受到刺激而产生的快速电位变化，二者之间通过离子通道的打开和关闭来实现。

静息电位（Resting Potential , RP ）概念：静息电位是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。

由于这一电位差存在于安静细胞膜的两侧，故亦称跨膜静息电位，简称静息电位或膜电位。

形成机理：静息电位产生的基本原因是离子的跨膜扩散，和钠- 钾泵的特点也有关系。

细胞膜内K+浓度高于细胞外。

安静状态下膜对K+通透性大， K+顺浓度差向膜外扩散，膜内的蛋白质负离子不能通过膜而被阻止在膜内，结果引起膜外正电荷增多，电位变正；膜内负电荷相对增多，电位变负，产生膜内外电位差。

这个电位差阻止K+进一步外流，当促使K+外流浓度差和阻止K+外流的电位差这两种相互对抗的力量相等时，K+外流停止。

膜内外电位差便维持在一个稳定的状态，即静息电位。

测定静息电位的方法：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。

静息电位都表现为膜内比膜外电位低，即膜内带负电而膜外带正电。

这种内负外正的状态，称为极化状态。

静息电位是一种稳定的直流电位，但各种细胞的数值不同。

哺乳动物的神经细胞的静息电位为-70mV（即膜内比膜外电位低70mV），骨骼肌细胞为-90mV，人的红细胞为-10mV。

静息电位的产生与细胞膜内外离子的分布和运动有关。

正常时细胞内的K+浓度和有机负离子A-浓度比膜外高，而细胞外的Na+浓度和Cl-浓度比膜内高。

在这种情况下，K+和A-有向膜外扩散的趋势，而Na+和Cl-有向膜内扩散的趋势。

但细胞膜在安静时，对K+的通透性较大，对Na+和Cl-的通透性很小，而对A-几乎不通透。

因此，K+顺着浓度梯度经膜扩散到膜外使膜外具有较多的正电荷，有机负离子A-由於不能透过膜而留在膜内使膜内具有较多的负电荷。

这就造成了膜外变正、膜内变负的极化状态。

由K+扩散到膜外造成的外正内负的电位差，将成为阻止K+外移的力量，而随着K+外移的增加，阻止K+外移的电位差也增大。

静息电位和动作电位的测定1．静息电位和动作电位：静息电位：在神经未受到刺激时，神经纤维处于静息状态，这时，由于细胞膜内外特异的离子分布特点，细胞膜两侧的电位表现为内负外正，称为静息电位。

动作电位：当神经纤维某一部位受到刺激时，这个部位的膜两侧出现暂时性的电位变化，由内负外正变为外负内正，这就是动作电位。

2．基本原理：神经细胞内K+明显高于膜外，而膜外Na+明显高于膜内。

静息时，由于膜主要对K+有通透性，造成K+外流，使膜外阳离子多于膜内，所以外正内负。

受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，钠离子内流，使膜内阳离子浓度高于外侧，所以表现为内正外负。

之后，在膜上由于存在钠钾泵，在其作用下，将外流的钾离子运输进膜内，将内流的钠离子运出膜外，从而成膜电位又慢慢恢复到静息状态。

3．神经电位差测定的常见类型：（1）静息电位测定方式：静息电位常见的测定方式是将电流表的两个电极一个放在神经纤维的外侧，另一个放在神经纤维的内侧（如右上图），由于内外两侧存在电势差，因此电流表指针会发生偏转。

（2）动作电位测定方式：①在一个神经纤维上的测定：是指将电流表的两个电极放在同一个神经纤维的外侧（A处和B处），来测定两个电极处是否有电位差。

其放置方式如右下图。

对于一个神经纤维上电位的测定，如电流表指针发生了偏转，则说明A B两点存在电势差。

一般的做法是在该神经纤维上C点给一个足够强度的刺激，从而观察电流表发生几次偏转，方向是否一致？当刺激点C到达A、B两点距离相等时，神经冲动同时到达A、B两点，两点虽然均产生了动作电位，但是仍然不存在电势差，因此电流表不会发生偏转。

只要刺激点C与A、B点在同一神经元上，且CA与CB不相等，电流表就会发生两次方向相反的偏转。

②在两个神经纤维上的测定：是指将电流表的两个电极放在两个相邻神经元的外侧，来测定两个电极处是否有电位差。

其放置方式如右图。

在A点给一个足够强度的刺激，观察电流表发生几次偏转，方向是否一致？若这个刺激发生在上游神经元上，则电流表会发生两次方向相反的偏转；若这个刺激发生在下游神经元上，则电流表只能发生一次偏转。

静息电位和动作电位的概念1. 引言在我们这条生动的生命之河中，神经细胞就像是一群忙碌的小邮差，负责把信息快速送到每个角落。

今天，我们就来聊聊这其中的两个重要角色：静息电位和动作电位。

这两个概念虽然听起来有些复杂，但其实它们就像是我们日常生活中的调皮小伙伴，各自扮演着重要的角色，让我们的身体能够正常运转。

2. 静息电位的概念2.1 静息电位是什么？静息电位就像是一个放松的状态，当神经细胞没有在发送信号时，它们就处于这种状态。

这就好比你在沙发上舒舒服服地看电视，没什么大事发生。

此时，细胞内部的负电荷与外部的正电荷形成了一种微妙的平衡，像是在进行一场无声的“电荷对抗赛”。

其实，静息电位一般是70毫伏，这个数字可能听起来有点无聊，但它却是神经信号传递的基础。

2.2 静息电位的形成那么，静息电位是怎么形成的呢？这就得提到细胞膜上那些可爱的离子通道了。

钠离子（Na+）和钾离子（K+）就像是我们的“家里蹲”，平时待在各自的“房间”里。

钠离子在外面，钾离子在里面，但静息状态下，钾离子偏爱留在细胞内部，所以内部是负电的。

简单来说，静息电位就像是一个随时准备出门的朋友，虽然现在在家，但只要有需要，它就能立刻出发。

3. 动作电位的概念3.1 动作电位是什么？一旦有信号传来，静息电位就会转变为动作电位，简直就像是开关被打开了一样！动作电位可以理解为一场狂欢派对，细胞膜的离子通道们开始“狂欢”，大量钠离子涌入，细胞内瞬间变得超级正电。

这一过程就像是火箭发射，短短几毫秒内，细胞就会从70毫伏飙升到+30毫伏，让你惊叹不已。

3.2 动作电位的传播动作电位就像是波浪一样，一旦形成，就会沿着神经纤维不断传播。

这就像在海边玩水，第一波涌来，第二波接踵而至，没完没了！这种波动确保了信息能够快速到达大脑，让我们反应灵敏。

这就是为什么我们能在看到热汤时迅速抽回手来，哦，那可是真刺激啊！4. 总结静息电位和动作电位就像是生活中的两种状态：放松和激动。

静息电位和动作电位的定义和形成机制在我们日常生活中，神经系统起着至关重要的作用。

而在神经系统中，有两种非常重要的电位：静息电位和动作电位。

这两种电位在神经元之间的传递过程中起着关键作用，使我们能够感知到外界的各种刺激，并做出相应的反应。

那么，这两种电位究竟是如何产生的呢？本文将从理论和实践的角度，对静息电位和动作电位的定义和形成机制进行详细的阐述。

我们来了解一下静息电位。

静息电位是指神经元在未受到任何刺激时，细胞内外的电势差。

简单来说，就是当神经元处于安静状态时，它的内部电压是稳定的。

这种稳定的电压是由细胞膜上的离子泵负责维持的。

离子泵通过主动运输的方式，将钾离子从细胞内向外运输，同时将钠离子从细胞外向内运输，从而使得细胞内外的电势差保持在一个相对稳定的状态。

这个稳定的电压差就是静息电位。

接下来，我们再来探讨一下动作电位。

动作电位是指神经元在受到某种刺激(如光、声、化学物质等)后，细胞内外的电势差发生快速变化的现象。

这种快速变化的电势差是由细胞膜上的离子通道负责调控的。

当刺激传达到神经元时，离子通道会迅速打开或关闭，使得离子在细胞内大量流动，从而产生一个快速上升或下降的电势差。

这个快速上升或下降的电势差就是动作电位。

那么，静息电位和动作电位是如何形成的呢？这要从神经元的结构说起。

神经元由胞体、树突、轴突和突触四部分组成。

其中，胞体是神经元的代谢中心，负责合成和分解蛋白质；树突是神经元接受信息的部位；轴突是神经元传递信息的部位；突触是连接两个神经元的结构。

在正常情况下，静息状态下的神经元，其细胞膜上的离子泵会维持一定的离子浓度梯度，使得细胞内外的电势差保持在一个稳定的状态。

当神经元受到刺激时，刺激信号会传递到胞体，引起一系列生化反应。

这些反应会导致胞体释放出一种叫做乙酰胆碱的神经递质。

乙酰胆碱会与轴突上的乙酰胆碱受体结合，从而引发一系列的生理过程。

在这个过程中，离子通道会发生开关性的变化。

具体来说，当刺激信号传达到胞体时，离子通道会迅速打开，使得钠离子大量流入轴突；钾离子大量流出胞体。

静息电位,动作电位的产生机制及影响其大小的主要因素一、静息电位（resting potential, RP）1、概念：静息电位：细胞在静息（未受刺激）状态下膜两侧的电位差称静息电位（膜电位）2、静息时细胞的特点静息时细胞内外离子的特点：①细胞内[K+]一般比细胞外液高30倍；②细胞内带负电荷的生物大分子(主要是蛋白质)比细胞外液高10倍；③细胞外液中[Na+]和[CL-]都比细胞内高20倍。

所以，细胞内正离子主要为K+，负离子主要为带负电荷的蛋白质分子。

细胞外正离子主要为Na+，负离子主要为CL- 。

静息时细胞膜的选择通透性：①带负电荷的蛋白质分子完全不可通过；②Na+和CL-通透性极小；③K+有较大的通透性。

3、静息电位形成的机理：细胞内的K+在细胞膜内外浓度差（内高外低）作用下携带正离子外流，当膜内外K+浓度差（K+外流动力）和K+外流所形成的电位差（K+外流阻力）达到动态平衡时，K+的净通量为零，此时所形成的电位差稳定于某一数值而不再增加，即形成静息电位；所以说静息电位实质为K+外流所形成的跨膜电位。

细胞内外的K+不均衡分布和静息状态下细胞膜对K+的通透性是细胞在静息状态下保持极化状态的基础。

二、动作电位1. 动作电位的概念动作电位（action potential）：可兴奋组织接受刺激而发生兴奋时，细胞膜原有的极化状态立即消失，并在膜的内外两侧发生一系列的电位变化，这种变化的电位称为动作电位。

2. 动作电位形成的机理证明：①人工地改变细胞外液Na+浓度，动作电位上升支及其幅度也随之改变，*海水实验；②用河豚毒阻断Na+通道后，动作电位幅度↓或消失；③膜片钳实验。

3.动作电位组成动作电位的扫描波形包括升支和降支两部分。

如采用慢扫描并高度放大，则升支和降支的开始部分显示为尖锐的剑锋状，故动作电位又称为锋电位。

动作电位的升支代表细胞受到刺激后膜的去极化和反极化过程，即膜内电位由静息时的-70毫伏逐渐减小到-55毫伏（由于这一膜电位可以激发动作电位产生，故把-55毫伏的膜电位称为阈电位）；然后，膜电位再减小到0毫伏（去极化结束）；最后膜电位由0毫伏迅速上升到+35毫伏（反极化）。

静息电位和动作电位的定义和形成机制嘿，伙计们！今天我们要聊聊一个非常有趣的话题：静息电位和动作电位的定义和形成机制。

别着急，我会尽量用简单的语言来解释这个复杂的过程，让我们一起探索吧！让我们来了解一下什么是静息电位。

静息电位呢，就是指我们的细胞在没有受到刺激的时候，内部的电压是稳定的。

这个电压就像是我们的身体里的一个小电池，给我们提供能量。

你可能会想：那为什么我们的细胞会有正负电之分呢？这是因为我们的细胞膜上有一种叫做离子通道的东西，它们可以让带正电的钠离子通过，而带负电的钾离子则被阻挡在外。

这样一来，细胞内的正负电荷就会达到平衡，形成了静息电位。

接下来，我们再来聊聊动作电位。

动作电位呢，就是指我们的细胞在受到刺激的时候，会产生一种电流，从而让细胞内外的电压发生改变。

这个刺激可以是外部的化学物质、神经递质，也可以是我们自己的身体感受，比如疼痛或者触碰。

当刺激到达细胞膜上的时候，离子通道会打开，让带正电的钠离子进入细胞内，而带负电的钾离子则流出细胞外。

这样一来，细胞内的正电荷就会增加，而负电荷则减少，形成了动作电位。

那么，动作电位是怎么产生的呢？这就要涉及到我们的身体里的一种叫做离子泵的东西了。

离子泵就像是一个快递员，它会把带正电的钙离子送到细胞内，同时把带负电的镁离子送到细胞外。

这样一来，细胞内的正电荷就会增加，而负电荷则减少，形成了动作电位。

你可以把它想象成是一个小小的电动势，让我们的身体能够做出相应的反应。

现在你知道了静息电位和动作电位的概念和形成机制，是不是很神奇呢？这些电位就像是我们身体里的一个小宇宙，时刻都在为我们提供能量和信号。

所以，保持良好的生活习惯和心态，让我们的身体保持健康吧！静息电位和动作电位是我们身体里非常重要的两个概念。

它们分别代表了细胞在没有受到刺激和受到刺激时的电压状态。

通过了解它们的形成机制，我们可以更好地理解我们的身体是如何运作的。

希望这篇文章能让你对这两个概念有更深入的了解，也希望你能时刻关注自己的身体健康，保持一个愉快的心情！。

静息电位和动作电位产生原理静息电位产生原理是细胞静息时在膜两侧存在电位差。

动作电位的产生原理是细胞外钠离子的浓度比细胞内高的多，它有从细胞外向细胞内扩散的趋势。

1、静息电位静息电位是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。

它是一切生物电产生和变化的基础。

当一对测量微电极都处于膜外时，电极间没有电位差。

在一个微电极尖端刺入膜内的一瞬间，示波器上会显示出突然的电位改变，这表明两个电极间存在电位差，即细胞膜两侧存在电位差，膜内的电位较膜外低。

该电位在安静状态始终保持不变，因此称为静息电位。

几乎所有的动植物细胞的静息电位膜内均较膜外低，若规定膜外电位为零，则膜内电位即为负值。

大多数细胞的静息电位在-10~-100mV之间。

2、动作电位动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。

动作电位由峰电位（迅速去极化上升支和迅速复极化下降支的总称）和后电位（缓慢的电位变化，包括负后电位和正后电位）组成。

峰电位是动作电位的主要组成成分，因此通常意义的动作电位主要指峰电位。

动作电位的幅度约为90~130mV，动作电位超过零电位水平约35mV，这一段称为超射。

神经纤维的动作电位一般历时约0.5~2.0ms，可沿膜传播，又称神经冲动，即兴奋和神经冲动是动作电位意义相同。

3、形成条件①细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外，而细胞外钠离子、钙离子、氯离子高于细胞内，这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。

（主要是钠-钾泵（每3个Na+流出细胞,就有2个K+流入细胞内。

即:Na+：K+=3：2）的转运）。

②细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同，例如，安静时主要允许钾离子通透，而去极化到阈电位水平时又主要允许钠离子通透。

③可兴奋组织或细胞受阈刺激或阈上刺激。

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