簡述細胞靜息電位和動作電位的形成機制

2021-03-19 18:19:16 字數 5438 閱讀 5175

1樓:匿名使用者

膜電位細胞生命活動過程中伴隨的電現象,存在於細胞膜兩側的電位差稱膜電位。(membrane potential) 通常是指以膜相隔的兩溶液之間產生的電位差。生物細胞被以半透性細胞膜,而膜兩邊呈現的生物電位就是這種電位,平常把細胞內外的電位差叫膜電位。

如果把兩種電解質用膜隔開,使一側含有不能透過該膜的粒子,由於這種影響,兩側電解質的分佈便發生了變化,一旦董南(donnan)膜平衡建立膜兩側就會有董南膜電位。如果兩側沒有這種不透性離子,但只要把濃度不同的兩種電解質以膜隔開,在陽離子和陰離子透過膜的速度不同時,膜兩側也會產生電位差。在膜兩側放0.

1和0.01n的kcl溶液時產生的膜電位,作為表現膜特性的電位,則稱為標準電位差,其值最大可達58mv。膜電位的存在和各種影響引起的這些變化是靜止電位和動作電位的成因。

動作電位(1)概念:可興奮組織或細胞受到閾上刺激時,在靜息電位基礎上發生的快速、可逆轉、可傳播的細胞膜兩側的電變化。動作電位的主要成份是峰電位。

(2)形成條件:

①細胞膜兩側存在離子濃度差,細胞膜內k+濃度高於細胞膜外,而細胞外na+、ca2+、cl-高於細胞內,這種濃度差的維持依靠離子泵的主動轉運。(主要是na+ -k+泵的轉運)。

②細胞膜在不同狀態下對不同離子的通透性不同,例如,安靜時主要允許k+通透,而去極化到閾電位水平時又主要允許na+通透。

③可興奮組織或細胞受閾上刺激。

(3)形成過程:≥閾刺激→細胞部分去極化→na+少量內流→去極化至閾電位水平→na+內流與去極化形成正反饋(na+爆發性內流)→達到na+平衡電位(膜內為正膜外為負)→形成動作電位上升支。

膜去極化達一定電位水平→na+內流停止、k+迅速外流→形成動作電位下降支。

(4)形成機制:動作電位上升支——na+內流所致。

動作電位的幅度決定於細胞內外的na+濃度差,細胞外液na+濃度降低動作電位幅度也相應降低,而阻斷na+通道(河豚毒)則能阻礙動作電位的產生。

動作電位下降支——k+外流所致。

動作電位時細胞受到刺激時細胞膜產生的一次可逆的、可傳導的電位變化。產生的機制為①閾刺激或閾上刺激使膜對na+的通透性增加,na+順濃度梯度及電位差內流,使膜去極化,形成動作電位的上升支。②na+通道失活,而 k+通道開放,k+外流,復極化形成動作電位的下降支。

③鈉泵的作用,將進入膜內的na+泵出膜外,同時將膜外多餘的 k+泵入膜內,恢復興奮前是離子分佈的濃度。

靜息電位和動作電位的產生原理各是什麼?

2樓:小天使啊之家

靜息電位產生原理是細胞靜息時在膜兩側存在電位差。

動作電位的產生原理是細胞外鈉離子的濃度比細胞內高的多,它有從細胞外向細胞內擴散

的趨勢。

1、靜息電位

靜息電位(resting potential,rp)是指細胞未受刺激時,存在於細胞膜內外兩側的外正內

負的電位差。它是一切生物電產生和變化的基礎。當一對測量微電極都處於膜外時,電極間

沒有電位差。在一個微電極尖端刺入膜內的一瞬間,示波器上會顯示出突然的電位改變,這

表明兩個電極間存在電位差,即細胞膜兩側存在電位差,膜內的電位較膜外低。該電位在安

靜狀態始終保持不變,因此稱為靜息電位。幾乎所有的動植物細胞的靜息電位膜內均較膜外

低,若規定膜外電位為零,則膜內電位即為負值。大多數細胞的靜息電位在-10~-100mv之

間。2、動作電位

動作電位是指可興奮細胞受到刺激時在靜息電位的基礎上產生的可擴布的電位變化過程。動

作電位由峰電位(迅速去極化上升支和迅速復極化下降支的總稱)和後電位(緩慢的電位變

化,包括負後電位和正後電位)組成。峰電位是動作電位的主要組成成分,因此通常意義的

動作電位主要指峰電位。動作電位的幅度約為90~130mv,動作電位超過零電位水平約

35mv,這一段稱為超射。神經纖維的動作電位一般歷時約0.5~2.0ms,可沿膜傳播,又稱

神經衝動,即興奮和神經衝動是動作電位意義相同。

3、形成條件

①細胞膜兩側存在離子濃度差,細胞膜內鉀離子濃度高於細胞膜外,而細胞外鈉離子、鈣

離子、氯離子高於細胞內,這種濃度差的維持依靠離子泵的主動轉運。(主要是鈉-鉀泵

(每3個na+流出細胞, 就有2個k+流入細胞內。即:na+:k+ =3:2)的轉運)。

②細胞膜在不同狀態下對不同離子的通透性不同,例如,安靜時主要允許鉀離子通透,而去極

化到閾電位水平時又主要允許鈉離子通透。

③可興奮組織或細胞受閾刺激或閾上刺激。

靜息電位和動作電位產生的機制是什麼

3樓:匿名使用者

靜息電位是指細胞在安靜時,存在於膜內外的電位差。生物電產生的原理可用"離子學說"解釋。該學說認為:

膜電位的產生是由於膜內外各種離子的分佈不均衡,以及膜在不同情況下,對各種離子的通透性不同所造成的。在靜息狀態下,細胞膜對k+有較高的通透性,而膜內k+又高於膜外,k+順濃度差向膜外擴散;細胞膜對蛋白質負離子(a-)無通透性,膜內大分子a-被阻止在膜的內側,從而形成膜內為負、膜外為正的電位差。這種電位差產生後,可阻止k+的進一步向外擴散,使膜內外電位差達到一個穩定的數值,即靜息電位。

因此,靜息電位主要是k+外流所形成的電-化學平衡電位。細胞膜受刺激而興奮時,在靜息電位的基礎上,發生一次擴布性的電位變化,稱為動作電位。動作電位是一個連續的膜電位變化過程,波形分為上升相和下降相。

細胞膜受刺激而興奮時,膜上na+通道迅速開放,由於膜外na+濃度高於膜內,電位比膜內正,所以,na+順濃度差和電位差內流,使膜內的負電位迅速消失,並進而轉為正電位。這種膜內為正、膜外為負的電位梯度,阻止na+繼續內流。當促使na+內流的濃度梯度與阻止na+內流的電位梯度相等時,na+內流停止。

因此,動作電位的上升相的頂點是na+內流所形成的電-化學平衡電位。

靜息電位,動作電位的產生的原理和機制有什麼不同?

4樓:我是一個麻瓜啊

靜息電位,動作電位的產生的原

理和機制不同點:

1、靜息電位及其產生原理和機制

靜息電位是指細胞在安靜時,存在於膜內外的電位差。生物電產生的原理可用"離子學說"解釋。該學說認為:

膜電位的產生是由於膜內外各種離子的分佈不均衡,以及膜在不同情況下,對各種離子的通透性不同所造成的。

在靜息狀態下,細胞膜對k+有較高的通透性,而膜內k+又高於膜外,k+順濃度差向膜外擴散;細胞膜對蛋白質負離子(a-)無通透性,膜內大分子a-被阻止在膜的內側,從而形成膜內為負、膜外為正的電位差。

這種電位差產生後,可阻止k+的進一步向外擴散,使膜內外電位差達到一個穩定的數值,即靜息電位。因此,靜息電位主要是k+外流所形成的電-化學平衡電位。

2、動作電位及其產生原理和機制

細胞膜受刺激而興奮時,在靜息電位的基礎上,發生一次擴布性的電位變化,稱為動作電位。動作電位是一個連續的膜電位變化過程,波形分為上升相和下降相。

細胞膜受刺激而興奮時,膜上na+通道迅速開放,由於膜外na+濃度高於膜內,電位比膜內正,所以,na+順濃度差和電位差內流,使膜內的負電位迅速消失,並進而轉為正電位。這種膜內為正、膜外為負的電位梯度,阻止na+繼續內流。

當促使na+內流的濃度梯度與阻止na+內流的電位梯度相等時,na+內流停止。因此,動作電位的上升相的頂點是na+內流所形成的電-化學平衡電位。

擴充套件資料:

動作電位形成條件:

①細胞膜兩側存在離子濃度差,細胞膜內鉀離子濃度高於細胞膜外,而細胞外鈉離子、鈣離子、氯離子高於細胞內,這種濃度差的維持依靠離子泵的主動轉運。(主要是鈉-鉀泵(每3個na+流出細胞, 就有2個k+流入細胞內。即:

na+:k+ =3:2)的轉運)。

②細胞膜在不同狀態下對不同離子的通透性不同,例如,安靜時主要允許鉀離子通透,而去極化到閾電位水平時又主要允許鈉離子通透。

③可興奮組織或細胞受閾刺激或閾上刺激。

在細胞膜上任何一點產生的動作電位會不衰減地傳播到整個細胞膜上,這稱之為動作電位的傳導。如果是發生在神經纖維上,傳導的動作電位又稱為神經衝動。

以神經元為例,動作電位沿軸突的傳導是通過跨膜的區域性電流實現的。給軸突的某一位點以足夠強的刺激,可使其產生動作電位。此時該段膜內外兩側的電位差發生暫時的翻轉,即由安靜時膜內為負、膜外為正的狀態轉化為興奮時的膜內為正、膜外為負的狀態,稱其為興奮膜。

興奮膜與周圍的靜息膜(未興奮的膜)無論在膜內還是膜外均存在有電位差,同時細胞膜的兩側的溶液都是導電的,所以興奮膜與靜息膜之間可發生電荷移動,這種電荷移動就是區域性電流。在膜外側,電流從靜息膜流向興奮膜;在膜內側,電流由興奮膜流向靜息膜。

結果使靜息膜膜內側電位升高而膜外側降低,即發生了去極化。當去極化使靜息膜的膜電位達到閾電位水平時,大量鈉通道被啟用,引起動作電位。此時,原來的靜息膜轉變為興奮膜,繼續向周圍的靜息膜傳導。

因此,所謂動作電位的傳導實際上就是興奮膜向前移動的過程。在受到刺激產生興奮的軸突與周圍靜息膜之間都可以產生區域性電流,因此可以向兩個方向傳導,被稱之為動作電位的雙向傳導。

動作電位在傳導過程中是不衰減的,其原因在於動作電位在傳導時,實際上是去極化區域的移動和動作電位的逐次產生,每次產生的動作電位幅度都接近於鈉離子的平衡電位,可見其傳導距離與幅度是不相關的,因此動作電位幅度不會因傳導距離的增加而發生變化。

神經纖維的傳導速度極快,但不同的神經纖維的傳導速度變化很大。例如,人體的一些較粗的骨髓纖維傳導速度可達100m/s,而某些較細的無髓纖維的傳導速度甚至低於1m/s。

5樓:冥樹煙雲

1.靜息電位及其產生原理

靜息電位是指細胞在安靜時,存在於膜內外的電位差。生物電產生的原理可用"離子學說"解釋。該學說認為:

膜電位的產生是由於膜內外各種離子的分佈不均衡,以及膜在不同情況下,對各種離子的通透性不同所造成的。在靜息狀態下,細胞膜對k+有較高的通透性,而膜內k+又高於膜外,k+順濃度差向膜外擴散;細胞膜對蛋白質負離子(a-)無通透性,膜內大分子a-被阻止在膜的內側,從而形成膜內為負、膜外為正的電位差。這種電位差產生後,可阻止k+的進一步向外擴散,使膜內外電位差達到一個穩定的數值,即靜息電位。

因此,靜息電位主要是k+外流所形成的電-化學平衡電位。

2.動作電位及其產生原理

細胞膜受刺激而興奮時,在靜息電位的基礎上,發生一次擴布性的電位變化,稱為動作電位。動作電位是一個連續的膜電位變化過程,波形分為上升相和下降相。細胞膜受刺激而興奮時,膜上na+通道迅速開放,由於膜外na+濃度高於膜內,電位比膜內正,所以,na+順濃度差和電位差內流,使膜內的負電位迅速消失,並進而轉為正電位。

這種膜內為正、膜外為負的電位梯度,阻止na+繼續內流。當促使na+內流的濃度梯度與阻止na+內流的電位梯度相等時,na+內流停止。因此,動作電位的上升相的頂點是na+內流所形成的電-化學平衡電位。

在動作電位上升相達到最高值時,膜上na+通道迅速關閉,膜對na+的通透性迅速下降,na+內流停止。此時,膜對k+的通透性增大,k+外流使膜內電位迅速下降,直到恢復靜息時的電位水平,形成動作電位的下降相。

可興奮細胞每發生一次動作電位,膜內外的na+、k+比例都會發生變化,於是鈉-鉀泵加速轉運,將進入膜內的na+泵出,同時將逸出膜外的k+泵入,從而恢復靜息時膜內外的離子分佈,維持細胞的興奮性。

高中生物關於靜息電位的形成 維持和動作電位的形成

這個問題不要搞得太複雜 記住2條簡單的原則就能搞定所有問題 1動作電位時 首先胞外的鈉內流,然後內流到一定程度後,鈉不再內流,然後胞內的鉀外流,外流到一定程度,停止一切離子流動,一個動作電位完成 2完成了動作電位後 你會發現細胞內的鈉比之前多了 因其內流 細胞外的鉀比以前多了 因其外流 這時候需要鈉...

試述動作電位形成的原理,簡述動作電位產生的原理及特點

動作電位產生是由於給了神經纖維一個閥上刺激,使得鈉離子通道開啟,細胞內鈉離子內流大於鉀離子內流,使得原來外正內負變成外負內正,這使得刺激部位與靜息部位之間存在電勢差,產生區域性電流。簡述動作電位產生的原理及特點 動作電位是指可興奮細胞受到刺激時在靜息電位的基礎上產生的可擴布的電位變化過程。動作電位由...

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