生物膜电位变化
生物电位差的概念
生物电位差，或称膜电位（membrane potential），是指在生物细胞膜两侧存在的电荷分布差异所形成的电位差。
具体到神经细胞或其他兴奋性细胞中，这种电位差是由于细胞膜对不同离子的通透性和浓度梯度相互作用的结果。
在静息状态下（即未受刺激时），神经细胞膜内K+离子浓度高于膜外，而Na+离子浓度则相反。
通过选择性离子通道，尤其是K+通道，使得K+离子顺浓度梯度向膜外扩散，形成相对稳定的膜电位状态，通常表现为膜内为负电位（约为-70mV），膜外为正电位。
当神经纤维某部位受到刺激时，膜上的电压门控Na+通道开放，Na+离子快速流入细胞内部，导致膜内电位迅速上升，超过0mV并达到正值，这一过程被称为去极化。
此时，原本存在于膜两侧的电位差发生了显著变化，形成了动作电位（action potential）。
在动作电位之后，离子泵将重新建立和维持静息状态下的电位差。
所以，生物电位差是一个描述细胞内外电荷分布状态的重要指标，在神经传导、肌肉收缩以及其他生理过
程中起着至关重要的作用。
高三总复习生物课件 神经调节中膜电位变化分析与相关实验探究
组3：将神经纤维分别置于Na＋浓度依次提高的生理溶液d、e中，测定其刺 激后的动作电位，并记录。
对上述所得的实验数据进行分析与处理。 (2)预测实验结果(设计一个坐标，以柱形图形式表示实验结果)。 (3)分析与讨论： ①简要解释组3的实验结果：________________________________________ ________________________________________________________________。 ②用放射性同位素24Na＋注入静息的神经细胞内，不久在生理溶液中测量到 放射性，24Na＋的这种转运方式属于________。用抑制酶活性的药物处理神经细 胞，会使24Na＋外流量________。 ③刺激脊蛙的坐骨神经，除了在反射中枢测量到动作电位外，还观察到腓肠 肌收缩，说明坐骨神经中含有______________神经。
经纤维的动作电位峰值逐渐增大。(3)②生理溶液中的Na＋浓度大于神经细胞内的浓度， 放射性同位素24Na＋逆浓度梯度从神经细胞内进入生理溶液，该跨膜运输方式是主动转 运，需要载体蛋白的参与和消耗能量。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会使细胞 呼吸强度下降，产生的ATP减少，主动转运减弱，24Na＋外流量减少。③刺激脊蛙的坐 骨神经，在反射中枢测到动作电位，说明其具有传入神经，观察到腓肠肌收缩，说明 其具有传出神经。因此，坐骨神经中有传入和传出神经。
2．(2020·浙江7月选考)欲研究生理溶液中K＋浓度升高对蛙坐骨神经纤维静 息电位的影响和Na＋浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路，预测 实验结果，并进行分析与讨论。
细胞膜内外在各种状态下的电位情况-概述说明以及解释
细胞膜内外在各种状态下的电位情况-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:细胞膜是细胞内外环境的隔离屏障，同时也是细胞内外电位差的重要维持者。
细胞膜内外的电位情况对细胞功能和生理活动具有重要影响。
本篇文章将重点探讨细胞膜在不同状态下的电位情况，包括细胞膜内电位情况、细胞膜外电位情况，以及在不同状态下的电位变化。
通过对这一重要问题的探讨，我们希望能够更深入地理解细胞内外电位的重要性，以及其对细胞功能的影响，为未来相关研究提供一定的参考和启示。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中，我们将对细胞膜内外电位情况进行概述，并介绍文章的结构和目的。
在正文部分中，我们将详细讨论细胞膜内和外的电位情况，以及不同状态下电位的变化。
最后，在结论部分中，我们将总结细胞膜内外的电位情况，探讨电位变化对细胞功能的影响，同时展望未来的研究方向。
通过对这些内容的分析和讨论，我们将全面了解细胞膜内外在各种状态下的电位情况。
"1.3 目的":目的是探讨细胞膜内外在不同状态下的电位情况，揭示其在细胞生理活动中的重要作用和影响。
通过对细胞膜内外电位的研究，可以深入了解细胞的电信号传导机制，揭示不同细胞状态下电位的变化规律，为疾病诊断和治疗提供新的思路和理论基础。
同时，通过探讨电位变化对细胞功能的影响，可以进一步揭示细胞内信号传导途径的重要性，为未来细胞生物学的研究提供参考和指导。
2.正文2.1 细胞膜内电位情况细胞膜内部的电位是指细胞质内相对于细胞外的电位差。
通常情况下，细胞膜内部的电位为负值，约为-70mV。
这种负电位主要是由于细胞膜上的离子通道和泵蛋白维持了细胞内外不同离子浓度的平衡状态。
在正常情况下，细胞膜内外之间存在着钠-钾泵、钾通道、氯离子通道等，这些离子通道和泵蛋白的作用使得细胞内部的电位保持在负值。
细胞膜内的电位不仅与离子通道和泵蛋白的功能有关，还与细胞内各种代谢活动、信号传导等密切相关。
细胞的生物电现象
细胞的生物电现象细胞的生物电现象概述：生物电现象是指生物体内各种细胞所产生的电现象。
细胞的电现象包括静电现象和动电现象。
静电现象是指细胞膜内外的电位差异，而动电现象是指细胞的离子流动和膜电位的变化。
一、细胞的静电现象细胞的静电现象是指细胞膜内外电位的差异，通常称为细胞膜电位。
细胞膜电位是细胞的基本电现象之一，它的起源主要为静息电位和动作电位。
静息电位是细胞在静态状态下所表现出的电位。
在静息电位下，细胞的内部电位为负，外部电位为正。
细胞膜上的离子通道在细胞静态状态下始终处于开放状态，这使得静息电位维持不变。
动作电位是细胞在受到刺激时所表现出的电位。
在动作电位下，细胞内部电位由负变正，外部电位由正变负。
这种变化主要源于细胞膜上钠离子通道的快速开启和关闭，以及钾离子通道的慢速开启和关闭。
二、细胞的动电现象细胞的动电现象是指离子在细胞内外之间的流动和膜电位的变化。
细胞膜上的离子通道对细胞的动电现象起着重要的调控作用。
主要的离子通道包括钠通道、钾通道和钙通道。
在细胞受刺激时，钠通道迅速开启，随后钾通道开启，同时钠通道关闭。
这使得细胞内部电位迅速升高，形成动作电位。
随着钾离子的流出，细胞内部电位逐渐降低到静息电位。
钙通道参与了很多细胞的生物学过程，如细胞分裂、囊泡的释放和细胞增殖等。
钙离子的流动能够改变细胞内的信号转导和细胞内的酶活性，从而调节细胞的代谢和功能。
总结：细胞的生物电现象被广泛地应用于药物研究、细胞生物学研究和神经科学研究等方面。
通过对细胞的电现象进行研究，人们可以更好地理解细胞的生物学特性和生理学特性，从而开发新的药物、诊断工具和治疗方法。
膜电位变化曲线解读
膜电位变化曲线解读膜电位变化曲线是一种衡量细胞电压的重要方法，它可以帮助研究人员更好地理解细胞的功能，以及细胞的生理活动受到哪些因素的影响。
本文将对膜电位变化曲线的解读做一个简要介绍，以便更好地了解膜电位变化曲线的含义。
一、膜电位变化曲线的构成膜电位变化曲线由两个基本组成部分组成，即膜静电位（mV）和时间（ms）。
膜静电位是指细胞内离子浓度的不同，其中包括阴离子（例如氯离子）和阳离子（例如钾离子）的浓度。
它可以通过测量细胞内离子的浓度来计算。
时间是指细胞电压变化的时间，它可以用来衡量细胞内离子浓度的变化速度。
二、膜电位变化曲线的特点膜电位变化曲线的特点主要有三点：1.膜电位变化曲线的起点是细胞内离子浓度的基线，即细胞内离子浓度的初始状态。
2.膜电位变化曲线的终点是细胞内离子浓度的最终状态，即细胞内离子浓度的变化程度。
3.膜电位变化曲线的拐点是细胞内离子浓度的变化点，即细胞内离子浓度发生变化的时间点。
三、膜电位变化曲线的意义膜电位变化曲线可以帮助研究人员了解细胞内离子浓度的变化，从而更好地理解细胞的功能和生理活动是如何受到外界因素的影响的。
例如，研究人员可以通过膜电位变化曲线来研究细胞内离子浓度对药物作用的反应，从而更好地了解药物的作用机制。
四、膜电位变化曲线的应用膜电位变化曲线可以应用于多种生物学领域，例如药物研究、神经生物学、细胞生物学等。
在药物研究中，膜电位变化曲线可以用来研究药物对细胞内离子浓度的影响，从而更好地了解药物的作用机制。
在神经生物学中，膜电位变化曲线可以用来研究神经元内离子浓度的变化，从而更好地了解神经元功能的发展。
在细胞生物学中，膜电位变化曲线可以用来研究细胞内离子浓度的变化，从而更好地了解细胞的生理活动。
总之，膜电位变化曲线是一种重要的衡量细胞电压的方法，它可以帮助研究人员更好地了解细胞的功能，以及细胞的生理活动受到哪些因素的影响。
膜电位变化曲线的应用范围广泛，可以应用于药物研究、神经生物学、细胞生物学等多个领域。
膜电位高三知识点
膜电位高三知识点膜电位是指细胞膜内外两侧的电势差，是细胞内外电荷分布不均引起的。
在高三生物课程中，膜电位是一个重要的知识点，它涉及到神经传导、肌肉收缩等生物学过程。
本文将就膜电位的概念、产生机制以及其在生物体内的作用进行详细论述。
概念：膜电位是指细胞膜内外两侧的电势差，通常用电压表显示为负值。
正常情况下，细胞内外的离子浓度差异导致膜电位的产生。
细胞内主要富集有阴离子（如蛋白质、有机磷酸酯等），而细胞外则富集有阳离子（如钠离子、钾离子等）。
由于细胞膜对不同离子的通透性不同，导致一种离子的通透性高于另一种离子，从而使细胞内外的离子分布不平衡，形成膜电位。
产生机制：膜电位的产生主要依赖于细胞膜上的离子通道。
根据离子通道的特异性，细胞膜上主要存在钠离子通道和钾离子通道。
在静息状态下，细胞膜的钠通道大部分关闭，而钾通道则处于开放状态。
这使得大量的细胞外钠离子无法进入细胞内，而细胞内的钾离子则通过开放的钾通道不断地向细胞外扩散，形成膜电位。
作用：膜电位在生物体内发挥着重要的作用。
首先，膜电位参与了神经传导过程。
当神经受到刺激时，细胞膜上的离子通道发生改变，导致钠离子流入细胞内，使细胞内外的离子分布发生改变，产生脉冲传导。
这个脉冲传导过程即是神经信号的传递，膜电位的变化起到了关键的作用。
其次，膜电位还参与了肌肉收缩过程。
在肌肉细胞中，膜电位的改变触发了肌肉细胞内的钙离子释放，从而引起肌肉收缩。
当神经信号到达肌肉细胞时，膜电位发生变化，使细胞内的钙离子释放，激活肌肉收缩过程。
此外，膜电位还参与了细胞内外物质的运输。
细胞膜上存在着各种离子泵和转运蛋白，它们依赖膜电位的变化来驱动离子和物质的运输。
例如，细胞内外钠离子浓度的平衡就依赖于钠泵的驱动，而钠泵的正常运作则需要膜电位的支持。
综上所述，膜电位是细胞内外电势差，由细胞膜上的离子通道和离子分布不均引起。
膜电位在神经传导、肌肉收缩以及物质运输等过程中起到重要作用。
深入理解和掌握膜电位的知识，对于高三生物的学习和理解生物学过程具有重要意义。
膜电位的变化及相关曲线-2020-2021学年高二《新题速递·生物》2月刊(期末试题精选)(原卷版)
专题05 膜电位的变化及相关曲线一、单选题1．（2021·安徽宿州市·高二期末）离体神经纤维某一部位受到有效刺激时，受刺激部位膜两侧会出现短暂的电位变化，产生神经冲动，如图所示。
下列有关图示的相关叙述中，错误的是（）A．图中a点表示静息电位B．图中b点受到刺激后，Na+开始快速内流C．图中d点表示膜内电位为+35mV，膜外电位为-35mVD．图中c、e两点表示膜两侧的电位差为02．（2021·山东聊城市·高二期末）将蛙离体神经纤维置于某种培养液中给予适宜刺激并记录其膜内钠离子含量变化及膜电位变化，分别用下图Ⅰ、Ⅰ表示。
下列有关叙述正确的是（）A．图中b点时膜内钠离子含量高于膜外B．适当提高培养液中钾离子浓度可以使c点上移C．a～b时，膜内钠离子含量增加与细胞膜对钠离子的通过性增大有关D．c～d时，局部电流使兴奋部位的钠离子由内流变为外流，再形成静息电位3．（2020·湖南湘潭市·湘潭一中高二期中）根据对静息电位和动作电位的认识，下列叙述正确的是（）A．K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因B．动作电位产生的原因是Na+大量内流，需要载体蛋白的协助，并消耗能量C．静息电位的恢复过程中，Na+通道多处于关闭状态，K+通道多处于开放状态D．动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大4．（2021·福建福州市·高二期末）如图一为神经纤维受刺激后的膜电位变化图，图二表示Na＋通道和K＋通道的生理变化。
其中图二中的甲～丙可以对应图一中的①～⑥。
据图分析，下列说法错误的是（）A．增加膜外K＋浓度可使静息电位的绝对值减小B．图二中的乙和丙可分别对应图一中的③和⑤C．发生图二中的乙过程时需要ATP提供能量D．人体缺钠时会使肌肉和神经细胞的兴奋性降低5．（2021·浙江金华市·高二期末）如图是某神经纤维受适宜强度刺激后产生的动作电位示意图，下列叙述正确的是（）A．静息电位的形成主要与K+大量内流有关B．bc段Na+经离子通道内流的过程消耗ATPC．ce段K+通道多处于开放状态D．动作电位峰值随有效刺激强度加大而不断加大6．（2021·山东临沂市·高二期末）某种有机磷农药能使突触间隙中的乙酰胆碱酯酶（分解乙酰胆碱）活性受抑制，某种蝎毒会抑制Na+通道的打开。
【高三生物一轮复习】膜电位变化的模型构建及相关实验探究
(2)分离甲的右后肢坐骨神经，假如用某种特殊方法阻断了传入神经，再将甲的右 后趾浸入 0.5% 硫酸溶液中，不出现屈肌反射，则说明___________。
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(4)用简便的实验验证兴奋能在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。 你的实验方法和现象：
_______________________________________________________________ __________________________________________________________。 解析：(1)据图分析，图中表示效应器的结构是传出神经末梢及其支配的骨骼肌。 (2)手指不小心碰到针尖会立即缩回，属于非条件反射，中枢位于脊髓；当医生用针刺其 手指皮肤取血化验时，手指可以不缩回，是条件反射，其高级中枢位于大脑皮层，低级 中枢位于脊髓，此现象可以说明低级中枢受相应的高级中枢的调控。
[评题]——用素养 该题通过用电表测量神经纤维某部位在受到一次刺激前后膜内外的电位变化的分 析，考查了核心素养中的生命观念与科学化曲线图的分析
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对于电位差变化曲线的识别与分析，应从以下两点入手： (1)看起点：如果起点位于横轴上，即起点电位差为 0，说明电位仪的两个电极位于 神经纤维细胞膜的同侧，如图 2 所示；如果起点位于纵轴上(一般对应负电位)，说明电 位仪的两个电极位于神经纤维细胞膜的两侧，如图 1 所示。 (2)看峰值个数：如图 1 所示，刺激一次只出现一个峰值(C 点)，峰值对应的电位差 与初始值(对应 A 点)刚好位于横轴两侧，说明形成了动作电位；如果 A、C 位于同侧， 则未形成动作电位。
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生物膜电位变化综述
东北师范大学生命科学学院2009级秦刚1244409017
我们知道，生物的信息传递可以说是多样性的，但是其最根本的方式就是细胞之间的信息传递。
所有信息的传递都是由细胞间快速传递才能够形成的。
那么细胞间的信息传递是怎么样进行的呢？究竟有什么机制使得细胞间传递信息可以如此的精确和快速呢？
根据科学家的研究发现，在细胞间的信息传递过程中，细胞膜电位的变化起了很重要的作用。
那么细胞膜上的怎么会有电位变化呢？它怎么能够传递信息呢？
其实细胞膜在正常的存在于人体身体内时，在安静状态时，正电荷位于膜外一侧（膜外电位为正），负电荷位于膜内一侧（膜内电位为负，）这种状态称为极化。
如果膜内外电位差增大，即静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时，称为超极化。
相反地，如果膜内外电位差减小，即膜内电位向负值减小的方向变化，则称为去极化或极化。
静息电位是由于细胞内K+出膜，膜内带负电，膜外带正电导致的。
当细胞受刺激时，在静息电位的基础上可发生电位变化，细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜内K+浓度高于细胞膜外，而细胞外Na+、Ca2+、Cl-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Na+-K+泵的转运）。
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K+通透，而去极化到阈电位水平时又主要允许Na+通透，形成机制如下图：
如上面四幅图所示。
当细胞受到刺激时，导致细胞部分去极化致使Na+少量内流然后使得去极化至阈电位水平，Na+内流与去极化形成正反馈（Na+爆发性内流）从而达到Na+平衡电位（膜内为正膜外为负）形成了动作电位的上升。
当膜去极化达一定电位水平后Na+内流停止、K+迅速外流，这样就导致了形成动作电位的下降。
动作电位是一种快速，可逆的电变化，传播的方式为局部电流，传播速度与细胞直径成正比。
产生动作电位的细胞膜将经历一系列兴奋性的变化：绝对不应期——相对不应期——超常期——低常期，它们与动作电位各时期的对应关系是：峰电位——绝对不应期；负后电位——相对不应期和超常期；正后电位——低常期。
动作电位期间Na+、K+离子的跨膜转运是通过通道蛋白进行的，通道有开放、关闭、备用三种状态，由当时的膜电位决定，故这种离子通道称为电压门控的离子通道，而形成静息电位的K+通道是非门控的离子通道。
当膜的某一离子通道处于失活（关闭）状态时，膜对该离子的通透性为零，同时膜电导就为零（电导与通透性一致），而且不会受刺激而开放，只有通道恢复到备用状态时才可以在特定刺激作用下开放。
由此可以看出细胞膜上的电位变化是迅速的，这也使得人的反应速度也能有一定的加强。
但是也是有一定的时间段不应期，说明细胞膜上的电位不能够一直持续一个高水平的电位差。
因此会有一个电位差的下降过程，在下降之后才能继续接受刺激。
整个过程中完全是通过通道蛋白对于Na+和K+的通透性的变化而导致的。
但是细胞电位还有许多未知的奥秘在其中，需要更进一步的去挖掘，去探索。