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生物电（第1页）

生物的器官、组织和细胞在生命活动过程中发生的电位和极性变化。

它是生命活动过程中的一类物理、物理－化学变化，是正常生理活动的表现，也是生物活组织的一个基本特征。

简史

2000多年前，人类就发现动物体带电的事实，并利用电鳐所发生的生物电治疗精神病。

18世纪末，L.伽伐尼发现蛙肌与不同金属所构成的环路相接触时发生收缩的现象，提出“动物电”

的观点。

但被伏打推翻证明蛙肌的收缩只是由于蛙肌中含有导电液体，将绑在青蛙肌肉两端的不同金属连接成闭合回路，这才是产生电的关键。

以后C.马蒂乌奇、E.H.杜布瓦－雷蒙和L.黑尔曼等的工作，都证明了生物电的存在。

20世纪初，W.艾因特霍芬用灵敏的弦线电流计，直接测量到微弱的生物电流。

1922年，H.S.加瑟和J.埃夫兰格首先用阴极射线示波器研究神经动作电位，奠定了现代电生理学的技术基础。

1939年，A.L.霍奇金和A.F.赫胥黎将微电极插入枪乌贼大神经，直接测出了神经纤维膜内外的电位差。

这一技术上的革新，推动了电生理学理论的发展。

1960年，电子计算机开始应用于电生理的研究，使诱发电位能从自发性的脑电波中，清晰地区分出来，并可对细胞发放的参数精确地分析计算。

静息电位

在没有发生应激性兴奋的状态下，生物组织或细胞的不同部位之间所呈现的电位差。

例如，眼球的角膜与眼球后面对比，有5～6毫伏的正电位差，神经细胞膜内外，则存在几十毫伏的电位差等。

静息状态细胞膜内外的电位差，称静息膜电位，简称膜电位。

它的大小与极性，主要决定于细胞内外的离子种类、离子浓差以及细胞膜对这些离子的通透性。

例如，神经或肌肉细胞，膜外较膜内正几十毫伏。

在植物细胞（如车轴藻）的细胞膜内外，有100毫伏以上的电位差。

改变细胞外液（或细胞内液）中的钾离子浓度，可以改变细胞膜的极化状态。

这说明细胞膜的极化状态主要是由细胞内外的钾离子浓度差所决定的。

在细胞膜受损伤（细胞膜破裂）的情况下，损伤处的细胞液内外流通，损伤处的膜电位消失。

因此，正常部位与损伤部位之间就呈现电位差，称为损伤电位（或分界电位）。

有些生物细胞，不仅细胞膜内外有电位差，在细胞的不同部位之间也存在电位差。

这类细胞称极性细胞。

在极性细胞所组成的组织中，如果极性细胞的排列方向不一致，它们所产生的电场相互抵消，该组织就表现不出电位差。

如果极性细胞的排列方向一致，该组织的不同部位间就呈现一定的极性与电位差。

它的极性与电位大小，取决于细胞偶极子矢量的并联、串联或两者兼有所形成的矢量总和。

例如，青蛙的皮肤，在表皮接近真皮处，有极性细胞。

这些细胞具有并联偶极子的性质，内表面比外表面正几十毫伏。

在另一些生物组织上，极性细胞串联排列，如电鱼的电器官就是由特化的肌肉所形成的“肌电板”