神经元兴奋和传导
合集下载
第三章 神经元的兴奋和传导
第三章 神经元的兴奋性和传导
第一节 细胞膜的电生理
细胞的生物电现象
生物电现象：细胞在静息或活动状态下 所伴随的各种电现象（离子电流、溶液导电、 静息电位、动作电位等）总称为生物电现象。
一、静息膜电位的形成和维持
静息电位（resting potential）：细胞未受刺激时， 即处于静息状态下存在于膜内外两侧的电位差。 极化：对于机体中的大多数细胞来说，只要处于静息 状态，维持正常的新陈代谢，其膜电位总是稳定在一定的 水平，细胞膜内外存在电位差的这一现象成为极化。 形成膜电位的相关因素： 膜内外离子的浓度梯度、跨膜电势差和离子的渗透性 任意一离子跨膜流动在膜两侧形成的平衡电位计算公司：
三、神经冲动的传导 传导和传递
（一）神经冲动传导的一般特征
１、生理完整性
２、双向传导：顺向冲动、逆向冲动 ３、非递减性 ４、绝缘性 ５、相对不疲劳性
（二）神经冲动传导机理：
局部电流（路）学说
１、无髓纤维的传导
（图） ２、有髓纤维：跳跃传导 郎飞氏结 （图）
四、神经干的电位变化：复合动作电位
１、神经干包含各类显示不同动作电位的神经纤维
分级电位：不同强度的刺激会产生不同大小的电位变化， 这种不同幅值的电位称为分级电位。
极化（polarization）：静息状态下，细胞膜外为正电位，膜内 为负电位的状态，称为极化。
超极化（hyperpolarization）：原有极化程度增强，静息电位 的绝对值增大，兴奋性降低的状态。 去极化（depolarization）：生物膜受到刺激或损伤后，膜内 外的电位差逐渐减小，极化状态逐步消徐，此种过程称为去极化。 反极化（reversal of polarization）：去极化进一部发展，导 致膜极性倒转，变成膜内为正，膜外为负的相反的极化状态。 超射（overshoot）：极性倒转的部分（即膜电位由零到 +40mV）。 复极化（repolarization）：由去极化状态恢复到静息时膜外 为正、膜内为负的极化状态的过程，称为复极化。
第一节 细胞膜的电生理
细胞的生物电现象
生物电现象：细胞在静息或活动状态下 所伴随的各种电现象（离子电流、溶液导电、 静息电位、动作电位等）总称为生物电现象。
一、静息膜电位的形成和维持
静息电位（resting potential）：细胞未受刺激时， 即处于静息状态下存在于膜内外两侧的电位差。 极化：对于机体中的大多数细胞来说，只要处于静息 状态，维持正常的新陈代谢，其膜电位总是稳定在一定的 水平，细胞膜内外存在电位差的这一现象成为极化。 形成膜电位的相关因素： 膜内外离子的浓度梯度、跨膜电势差和离子的渗透性 任意一离子跨膜流动在膜两侧形成的平衡电位计算公司：
三、神经冲动的传导 传导和传递
（一）神经冲动传导的一般特征
１、生理完整性
２、双向传导：顺向冲动、逆向冲动 ３、非递减性 ４、绝缘性 ５、相对不疲劳性
（二）神经冲动传导机理：
局部电流（路）学说
１、无髓纤维的传导
（图） ２、有髓纤维：跳跃传导 郎飞氏结 （图）
四、神经干的电位变化：复合动作电位
１、神经干包含各类显示不同动作电位的神经纤维
分级电位：不同强度的刺激会产生不同大小的电位变化， 这种不同幅值的电位称为分级电位。
极化（polarization）：静息状态下，细胞膜外为正电位，膜内 为负电位的状态，称为极化。
超极化（hyperpolarization）：原有极化程度增强，静息电位 的绝对值增大，兴奋性降低的状态。 去极化（depolarization）：生物膜受到刺激或损伤后，膜内 外的电位差逐渐减小，极化状态逐步消徐，此种过程称为去极化。 反极化（reversal of polarization）：去极化进一部发展，导 致膜极性倒转，变成膜内为正，膜外为负的相反的极化状态。 超射（overshoot）：极性倒转的部分（即膜电位由零到 +40mV）。 复极化（repolarization）：由去极化状态恢复到静息时膜外 为正、膜内为负的极化状态的过程，称为复极化。
2023届高三生物一轮复习课件：30+兴奋的传导和分级调节
5. 传递方向是单___向__传__递____，原因是_神__经__递___质__只___能_ 由突触前膜释放，作用于突 触后膜。 [警示] 辨别以下兴奋传递的方向？
[2012年全国卷] 当人看到酸梅时唾液分泌会大量增加，对此现象的分析， 错误的是（C ） A. 这一反射过程需要大脑皮层的参与 B. 这是一种反射活动，其效应器是唾液腺 C. 酸梅色泽直接刺激神经中枢引起唾液分泌 D. 这一过程中有“电—化学—信号”的转化
[细节] 动作电位峰值与膜内外的Na+浓度差有关 ③cd段主要因为K+外流恢复静息电位。
考点1 兴奋在神经纤维上的传导 4. 受刺激部位细胞膜两侧的电位变化曲线解读
[细节] e到g是什么情况？ ef是K+外流过多导致 fg是钠钾泵工作的体现(把K+泵回膜内，顺便把Na+泵出） [2016高考] 神经细胞兴奋后恢复静息电位消耗ATP( √ )
[典例] 如图是神经—肌肉接头,其结构和功能与突触类似。当兴奋传导至突触 小体时,突触间隙中的Ca2+通过突触前膜上的Ca2+通道内流,导致突触小泡与 突触前膜融合,释放神经递质(如图)。请回答下列问题: 1)传出神经末梢及其支配的肌肉在反射弧中称为 效应器 。 2)神经递质的释放依赖于细胞膜具有 一定流动性 特点,神经递质尽管是 小分子,但仍通过图示方式释放到突触间隙,意义在 短于时间大量释放神经递质，从而有效实。现兴奋的快速传递
轴突—细胞体 轴突—树突
神经递质
3. 突触的兴奋传递过程：
电信号
突触小体≠突触： ① 组成不同 ② 信号变化不同
神经递质 化学信号 突触前膜
突触后膜 电信号
兴奋或抑制
人教版选择性必修1 P27 “相关信息” 目前已知的神经递质种类很多，主要有_乙___酰__胆__碱_____、多巴胺、去甲肾上腺 素、肾上腺素、5－羟色胺、氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸等）。
[2012年全国卷] 当人看到酸梅时唾液分泌会大量增加，对此现象的分析， 错误的是（C ） A. 这一反射过程需要大脑皮层的参与 B. 这是一种反射活动，其效应器是唾液腺 C. 酸梅色泽直接刺激神经中枢引起唾液分泌 D. 这一过程中有“电—化学—信号”的转化
[细节] 动作电位峰值与膜内外的Na+浓度差有关 ③cd段主要因为K+外流恢复静息电位。
考点1 兴奋在神经纤维上的传导 4. 受刺激部位细胞膜两侧的电位变化曲线解读
[细节] e到g是什么情况？ ef是K+外流过多导致 fg是钠钾泵工作的体现(把K+泵回膜内，顺便把Na+泵出） [2016高考] 神经细胞兴奋后恢复静息电位消耗ATP( √ )
[典例] 如图是神经—肌肉接头,其结构和功能与突触类似。当兴奋传导至突触 小体时,突触间隙中的Ca2+通过突触前膜上的Ca2+通道内流,导致突触小泡与 突触前膜融合,释放神经递质(如图)。请回答下列问题: 1)传出神经末梢及其支配的肌肉在反射弧中称为 效应器 。 2)神经递质的释放依赖于细胞膜具有 一定流动性 特点,神经递质尽管是 小分子,但仍通过图示方式释放到突触间隙,意义在 短于时间大量释放神经递质，从而有效实。现兴奋的快速传递
轴突—细胞体 轴突—树突
神经递质
3. 突触的兴奋传递过程：
电信号
突触小体≠突触： ① 组成不同 ② 信号变化不同
神经递质 化学信号 突触前膜
突触后膜 电信号
兴奋或抑制
人教版选择性必修1 P27 “相关信息” 目前已知的神经递质种类很多，主要有_乙___酰__胆__碱_____、多巴胺、去甲肾上腺 素、肾上腺素、5－羟色胺、氨基酸类（如谷氨酸、甘氨酸等）。
神经元兴奋和传导教案
神经元兴奋和传导教案。
一、神经元的结构和功能神经元是由细胞体、树突和轴突三部分组成，其中细胞体包含细胞核和细胞质，是神经元的主体。
树突和轴突是神经元主要的信息输入和输出通道，其长度和形态不同，可以影响神经元的功能。
在神经元中，树突主要接收来自其他神经元的信息，而轴突则将信息传递给其他神经元，并与肌肉或腺体细胞相连传递运动信息。
神经元的功能是传递和处理信息，包括感受来自环境的刺激、处理多种感觉信息、负责思考和思维、控制肌肉的收缩和放松等。
因此，神经元可以说整个神经系统中最重要的功能单元，其兴奋和传导机制是神经系统稳定运转的关键。
二、神经元的兴奋和传导机制神经元的运作涉及到神经元内部的离子流动和神经元间的信息传递。
其中，神经元内部的兴奋可以看做是离子流动的结果，而神经元之间的传导则需要通过神经递质完成。
下面我们将重点介绍神经元的兴奋和传导机制。
1.神经元的兴奋神经元内部的兴奋是由电位差引起的，神经元内外存在着不同的离子浓度和电位。
神经元内部电压相对于外部电压的值称为膜电位，通常情况下，膜电位为-70mv。
当神经元受到刺激时，离子通道将发生变化，导致离子向内流动或外流动，从而改变神经元内部的电位。
当膜电位达到一定值时，神经元会产生兴奋并传递信息。
神经元内部兴奋的过程如下:刺激—>离子通道打开—>内部离子流入或流出—>膜电位改变—>兴奋产生2.神经元的传导神经元之间的信息传递需要通过神经递质完成。
神经递质是一种化学物质，存在于神经元轴突末端的小泡中。
神经元内部的兴奋可以促使小泡释放神经递质，而神经递质则可以通过受体与接受信息的神经元连接起来，从而实现信息传递。
神经元间信息传导的过程如下:神经元兴奋—>小泡释放神经递质—>神经递质与受体结合—>信息传递三、神经元兴奋和传导教案1.教学目标掌握神经元的结构、功能以及神经元内部的兴奋和传导机制。
2.教学重点和难点重点：神经元的结构和功能、神经元内部兴奋和传导机制。
高三生物——兴奋的产生、传导与传递
高三生物——兴奋的产生、传导与传递知识梳理
1.兴奋在神经纤维上的传导
(1)传导形式：电信号，也称神经冲动、局部电流。
(2)传导过程
(3)传导特点：双向传导，即图中a←b→c。
(4)兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系(如图)
①在膜外，局部电流方向与兴奋传导方向相反。
②在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向相同。
2.兴奋在神经元之间的传递
(1)突触结构与类型
①结构：由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。
②主要类型
(2)突触处兴奋传递过程
(3)兴奋在突触处的传递特点：单向。
原因如下：
①递质存在：神经递质只存在于突触小体内的突触小泡中。
②递质释放：神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
■助学巧记
巧记神经递质“一·二·二”。
第三章神经元兴奋和传导人体及动物生理学
++
+
A-
++ ++ +
++ +
+ A-
+
当促使K+外流力与阻止K+外+ 流力A- 平衡时,
+
+
即, K+的电化学驱动力为零时+, A-
A-
K+的净通量为零 →K+平衡电位(RP) 第三章神经元兴奋和传导人体及动 物生理学
大量实验证明：当细胞外的K+浓度降低时，静 息电位增大；膜外K+浓度增高时，静息电位减 小，而改变Na+浓度对其无明显影响，说明静 息电位主要是由K+的平衡电位决定的。
第三章神经元兴奋和传导人体及动 物生理学
表3-1 哺乳动物骨骼肌细胞内外离子浓度和电位
————————————————————————
离子
细胞外液 胞 质
平衡电位
(mmol/L) (mmol/L)
(mV)
————————————————————————
Na+
145
12
+65
K+
4
155
-95
Cl-
第三章
神经元的兴奋和传导
第一节 细胞膜的电生理
细胞膜电位：脂质双分子层构成绝缘层，细胞膜内、 外带电离子的不均等分布，使细胞膜两侧产生了一定 的电位差。
细胞膜的生物电现象：细胞膜受刺激后产生的电化学 性质的变化。
第三章神经元兴奋和传导人体及动 物生理学
静息状态 静息电位 兴奋状态 动作电位
静息电位和动作电位的离子基础 (生物电现象的离子学说)
2、兴奋的产生、传导和传递
Ca2+ 兴奋
Na+
突触后膜电位逆转
突触前膜
① ② ③为“胞吐”，耗能。 突触后膜形成局部电流 一次兴奋只诱发一次递质的释放。 递质与突触后膜上的受体结合，本身并未进入后膜以内。 神经递质只存在于突触前膜以内，只能由前膜释放作用于后膜， 这决定了兴奋在两个神经元之间的传递是单向的。
静息电位 K+外流
4、兴奋在神经纤维上的传导：
① 形式：局部电流（电信号） ② 特点：双向传导、等速不递减
刺激
5、兴奋在神经元之间的传递 感受器 → 传入神经 → 神经中枢→ 传出 神经 → 效应器
兴奋在神经元之间的传递
（兴奋性递质） Ca2+通道 Ca2+ 突触前膜电位逆转 前膜Ca2+ 通道打开，Ca2+内流 Na+通道 Na+ 递质受体 突触小泡释放神经递质 递质与突触后膜上的受体结合 后膜Na+ 通道打开，Na+ 内流 电信号 化学信号 电信号
不活跃 → 显著活跃 1、兴奋：
（电位逆转）
2、静息电位： ① 状态：外正内负
K+通道 外
② 产生原因：K+ 外流 （ 不耗能）
刺激
K+低
Na+通道
Na+高
mv
动作电位 Na+内流 K+外流
内 外
K+高
K+高
Na+低
0 膜外
A 电流表
K+低
-60
Na+内流
3、动作电位: ① 状态：外负内正 ② 产生原因：Na+ 内流 （不耗能） ③ 恢复的原因：K+ 外流 （不耗能） 出去的K+ 吸收进细胞 耗能 （逆浓度梯度） 进入的Na+ 运出细胞
生理-第3章 神经元的兴奋和传导
2.动作电位的“全或无”性特
• “全或无”(all or none)：可兴奋细胞膜在受到
阈、阈上刺激时，或产生一个可向外扩布的、具有 完全相同幅值的、不随传导距离衰减的动作电位， 或完全无动作电位产生。 • 锋电位遵循“全或无”原则，是细胞兴奋的标志。
附1：电导
• 电导G：导体导电的能
力，电阻的倒数。
K+是形成静息电位的主要离子基础。
• 改变细胞内外 K+浓度，膜电位也随之改变； • 改变细胞内外 Na+浓度，对静息电位没有影响。 • K+、Na+的扩散：K+、Na+渗漏通道；
• Na+-K+泵：生电性Na+泵。
静息电位的形成机制
• 主要三个因素的作用： 离子浓度梯度 电压梯度 离子泵
Nernst方程
第三章 神经元的兴奋和传导
Chapter 3 Excitation and conduction of Neuron
• 不同的刺激——神经细胞、肌细胞、消化道分泌细 胞——细胞膜电学性质变化——细胞特异反应。 • 细胞膜的生物电现象 • 意大利生理学家Galvani的实验
雷克蓝士发明了干电池 伏特应用这一原理发明 了伏特电池
• 静息膜电位形成的离子机制总结
①膜对内、外离子有不同的通透性，导致静息膜电
位的产生。 ②静息状态，所有被动通透力都与主动转运力平衡， 离子透膜净流动速率为零——膜电位恒定不变。
二、细胞膜动作电位
（一）细胞的兴奋和阈刺激
• 刺激(stimulation)
• 反应（response）
• 兴奋(excitation)
（三）K+和Na+对膜电位的协同作用
神经调节(二)兴奋的传导和传递
感觉传导
神经调节能够将外周感受器接受 的各种刺激转化为神经信号，传
递到中枢进行识别。
运动控制
通过神经调节，可以控制骨骼肌的 收缩和舒张，实现各种运动功能。
腺体分泌调节
神经调节能够控制各种腺体的分泌 活动，如唾液腺、汗腺等。
参与学习、记忆等高级认知过程
学习过程
神经调节在学习过程中发挥着重 要作用，通过不断刺激和强化神
兴奋传导特点
兴奋传导具有不衰减性、双向传 导、绝缘性和相对不疲劳性等特 点。
神经元之间连接方式
化学性突触
神经元之间通过释放神经递质进行信息传递的连接方式。
电突触
神经元之间通过电紧张电位的局部电流进行信息传递的连接 方式。
突触传递过程与机制
01
02
03
突触前过程
突触前膜去极化，电压门 控钙通道开放，钙离子内 流，触发突触囊泡出胞， 释放神经递质。
感谢您的观看
THANKS
易受环境因素影响
神经纤维传导兴奋的过程容易受到多 种环境因素的影响，如温度、酸碱度 、药物等。
这些因素可以通过改变神经纤维的膜 电位、离子通道的活性等方式来影响 兴奋的传导。
具有可塑性
神经纤维传导兴奋的过程具有一定的可塑性，即其传导效 率和特性可以受到学习和记忆的影响而发生改变。
这种可塑性使得神经系统能够适应不同的环境和需求，实 现更加复杂的生理功能。
经元之间的联系，形成记忆。
记忆储存
长期记忆的形成和储存需要神经 调节的参与，通过改变神经元之 间的连接强度和突触可塑性来实
现。
认知功能
神经调节还参与各种认知功能， 如注意力、思维、语言等。
促进内分泌系统正常工作
内分泌腺控制
神经调节能够将外周感受器接受 的各种刺激转化为神经信号，传
递到中枢进行识别。
运动控制
通过神经调节，可以控制骨骼肌的 收缩和舒张，实现各种运动功能。
腺体分泌调节
神经调节能够控制各种腺体的分泌 活动，如唾液腺、汗腺等。
参与学习、记忆等高级认知过程
学习过程
神经调节在学习过程中发挥着重 要作用，通过不断刺激和强化神
兴奋传导特点
兴奋传导具有不衰减性、双向传 导、绝缘性和相对不疲劳性等特 点。
神经元之间连接方式
化学性突触
神经元之间通过释放神经递质进行信息传递的连接方式。
电突触
神经元之间通过电紧张电位的局部电流进行信息传递的连接 方式。
突触传递过程与机制
01
02
03
突触前过程
突触前膜去极化，电压门 控钙通道开放，钙离子内 流，触发突触囊泡出胞， 释放神经递质。
感谢您的观看
THANKS
易受环境因素影响
神经纤维传导兴奋的过程容易受到多 种环境因素的影响，如温度、酸碱度 、药物等。
这些因素可以通过改变神经纤维的膜 电位、离子通道的活性等方式来影响 兴奋的传导。
具有可塑性
神经纤维传导兴奋的过程具有一定的可塑性，即其传导效 率和特性可以受到学习和记忆的影响而发生改变。
这种可塑性使得神经系统能够适应不同的环境和需求，实 现更加复杂的生理功能。
经元之间的联系，形成记忆。
记忆储存
长期记忆的形成和储存需要神经 调节的参与，通过改变神经元之 间的连接强度和突触可塑性来实
现。
认知功能
神经调节还参与各种认知功能， 如注意力、思维、语言等。
促进内分泌系统正常工作
内分泌腺控制
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（强度）。 阈值（threshold）： 阈强度时的刺激数值。 阈下刺激： 强度低于阈值的刺激。 阈下刺激不能引起组织产生兴奋。 阈上刺激： 强度高于阈值的刺激。 最大刺激和特大刺激： 阈值是衡量组织兴奋性高低重要指标。阈值
低的组织兴奋性高；反之兴奋性低。 组织兴奋性与阈值关系：兴奋性 = 1／阈值
A、 适宜刺激： 某种组织，只对某一种能量形 式的刺激比较敏感，这种刺激就是这种组织的适宜 刺激。
如视觉感受细胞的适宜刺激是光。声波刺激就 是它的非适宜刺激。
实际上适宜刺激是对刺激的一种“质”的要求。 电刺激对可兴奋组织来说，都是适宜刺激。
第8页/共32页
B、 刺激强度： 这是对刺激的一种“量”的要求。 阈刺激（强度）：引起组织兴奋的最小刺激
因此，钠-钾泵对于维持静息电位的稳定具有重要的 意义。
所以说，当细胞死亡后，代谢停止，细胞的静息电位 也就消失了。
第6页/共32页
二、细胞膜的动作电位
细胞受到刺激后，细胞膜的离子通透性将发生改 变，其膜电位必然要随之发生一定的变化。
（一）细胞的兴奋与阈刺激
刺激：凡是能为机体所感知并引起机体发生反应的 环境变化，统称为刺激（stimulus）。刺激的本质是一 种信息，代表着某种环境因素的改变。
兴奋性
兴奋性：可兴奋组织对刺激发生兴奋、产生动作电位的能力。
第11页/共32页
（二）分级电位和动作电位
当细胞受到刺激后，细胞膜对某些离子的通透性将发 生变化，必然要产生跨膜的离子流动，破坏原来的静 息电位。
快速的强度变化容易引起组织兴奋；过于缓慢的强 度变化不能引起兴奋。
譬如打针时，快进针、慢推药，则不感到疼 。
通常把刺激强度、作用时间和强度变化率称为刺 激的三要素。
第10页/共32页
反应
没有刺激就没有反应。反应是机体对有效刺激的必然应 答。
反应的类型： A、快反应： 如神经冲动，在数ms之内就发生。 B、慢反应： 如缺氧刺激骨髓造血，则需要数天。
习惯上，我们都说-80mv比-70mv大；-60mv比-70mv小。 第5页/共32页
静息电位的维持
根据上述阐述，正常的细胞膜对钠离子既然有少量的 内流通透，倾向于将原来的静息电位消除。但为什么 正常细胞还总是存在着-70多毫伏的静息电位呢？
这是因为，细胞膜上存在着大量的钠-钾泵。一旦细 胞内液的钠离子升高到一定程度，便会启动钠-钾泵 开始转运，消耗ATP，将细胞内增多的钠离子泵出细 胞。
钾离子在向着细胞外扩散时，遇到了两种方向相反 的力量： １、钾离子向细胞外越扩散，其浓度差就越来越 小，扩散力量也就越来越小。 ２、钾离子向细胞外越扩散，细胞外的电位就越 高，胞外的正电荷阻止钾离子向外扩散的力量也就 越来越大（胞内带负电荷的有机蛋白分子也吸引正 电荷的钾离子外出）。 当促使钾离子外出的化学浓度力量与对抗钾离子 外出的电场力量二者达到平衡时（即电－化平衡）， 钾离子向外的净扩散便停止，此时细胞膜两侧的电 位差达到最大并稳定下来——即为静息电位。 静息电位是一种势能差，它为细胞受到刺激产生 兴奋奠定了基础。
第一节 细胞膜的电生理
一、静息电位的形成和维持
细胞在未受刺激 的静息状态下，膜两侧 存在外正内负的电位差 称为静息电位 （Resting potential RP.）。
在神经和肌肉，静息 电位一般为-70～-90mv之间。 红细胞的静息电位为-10mv。
细胞外正内负的两极对峙状态叫做极化（polarization）。 细胞死亡以后，极化状态消失，静息电位为0。
刺激可分为以下四种：①物理性刺激，譬如电、机 械、温度、声、光等；②化学性刺激，指的是酸、碱、 盐等各种各样的化学物质等；③生物性刺激，例如细 菌、病毒等微生物；④社会心理性刺激，如语言刺激、 情绪波动、社会的变革等。在生理学实验室内，最经 常使用的刺激就是电刺激。
第7页/共32页
刺激的特征
即使组织具有兴奋性，也不是任何的刺激都能 够使组织发生反应的。也就是说，对刺激有一定的 限制条件。
第4页/共32页
实验证明：如果增加细胞外液的钾离子浓度，则钾离 子向细胞外扩散较少，细胞的静息电位则减小；反之，若 降低细胞外液的钾离子浓度，则细胞的静息电位增大。改 变细胞外液的钠离子浓度对细胞的静息电位则没有影响。 由此表明——钾离子是形成静息电位的主要离子基础。
根据物理化学方程式（Nernst式），根据某种离子在膜两侧的 浓度，就可以计算出这种离子电化平衡时的膜电位。
第9页/共32页
C、 刺激作用时间：
如果一个刺激作用于组织的持续时间过短促，无 论刺激强度多么大也不能引起组织兴奋。实际上这是 一种时间阈值。
临床上采用高强度、高频率的电理疗，只能使组 织产生热效应。
在实验室内，常采用方波电刺激。方波的宽度就 是刺激的作用时间。
D、 刺激强度变化率：
是指单位时间内刺激强度的变化量。
兴奋
兴奋是活组织对有效刺激的产生的反应。譬如肌肉的收缩、 腺体的分泌等。 冲动：在神经和肌肉，受到有效刺激以后，可以产生一种快速的、 可以沿着细胞膜传导的电脉冲，称为冲动（即后面要讨论的 动作电位）。
能够对刺激产生电脉冲的组织，叫做可兴奋组织。 生理学上把活组织对刺激产生电冲动的反应表现，叫做兴奋。
第1页/共32页
（一）静息电位主要决定于K+的平衡电位
形成静息电位的原因主要有两点：
１、细胞膜的选择通透性
正常细胞膜在静息状态下，对Na+、 Cl-、Ca2+和A-等都不通透，只有对K+比 较自由通透。
第2页/共32页
２、细胞内外离子分布不均匀
第3页/共32页
由于上述原因，细胞内的钾离子必然要顺着自己的 浓度差由细胞内向着细胞外扩散。
EK = 60lg
[K ]o [K ]i
(mV )
即，细胞内的钾离子若高于细胞外10倍，则形成60mv的电位差； 若高于100倍，则形成120mv的电位差。
正常细胞内液钾离子浓度高于细胞外40倍，理论上应该形成细 胞内-80多毫伏的静息电位。
但是由于正常细胞膜对于钠离子也有极少量的通透，因此抵消 了小部分的钾离子平衡电位，使得正常神经细胞的静息电位一般 为-70mv左右。
低的组织兴奋性高；反之兴奋性低。 组织兴奋性与阈值关系：兴奋性 = 1／阈值
A、 适宜刺激： 某种组织，只对某一种能量形 式的刺激比较敏感，这种刺激就是这种组织的适宜 刺激。
如视觉感受细胞的适宜刺激是光。声波刺激就 是它的非适宜刺激。
实际上适宜刺激是对刺激的一种“质”的要求。 电刺激对可兴奋组织来说，都是适宜刺激。
第8页/共32页
B、 刺激强度： 这是对刺激的一种“量”的要求。 阈刺激（强度）：引起组织兴奋的最小刺激
因此，钠-钾泵对于维持静息电位的稳定具有重要的 意义。
所以说，当细胞死亡后，代谢停止，细胞的静息电位 也就消失了。
第6页/共32页
二、细胞膜的动作电位
细胞受到刺激后，细胞膜的离子通透性将发生改 变，其膜电位必然要随之发生一定的变化。
（一）细胞的兴奋与阈刺激
刺激：凡是能为机体所感知并引起机体发生反应的 环境变化，统称为刺激（stimulus）。刺激的本质是一 种信息，代表着某种环境因素的改变。
兴奋性
兴奋性：可兴奋组织对刺激发生兴奋、产生动作电位的能力。
第11页/共32页
（二）分级电位和动作电位
当细胞受到刺激后，细胞膜对某些离子的通透性将发 生变化，必然要产生跨膜的离子流动，破坏原来的静 息电位。
快速的强度变化容易引起组织兴奋；过于缓慢的强 度变化不能引起兴奋。
譬如打针时，快进针、慢推药，则不感到疼 。
通常把刺激强度、作用时间和强度变化率称为刺 激的三要素。
第10页/共32页
反应
没有刺激就没有反应。反应是机体对有效刺激的必然应 答。
反应的类型： A、快反应： 如神经冲动，在数ms之内就发生。 B、慢反应： 如缺氧刺激骨髓造血，则需要数天。
习惯上，我们都说-80mv比-70mv大；-60mv比-70mv小。 第5页/共32页
静息电位的维持
根据上述阐述，正常的细胞膜对钠离子既然有少量的 内流通透，倾向于将原来的静息电位消除。但为什么 正常细胞还总是存在着-70多毫伏的静息电位呢？
这是因为，细胞膜上存在着大量的钠-钾泵。一旦细 胞内液的钠离子升高到一定程度，便会启动钠-钾泵 开始转运，消耗ATP，将细胞内增多的钠离子泵出细 胞。
钾离子在向着细胞外扩散时，遇到了两种方向相反 的力量： １、钾离子向细胞外越扩散，其浓度差就越来越 小，扩散力量也就越来越小。 ２、钾离子向细胞外越扩散，细胞外的电位就越 高，胞外的正电荷阻止钾离子向外扩散的力量也就 越来越大（胞内带负电荷的有机蛋白分子也吸引正 电荷的钾离子外出）。 当促使钾离子外出的化学浓度力量与对抗钾离子 外出的电场力量二者达到平衡时（即电－化平衡）， 钾离子向外的净扩散便停止，此时细胞膜两侧的电 位差达到最大并稳定下来——即为静息电位。 静息电位是一种势能差，它为细胞受到刺激产生 兴奋奠定了基础。
第一节 细胞膜的电生理
一、静息电位的形成和维持
细胞在未受刺激 的静息状态下，膜两侧 存在外正内负的电位差 称为静息电位 （Resting potential RP.）。
在神经和肌肉，静息 电位一般为-70～-90mv之间。 红细胞的静息电位为-10mv。
细胞外正内负的两极对峙状态叫做极化（polarization）。 细胞死亡以后，极化状态消失，静息电位为0。
刺激可分为以下四种：①物理性刺激，譬如电、机 械、温度、声、光等；②化学性刺激，指的是酸、碱、 盐等各种各样的化学物质等；③生物性刺激，例如细 菌、病毒等微生物；④社会心理性刺激，如语言刺激、 情绪波动、社会的变革等。在生理学实验室内，最经 常使用的刺激就是电刺激。
第7页/共32页
刺激的特征
即使组织具有兴奋性，也不是任何的刺激都能 够使组织发生反应的。也就是说，对刺激有一定的 限制条件。
第4页/共32页
实验证明：如果增加细胞外液的钾离子浓度，则钾离 子向细胞外扩散较少，细胞的静息电位则减小；反之，若 降低细胞外液的钾离子浓度，则细胞的静息电位增大。改 变细胞外液的钠离子浓度对细胞的静息电位则没有影响。 由此表明——钾离子是形成静息电位的主要离子基础。
根据物理化学方程式（Nernst式），根据某种离子在膜两侧的 浓度，就可以计算出这种离子电化平衡时的膜电位。
第9页/共32页
C、 刺激作用时间：
如果一个刺激作用于组织的持续时间过短促，无 论刺激强度多么大也不能引起组织兴奋。实际上这是 一种时间阈值。
临床上采用高强度、高频率的电理疗，只能使组 织产生热效应。
在实验室内，常采用方波电刺激。方波的宽度就 是刺激的作用时间。
D、 刺激强度变化率：
是指单位时间内刺激强度的变化量。
兴奋
兴奋是活组织对有效刺激的产生的反应。譬如肌肉的收缩、 腺体的分泌等。 冲动：在神经和肌肉，受到有效刺激以后，可以产生一种快速的、 可以沿着细胞膜传导的电脉冲，称为冲动（即后面要讨论的 动作电位）。
能够对刺激产生电脉冲的组织，叫做可兴奋组织。 生理学上把活组织对刺激产生电冲动的反应表现，叫做兴奋。
第1页/共32页
（一）静息电位主要决定于K+的平衡电位
形成静息电位的原因主要有两点：
１、细胞膜的选择通透性
正常细胞膜在静息状态下，对Na+、 Cl-、Ca2+和A-等都不通透，只有对K+比 较自由通透。
第2页/共32页
２、细胞内外离子分布不均匀
第3页/共32页
由于上述原因，细胞内的钾离子必然要顺着自己的 浓度差由细胞内向着细胞外扩散。
EK = 60lg
[K ]o [K ]i
(mV )
即，细胞内的钾离子若高于细胞外10倍，则形成60mv的电位差； 若高于100倍，则形成120mv的电位差。
正常细胞内液钾离子浓度高于细胞外40倍，理论上应该形成细 胞内-80多毫伏的静息电位。
但是由于正常细胞膜对于钠离子也有极少量的通透，因此抵消 了小部分的钾离子平衡电位，使得正常神经细胞的静息电位一般 为-70mv左右。