有關(guān)靜息電位和動(dòng)作電位的問(wèn)題

1、這道題目來(lái)源是北京師范大學(xué)出版的人體解剖學(xué)里的一個(gè)圖改編的。第（3）題應(yīng)該是比較同種的幾個(gè)神經(jīng)置于不同鈉離子濃度的器皿中，比較不同器皿中的變化。如是在低濃度的Na+中，變化如圖1，如果是在高濃度的Na+中，變化如圖2，但是題目是在比較圖1與圖2的不同。只能比較1個(gè)變量，也就是刺激后的反極化狀態(tài)，即圖1為+35mV，圖2為+45mV，依次類推，Na+濃度越高，反極化的電位越大。而在Na+濃度為0時(shí)，不會(huì)引起反極化，電位變化為0。時(shí)間（JRS）丑為刺激引起的扃部去極他；b為去極化達(dá) 到閾庖位后，】聞+通道升放，內(nèi)流引起 的去極化及反根化B時(shí)間（JRS）丑為刺激引起的扃部去極他；b為去極化達(dá) 到閾庖

2、位后，】聞+通道升放，內(nèi)流引起 的去極化及反根化B寸 |Y： （ ms）建為刺激引起的扃部去極化；b為去極化達(dá) 到閾電位后，Ma十通道升放，Na+內(nèi)流引起 的去極化及反極化2 .外界Na+2 .外界Na+濃度高靜息電位及動(dòng)作電位產(chǎn)生原理生物電現(xiàn)象是指生物細(xì)胞在生命活動(dòng)過(guò)程中所伴隨的電現(xiàn)象。它與細(xì)胞興奮的產(chǎn)生和傳 導(dǎo)有著密切關(guān)系。細(xì)胞的生物電現(xiàn)象主要出現(xiàn)在細(xì)胞膜兩側(cè)，故把這種電位稱為跨膜電位， 主要表現(xiàn)為細(xì)胞在安靜時(shí)所具有的靜息電位和細(xì)胞在受到刺激時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作電位。心電圖、 腦電圖等均是由生物電引導(dǎo)出來(lái)的。靜息電位及其產(chǎn)生原理靜息電位是指細(xì)胞在安靜時(shí)，存在于膜內(nèi)外的電位差。生物電產(chǎn)生的原理可用離

3、子學(xué) 說(shuō)解釋。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為：膜電位的產(chǎn)生是由于膜內(nèi)外各種離子的分布不均衡，以及膜在不同 情況下，對(duì)各種離子的通透性不同所造成的。在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜對(duì)K+有較高的通透性， 而膜內(nèi)K+又高于膜外，K+順濃度差向膜外擴(kuò)散；細(xì)胞膜對(duì)蛋白質(zhì)負(fù)離子（A-）無(wú)通透性， 膜內(nèi)大分子A-被阻止在膜的內(nèi)側(cè)，從而形成膜內(nèi)為負(fù)、膜外為正的電位差。這種電位差產(chǎn) 生后，可阻止K+的進(jìn)一步向外擴(kuò)散，使膜內(nèi)外電位差達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，即靜息電位。 因此，靜息電位主要是K+外流所形成的電-化學(xué)平衡電位。動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理細(xì)胞膜受刺激而興奮時(shí)，在靜息電位的基礎(chǔ)上，發(fā)生一次擴(kuò)布性的電位變化，稱為動(dòng)作 電位。動(dòng)作電位是一個(gè)連續(xù)的膜

4、電位變化過(guò)程，波形分為上升相和下降相。細(xì)胞膜受刺激而 興奮時(shí)，膜上Na+通道迅速開放，由于膜外Na+濃度高于膜內(nèi)，電位比膜內(nèi)正，所以，Na+ 順濃度差和電位差內(nèi)流，使膜內(nèi)的負(fù)電位迅速消失，并進(jìn)而轉(zhuǎn)為正電位。這種膜內(nèi)為正、膜 外為負(fù)的電位梯度，阻止Na+繼續(xù)內(nèi)流。當(dāng)促使Na+內(nèi)流的濃度梯度與阻止Na+內(nèi)流的電位 梯度相等時(shí)，Na+內(nèi)流停止。因此，動(dòng)作電位的上升相的頂點(diǎn)是Na+內(nèi)流所形成的電-化學(xué)平 衡電位。在動(dòng)作電位上升相達(dá)到最高值時(shí)，膜上Na+通道迅速關(guān)閉，膜對(duì)Na+的通透性迅速下降， Na+內(nèi)流停止。此時(shí)，膜對(duì)K+的通透性增大，K+外流使膜內(nèi)電位迅速下降，直到恢復(fù)靜息時(shí) 的電位水平，形成動(dòng)作

5、電位的下降相。可興奮細(xì)胞每發(fā)生一次動(dòng)作電位，膜內(nèi)外的Na+、K+比例都會(huì)發(fā)生變化，于是鈉-鉀泵 加速轉(zhuǎn)運(yùn)，將進(jìn)入膜內(nèi)的Na+泵出，同時(shí)將逸出膜外的K+泵入，從而恢復(fù)靜息時(shí)膜內(nèi)外的離 子分布，維持細(xì)胞的興奮性。（二）動(dòng)作電位及其產(chǎn)生原理概念：細(xì)胞受刺激時(shí)在靜息電位基礎(chǔ)上產(chǎn)生的可傳布的電位變化，細(xì)胞興奮的標(biāo)志 波形：鋒電位：上升相：去極化（-70mVf0mV）反極化（超射）（0mV+30mV）下降相：復(fù)極 化（+30mVf-70mV 附近）峰電位是動(dòng)作電位的主要成份產(chǎn)生機(jī)制：離子流學(xué)說(shuō)上升相：細(xì)胞受刺激f少量Na+通道開放一少量Na+內(nèi)流一局部去極化（局部電位） f達(dá)到閾電位fNa+通道大量開放f

6、Na+順電-化學(xué)梯度快速大量?jī)?nèi)流一去極化、反極化一 當(dāng)濃度差促進(jìn)Na+內(nèi)流的力量等于電位差阻止Na+內(nèi)流的力量時(shí)，Na+凈移動(dòng)為零（Na+的電- 化學(xué)平衡電位）下降相：細(xì)胞膜對(duì)K+的通透性增加fK+順電-化學(xué)梯度外流一復(fù)極化電位已基本恢復(fù),但離子分布未恢復(fù)，Na+-K+泵運(yùn)轉(zhuǎn)，Na+泵出，K+泵入，恢復(fù)興奮 前離子的不均勻分布閾電位：引起Na+通道大量開發(fā)放而引發(fā)動(dòng)作電位的臨界膜電位數(shù)值通道阻斷劑：河豚毒：Na+通道阻斷劑四乙基銨：K+通道阻斷劑三、極化、去極化、超極化、閾電位的概念靜息時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)維持外正內(nèi)負(fù)的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為極化。當(dāng)細(xì)胞受刺激時(shí)，膜內(nèi)電位向負(fù)值減小方向變化，稱為去極化。

7、膜內(nèi)電位數(shù)值向負(fù)值增大方向變化，稱為超極化。當(dāng)神經(jīng)纖維受到閾刺激時(shí)，膜上Na+通道開放，Na+內(nèi)流，膜發(fā)生去極化，靜息電位 減小，當(dāng)靜息電位減小到某一臨界數(shù)值時(shí)，膜對(duì)Na+的通透性突然增大，Na+迅速內(nèi)流，出 現(xiàn)動(dòng)作電位的上升相。這個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)的跨膜電位數(shù)值稱為閾電位。四、興奮在同一細(xì)胞上傳導(dǎo)的特點(diǎn)傳導(dǎo)：動(dòng)作電位（興奮）在一個(gè)細(xì)胞內(nèi)傳播神經(jīng)沖動(dòng):沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo)的動(dòng)作電位不衰減性傳導(dǎo)：動(dòng)作電位的幅度不會(huì)因傳導(dǎo)距離的增加而減小“全或無(wú)”現(xiàn)象：動(dòng)作電位一旦產(chǎn)生，幅度不會(huì)因刺激的加強(qiáng)而增大雙向傳導(dǎo)：動(dòng)作電位從受刺激的興奮部位向兩側(cè)未興奮部位傳導(dǎo)動(dòng)作電位不融合：動(dòng)作電位之間總有一定間隔，不會(huì)重合、疊加在一

8、起（一）靜息電位產(chǎn)生機(jī)制靜息電位指安靜時(shí)存在于細(xì)胞兩側(cè)的外正內(nèi)負(fù)的電位差。其形成原因是 膜兩側(cè)離子分布不平衡及膜對(duì)K+有較高的通透能力。細(xì)胞內(nèi)K+濃度和帶負(fù)電的蛋白質(zhì)濃度都大于細(xì)胞外（而細(xì)胞外 Na+和Cl+濃度大于細(xì)胞內(nèi)），但 因?yàn)榧?xì)胞膜只對(duì)K+有相對(duì)較高的通透性，K+順濃度差由細(xì)胞內(nèi)移到細(xì)胞 外，而膜內(nèi)帶負(fù)電的蛋白質(zhì)離子不能透出細(xì)胞，于是K+離子外移造成膜內(nèi)變負(fù)而膜外變正。外正內(nèi)負(fù)的狀態(tài)一方面可隨 K+的外移而增加，另一方面， K+外移形成的外正內(nèi)負(fù)將阻礙K+的外移（正負(fù)電荷互相吸弓I，而相同方向 電荷則互相排斥）。最后達(dá)到一種 K+外移（因濃度差）和阻礙K+外移（正 負(fù)電荷互相吸引，而相

9、同方向電荷則相互排斥）。最后達(dá)到一種K+外移（因 濃度差）和阻礙K+外移（因電位差）相平衡的狀態(tài)，這是的膜電位稱為K+平衡電位，實(shí)際上，就是（或接近于）安靜時(shí)細(xì)胞膜外的電位差。（二）動(dòng)作電位的產(chǎn)生機(jī)制動(dòng)作電位上升支主要由Na+內(nèi)流形成，接近于Na+的電-化學(xué)平衡電位。細(xì)胞內(nèi)外Na+和K+的分布不均勻，細(xì)胞外高Na+而細(xì)胞內(nèi)高K+。細(xì)胞興奮時(shí)，膜對(duì)Na+有選擇性通透，Na+順濃度梯度內(nèi)流，形成鋒電位的 上升支。K+外流增加形成了動(dòng)作電位的下降支。在不同的膜電位水平或動(dòng)作電位發(fā)生過(guò)程中，Na+通道呈現(xiàn)三種基本功能狀 態(tài)：備用狀態(tài)：其特征是通道呈關(guān)閉狀態(tài)，但對(duì)刺激可發(fā)生反應(yīng)而迅速開放， 因此，被稱作

10、備用狀態(tài)；激活狀態(tài)：此時(shí)通道開放，離子可經(jīng)通道進(jìn)行跨膜擴(kuò) 散；失活狀態(tài)：通道關(guān)閉，離子不能通過(guò)，即使再?gòu)?qiáng)的刺激也不能使通道開放。 細(xì)胞在靜息狀態(tài)即未接受刺激時(shí)，通道處于備用狀態(tài)。當(dāng)刺激作用時(shí)，通道被激 活而開放。多數(shù)通道開放的時(shí)間很短，如產(chǎn)生鋒電位上升支的Na+通道開放時(shí)間 僅為1-2ms，隨即進(jìn)入失活狀態(tài)。必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，通道才能由失活狀態(tài)恢復(fù) 全靜息的備用狀態(tài)。通道的功能狀態(tài)，決定著細(xì)胞是否具有產(chǎn)生動(dòng)作電位的能 力，與不應(yīng)期有密切聯(lián)系。（三）細(xì)胞膜K的平衡電位為什么是負(fù)的（-90-100）?胞外K少，胞內(nèi)K多，那么膜外為零電位的話,膜內(nèi)應(yīng)該為正電位?可是平衡電位卻是負(fù) 的，為什么？首先，

11、你的認(rèn)識(shí)不對(duì)，細(xì)胞內(nèi)確實(shí)K多，但是細(xì)胞外Na多，都是帶正電的離子。 而且還有很多其他離子。所以看正負(fù)，不是這么看的。細(xì)胞膜兩側(cè)的電荷是內(nèi)負(fù)外正，也就是細(xì)胞內(nèi)比細(xì)胞外的電位要高。這個(gè)內(nèi) 負(fù)外正的電位差，形成機(jī)制是K離子平衡電位?！具@段是重點(diǎn)】可以假想一下， 如果沒(méi)有這個(gè)內(nèi)負(fù)外正的電位差，細(xì)胞內(nèi)的K就會(huì)繼續(xù)外流，一直到內(nèi)外K濃度 一致。正是由于電位差（使得K要從外向內(nèi)流）和濃度差（使得K要從內(nèi)向外流） 的同時(shí)存在，才維持了這么一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。最后，電位都是相對(duì)的，看把哪里設(shè)定為0電位。當(dāng)年測(cè)量膜電位的時(shí)候，最早的一個(gè)試驗(yàn)是使用槍烏賊神經(jīng)十做的，當(dāng)時(shí)是把記 錄插入細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞外設(shè)定為0。所以記錄到的膜

12、電位顯示為負(fù)。后來(lái)，就沿用了這么一個(gè)習(xí)慣。如果把細(xì)胞內(nèi)設(shè)定為0，膜電位就顯示為正的了。但是，把細(xì)胞外定為0比 細(xì)胞內(nèi)設(shè)定為0更加科學(xué)，使用方便。因?yàn)榧?xì)胞外液（內(nèi)環(huán)境）是相同的，穩(wěn)態(tài)。 各個(gè)細(xì)胞內(nèi)的情況卻不同。如果把細(xì)胞內(nèi)設(shè)定為0，細(xì)胞外就亂了。（四）什么是電位差？就像一根1米高的自來(lái)水管一樣，最高點(diǎn)處的水相對(duì)于最低點(diǎn)處的水就有一個(gè)水 位差，水位差就會(huì)使得高水位的水向低水位流動(dòng)。同樣在導(dǎo)體的不同位置會(huì)有電 位差，電流會(huì)從高電位流向低電位，當(dāng)然前提是存在一個(gè)閉合回路。（五）鉀離子進(jìn)出細(xì)胞膜是主動(dòng)運(yùn)輸？首先明確：細(xì)胞內(nèi)的K+濃度大大高于細(xì)胞外，而細(xì)胞外Na+濃度大大高于細(xì)胞內(nèi)當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)時(shí)，要從靜息電位（內(nèi)負(fù)外正）到動(dòng)作電位（內(nèi)正外負(fù)），需 要吸Na+排K+，此時(shí)k+是順著濃度梯度外排的（其實(shí)Na+也是），所以不需要消 耗ATP，是協(xié)助擴(kuò)散