电化学驱动力：跨膜的离子浓度差和电位差的代数和。
第三节 细胞的电活动
（二）静息电位形成的离子机制
第三节 细胞的电活动
静息电位形成的机制
在上述条件下，K+顺浓度差从膜内向膜外扩散（负电物质不 能外移，极少Na+内移）→膜外侧形成一层正电荷（正电 位）、膜内侧为一层负电荷（负电位）→膜外侧的正电场力 与[K+]差的动力达到平衡时，K+的净通量为零，此时的MP即 RP，相当于K+的平衡电位（EK）。
第三节 细胞的电活动
2、改变膜外[K+] → MP ？ 一定范围，[K+]o RP，反之则反
Changing K+ concentration
0
-30 mV -60
-90
Amplifier
第三节 细胞的电活动
mV
-20 -40 -60 -80 -100 -120 -140 -160 -180
0.1
第三节 细胞的电活动
AP的波形及构成 AP，锋电位（spike potential, SP） 构成：AP=去极相（上升支）+复极相（下降支）
Depolarization Hyperpolarization
Repolarization Over shoot
第三节 细胞的电活动
静息电位产生机制 （一）离子跨膜扩散的两个条件
1、膜两侧的离子浓度差 [Na+]O 是膜内的10倍，[K+]i 是膜外的30倍 2、膜对离子的通透性 安静时，膜主要对K+通透
状态的过程。
➢ 超极化（Hyperpolarization）：膜电位绝对值高于静息电位
的状态。
➢ 超射（Overshoot）：膜电位去极化到0电位如进一步变为正
值则称为反极化，膜电位高于0电位的部分称为超射。
第三节 细胞的电活动
60
0
Resting potential -70 -90
Time
Membrane potential (mV)
第三节 细胞的电活动
静息电位 RP范围：﹣10～﹣100mV. 骨骼肌细胞：﹣90mV， 神经细胞：﹣70mV， 平滑肌细胞：﹣55mV， RBC：﹣10mV
RP的概念：安静时存在于细胞膜两侧外正内负的电位差。
第三节 细胞的电活动
膜电位变化中的几种状态
➢ 极化（Polarization）：膜两侧存在的内负外正的电位状态。 ➢ 去极化（Depolarization）：膜电位绝对值逐渐减小的过程。 ➢ 复极化（Repolarization）：膜电位去极化后逐步恢复极化
动作电位（action potential, AP）
第三节 细胞的电活动
Zero potential difference when two electrodes are in the bath.
Reference electrode
microelectrode
0 <0.1 m
-30 mV -60
-90
Amplifier
Recording electrode

第三节 细胞的电活动
Zero potential difference when two electrodes are in the bath.
Reference electrode
0
-30 mV -60
-90
Amplifier
Recording electrode
安静时主要是GK（PK） GK=IK/(EM－EK)
第三节 细胞的电活动
结论 因为细胞膜在安静状态下对K＋的通透性最大，所以细胞膜 电位最接近K＋的平衡电位（EK）。
➢ RP—K+顺化学梯度由膜内向膜外扩散所形成的 电-化学平衡电位
第三节 细胞的电活动
当达到K+平衡电位时：E A、细胞膜两侧K+浓度梯度为零 B、细胞膜外K+浓度大于膜内 C、细胞膜两侧电位梯度为零 D、细胞膜内较膜外电位相对较正 E、细胞膜内侧K+的净外流为零
生理学
Physiology
第8版
高清网络课堂
主讲人:
第二章 细胞的基本功能
第三节 细胞的电活动
第三节 细胞的电活动
细胞的生物电现象 一切活细胞无论处于静息或活动状态都存在着电活动，这种电 活动称为生物电。 细胞膜内外在静息状态下存在着电位差（静息电位） 在一定的刺激下，膜内外的电位差会发生变化，产生动作电位。 记录方法：
细胞外记录法 细胞内微电极记录法
第三节 细胞的电活动
细胞的 生物电 现象
+ + + + + +
一个活的细胞无论是它处于安静 状态还是活动状态都是存在电活 动，这种电活动称为生物电现象。 其中包括静息电位和动作电位。
5
第三节 细胞的电活动
细胞的跨膜电位：（transmembrane potential, TMP，MP） 指存在于细胞膜两侧的电位差。 MP：静息电位（resting potential, RP）
第三节 细胞的电活动
（三） RP机制的证明 1、用Nernst公式计算的EK理论值与实测的RP非常接近。 Nernst公式：Ex= RT/ZF·ln[x+]o/[ x+]i R气体常数，T绝对温 度，F法拉第常数，Z原子价 在温度为29.2℃，离子价位单价时， 上式简化为Ex = 60lg[x+]o/[ x+]i 则 EK = 60lg[K+]o/[ K+]i (mV)
Measured value
EK=60log
[K+]o 140
1
10
100
[K+]o (mmol/L)
第三节 细胞的电活动
偏差解释： ① 有少量Na+内漏（极少; Cl-）； ② 钠泵生电作用的影响
第三节 细胞的电活动
RP机制的证明 3、用四乙铵（TEA）阻断K+通道RP或消失 4、测离子电流（I）或电导（G）
A、Na+
B、K+
C、Ca2+
D、CI-
当神经细胞处于静息电位时，电化学驱动力最小的离子是：B 当神经细胞处于静息电位时，电化学驱动力最大的离子是：C
第三节 细胞的电活动
动作电位（action potential，AP） 指膜受刺激后在原有的静息电位基础上发生的一次膜两侧电 位的快速而可逆的倒转和复原。
第三节 细胞的电活动
When the recording electrode enters the axon, a negative potential difference is seen.
Inside axon +- -+ +- +- 0
-30 mV -60
-90
Amplifier
-+ -+ -+ -+