第二章第三节细胞的生物电现象.ppt
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1、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。,第二节 细胞的生物电现象,细胞的生物电现象,细胞的生物电现象 静息电位:细胞处于相对安静状态时,细胞膜内外存在的恒定电位差。 动作电位:细胞活动时,细胞膜内外存在的变化的电位波动。 ,2.RP实验现象:,生物电现象的产生机制 化学现象,要在膜两侧形成电位差,必须具备两个条件:膜
2、两侧的离子分布不均,存在浓度差; 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,二、静息电位(resting potential RP)及其产生机制 (一) 静息电位的概念 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:,(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。,
3、(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)。 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。 RP值描述: RP膜内负电位(-70-90mV)=超极化 RP膜内负电位(-70-50mV)=去极化,极化 内外两侧电位维持内负外正的稳定状态 去极化或除极化 膜内负电位减小甚至由负转正 超极化 膜内负电位增大 复极化 先去极化,再向静息电位水平恢复,(1)静息状态下细胞
4、膜内、外离子分布不匀 Na+iNa+o110, K+iK+o301 Cl-iCl-o114, A-iA-o 41,(二)静息电位的产生机制,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:K+ Cl- Na+ A-,静息状态下细胞膜内外主要离子分布 及膜对离子通透性,2.RP产生机制的膜学说: 静息状态下细胞膜内外离子分布不均;细胞膜对离子的通透具有选择性:K+Cl-Na+A- ,Ki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
5、达到动态平衡时=RP,结论:RP的产生主要是K向膜外扩散的结果。 RP=K+的平衡电位,二、动作电位(AP)及其产生机制 (一)动作电位的概念 1.概 念:可兴奋细胞受到刺激,细胞膜在静息电位基础上发生一次短暂的、可逆的,并可向周围扩布的电位波动称为动作电位。,2.AP实验现象:,细胞的动作电位 动作电位(AP)可兴奋细胞受阈(阈上)刺激后,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。 动作电位的过程:,锋电位,上升支(去极相),下降支(复极相),后电位,动作电位,*其中锋电位是动作电位的主要部分。,去 极 化,上 升 支,下降支,3.动作电位的图形,刺
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