生物膜电位专题知识省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第四节第四节 生物膜电位生物膜电位一、能斯特方程和静息电位一、能斯特方程和静息电位二、动作电位和神经传导二、动作电位和神经传导1第1页一、能斯特方程和静息电位一、能斯特方程和静息电位 在没有任何刺激时,细胞内外存在电位差,这一电在没有任何刺激时,细胞内外存在电位差,这一电位差叫位差叫静息电位静息电位。静息电位产生原因静息电位产生原因:1)细胞膜内外液体中离子浓度不一样)细胞膜内外液体中离子浓度不一样 2)细胞膜对不一样种类离子通透性不一样。)细胞膜对不一样种类离子通透性不一样。静息电位产生过程静息电位产生过程 如图所表示,两种不一样浓度如图所表示,两种不一样浓度KCl溶液溶液,有一个半透有一个
2、半透膜隔开。设半透膜只允许膜隔开。设半透膜只允许 经过,而不允许经过,而不允许 经过。经过。两边浓度分别为两边浓度分别为C1和和C2,且,且C1 C2。1.能斯特方程式能斯特方程式 2第2页 因为因为C1 C2,向右侧扩散,使右侧正离子逐向右侧扩散,使右侧正离子逐步增加,左侧出现过剩负离子,这些电荷在膜两侧聚步增加,左侧出现过剩负离子,这些电荷在膜两侧聚集起来,最终到达平衡时,膜两侧含有一定电势差集起来,最终到达平衡时,膜两侧含有一定电势差 。3第3页 对于稀溶液对于稀溶液 值可由值可由玻尔兹曼能量分布定律玻尔兹曼能量分布定律来计来计算。在温度相同条件下,势能为算。在温度相同条件下,势能为EP
3、粒子平均密度粒子平均密度n与与势能势能EP间关系:间关系:代入玻尔兹曼能量分布定律得:代入玻尔兹曼能量分布定律得:两侧离子电势能分别为:两侧离子电势能分别为:4第4页 膜两侧得浓度与离子膜两侧得浓度与离子密度成正比,即:密度成正比,即:跨膜电位(膜电位)跨膜电位(膜电位)能斯特方程能斯特方程5第5页 细胞膜属于半透膜,膜内外存在各种离子,主细胞膜属于半透膜,膜内外存在各种离子,主要是:要是:和大蛋白离子。当细胞处于静和大蛋白离子。当细胞处于静息状态时,各种离子得膜内外浓度不一样,它们都息状态时,各种离子得膜内外浓度不一样,它们都能够在不一样程度上透过细胞膜,其它则不能透过。能够在不一样程度上透
4、过细胞膜,其它则不能透过。只有能透过细胞膜离子才能形成跨膜电位只有能透过细胞膜离子才能形成跨膜电位.两种离子两种离子静息电位静息电位是:是:2.静息电位静息电位6第6页 神经细胞静息电位是神经细胞静息电位是-86mV,这时细胞膜对,这时细胞膜对 是是通透,而对通透,而对 通透性很差。通透性很差。细胞处于细胞处于静息状态静息状态时:膜外带时:膜外带正正点,膜内带点,膜内带负负电,膜外电位高于膜内,膜电位电,膜外电位高于膜内,膜电位-86mV.7第7页 去极化过程去极化过程:当细胞受到刺激到达阈值或阈值以:当细胞受到刺激到达阈值或阈值以上时,上时,通透性突然增大,大量钠离子在通透性突然增大,大量钠
5、离子在浓度梯度浓度梯度和电场和电场双重作用下涌入膜内,使膜内电位快速提升,双重作用下涌入膜内,使膜内电位快速提升,膜电位降低。膜电位降低。当膜内外钠离子浓度差和当膜内外钠离子浓度差和电位差作用相互平衡时,细电位差作用相互平衡时,细胞膜极化发生倒转,使膜内胞膜极化发生倒转,使膜内带正电,膜外带负电,这一带正电,膜外带负电,这一过程叫过程叫除极除极。膜电位为:。膜电位为:+60mV.8第8页 除极以后,细胞膜又使钠离子不能通透,而除极以后,细胞膜又使钠离子不能通透,而 通透性突然提升,使大量钾离子由膜内向膜外扩散,通透性突然提升,使大量钾离子由膜内向膜外扩散,使膜内电位降低,膜电位由使膜内电位降低
6、,膜电位由+60mV快速降到快速降到-100mV,这一过程使离子在细胞兴奋时电位得以恢,这一过程使离子在细胞兴奋时电位得以恢复称为复称为复极复极。膜电位恢复为。膜电位恢复为-86mV.9第9页第四节第四节 生物膜电位生物膜电位一、能斯特方程和静息电位一、能斯特方程和静息电位二、动作电位和神经传导二、动作电位和神经传导10第10页 可见:细胞受刺激所经历可见:细胞受刺激所经历除极和复极过程,伴伴随电位除极和复极过程,伴伴随电位波动过程。这一过程仅需波动过程。这一过程仅需10ms左右。我们把这个电位左右。我们把这个电位波动过程叫做波动过程叫做动作电位动作电位。细胞恢复到静息状态后,细胞恢复到静息状
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