山东第一医科大学（泰山医学院）：《生理学》课程教学资源（PPT课件）第二章 细胞生理（细胞的电物电现象）

第三节细胞的电物电现象 概述 恩格斯在100多年前就指出：“地球上几 乎没有一种变化发生而不同时显示出电的变 化”。人体及生物体活细胞在安静和活动时 都存在电活动，这种电活动称为生物电现象 (bioelectricity)。细胞生物电现象是普遍 存在的，临床上广泛应用的心电图、脑电图、 肌电图及视网膜电图等就是这些不同器官和 组织活动时生物电变化的表现。 细胞膜的被动电学特性（自学） 目录

概 述 恩格斯在100 多年前就指出：“地球上几 乎没有一种变化发生而不同时显示出电的变 化” 。人体及生物体活细胞在安静和活动时 都存在电活动，这种电活动称为生物电现象 （bioelectricity）。细胞生物电现象是普遍 存在的，临床上广泛应用的心电图、脑电图、 肌电图及视网膜电图等就是这些不同器官和 组织活动时生物电变化的表现。 一 、细胞膜的被动电学特性（自学） 第三节 细胞的电物电现象

二、静息电位及其产生机制 ●实验现象： +40 +20 膜内电位 0 20 40 -80 -100 目录

二、静息电位及其产生机制 ●实验现象： 2.RP实验现象：

(一)细胞静息电位(resting potential,RP): 1、概念细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外 存在的电位差。 2.实验现象 膜内电位 目录

（一）细胞静息电位（resting potential,RP)： 1、概念 细胞处于相对安静状态时，细胞膜内外 存在的电位差。 2.实验现象

3.证明RP的实验： 放大器 示波器 (甲)当A、B电极都位 A +++占 ++程++ 于细胞膜外，无电位改变 细 胞 证明膜外无电位差。 示干子干子+本本 (甲) (乙)当A电极位于细胞 放大器 膜外，B电极插入膜内时 有电位改变，证明膜内、 一一二 细 胞 示波器 外间有电位差。 +++++十++++一 (乙) (丙)当A、B电极都位 故大器 示波器 于细胞膜内，无电位改变 ++++ 证明膜内无电位差。 细 胞 (丙) 目录 U

3.证明RP的实验： （甲）当A、B电极都位 于细胞膜外，无电位改变， 证明膜外无电位差。 （乙）当A电极位于细胞 膜外， B电极插入膜内时， 有电位改变，证明膜内、 外间有电位差。 （丙）当A、B电极都位 于细胞膜内，无电位改变， 证明膜内无电位差

4.与RP相关的概念： 静息电位：细胞处于相对安静状态时，细胞 膜内外存在的电位差。 膜电位：因电位差存在于膜的两侧所以又称 为膜电位(membrane potential) 习惯叫法：因膜内电位低于膜外，习惯上RP 指的是膜内负电位。 RP值：哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞 为-70~-90mV,红细胞约为-10mV左右。 膜电位的描述： RP↑→膜内负电位↑(-70→-90mV)=超极化 RP↓→膜内负电位l(-70→-50mV)=去极化 目录 DT

4.与RP相关的概念： 静息电位:细胞处于相对安静状态时，细胞 膜内外存在的电位差。 膜电位:因电位差存在于膜的两侧所以又称 为膜电位（membrane potential）。 习惯叫法:因膜内电位低于膜外，习惯上RP 指的是膜内负电位。 RP值:哺乳动物的神经、骨骼肌和心肌细胞 为-70～-90mV，红细胞约为-10mV左右。 膜电位的描述: RP↑→膜内负电位↑(-70→-90mV)=超极化 RP↓→膜内负电位↓(-70→-50mV)=去极化

(二)静息电位产生的机制 化学现象 通透膜 要在膜两侧形成电位差，必 须具备两个条件：①膜两侧的 KC1 KC1 离子分布不均，存在浓度差； 0.1M 0.01M ②对离子有选择性通透的膜。 膜两侧[K+]差是促使K+扩 K+ C1- 散的动力，但随着K+的不断扩 散，膜两侧不断加大的电位差 选择性通透膜 KC1 + KCI 是K+继续扩散的阻力，当动力 X 0.1M 0.01M 和阻力达到动态平衡时，K+的 + 净扩散通量为零→膜两侧的平 衡电位。 K+ 目录

（二）静息电位产生的机制 化学现象 要在膜两侧形成电位差，必 须具备两个条件：①膜两侧的 离子分布不均，存在浓度差； ②对离子有选择性通透的膜。 膜两侧[K+]差是促使K+扩 散的动力，但随着K+的不断扩 散，膜两侧不断加大的电位差 是K+继续扩散的阻力，当动力 和阻力达到动态平衡时，K+的 净扩散通量为零→膜两侧的平 衡电位。 通透膜 选择性通透膜

1.静息电位的产生条件 (1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 [Na+]。>[Na+]≈1o:1,[K+]>[K+]。≈30：1 [C]o>[C]o≈14：1，[A]>[A]o≈4：1 N Na N 主要离子分布： 钾离子 纳离子 膜内 蛋白质离子 膜外： 氯离子 目录

(1)静息状态下细胞膜内、外离子分布不匀 [Na+]o＞[Na+]i≈1o∶1, [K+]i＞[K+]o≈30∶1 [Cl- ]o＞[Cl- ]o≈14∶1, [A- ]i＞[A- ]o≈ 4∶1 1.静息电位的产生条件 主要离子分布： 膜内： 膜外：

(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：主要对K+通透（膜上的K+通道开放) 膜外 膜内 目绿T>TUX

(2)静息状态下细胞膜对离子的通透性具有选择性 通透性：主要对K + 通透（膜上的K +通道开放）

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 离子浓度 膜内与膜 (mmol/L) 外离子比 膜对离子通 离子 透性 膜内 膜外 例 Na' 14 142 1:10 通透性很小 K 155 5 31:1 通透性大 C1 8 110 1:14 通透性次之 A 60 15 4:1 无通透性

静息状态下细胞膜内外主要离子分布 及膜对离子通透性 离子浓度 主要 （mmol/L） 离子 膜内 膜外 膜内与膜 外离子比 例 膜对离子通 透性 Na + 14 142 1:10 通透性很小 K + 155 5 31:1 通透性大 Cl- 8 110 1:14 通透性次之 A - 60 15 4:1 无通透性

2.RP产生机制的膜学说 静息状态下①细胞膜内外离子分布不均；②细胞膜 对K+离子的通透具有选择性。 低歌扩散 K]W、A↑→膜内电位（负电场） [K]↑→膜外电位↑（正电场） 膜外为正、膜内为负的极化状态 当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP 目录

2.RP产生机制的膜学说 静息状态下①细胞膜内外离子分布不均；②细胞膜 对K +离子的通透具有选择性。 [K＋]i顺浓度差向膜外扩散 [A- ]i不能向膜外扩散 [K+ ]i↓、[A- ]i↑→膜内电位↓(负电场) • [K+ ]o↑→膜外电位↑(正电场) 膜外为正、膜内为负的极化状态 当扩散动力与阻力达到动态平衡时=RP