动作电位曲线图生成器
生成带标注的动作电位曲线图，标出静息电位、阈电位、去极化、复极化和超极化以及 Na⁺、K⁺ 通道变化，可画神经元、心肌和骨骼肌细胞。专为生理学编写。
动作电位曲线图示例
四张动作电位图：标出离子通道的神经元全标注图、只标五处的简明图、0～4期的心室肌动作电位，以及空白填图版。均按所附提示词实际生成，点击即可载入提示词修改。
带标注的动作电位曲线图：从刺激到恢复静息的一次峰电位
从左往右读曲线：纵轴是膜电位（mV），横轴是时间（ms），两条虚线分别是阈电位和静息电位。
- 1
刺激 → 阈电位（−55 mV）
在1 ms时，刺激使膜电位从−70 mV的静息电位升到阈电位。
- 2
去极化 → 峰值（+30 mV）
电压门控Na⁺通道开放，Na⁺迅速内流；曲线远不到1毫秒就越过0 mV。
- 3
复极化
Na⁺通道失活，电压门控K⁺通道开放，K⁺外流，曲线下降。
- 4
超极化 → 恢复静息
K⁺继续外流，曲线降到−70 mV以下，约4 ms时回到静息电位。
神经元、心脏、肌肉：动作电位曲线图与示意图对比
曲线形状取决于细胞类型，有些图画的不是曲线，而是细胞膜或轴突。说明细胞类型和你的课程使用的数值；常见的版本有这些：
神经元动作电位曲线图
就是上面的默认图：静息电位约−70 mV，阈电位约−55 mV，峰值接近+30 mV，超极化时趋向约−90 mV的K⁺平衡电位，全部在2到4 ms内完成。生理学课程可以在峰电位下方加上Na⁺和K⁺电导曲线：Na⁺电导在上升支内升起又回落，K⁺电导上升较晚，一直持续到超极化阶段。
兴奋在神经纤维上的传导示意图
画一段轴突而不是曲线：兴奋部位Na⁺内流，膜内变为正电位；紧挨其后的部位K⁺外流，膜处于不应期；前方的膜仍处于静息状态。局部电流的箭头说明兴奋为什么向前传而不向后传。可以要求把电压门控Na⁺通道画成关闭、开放、失活三种状态。
心肌细胞动作电位曲线图
心室肌细胞，按0期到4期编号：4期静息，约−90 mV；0期经Na⁺通道快速去极化；1期一过性K⁺通道开放，形成小切迹；2期平台期，膜电位接近0 mV，Ca²⁺经L型通道内流，与K⁺外流相平衡；3期K⁺通道占主导，复极化。整条曲线持续约250到300 ms，所以时间轴以百毫秒计。
窦房结动作电位曲线图
起搏细胞的曲线，没有平直的静息线。4期从约−60 mV开始，先靠缓慢内流的“funny电流”，再靠T型Ca²⁺通道逐渐上升；在约−40 mV时L型Ca²⁺通道开放，形成缓慢、圆钝的上升支（0期），峰值约+15 mV；K⁺通道使电位回落（3期）。没有1期和2期。连续画几个周期，才能体现自动节律。
骨骼肌动作电位曲线图
和神经元一样短，只有几毫秒，但从约−90 mV的静息电位开始。它起始于神经肌肉接头：乙酰胆碱打开配体门控通道，终板电位使肌纤维达到阈电位，随后沿肌膜扩布，并深入横小管。把它画在由它引发、持续几十毫秒的单收缩曲线上方，就能看出谁先谁后。
静息电位示意图
峰电位出现之前的细胞膜：K⁺膜内约140 mM、膜外4到5 mM，Na⁺膜外约145 mM、膜内10到15 mM。K⁺经渗漏通道外流，使膜内为负；钠钾泵每消耗1个ATP，泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺，维持浓度梯度。
跳跃传导示意图
有髓轴突上，动作电位从一个郎飞结跳到下一个郎飞结，结间的髓鞘使轴突绝缘，电流在轴突内迅速扩散。标出速度作对比：粗的有髓纤维最高约120 m/s，细的无髓纤维约1 m/s。
局部电位曲线图（EPSP与IPSP）
阈电位线以下大小不一的小隆起表示EPSP，低于静息电位的小下凹表示IPSP。画出总和：单个EPSP会逐渐消退，两个EPSP相继到达叠加后越过−55 mV，引发完整的峰电位。这张图解释了阈电位为什么重要。
动作电位各期：离子通道与膜电位
带标注的动作电位曲线图通常要画出的各期、每一期离子通道的变化，以及它在电压轴上的位置。除非你要求更简短，这就是默认的标注内容。
| 分期 | 离子通道的变化 | 膜电位 |
|---|---|---|
| 静息电位 | 电压门控通道关闭；K⁺渗漏通道和钠钾泵维持膜电位稳定 | 约−70 mV |
| 刺激 | 来自突触等处的局部电位使正电荷内流，膜发生去极化 | 由−70 mV向−55 mV |
| 阈电位 | 足够多的电压门控Na⁺通道开放，去极化开始自我加速 | 约−55 mV |
| 去极化（上升支） | 电压门控Na⁺通道大量开放，Na⁺内流 | 由−55 mV升过0 mV |
| 峰值（超射） | Na⁺通道失活，较慢的电压门控K⁺通道开放 | 约+30 mV |
| 复极化（下降支） | K⁺经开放的电压门控K⁺通道外流 | 由峰值回落至−70 mV附近 |
| 超极化（后超极化） | K⁺通道关闭较晚，K⁺短暂继续外流 | 短暂低于−70 mV |
| 恢复静息电位 | K⁺通道关闭，渗漏通道和钠钾泵恢复静息状态 | 回到约−70 mV |
| 绝对不应期 | Na⁺通道处于开放或失活状态，任何刺激都不能引发下一次动作电位 | 从阈电位经峰值到下降支的大部分 |
| 相对不应期 | 部分Na⁺通道已复活，但K⁺仍在外流，只有更强的刺激才能引发 | 下降支末段和超极化期 |
不同课程要求标出的分期数不同。 入门练习通常只标静息电位、阈电位、去极化、复极化和超极化；高中选修、大学及护理、医学课程还要加上刺激、峰值、通道变化和两个不应期，有些教材把峰值定在+40 mV而非+30 mV。写明你需要的标注和数值，就只画这些。
动作电位曲线图是什么？
动作电位曲线图以神经元的膜电位（mV）对时间（ms）作图：膜电位从约−70 mV的静息电位出发，去极化越过约−55 mV的阈电位，迅速升至约+30 mV，随后复极化，短暂低于静息水平，再回到−70 mV。 每一期都会标出驱动它的离子通道。
要点
- 神经元的一次动作电位只持续约1～2毫秒。 膜电位从静息时的−70 mV变到峰值约+30 mV，幅度约100 mV，几毫秒后即恢复静息。
- 去极化由电压门控Na⁺通道驱动。 刺激使膜电位达到约−55 mV时通道开放，Na⁺内流，内流又使更多通道开放，形成正反馈，所以上升支几乎垂直。
- 复极化由电压门控K⁺通道驱动。 它们比Na⁺通道开放得慢，大约在峰值处Na⁺通道失活时开放，K⁺外流，膜电位随之下降。
- 超极化源于K⁺通道关闭较晚。 回到静息电位后K⁺仍短暂外流，把膜电位拉到−70 mV以下，趋向约−90 mV的K⁺平衡电位，之后钠钾泵和渗漏通道使其恢复静息。
- 动作电位遵循“全或无”定律。 未达阈电位的刺激不产生动作电位，达到阈电位的刺激总产生同样幅度的动作电位；刺激越强，发放频率越高，幅度并不增大。
局部电位与动作电位的区别
局部电位是幅度随刺激强度变化、随距离衰减的小范围膜电位变化；动作电位只在达到阈电位时产生，是升至约+30 mV的“全或无”式电位，沿整条轴突传导而不衰减。 树突和胞体上的局部电位在轴突起始段总和，只有总和达到阈电位时才在那里产生动作电位。
| 局部电位 | 动作电位 | |
|---|---|---|
| 幅度 | 随刺激强度而变 | 恒定，从静息到峰值约100 mV（全或无） |
| 方向 | 可去极化也可超极化 | 总是先去极化再复极化 |
| 阈值 | 无，任何刺激都能引起 | 膜电位达到约−55 mV时才产生 |
| 随距离的变化 | 离产生部位越远衰减越快 | 沿轴突以同样幅度不断再生 |
| 发生部位 | 树突、胞体和感受器 | 轴突，从起始段到轴突末梢 |
| 总和与不应期 | 可以总和；没有不应期 | 不能总和；之后有不应期 |
在曲线图上，局部电位是停在阈电位虚线以下的小隆起，或低于静息电位的小凹陷；动作电位则是越过阈值、超过0 mV、又回落到静息电位以下的高尖峰。 如果图中不同刺激画出了高低不同的尖峰，画的是局部电位，而不是动作电位。
关于动作电位曲线图的常见问题
动作电位分为哪5个时期？
多数课程分为五期：静息电位、阈电位、去极化、复极化和超极化，之后膜电位回到静息。 也有教材把刺激或峰值单列一期来代替阈电位。在曲线图上它们从左到右依次出现，神经元中全程约2 ms。
带标注的动作电位曲线图应包括什么？
纵轴为膜电位（mV），横轴为时间（ms），用虚线标出静息电位（−70 mV）和阈电位（−55 mV），并在一条曲线上标出刺激、去极化、峰值（+30 mV）、复极化、超极化和恢复静息。 生理学和医学课程还会加上Na⁺、K⁺通道的变化以及绝对不应期和相对不应期。这是默认内容，要求少标几处就只画那几处。
什么是静息电位？
神经元未兴奋时膜两侧的电位差，约−70 mV，膜内相对膜外为负。它主要来自K⁺经开放的渗漏通道外流，顺着膜内约140 mM、膜外4到5 mM的浓度梯度；钠钾泵每消耗1个ATP泵出3个Na⁺、泵入2个K⁺，使浓度梯度不至于消失。心肌细胞和骨骼肌细胞的静息电位接近−90 mV。
为什么膜电位会超射到+30 mV？
因为膜内超过0 mV后，Na⁺仍在很大的浓度差推动下继续内流。 膜电位趋向约+60 mV的Na⁺平衡电位，但在此之前Na⁺通道已失活、K⁺通道已开放，所以峰值停在约+30 mV。
什么是不应期？
动作电位之后，膜完全不能再产生动作电位的时期叫绝对不应期，只有比平时更强的刺激才能引发的时期叫相对不应期。 绝对不应期持续于Na⁺通道开放或失活期间，相对不应期紧随其后、K⁺仍在外流。不应期使动作电位一个个分开，并只沿轴突单向传导。
去极化和复极化时发生了什么？
去极化时电压门控Na⁺通道开放、Na⁺内流，膜内电位从−70 mV升到约+30 mV；复极化时电压门控K⁺通道开放、K⁺外流，膜电位又降下来。 也就是说，曲线上升支是Na⁺内流，下降支是K⁺外流。
动作电位后的超极化是怎么产生的？
电压门控K⁺通道关闭稍晚，膜电位回到−70 mV后K⁺仍在外流。 膜电位于是低于静息水平、趋向K⁺平衡电位，等通道关闭后，渗漏通道和钠钾泵再把它恢复到−70 mV。
什么是阈电位？
典型神经元中约为−55 mV的膜电位，达到它时足够多的电压门控Na⁺通道开放，去极化便能自行进行下去。 低于阈电位，刺激只产生逐渐消退的局部电位；达到或超过阈电位，就产生完整的动作电位——这就是“全或无”。
神经元与心肌的动作电位有什么区别？
心室肌细胞的动作电位持续约250～300 ms而非约2 ms，静息电位约−90 mV而非−70 mV，并有一个较长的平台期（2期），Ca²⁺经慢通道内流。 平台期使心肌的不应期长达约250 ms，因此在收缩结束前不会再次兴奋。
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