1、人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動1人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在電活動，這種電活動稱為電活動，這種電活動稱為 生物電現象生物電現象 第二節第二節 細胞的生物電現象細胞的生物電現象*類型類型一、一、靜息電位靜息電位二、動作電位二、動作電位細胞的生物電現象和細胞的生物電現象和興奮性興奮性人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在電活動，人體及生物體活細胞在安靜和活動時都存在電活動，這種電活動稱為這種電活動稱為生物電現象生物電現象（bioelectricity）細胞生物電現象是普遍存在的細胞生物電現象是普遍存在的，臨床上廣泛應用的，臨床上廣泛應用的心

2、電圖、腦電圖、肌電圖心電圖、腦電圖、肌電圖及視網膜電圖等就是這些及視網膜電圖等就是這些不同器官和組織活動時生物電變化的表現。不同器官和組織活動時生物電變化的表現。人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動3人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動4 生物電生物電（bioelectricity) 一切活組織的細胞，不論在安一切活組織的細胞，不論在安靜狀態還是在活動過程中均表現有靜狀態還是在活動過程中均表現有電的變化，這種電的變化是伴隨著電的變化，這種電的變化是伴隨著細胞生命活動出現的，稱之為細胞生命活動出現的，稱之為生物生物電。電。通透膜通透膜選擇性通透膜選擇性通透膜化學現象化學現象人體生理學 細

3、胞電活動-教學 細胞電活動8na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+k+k+k+k+k+k+k+k+k+k+atpadp+pi圖圖2-6 na+-k+泵泵na+-k+泵泵k+k+na+na+na+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動9通道轉運與鈉通道轉運與鈉-鉀泵轉運模式圖鉀泵轉運模式圖人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動10一、靜息電位及其產生機制一、靜息電位及其產生機制（一）（一）靜息電位靜息電位（resting potential，rp）的概念）的概念 在細胞未受刺激時（靜息狀態下），存在于細胞膜在細胞未受刺激時（靜息狀態下），存在于細胞膜內外兩側的電位

4、差（內外兩側的電位差（膜內為負，膜外為正膜內為負，膜外為正）（）（圖圖2-8） rp實驗現象：實驗現象：人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動11* *靜息狀態的標志：靜息狀態的標志：靜息電位和靜息電位和極化極化（圖（圖2-92-9）1. 1. 極化極化：細胞在靜息時膜兩側保持內負外正的狀態細胞在靜息時膜兩側保持內負外正的狀態。 2. 2. 超極化超極化：以靜息電位為準，若膜內電位向以靜息電位為準，若膜內電位向負值增大負值增大方向方向變化。變化。3. 3. 去極化去極化：以靜息電位為準，膜內電位向以靜息電位為準，膜內電位向負值減小負值減小方向變方向變化。化。4 4. . 復極化復極化：細胞發

5、生去極化后，向細胞發生去極化后，向原先的極化方向原先的極化方向恢復。恢復。 從生物電來看，細胞的興奮和抑制都以極化為基礎，從生物電來看，細胞的興奮和抑制都以極化為基礎， 細胞細胞去極化去極化時表現為時表現為興奮興奮， 超極化超極化時表現為時表現為抑制抑制。人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動12膜電位膜電位(mv)+450-70-90-45極化極化超極化超極化去極化去極化圖圖2-9 膜電位的變化膜電位的變化復極化復極化人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動13+-a+-b+-c圖圖2-8 靜息電位靜息電位人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動14 （二）靜息電位產生的機制（二）靜息電位

6、產生的機制離子流學說離子流學說 2. 機制機制（圖（圖2-10） 條件條件（表（表2-1）（1 1）靜息狀態下細胞膜內外離子分布不均衡）靜息狀態下細胞膜內外離子分布不均衡通透性：通透性：k+ cl- na+ a- na+ina+o1 10, k+ik+o30 1 cl-icl-o1 14, a-ia-o 4 1（2 2）靜息狀態下細胞膜對離子通透性不同）靜息狀態下細胞膜對離子通透性不同 人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動15 人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動16 細胞膜外細胞膜外 細胞膜內細胞膜內 比例比例 膜通透性膜通透性 na+ 142 mmol/l 14 mmol/l 10

7、:1 很小很小k+ 5 mmol/l 155 mmol/l 1:31 最大最大cl- 110 mmol/l 8 mmol/l 14:1 次之次之a- 15 mmol/l 60 mmol/l 4:1 無無表表2-1 靜息電位產生的條件靜息電位產生的條件人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動17na+a-k+k+k+na+na+na+na+na+na+na+na+cl-圖圖2-10 靜息電位產生的機制靜息電位產生的機制cl-cl-cl-cl-cl-a-a-a-a-a-k+na+na+膜外膜外膜內膜內k+k+k+k+k+k+k+k+a-k+k+k+k+k+k+k+k+人體生理學 細胞電活動-教學

8、細胞電活動18二、動作電位及其產生機制二、動作電位及其產生機制（一）（一）動作電位動作電位（action potential，ap）的概念）的概念 細胞膜細胞膜受到刺激受到刺激時，在靜息電位基礎上發生的時，在靜息電位基礎上發生的一次可一次可擴步的擴步的電位變化電位變化峰電位峰電位*產生過程（圖產生過程（圖2-11）上升支上升支下降支下降支人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動19apap實驗現象：實驗現象：人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動20膜電位膜電位(mv)+350-55-70時間時間 (ms)峰電位峰電位閾電位閾電位靜息電位靜息電位超射超射負后電位負后電位正后電位正后電位圖圖2

9、-11 動作電位的組成動作電位的組成刺激 負后電位（去極化后電位）：峰電負后電位（去極化后電位）：峰電位的下降支到達靜息電位之前所經歷位的下降支到達靜息電位之前所經歷的微小而緩慢的電位波動。的微小而緩慢的電位波動。 正后電位（超極化后電位）：峰電正后電位（超極化后電位）：峰電位的下降支到達靜息電位之后所經歷位的下降支到達靜息電位之后所經歷的微小而緩慢的電位波動。的微小而緩慢的電位波動。人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動22去去 極極 化化上上 升升 支支下降支下降支動作電位產生過程動作電位產生過程刺激刺激局部電位局部電位閾電位閾電位去極化去極化零電位零電位反極化（超射）反極化（超射）復極

10、化復極化（負、正）后電位（負、正）后電位人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動23apap產生的基本條件產生的基本條件: :膜內外存在膜內外存在nana+ + 差差: : nana+ +iinana+ +o 110o 110；膜在受到膜在受到閾刺激閾刺激而興奮時，對離子的通透性增加：而興奮時，對離子的通透性增加： 即電壓門控性即電壓門控性nana+ +通道激活而開放通道激活而開放。（二）動作電位的產生機制二）動作電位的產生機制人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動24 上升支和上升支和nana+ +平衡電位（圖平衡電位（圖2-122-12） （1）na+內流膜去極化達到一定數值內流膜去極化

11、達到一定數值 （閾電位閾電位） （2）膜對膜對na+通透性突然增大通透性突然增大 （3）na+內流至平衡為止內流至平衡為止 （4）鋒電位鋒電位= na= na+ +平衡電位平衡電位人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動25圖圖2-12 動作電位去極化產生的機制動作電位去極化產生的機制膜外膜外膜內膜內k+a-cl-na+na+na+na+na+na+k+k+k+k+k+k+k+k+k+k+k+k+a-a-a-a-a-a-a-a-a-cl-cl-cl-cl-cl-cl-cl-cl-na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+k+k+

12、na+na+na+na+na+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動26 2. na+2. na+通道的失活和膜電位的復極（圖通道的失活和膜電位的復極（圖2-132-13） （1）na+通道通道失活失活：在去極化開始后的幾個毫秒內：在去極化開始后的幾個毫秒內 開放（激活），隨后失活開放（激活），隨后失活 （2）k+通道通道開放開放：膜去極化時被激活，在：膜去極化時被激活，在na+通道通道 失活時開放，失活時開放，k+外流，膜電位外流，膜電位 復極復極 （3）nana+ +通道的失活和膜電位的復極通道的失活和膜電位的復極構成動作電位構成動作電位 的下降支的下降支人體生理學 細胞電活動-教學 細

13、胞電活動27na+a-k+k+k+k+k+k+k+na+na+na+na+na+na+na+na+cl-na+na+na+na+na+na+na+k+k+k+圖圖2-13 2-13 動作電位復極化產生的機制動作電位復極化產生的機制膜外膜外膜內膜內a-cl-na+cl-cl-cl-cl-cl-k+k+na+a-a-a-a-a-a-k+k+k+k+k+k+k+k+k+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動28cl-k+a-na+圖圖2-14 2-14 動作電位正后電位產生的機動作電位正后電位產生的機制制膜外膜外膜內膜內a-a-a-a-a-k+k+na+na+na+na+na+na+na+na+n

14、a+na+na+na+k+k+k+k+k+k+k+k+a-a-a-a-k+k+鈉泵鈉泵cl-cl-cl-cl-cl-cl-cl-cl-adp+piatpk+k+na+na+na+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動29 * *小結：小結：1 1、上升支：、上升支：nana+ +內流（內流（nana+ +的平衡電位）的平衡電位） 下降支：下降支：k k+ +外流外流 后電位：后電位：nana+ +-k-k+ +泵的活動（圖泵的活動（圖2-142-14）2 2、apap的的產生是不消耗能量產生是不消耗能量的，的，apap的的恢復是消耗能量恢復是消耗能量的的（nanak k泵的活動）。泵的活動）

15、。3 3、ap=naap=na的平衡電位。的平衡電位。4 4、動作電位的特點、動作電位的特點（1 1）全或無全或無（2 2）傳導性傳導性（3 3）不應期不應期人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動30人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動31（三）動作電位的引起與傳導（三）動作電位的引起與傳導 1. 動作電位的引起（圖動作電位的引起（圖2-15） （1）閾電位閾電位的概念的概念 膜去極化到達爆發動作電位的臨界膜電位稱為膜去極化到達爆發動作電位的臨界膜電位稱為閾電位閾電位（threshold potential） *閾電位的特性閾電位的特性：引起膜上電壓門控性引起膜上電壓門控性nana+ +

16、通道大量開放通道大量開放 （2）引起動作電位的）引起動作電位的條件條件：膜去極化達到閾電位膜去極化達到閾電位人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動32膜電位膜電位(mv)+350-55-70時間時間 (ms)動作電位動作電位閾電位閾電位靜息電位靜息電位圖圖2-15 動作電位的引起動作電位的引起刺激刺激人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動33 2. 2. 動作電位的傳導動作電位的傳導（1）興奮在同一細胞興奮在同一細胞膜膜上的傳導上的傳導：局部電流學說（圖：局部電流學說（圖2-16）（2）神經沖動：）神經沖動：ap在神經纖維上的傳導在神經纖維上的傳導（3）傳導方式：）傳導方式：無髓神經纖維：

17、近距離局部電流（圖無髓神經纖維：近距離局部電流（圖2-17） 有髓神經纖維：跳躍式傳導（圖有髓神經纖維：跳躍式傳導（圖2-18）（4）動作電位傳導特點動作電位傳導特點 不衰減性傳導不衰減性傳導 “全或無全或無”現象現象 雙向性傳導雙向性傳導人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動34圖圖2-16 2-16 動作電位在同一細胞膜的傳導動作電位在同一細胞膜的傳導膜外膜外膜內膜內+- - -+- - -+-+-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動35興奮在同一細胞上的傳導（興奮在同一細胞上的傳導（局部電流）局部電流）人體生理學 細胞電活動-教學 細胞

18、電活動36圖圖2-17無髓鞘無髓鞘n n纖維為近距離局部電流纖維為近距離局部電流人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動37圖圖2-18 動作電位在有髓神經纖維的傳導動作電位在有髓神經纖維的傳導膜外膜外膜內膜內+-+-+-+-+-+-人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動38有髓鞘有髓鞘n n纖維為遠距離纖維為遠距離( (跳躍式跳躍式) )局部電流局部電流39人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動1. 鈉泵本質是鈉泵本質是 a. atp b. atp酶酶 c. 膜蛋白膜蛋白 d. na+-k+-atp酶酶 e. 糖蛋白載體糖蛋白載體2. 大分子蛋白質進入細胞膜的方式是大分子蛋白質進入細胞膜

19、的方式是 a. 單純擴散單純擴散 b. 易化擴散易化擴散 c. 主動轉運主動轉運 d. 入胞作用入胞作用 e. 以上都不對以上都不對3. 葡萄糖在小腸粘膜的重吸收是通過葡萄糖在小腸粘膜的重吸收是通過 a. 單純擴散單純擴散 b. 載體易化擴散載體易化擴散 c. 通道易化擴散通道易化擴散 d. 主動轉運主動轉運 e. 入胞作用入胞作用40人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動4. 以靜息電位為準，膜內電位向負值減小方向變化稱為以靜息電位為準，膜內電位向負值減小方向變化稱為 a. 極化極化 b. 超極化超極化 c. 去極化去極化 d. 復極化復極化 e. 超射超射5. 閾電位是指閾電位是指 a.

20、 造成膜對造成膜對k+通透性突然增大的臨界膜電位通透性突然增大的臨界膜電位 b. 造成膜對造成膜對k+通透性突然減小的臨界膜電位通透性突然減小的臨界膜電位 c. 造成膜對造成膜對na+通透性突然增大的臨界膜電位通透性突然增大的臨界膜電位 d. 造成膜對造成膜對na+通透性突然減小的臨界膜電位通透性突然減小的臨界膜電位 e. 以上都不對以上都不對人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動41本章測驗答案1. d 2. d 3. d 4. c 5. c 人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動42圖圖2-3 載體易化擴散載體易化擴散載體載體人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動43na+na+na

21、+na+na+na+na+na+na+na+na+圖圖2-4 化學門控通道化學門控通道通通 道道人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動44+-+圖圖2-5 電壓門控通道電壓門控通道通通 道道na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動45na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+k+k+k+k+k+k+k+k+k+k+atpadp+pi圖圖2-6 na+-k+泵泵na+-k+泵泵k+k+na+na+na+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動46na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+

22、na+圖圖2-7 繼發性主動轉運繼發性主動轉運轉運體轉運體人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動47+-a+-b+-c圖圖2-8 靜息電位靜息電位人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動48膜電位膜電位(mv)+450-70-90-45極化極化超極化超極化去極化去極化圖圖2-9 膜電位的變化膜電位的變化復極化復極化人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動49 細胞膜外細胞膜外 細胞膜內細胞膜內 比例比例 膜通透性膜通透性 na+ 142 mmol/l 14 mmol/l 10:1 很小很小k+ 5 mmol/l 155 mmol/l 1:31 最大最大cl- 110 mmol/l 8 mmo

23、l/l 14:1 次之次之a- 15 mmol/l 60 mmol/l 4:1 無無表表2-1 靜息電位產生的條件靜息電位產生的條件人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動50na+a-k+k+k+na+na+na+na+na+na+na+na+cl-圖圖2-10 靜息電位產生的機制靜息電位產生的機制cl-cl-cl-cl-cl-a-a-a-a-a-k+na+na+膜外膜外膜內膜內k+k+k+k+k+k+k+k+a-k+k+k+k+k+k+k+k+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動51膜電位膜電位(mv)+350-55-70時間時間 (ms)峰電位峰電位閾電位閾電位靜息電位靜息電位超射超

24、射負后電位負后電位正后電位正后電位圖圖2-11 動作電位的組成動作電位的組成刺激人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動52圖圖2-12 動作電位去極化產生的機制動作電位去極化產生的機制膜外膜外膜內膜內k+a-cl-na+na+na+na+na+na+k+k+k+k+k+k+k+k+k+k+k+k+a-a-a-a-a-a-a-a-a-cl-cl-cl-cl-cl-cl-cl-cl-na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+k+k+na+na+na+na+na+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動53na+a-k+k+k+k+

25、k+k+k+na+na+na+na+na+na+na+na+cl-na+na+na+na+na+na+na+k+k+k+圖圖2-13 動作電位復極化產生的機制動作電位復極化產生的機制膜外膜外膜內膜內a-cl-na+cl-cl-cl-cl-cl-k+k+na+a-a-a-a-a-a-k+k+k+k+k+k+k+k+k+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動54cl-k+a-na+圖圖2-14 動作電位正后電位產生的機制動作電位正后電位產生的機制膜外膜外膜內膜內a-a-a-a-a-k+k+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+na+k+k+k+k+k+k+k+k+a-

26、a-a-a-k+k+鈉泵鈉泵cl-cl-cl-cl-cl-cl-cl-cl-adp+piatpk+k+na+na+na+人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動55膜電位膜電位(mv)+350-55-70時間時間 (ms)動作電位動作電位閾電位閾電位靜息電位靜息電位圖圖2-15 動作電位的引起動作電位的引起刺激人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動56圖圖2-16 動作電位在同一細胞膜的傳導動作電位在同一細胞膜的傳導膜外膜外膜內膜內+- - -+- - -+-+-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動57興奮在同一細胞上的傳導（興奮在同一細胞上

27、的傳導（局部電流）局部電流）人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動58圖圖2-17無髓鞘無髓鞘n n纖維為近距離局部電流纖維為近距離局部電流人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動59圖圖2-18 動作電位在有髓神經纖維的傳導動作電位在有髓神經纖維的傳導膜外膜外膜內膜內+-+-+-+-+-+-人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動60有髓鞘有髓鞘n n纖維為遠距離纖維為遠距離( (跳躍式跳躍式) )局部電流局部電流人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動61人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動62圖3-1 血液的基本組成血液血液血漿血漿血細胞血細胞紅細胞紅細胞白細胞白細胞血小板血小板溶

28、質（溶質（ 8% 9% ）水（水（ 91% 92%）血漿蛋白血漿蛋白電解質電解質非蛋白含氮化合物非蛋白含氮化合物氣體氣體 不含氮的小分子化合物不含氮的小分子化合物（1 1）人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動63紅細胞紅細胞血漿血漿全血全血白細胞白細胞血小板血小板圖3-2 血細胞比容超速離心超速離心人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動64圖3-3 凝血血凝塊收縮血凝塊收縮血清血清人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動65圖3-4 滲透壓h2oh2o滲透壓高滲透壓高滲透壓低滲透壓低水水0.9nacl0.45nacl人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動66圖3-5 血漿晶體滲透壓低滲

29、低滲 溶液溶液高滲高滲 溶液溶液h2oh2o人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動67圖3-6 血漿晶體滲透壓與膠體滲透壓的作用示意圖血漿膠體滲透壓血漿膠體滲透壓(1.5 mmol/l) 組織液膠體滲透壓組織液膠體滲透壓 (0.8 mmol/l)h2oh2o毛細血管毛細血管組織液組織液血漿晶體滲透壓血漿晶體滲透壓h2oh2o紅細胞紅細胞晶體滲透壓晶體滲透壓人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動68圖3-7 紅細胞的滲透脆性0.6%nacl膨脹膨脹0.42%nacl部分溶血部分溶血0.35%nacl全部溶血全部溶血0.8%nacl膨脹膨脹0.9%nacl形態不變形態不變在在0.6%nacl溶

30、液中，紅細胞僅出現膨脹，不會出現溶血，溶液中，紅細胞僅出現膨脹，不會出現溶血， 若溶血，滲透脆性若溶血，滲透脆性在在0.42%nacl溶液中，部分紅細胞溶血，若不溶血，則滲溶液中，部分紅細胞溶血，若不溶血，則滲 透脆性透脆性人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動69四、血液凝固與纖維蛋白溶解四、血液凝固與纖維蛋白溶解（一）血液凝固 概念：概念：血液由流動的液體狀態轉變為不能流動的膠凍狀態凝塊的過程，血液由流動的液體狀態轉變為不能流動的膠凍狀態凝塊的過程，簡稱凝血簡稱凝血 （blood coagulation） （圖圖3-3） 實質實質：可溶性纖維蛋白原可溶性纖維蛋白原 不溶性纖維蛋白（血纖維

31、）不溶性纖維蛋白（血纖維） 網羅血細胞網羅血細胞 血凝塊血凝塊人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動70人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動71圖3-15 abo血型系統的抗原和抗體ab型型o型型a型型b型型ababoaba和和b()抗抗b抗抗a() 抗抗a和抗和抗b血型血型 紅細胞膜上的抗原紅細胞膜上的抗原 血清中抗體血清中抗體抗體：抗抗體：抗a、抗、抗b血漿中不含有與自身抗原相對應的抗體血漿中不含有與自身抗原相對應的抗體a抗原抗原b抗原抗原抗原抗原人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動72表3-2 rh血型系統的抗原和抗體 rh陽性陽性()() rh陰性陰性()()可以產生抗體可以產生抗體血型血型rh抗原抗原 抗抗rh抗體抗體人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動73圖3-16 rh血型與輸血的關系rh()第一次第一次血液血液rh()輸血輸血反應反應產生產生抗抗r h抗體抗體血液血液rh()第二次第二次rh()人體生理學 細胞電活動-教學 細胞電活動74圖3-17 rh血型對妊娠的影響第二次第二次懷孕懷孕rh（）（）母親母親胎兒血進入母體胎兒血進入母體母親血液中產生抗母親血液中產